淺析吊鉤斷裂原因及其預防對策

摘要本文著重對吊鉤因材料不良引起的斷裂和管理、使用因素進行分析，旨在使企業(yè)加強吊裝工藝、吊具管理，確保安全吊運。

關(guān)鍵詞危險斷面極限承載能力屈服承載能力安全系數(shù)

1996年11月6日，某廠浸漆車間用四只φ30mm的鍛造鉤，從外緣鉤住4只專用工具鎖緊螺母的吊孔，吊起約10t重的定子鐵芯，行車運行到中間跨，準備落鉤之際，因制動，吊鉤受到負載沖擊的瞬間，四只吊鉤全部斷裂，幸未傷人。事后經(jīng)觀察，吊鉤既不超載，又無外觀缺陷，那么吊鉤怎么會斷裂呢？

筆者通過技術(shù)鑒定、座談、調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)該起事故是多重因素集合的結(jié)果，現(xiàn)將其原因淺析如下：

一、原因分析

1、吊鉤的材質(zhì)不良是斷鉤的內(nèi)在重要原因。

（1）由金相分析圖1（略）可知，斷鉤斷面平齊，晶粒細小，雖灰色，無塑性變形跡象，斷面上有急速擴展放射線條，裂源位于吊鉤內(nèi)緣，無明顯夾雜、微裂紋等現(xiàn)象。屬于脆性斷裂口的特性。

（2）從熱處理角度分析：該斷鉤經(jīng)過淬火及中溫回火處理其金相與機械性能出現(xiàn)如下狀況：①經(jīng)測硬度，外表面強度高，中部強度低，由機械性能試驗得出塑性也較差；②過渡部分經(jīng)測硬度，強度比中部高，塑性比中部差。由此可見：如若吊鉤表面一旦形成裂紋，就會迅速擴展發(fā)生脆性斷裂。

（3）由化學分析結(jié)果表1表明，斷鉤的含碳量高于國標（GB10051·1—88《起重吊鉤機械性能、起重量、應力及材料》中明文規(guī)定的DCr20（C：0.17~0.24）、DCr20Mn（C：0.17~0.24）、DCr34CrMo（C：0.30~0.37）、DCr34CrNiMn(C：0.30~0.38)、DCr34CrNiMo（C：0.26~0.33）五種專用材料所規(guī)定的含量，屬45中碳鋼，不符合國標規(guī)定的選材要求。


（4）機械性能測試：由表2斷鉤的技術(shù)參數(shù)與國標DCr20Mn的技術(shù)參數(shù)進行比照可得出，現(xiàn)用的斷鉤材料塑性指標差，延伸率、沖擊值均低于國標要求值，相差甚遠，顯然違反吊鉤必須用韌性良好的材料來制造的要求，故易導致脆性斷裂。


(5)從受力分析按曲梁理論對吊鉤危險斷面進行測算，可得出其極限承載能力，屈服承載能力和安全系數(shù)。以其檢測情況來看，其表面抗拉強度（1480~1599N/mm2）與表面需承受的張應力1038N/mm2相比其安全系數(shù)甚小，僅為1.5左右。也易使吊鉤斷裂。

2、操作原因──吊鉤與吊具選配不當

該產(chǎn)品的吊裝方法是選用四只φ30mm、開口度凈寬小于100mm的吊鉤，分別鉤住定子專用工具的吊環(huán)孔，其尺寸為φ70×95×120mm由外向里鉤95mm寬的吊孔，致使吊鉤只能前端受力和吊鉤內(nèi)側(cè)危險斷面處受力，這是最不利的受力狀態(tài)。鑒定表明：該吊鉤的裂源位于吊鉤內(nèi)側(cè)與吊環(huán)的接觸點，其斷裂面發(fā)生在吊鉤直柄部分與彎曲交界面處，該斷裂面按曲梁理論計算，恰好處于內(nèi)拉外壓、應力最大、最易破斷的危險斷面。由此可見，吊鉤與吊裝工具選配不當和采用吊鉤直接鉤吊環(huán)孔的錯誤吊法是導致斷鉤的直接原因。

3、工藝管理缺陷──吊裝工藝不盡合理，工藝紀律松懈

該產(chǎn)品在工藝卡上規(guī)定采用吊鉤、16卸扣與專用工具環(huán)孔配合起吊，這在制造車間是可行的，能保證產(chǎn)品安全?？墒窃诮彳囬g采用卸扣配合操作，因產(chǎn)品入漆缸，在裝拆卸扣的過程中會給職工帶來延長接觸有害物時間，引起中毒的矛盾。為此操作者在吊第一臺時曾提出建議，要求改進專用吊裝工具，設計者亦同意改進，并允諾用吊鉤與吊環(huán)孔直接配合試吊，結(jié)果因產(chǎn)品的間隙性生產(chǎn)隨時間推延而被遺忘，既未改進吊裝工具，又未修改工藝卡，在操作者手中的工藝過程卡只標明起吊工具，設備工裝圖號，但沒有附上吊具工裝明細表而欠周全，同時也易使操作者因種種原因（加工裝圖號查不到……），不嚴格執(zhí)行工藝紀律而是憑經(jīng)驗、習慣操作，疏漏卸扣的使用，采用吊鉤與吊環(huán)孔直接起吊簡捷圖快的方法。顯見工藝管理不嚴，也是導致斷鉤事故發(fā)生的管理因素。

4、人本原因──操作者技術(shù)素質(zhì)不高

大量事故表明，事故的發(fā)生與否與人的安全文化、技術(shù)素質(zhì)有著密切的關(guān)系，人的安全文化技術(shù)素質(zhì)較高，就能消除或控制事故的發(fā)生，反之會誘發(fā)事故的發(fā)生，這起斷鉤事故也由此引發(fā)。具體表現(xiàn)：其一選用鉤頸鉤體均為圓形的鍛造鉤，由受力分析可知，圓形截面的鉤體受力遠遠不如T字形、梯形截面合理，它僅用于小型鉤。其二操作者選用與吊裝專用工具不相匹配的吊鉤，且開口度不大，致使鉤只能前端受力和吊鉤內(nèi)側(cè)危險斷面處受力，而降低承受能力，且?guī)в忻半U性；其三，操作者“三按”意識談薄，既沒有認真詢問追查工藝要求，又不具體分析采取合理的吊裝方法，而是憑習慣經(jīng)驗，貪圖方便的錯誤吊運方法；其四，工藝管理人員對生產(chǎn)中出現(xiàn)吊裝工藝偏差既未認真糾偏，又未認真執(zhí)行工藝紀律。

針對上述原因的初析，為防患于未然，擬采取如下的相應對策措施。

二、對策措施

1、優(yōu)質(zhì)的材質(zhì)──內(nèi)在質(zhì)量的保證

不同材質(zhì)的材料，其性能、特點不同，用途也不相同。斷鉤事故表明選用45號鋼是不適宜制作吊鉤的，吊鉤材料最起碼的要求是具有沒有突然斷裂的危險，那么如何確保吊鉤的內(nèi)在質(zhì)量呢？

（1）嚴格按國標規(guī)定選材吊鉤選材嚴格執(zhí)行國標GB10051.1—88規(guī)定的五種專用材料來制作；

（2）加強管理，禁止粗制濫造該車間的斷鉤經(jīng)調(diào)查是車間多年前委托有關(guān)部門自制的。因不熟悉吊鉤材料規(guī)定而錯用材質(zhì)，加之制造車間又不具備制造吊鉤的技術(shù)工藝裝備和必備的檢測設備（設施），不易達到國家規(guī)定的技術(shù)參數(shù)指標，又未經(jīng)技術(shù)檢驗部門鑒定核準就盲目使用而導致事故。擬加強管理，禁止自制，杜絕粗制濫造；

（3）向資質(zhì)制造單位采購或定制吊鉤是安全三大構(gòu)部件之一，屬關(guān)鍵部件。使用單位如因生產(chǎn)需要吊鉤，應向有資質(zhì)證明的單位采購或定制，為避免超載或發(fā)生材質(zhì)等糾紛，購置的吊鉤必須有不可磨滅的明顯標志，如額定起重量、廠標、生產(chǎn)編號、檢驗標志等，以確保安全吊運；

（4）普查鑒定自制吊鉤對自制吊鉤進行普查，發(fā)現(xiàn)同類材料制成的吊鉤必須停用，對有疑問的吊鉤予以技術(shù)分析試驗，鑒定合格方準使用，否則一律停用并作報廢處理。

2、合理的設計──本質(zhì)安全化的要求

工程技術(shù)人員在設計設備、設施或人機系統(tǒng)乃至單列吊裝工具，筆者認為均應在借鑒執(zhí)行國家和地區(qū)頒布的一系列安全技術(shù)標準的同時還應確立安全設計的思想，具體考慮因素如：

（1）實用性：不論吊裝工具還是其它產(chǎn)品、設備、設施的設計均應合理，切合實際，才具有使用價值。設計人員應充分獲取第一線信息，不斷改進完善，才能深受歡迎，確保其應用價值；

（2）先進性：與同類相比要先進且有利于提高生產(chǎn)效率，減輕勞動強度；

（3）可靠性：從人機系統(tǒng)可靠性角度來說，它不僅包含機器設備等物的可靠性，也包括與物發(fā)生關(guān)系的人體可靠性；

（4）安全性：可從以下“四性”來衡量①防護性，即從防護的可靠性和防護的完好性；②可控性，即從操作性與事故控制性；③可靠性，即從故障及傷亡損失；④潛在危險性，即從物質(zhì)有害性與裝置的安全性。

（5）實現(xiàn)本質(zhì)安全化原則由斷鉤事故聯(lián)想，安全設計思想值得借鑒。工程技術(shù)人員只有樹立安全設計思想并貫穿于設計、制造、使用全過程，才能制造出確保人們勞動安全的本質(zhì)安全化的設備、設施、工具，從本質(zhì)上消除物的潛在危險，進而達到安全吊運，安全生產(chǎn)的目的。

3、強化工藝管理──嚴格執(zhí)行工藝紀律

擬將吊裝工具起重工具列入工藝管理，并貫穿于產(chǎn)品工藝過程卡之中，這樣既有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量的完好，又有利于安全吊運，也有利于控制人的不安全行為。同時應吸取工藝卡編制太粗，只標明起重吊具、設備工裝圖號，未注明起重吊具的類別、規(guī)格、型號，而導致事故發(fā)生的教訓。實踐表明，周詳?shù)墓に嚳?，既可提高工效，又可確保吊具、工裝配置到位；既可增強操作者“三按”生產(chǎn)的責任性，又可確保安全規(guī)范吊運的可操作性；既可作為章程，使得操作者有章可循，又可作為違章必究的依據(jù)，有利于鞭策和改變憑經(jīng)驗和不安全的習慣性操作。當編制的工藝卡與生產(chǎn)實踐有矛盾，工藝管理人員應以良好的職業(yè)道德、敬業(yè)精神及時跟蹤，博采眾長，更改原設計或修改工藝，使之更適應生產(chǎn)安全。此外還應強化完善工藝管理制度，加大執(zhí)行力度，確保工藝管理的嚴肅性。

4、抓人本教育──提高安全技術(shù)素質(zhì)

職工的安全文化，安全技術(shù)素質(zhì)的高低，是提高企業(yè)安全十分重要的一環(huán)，如果僅有思想上的重視和科學的規(guī)章制度，而沒有熟練的安全專業(yè)技術(shù)基本功，不理解起重工具、吊具的技術(shù)標準、規(guī)范，不掌握自我保護意識和應急措施的本領，就很難處理吊運過程中突發(fā)事件，最終難免會因缺乏起重安全技術(shù)知識，而發(fā)生事故。那么，如何提高他們的安全技術(shù)素質(zhì)呢？擬從應“知”應“會”兩方面著手：一是提高職工“知”的能力，使之掌握各類起吊工具基本性能及其安全標準；正確選用、使用起重工具設備；懂得科學的捆綁與吊掛；學會對危險因素的鑒別和判明；知曉事故機理和導致事故的時空條件；了解起重法規(guī)，增強法制觀念和樹立為人民服務的職業(yè)道德……。對管理人員同樣也有再教育、提高“知”的業(yè)務，如新技術(shù)、新工藝等等。二是提高職工“會”的能力，使操作者能根據(jù)物體重量、體積、形狀、種類等采用正確的起重方法和操作方法，會檢查所需用的工器具、設備及其隱患的排除，會選擇安全站位和對突發(fā)事件處理等等。實踐證明，人們有了安全思想，且具備較高的安全技術(shù)素質(zhì)，就能避免或減少生產(chǎn)過程中的無知蠻干，自覺地控制因人的不安全行為導致事故發(fā)生的因素，有效地消除或控制各類災害發(fā)生，做到化險為夷，化危為安，成為真正的安全人。

三、開展安全檢查──消除潛在隱患

吊鉤是易損件，一旦發(fā)生斷裂、墜落事故，將可能導致重大人身和設備事故。為確保起重吊運安全，應經(jīng)常對吊鉤進行安全檢查。為避免檢查項目的疏漏，可應用安全檢查表，必要時還可作技術(shù)鑒定，嚴格監(jiān)控吊鉤內(nèi)外部所出現(xiàn)的各類缺陷。對隱患整改，應用《安全隱患信息反饋單》，使之件件有交代，事事有著落，扎扎實實貫徹“安全第一，預防為主”的方針。