熱帶季風(fēng)海洋性氣候?qū)β短齑笮推鹬貦C(jī)械安全影響分析

 

表1近10年海南露天作業(yè)缺少防災(zāi)措施的大型起重機(jī)械統(tǒng)計(jì)表設(shè)備類別架橋機(jī)門式起重機(jī)（含裝卸橋）門座起重機(jī)流動(dòng)式起重機(jī)移動(dòng)式塔式起重機(jī)合計(jì)設(shè)備總數(shù)32臺(tái)108臺(tái)92臺(tái)51臺(tái)21臺(tái)304臺(tái)缺陷設(shè)備數(shù)30臺(tái)96臺(tái)85臺(tái)39臺(tái)17臺(tái)267臺(tái)所占比例94%89%92%76%81%88%造成損失的不完全統(tǒng)計(jì)265萬元1943萬元4962萬元1270萬元850萬元9290萬元75海南地處我國南部，四面環(huán)海，氣候多變，屬于典型的熱帶季風(fēng)海洋性氣候。每年因氣候條件產(chǎn)生的雷電、熱帶氣旋（臺(tái)風(fēng)）、陣風(fēng)（地形風(fēng)）、太陽暴曬、暴雨、海水侵蝕等自然災(zāi)害給露天作業(yè)的大型起重機(jī)械造成很大的損害，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)上千萬元。經(jīng)對海南10來年起重機(jī)械檢驗(yàn)工作統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，海南大多數(shù)露天作業(yè)的大型起重機(jī)械缺少防范上述自然災(zāi)害的相應(yīng)措施（見表1）。而且氣候X才露天作業(yè)的大型起重機(jī)械安全影響在海南未能引起相關(guān)單位的足夠重視。本文通過分析熱帶季風(fēng)海洋性氣候?qū)β短熳鳂I(yè)大型起重機(jī)械安全的影響因素，并進(jìn)一步提出相應(yīng)的防范措施，給起重機(jī)械相關(guān)單位提供技術(shù)。

 

2海南的氣候特點(diǎn)海南氣候的基本特征為：四季不分明，日照時(shí)間長、雨水多、臺(tái)風(fēng)和雷電活動(dòng)頻繁。光、熱、水資源豐富，年降水量在1100毫米~2500毫米之間，年光照時(shí)間為1700~2650小時(shí)。同時(shí)海南是全國*嚴(yán)重的雷擊高發(fā)區(qū)和重災(zāi)區(qū)，雷擊頻率和強(qiáng)度均居全國之首。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，海南的年平均雷暴天數(shù)高達(dá)120天左右，*多年份多達(dá)149天。登陸海南的臺(tái)風(fēng)個(gè)數(shù)多，強(qiáng)度等級(jí)高，12級(jí)以上的臺(tái)風(fēng)幾乎每年都有。此外，海南的暴雨和太陽暴曬交替頻繁，暴雨一年四季都可能出現(xiàn)。所以海南一直是我國受到海洋氣候影響*大的省份。

 

3海南熱帶季風(fēng)海洋性氣候?qū)Υ笮推鹬貦C(jī)械的影響和防范露天作業(yè)的大型起重機(jī)械如岸邊集裝箱起重機(jī)、裝卸橋、門座起重機(jī)、移動(dòng)式塔式起重機(jī)、架橋機(jī)、大型履帶起重機(jī)等，它們的機(jī)構(gòu)形式不盡相同，但是它們都具有共同的特點(diǎn)：就是設(shè)備高、體型大、迎風(fēng)面積較大。因此極容易遭受雷擊和臺(tái)風(fēng)、陣風(fēng)的損害。同時(shí)，海南太陽暴曬、暴雨活動(dòng)頻繁，對大型起重機(jī)械交替侵蝕，起重機(jī)很容易鎊蝕。

 

3.1雷電對大型起重機(jī)械的影響和防范3.1.1雷電對露天大型起重機(jī)械的危害雷電是自然界中一種常見的放電現(xiàn)象。

 

雷電放電過程中，在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的高電流（可達(dá)上千安）、篼電壓（可產(chǎn)生上萬甚至數(shù)十萬伏沖擊電壓）、高溫度（電弧溫度可達(dá)幾千甚至上萬攝氏度）對露天作業(yè)的大型起重機(jī)械構(gòu)成很大的威脅。

 

直擊雷產(chǎn)生的電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)會(huì)使受雷擊的起重機(jī)械毀壞，甚至引起火災(zāi)或造成人員傷亡。

 

感應(yīng)雷的雷電感應(yīng)和電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的感應(yīng)浪涌電流會(huì)使起重機(jī)電氣線路中的相關(guān)元器件遭到損壞，擊穿集成化的電子線路。雷電浪涌引起的電磁、無線和靜電等干擾使得大型起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)受到嚴(yán)重影響，產(chǎn)生數(shù)據(jù)誤碼或亂碼，傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和傳輸速率降低。并且感應(yīng)產(chǎn)生的過電壓可以通過各種金屬導(dǎo)線傳輸?shù)狡鹬貦C(jī)的司機(jī)室或電氣室，致使雷災(zāi)范圍擴(kuò)大。

 

分：總則對起重機(jī)械的防雷做出了相應(yīng)的規(guī)定：對于安裝在野外且相對周圍地面處在較高位置的起重機(jī)，應(yīng)考慮避除雷擊對其高位部件和人員造成損壞和傷害。特別是如下情況：易遭雷擊的結(jié)構(gòu)件（例如：臂架的支撐纜索）；連接大部件之間的滾動(dòng)軸承和車輪（例如：支撐回轉(zhuǎn)大軸承，運(yùn)行車輪軸承）；為保證人身安全起重機(jī)運(yùn)行軌道應(yīng)可靠接地。

 

目前，接閃、接地、等電位連接、分流、屏蔽等是設(shè)備主要的五種防雷方法。其中接地是起重機(jī)械防雷系統(tǒng)中*基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，接地不好，所有防雷措施的防雷效果均不能發(fā)揮出來。針對海南露天作業(yè)的大型起重機(jī)械特點(diǎn)，應(yīng)考慮從以下方面來保證防雷安全：（1）固定軌道上運(yùn)行作業(yè)的大型起重機(jī)械防雷確保起重機(jī)各個(gè)部件的等電位連接，即將起重機(jī)上各類電氣電子信息設(shè)備、各個(gè)金屬結(jié)構(gòu)的接地用導(dǎo)線連接，使各個(gè)部件之間進(jìn)行等電位連接，減小各金屬結(jié)構(gòu)件之間、電氣系統(tǒng)中各個(gè)裝置之間因雷電感應(yīng)產(chǎn)生的電位差。具體做法是：將起重機(jī)上的電氣設(shè)備的金屬外殼、金屬管線、電纜線的金屬外皮、變壓器的中性點(diǎn)等均可靠接地，并連在一起。

 

將起重機(jī)上通過銷軸連接的各個(gè)金屬結(jié)構(gòu)件用截流面積不小于16mm2的軟銅線進(jìn)行跨接，以保證各個(gè)金屬結(jié)構(gòu)件之間的等電位連接。

 

在起重機(jī)的行走機(jī)構(gòu)和行走軌道之間，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與回轉(zhuǎn)支撐軌道之間設(shè)置掃軌接地刷，以保證它們之間的等電位連接。

 

對起重機(jī)上的PLC變頻調(diào)速裝置設(shè)備，大型監(jiān)控管理系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備等相應(yīng)地設(shè)置浪涌保護(hù)器。并將起重機(jī)信息管理系統(tǒng)中的各個(gè)外露導(dǎo)電部位進(jìn)行等電位連接。

 

安裝有安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的造船門式起重機(jī)和架橋機(jī)此兩類大型起重機(jī)械，防雷保護(hù)尤其重要。這些起重機(jī)其安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的終端設(shè)備一般都是安放在監(jiān)控室和司機(jī)室內(nèi)，所以監(jiān)控室的防雷應(yīng)從多方面、多種防雷措施進(jìn)行考慮。監(jiān)控室所處建筑物其防雷措施應(yīng)符合GB50057-2010建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定。進(jìn)入監(jiān)控室的各種金屬管線應(yīng)接到防感應(yīng)雷的接地裝置上。并在監(jiān)控室內(nèi)設(shè)置一等電位連接母線，將該連接母線與建筑物的各種接地線連接到一起以防止危險(xiǎn)的電位差。各種浪涌保護(hù)器的接地線與等電位連接母排之間的電氣連接應(yīng)是*直和*短的。裝設(shè)在起重機(jī)各個(gè)重要位置上的攝像頭盡量置于接閃器（避雷針或其它接閃導(dǎo)體）的有效保護(hù)范圍之內(nèi)，其接地線應(yīng)與起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)間可靠連接。

 

此外，還應(yīng)在起重機(jī)的行走軌道每隔50m設(shè)置一個(gè)接地極，各段軌道之間采用銅質(zhì)的跨接地線連接，以保證良好的接地連通性。

 

（2）流動(dòng)式作業(yè)的大型起重機(jī)械防雷對于大型履帶起重機(jī)、輪胎式集裝箱門式起重機(jī)等流動(dòng)式作業(yè)的起重機(jī)不能用其本身直接作為防直擊雷的設(shè)施用。發(fā)生雷電時(shí)，應(yīng)盡量將其停放在有避雷設(shè)施的保護(hù)區(qū)域內(nèi)，并盡可能地采取措施有效降低其高度，關(guān)閉整車電源，人機(jī)分離。

 

對于架橋機(jī)等流動(dòng)野外作業(yè)的起重機(jī)，可借用大橋橋墩、鐵路（或公路）路基基礎(chǔ)的接地線與大地進(jìn)行可靠連接（見），并將起重機(jī)上通過銷軸連接的各個(gè)金屬結(jié)構(gòu)件用軟銅線進(jìn)行跨接。

 

露天進(jìn)行起重機(jī)作業(yè)的人員防雷對于在露天大型起重機(jī)械上作業(yè)的人員，當(dāng)遇到雷雨時(shí)，應(yīng)該及時(shí)關(guān)閉起重機(jī)電源，放下手中的金屬工具，離開作業(yè)現(xiàn)場，迅速到安全處所躲避。如有條件，可進(jìn)入有寬大金屬構(gòu)架或有防雷設(shè)施的建筑物、汽車內(nèi)。嚴(yán)禁在大樹下、電線桿旁或涵洞內(nèi)躲避。應(yīng)盡量離開小山、小丘、隆起的小道，以及盡量遠(yuǎn)離海濱、湖濱、河邊、池塘旁等涉水地帶和避開鐵絲網(wǎng)、煙囪、寶塔等設(shè)施。

 

3.2臺(tái)風(fēng)和陣風(fēng)對大型起重機(jī)械的影響和防范熱帶氣旋（臺(tái)風(fēng)）是影響海南的主要自然災(zāi)害，年平均影響約7個(gè)。在海南，12級(jí)以上的臺(tái)風(fēng)幾乎每年都有，*高級(jí)別達(dá)15級(jí)，如2005年影響海南的“達(dá)維”臺(tái)風(fēng)，在海南的三亞市就有9臺(tái)塔式起重機(jī)在這次臺(tái)風(fēng)中倒塌，損失慘重。所以防御臺(tái)風(fēng)對于露天作業(yè)的大型起重機(jī)械來講是重中之重。

 

3.2.1臺(tái)風(fēng)和陣風(fēng)對大型起重機(jī)械的影響露天工作在軌道上的起重機(jī)，在其制造設(shè)計(jì)時(shí)一般是按照9級(jí)風(fēng)力的標(biāo)準(zhǔn)來考慮其風(fēng)力因素的。但是當(dāng)起重機(jī)受突發(fā)強(qiáng)風(fēng)吹襲時(shí)，由于來不及啟用錨定等安全裝置，風(fēng)力可能會(huì)克服大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)器的制停力而使起重機(jī)發(fā)生滑行。這種失控的滑行，將使起重機(jī)出軌并撞擊軌道端部或起重機(jī)之間相互撞擊，以致整體傾翻或損毀。此外，在海南個(gè)別港口，因環(huán)境因素的影響，可能出現(xiàn)地形風(fēng)。它的持續(xù)時(shí)間較短，但風(fēng)力很強(qiáng)，足以吹動(dòng)起重機(jī)做較長距離的滑動(dòng)，并且可能撞毀軌道端部的止擋，造成起重機(jī)出軌相撞或傾翻。如海南的馬村港，在2013年的4月和5月就連續(xù)發(fā)生了兩起門座起重機(jī)滑移相撞的事故，并造成了1臺(tái)門座起重機(jī)傾翻報(bào)廢，2臺(tái)門座起重機(jī)損毀的嚴(yán)重后果，直接經(jīng)濟(jì)損失幾百萬元。

 

3.22露天作業(yè)的大型起重機(jī)械防風(fēng)GB6067.1-2010起重機(jī)械安全規(guī)程第1部分：總則中規(guī)定：室外工作的軌道式起重機(jī)應(yīng)裝設(shè)可靠的防風(fēng)防滑裝置，并應(yīng)滿足規(guī)定的工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)防風(fēng)防滑要求。露天作業(yè)的大型起重機(jī)械，應(yīng)考慮通過以下措施提高其抗風(fēng)能力同時(shí)采用多種防風(fēng)裝置和措施對于露天作業(yè)的大型起重機(jī)械，如岸邊集裝箱起重機(jī)、門座起重機(jī)、移動(dòng)式塔式起重機(jī)等，為了增強(qiáng)防風(fēng)防滑裝置的安全可靠性，應(yīng)在起重機(jī)上同時(shí)采用幾種防風(fēng)防滑裝置和措施。

 

（2）新購置的大型起重機(jī)采取提高防風(fēng)等級(jí)設(shè)計(jì)對于新購置的大型起重機(jī)械，在相關(guān)的制造協(xié)議中應(yīng)根據(jù)海南的氣候特點(diǎn)，相應(yīng)地提高防風(fēng)等級(jí)設(shè)計(jì)，以保證起重機(jī)能承受12級(jí)以上臺(tái)風(fēng)和陣風(fēng)的抗風(fēng)防滑要求。

 

（3）在用起重機(jī)械加裝防風(fēng)防滑裝置對于在用的大型起重機(jī)械，應(yīng)加強(qiáng)行走機(jī)構(gòu)工作制動(dòng)器的維護(hù)，保證其可靠有效。對于一些只有工作制動(dòng)器，而無防滑裝置的大型起重機(jī)，如門座起重機(jī)、移動(dòng)式塔式起重機(jī)等，應(yīng)通過改造加裝夾輪器、電動(dòng)鐵鞋、頂軌器等起重機(jī)抗風(fēng)防滑裝置。

 

3.3暴曬和暴雨對起重機(jī)械的影響和防范3.3.1太陽暴曬和暴雨對起重機(jī)械的影響海南四面環(huán)海，在靠近海邊地區(qū)的空氣里含有很大的鹽分，對起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)件的腐蝕相對來講會(huì)嚴(yán)重得多。加上海南氣候多變，強(qiáng)對流天氣時(shí)有發(fā)生，尤其是在5-10月之間，白天氣候時(shí)常是一會(huì)太陽暴曬，一會(huì)傾盆大雨，而后馬上又是一陣暴曬。此類天氣對露天作業(yè)的起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)很容易造成腐蝕。因此防腐是露天作業(yè)大型起重機(jī)械的一項(xiàng)很重要工作。

 

3.3.2露天作業(yè)的大型起重機(jī)械防暴曬、暴雨和抗腐蝕措施露天作業(yè)的大型起重機(jī)械應(yīng)考慮通過以下途徑來防暴曬、暴雨，并提高其抗腐蝕能力：起重機(jī)械設(shè)計(jì)過程增加防腐蝕考慮在起重機(jī)的設(shè)計(jì)思路和施工圖紙中，應(yīng)考慮焊接在主結(jié)構(gòu)上的構(gòu)件盡量在車間內(nèi)與主結(jié)構(gòu)同步制作并整體沖砂油漆；需現(xiàn)場安裝的平臺(tái)欄桿等盡量采用螺栓連接，避免起重機(jī)總裝后的現(xiàn)場焊接對油漆的破壞；螺栓等緊固件必需有不銹鋼、達(dá)克羅或熱浸鋅等防腐措施，結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓可在終擰后再覆涂一層面漆；不需要人進(jìn)入的結(jié)構(gòu)小箱體采用密封設(shè)計(jì)等。

 

起重機(jī)械制造過程加強(qiáng)防腐處理通過加強(qiáng)對原材料的清除鐵銹、氧化皮的處理，并嚴(yán)格按照涂漆工藝流程和守則抓好制造過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的涂漆質(zhì)量，以保證在起重機(jī)的制造過程中金屬結(jié)構(gòu)件較好的防腐處理。

 

（3）在用起重機(jī)械定期進(jìn)行防腐對在用的起重機(jī)械，尤其是重要的金屬結(jié)構(gòu)件、連接件等，應(yīng)定期進(jìn)行除鎊防鎊處理。

 

在靠近海邊作業(yè)的起重機(jī)械，應(yīng)合理布局，做好防波提的建設(shè)，盡量避免海風(fēng)和海水的正面襲擊。經(jīng)海水侵蝕過的構(gòu)件應(yīng)及時(shí)采用淡水沖洗，避免食鹽腐蝕。

 

給起重機(jī)設(shè)置遮陽遮雨棚對有條件的起重機(jī)械，如門式起重機(jī)，給起重機(jī)設(shè)置遮陽遮雨棚，非工作時(shí)將起重機(jī)移至遮陽棚內(nèi)避暴曬和暴雨，防止交變天氣加速起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的銹蝕。

 

氣候條件對露天作業(yè)的大型起重機(jī)械的安全有很大影響，尤其是對于按照國家質(zhì)檢總局質(zhì)檢辦特聯(lián)〔2013〕5號(hào)文要求裝有安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的兩類大型起重機(jī)械，影響更大。起重機(jī)械的設(shè)計(jì)制造單位在起重機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造過程，起重機(jī)械的使用單位在起重機(jī)的選型和使用中均應(yīng)充分考慮環(huán)境氣候因素對起重機(jī)的影響，適應(yīng)環(huán)境設(shè)計(jì)，在制造過程中合理選材，在使用過程中采取有效的防范措施，這樣才能更加可靠地確保大型起重機(jī)械的安全。