门式起重机的安全检测和安全评价分析
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机械工程与自动化MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATIONNo2Apr第2期(总第225期)2021年4月
文章编号：1672-6413 (2021)02-0131-02
门式起重机的安全检测和安全评价分析
董福盛
(山西省检验检测中心特种设备检验技术研究所，山西太原030006)
摘要：从门式起重机的安全保护装置、电气、机械、金厲结构、零部件等方面进行分析，对门式起重机技术
检测和安全评价进行了详细论述。对企业加强门式起重机安全管理、杜绝和减少起重伤害事故具有重要
意义。
关键词：门式起重机；安全检测；安全评价
中图分类号：TH213. 5 文献标识码：A
0引言
门式起重机是工业上广泛使用的一种特种设备,
只要在设计、制造、安装、运行的任何一个环节出现问
题都可能发生财产损失、人身伤害等安全事故。因此,
起重机械作为一种特殊设备进行管理。据有关资料统
计，造成伤害事故的起重机械主要集中在门式起重机、
流动式起重机、电梯和塔式起重机，伤亡事故占事故总
数的80%。尤其是门式起重机和流动式起重机，事故
发生频率最高，占起重机械伤亡人数的49%。门式起重机安全管理的重点是整个门式起重机系
统的安全，应从确保门式起重机的安全状态、操作人员
的安全行为、建立安全管理规章制度三个方面来考虑。
根据有关法律法规和技术标准规范，门式起重机的设
计、制造、生产和使用应当采取制造、使用单位自检和
国家有关部门安全监管相结合的方式进行检查。
在门式起重机安全检查中，最大的问题是如何确
定起重机的检测项目，保证起重机正常运行。目前，使
用单位和检验检测单位基本是按照TSG7015、 GB3811及GB6067和一些企业标准、行业标准及现场
工作环境条件来选取其中对起重机的使用和故障及安
全有直接影响的项目作为起重机械的安全检测项目。
然而通过研究发现：①所有的检测项目都是费时低效
的；②有些检测项目不检查又恐影响安全。这两个问
题的核心是无法解决门式起重机整体的安全性能。确
定检测项目的途径应是根据现场使用条件、结合使用
的频率和工况，通过不定性和不定量分析某一故障或
不安全因素。例如，门式起重机超载斜拉歪吊，导致吊
钩和重物掉落伤人并损毁财物，在分析的过程中，如果
对整个小车系统进行分析，将小车架发生断裂这种事
故考虑在内，则其按照严重程度等级划分为一级，但从
临界重要度和概率重要度系数看，这种可能几乎不存
在,那么也就没必要考虑这种可能性。
1门式起重机的安全检测分析1. 1 安全检测的项目及方法
1.1.1安全保护检测的项目
安全保护检测的项目有：制动器的设置及其零部
件、高度限位器、行程限位器、抗风防滑装置、起重量限
制器、防碰撞装置、报警装置、缓冲器及端部止挡、急停
开关、连锁保护装置、风速仪、防护罩及防护栏、电缆卷
筒终端限位装置、偏斜限制装置、防倾翻安全钩等。
1.1.2门式起重机的性能试验
根据有关标准对门式起重机进行性能试验的情形
有：①经过新安装、重大修理及改造过的门式起重机,
在施工结束后，交付使用单位前；②经过重大事故、不
可预测的暴风、大地震等情形，可能造成整体或局部结
构的强度、刚度、稳定性等受到损害的门式起重机；③
闲置时间超过一年以上的门式起重机在重新使用前。
门式起重机的性能试验内容包括空载试验、额定
载荷试验、静载试验。
(1) 空载试验：控制系统、操作系统、安全保护装
置动作准确可靠，各机构运行平稳、动作正常，能实现
规定的功能和动作无异常现象。
(2) 额载试验：根据额定起重量试验，检查制动下
滑量是否在允许范围内，挠度是否符合要求，主要零部
件有无损坏情况。
(3) 静载试验：按照125%的额定起重量进行载荷
试验,检查主要受力结构件有无永久变形、有无裂纹,
起升机构、运行机构连接处有无损坏的情况。
11 3 经常性检查
经常性检查应根据工作频率、环境情况确定检查
周期，但不能少于每月一次。一般包括：①起重机在通
常状态下的技术特性；②吊物装置、吊钩滑轮组及防松
脱装置；③制动器零部件的磨损情况和整体的刹车
性能；④钢丝绳的伸长、磨损、变形、断丝和端头的固定
情况。
1. 1. 4自我检查
收稿日期：2020-12-20；修订日期：2021-02-02
作者简介：董福盛(1963-),男,山西万荣人,高级工程师,本科,从事特种设备检验工作
。• 132 •机 械 工 程 与 自 动 化2021 年第2 期
自我检查应根据工作频率、环境、温度等情形确定
检查周期，但不能少于每年一次。包括：①金属结构的
焊接接头是否有裂纹、锈蚀等情形，螺栓等连接是否牢
固可靠；②动力系统运行情况和控制装置的安全状
态等；③指示装置的可靠性和精度。
1. 2 安全检查中应重视的几个问题
1.2.1检测人员的自身安全防范和风险规避意识
(1) 强化检测人员自我安全保护意识，做好各项
准备工作。
(2) 高度重视现场安全管理，对现场人员和设备
进行有效控制，对现场配合人员进行安全教育。
(3) 以安全为中心，合理安排检测程序，避免未发
现的安全隐患引发事故。
(4) 严格执行安全要求，充分考虑检测过程中的
潜在风险因素，特别是一些不可预见的危害，防止事故
发生。这就要求检测人员积累经验，提高专业技术水
平，充分了解设备的结构和各机构的功能。
1. 2. 2门式起重机安全管理重要性
门式起重机事故的直接原因一般有设计不当、制
造质量(包括原材料质量)、使用中的非法操作、拆装顺
序不当等。但在某些情况下，安全生产管理不善、操作
人员安全意识淡薄，往往是事故发生的主要原因。因
此，在设计、制造质量等日益得到保证的情况下，使用
单位的安全管理工作应该予以加强，按期进行维护保
养，健全档案，完善操作规程，司机指挥要持证上岗，对
年代较长的起重机械应及时更换淘汰，这都对预防事
故发生起着决定性的作用。
1. 3 检测中常见的设备缺陷
1. 3. 1门支撑腿内侧与主梁连接处焊缝缺陷
焊缝缺陷有疲劳裂纹和焊接缺陷，疲劳裂纹肉眼
很难发现，只有进行无损检测时才能够发现裂纹情况。
连接处的焊缝为重要焊缝，焊接缺陷是指焊接接头部
位在焊接过程中形成的缺陷，焊接缺陷包括气孔、夹
渣、未焊透、未熔合、裂纹、凹坑、咬边、焊瘤等。
1.3.2钢丝绳的缺陷
钢丝绳在起吊重物的过程中直接承受拉力，在滑
轮处承受弯曲应力和压力，受力情况复杂，由于周期性
的作业往往在局部会产生大量的缺陷：断丝、绳股断
裂、绳径因绳芯损坏而减小、外部磨损、弹性降低、内外
部腐蚀、波浪形、笼状畸变、绳芯或绳股挤出/扭曲、钢
丝挤出、绳径局部增大、局部压扁、扭结、弯折、受热或
电弧引起的损坏等。
1.3.3制动器的缺陷
门式起重机制动器的可靠性试验是安全检测的重
要内容，为保证使用安全,制动器的设置和种类也不尽
相同，常用的有锥形制动电机直接制动和块式制动器
制动两种，常见的缺陷一般有以下几种：①故意调松制
动器，大车行走的过程中溜车严重，制动主要靠反向行
车来实现；②磁铁线圈或电动机绕组烧损，推动器推力
达不到松闸要求或无推力；③弹簧出现塑性变形且变
形量超标或断裂；④构件出现影响性能的严重变形、主
要摆动铰点出现严重磨损，并且磨损导致制动器驱动
行程损失超标;⑤制动衬垫磨损超标；制动轮磨损超
标或者有油污。
1 3 4 电气的缺陷
门式起重机的电气系统相对简单，但是电气系统
的动力和控制出现缺陷和故障对安全生产影响巨大。
一般的常见缺陷有：①继电器的结构、特性及动作、接 触、误用导致的失效；②接触器触头灭弧系统故障、电
磁系统故障、绝缘击穿或相间短路及机械故障；③金属
结构和电气的接地缺陷等。
2门式起重机的安全评估分析
针对现有的评价方法存在灵活性差、缺乏综合性、
过分依赖传统的主观臆断等缺点，将模糊数学的概念
引入多属性评价中，使多属性评价更具针对性，更好地
满足决策者模糊思维的特点，建立灵活的评价模型。
2. 1 门式起重机安全评估软件开发
根据一些理论知识，开发了门式起重机安全评估
软件。软件采用模块化组织形式，通过模块划分进行
各项功能评价和计算，主要包括运算模块、模糊计算模
块和数据保存模块。软件评估的主要步骤如下：
(1) 填写门式起重机基本参数，包括额定起重量、
起升高度、起升速度、工作级别、大车运行速度、小车运
行速度。
(2) 组织专家对一级指标进行评价，将评分保存
到相应的表格中。
(3) 执行一个综合模糊分析模块，读取每个专家
对每个一级指标的评价结果，并通过模糊计算获得各
个一级指标的评价水平和门式起重机的综合评价
水平。
2. 2 安全评价指标体系的确定
以689台门式起重机为研究对象建立安全评价指
标体系。三年来689台门式起重机检测中发现的隐患
问题统计见表1。表1 689台门式起重机隐患问题统计
项目隐患问题数量占比(％)大车运行机构故障72820. 3
小车运行机构故障51114. 2
起升机构故障68319
安全装置故障81822. 8
金属结构部件故障38210. 6
电气系统故障46913. 1
合计3 591
2. 3 安全评价因素体系
门式起重机系统的安全性评价非常复杂，很难用
精确的数学模型来量化，选择合适的安全评价模型是
必要的。首先，对影响系统安全性能的因素进行收集
和分级，本文的划分方法是根据多年的安全管理经验
总结出来的，即系统的组成部分主要包括对安全起主
要作用的因素，而不包括次要因素。门式起重机安全
评价因素体系如图1所示。
―H大车运行机构安全状况A
罔 一H小车运行机构安全状况b
处 一H起升机构安全状况c
S ――H安全装置安全状况D
态 —H金属结构安全状况E
―H电气系统安全状况F
图1门式起重机安全评价因素体系 3结束语
在门式起重机检验检测中，使用环境、设备状况各
不相同，每一个零部件的故障率也没有准确的判断标
准，仅能通过事故数据库和专家经验来辅助判断。针
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