起重机械设备失效模式和安全评估基础知识--俞中建
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2.由于使用工况，使用年限，使用场合，操作人员，管 理人员等都不尽相同，因此，起重机在使用过程中表现出 来的特征和使用方的要求也不尽相同，所以评估侧重的内 容也就需要确定。
要确定内容，还必须在仔细查阅了起重机的相关技术
资料后，经与使用方的沟通（了解使用方的要求），最后 再进行起重机械安全评估方案的编制。
3.针对传动系统可编制机械传动系统状况分析方案 （1）建立传动系统的数学模型，进行力学分析或应用许 用应力法进行核算，利用模型进行磨损、损伤分析； （2）机械传动部分外观检查与分析； （3）机械传动部分无拆卸检查与分析（非传统手法）； ①利用振动测试技术，对高速旋转的机械部件进行失效 性故障的监测与诊断； ②对传动部件的润滑油油液进行分析来推断传动部件的 磨损状况。 （4）对传动系统进行能耗测试。
估流程是在宏观
技术及测试评估人员的确定
上和整体上对评 估过程中起支撑 作用和关键问题 安全性能测试评估过程 加以规定，对以 后的评估过程有 非常具体的指导 提供钢结构验算结论
测试评估单元划分 测试评估方法选择和确定
4.针对电气检测系统，则进行电气检测系统分析方案的 编制
（1）根据资料进行先进性的比对； （2）电气系统能耗计算与测试。
（四）设计评估流程
现场勘查
评估流程是指
资料及图纸的收集
评估的框架结构， 前期准备过程 它以评估的主要
安全技术性能测试评估项目确定 起重机械安全评估方案的确定
Hale Waihona Puke Baidu
内容为支撑。评
仪器仪表及测试工具配备
3.失效模式——一般是指能被观察或者测量出来的一种失 效现象。
4.起重机械设备和零部件的主要失效模式是：磨损、变形、 断裂、腐蚀等宏观现象。
（二）失效的宏观现象
1.磨损失效 通常磨损分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损 和微动磨损五种形式，这也是起重机械使用中常见的磨损。
2.断裂失效 断裂可分为延性断裂、脆性断裂、疲劳断裂和环境断裂四 种形式。
起重机械设备失效模式和安全评估基础知识
上海市特种设备监督检验技术研究院
一、起重机械设备失效模式
（一）基本概念 1.失效——是指一台装置（或其零部件）丧失了在预定期 限内的正确功能；
2.故障——是指一台装置（或其零部件）在应达到的功能 上丧失了能力； 上述两者的区别是：故障应可排除而可恢复其应达到的功 能，而失效则强调其已“在预定期限内”丧失了正常功能， 即强调其已处于不正常状态。
二、起重机械的安全评估
（一）为什么要对起重机械进行安全评估 自改革开放以来，我国的制造工业、钢铁工业、建筑业
等都得到了极大的发展，起重机械得到广泛的使用，特别 是一些大型或特大型起重机械的使用也越来越多。由于此 类起重机械价格昂贵，制造周期长，维护成本高，在使用 了一定的年限后，如何正确评估这些在用起重机械的状况， 保证起重机械安全可靠使用，这是使用者最为关心的
（三）起重机械安全评估方案编制的要求 根据确定的安全评估内容，可以合理地编制有针对性的
安全评估方案。 1.针对整机状况可编制起重机械使用现状分析方案 将起重机的各个部分分解成若干个单元，每个单元里包
含各3项目，每个项目所处的状况确定一个分值范围（分值 范围可咨询一定数量的专家，归纳总结得出经验值的范 围）。
问题。我们定检规则正文第十四条提出了这个问题，目的 就是对此类起重机械进行安全评估工作，对设备存在的缺 陷和问题提出有针对性的安全意见和建议，实现延长设备 的使用寿命；对确实存在重大缺陷和安全隐患，无修复价 值的设备，作出判废的建议。 （二）评估具体对象和内容的确定
1.由于起重机械品种繁多，每个品种的起重机都有各自 的特点，因此，评估方案必须具有针对性。首先，应确定 评估对象的品种，如流动式起重机和铸造起重机的安全评 估方案肯定是不同的。
3.一般而言，起重机械由三大部分组成：钢结构、机械 系统（起升和运行机构等）、控制系统（电气或液压系统 等）。因此，评估内容大致可以划分为以上三大部分。安 全评估的基本内容和要求是：
（1）钢结构的疲劳损伤或存在的缺陷； （2）机械传动系统存在的缺陷，磨损和损伤状况，系 统能耗状况； （3）控制系统的先进性，电气元件的老化程度，液压 系统的泄漏情况，液压元件的可靠性，系统能耗状况； （4）起重机械的整机状况。
对桥式起重机建议设置如下的起重机评估单元： 设备管理单元、金属结构单元、主要零部件单元、电气 保护单元、安全防护装置单元、载荷试验单元及其他。
2.针对钢结构可编制钢结构的状况分析方案 起重机钢结构的安全评估，主要从以下几个方面开展： （1）建立钢结构数学分析模型，对钢结构承载能力采 用许用应力法或者核算或用极限状态设计法进行核算； （2）钢结构载荷试验测试和缺陷的测试； （3）钢结构主要受力焊缝的探伤； （4）钢结构使用寿命的估算（含设计寿命）。 寿命估算一般有以下几个方法： ①根据使用工况进行计算，得到估算寿命； ②对起重机过去工况的估算和对现阶段工况进行测试， 叠加后得出估算寿命。 钢结构的状况可根据上述估算、测试结果进行分析，进 而得出钢结构的状况。
3.腐蚀失效 腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
4.变形失效 起重机械金属构件的塑形变形达到一定程度时，将发生失 稳现象，承载能力降低，影响其他部件的正常工作。
（三）起重机械的失效
起重机械的失效可以由一种或多种过程引起，其失效形式 可以是单一的过程现象，也可以是组合的过程现象，其结 果是一个宏观现象的表征。如腐蚀一般被认为是单一的过 程，过程表征是构件表面受到腐蚀损伤；疲劳一般也被认 为是单一的过程，由周期变动载荷引起构件的机械损伤， 过程表征是构件中疲劳裂纹的萌生、扩展以至断裂。腐蚀 或疲劳各是独立的一种失效形式，而腐蚀疲劳则可认为是 组合的过程现象，由于其出现的普遍性、后果的严重性， 并且腐蚀与疲劳互相增强，往往不作为是两个单一失效形 式的同时出现，而是两者组合有协同效应引起的一种失效 形式。在腐蚀疲劳失效中，活性腐蚀的存在会加剧疲劳过 程，而周期变动的疲劳载荷的存在又加剧了腐蚀过程。腐 蚀疲劳已被作为一种独立的失效形式。
要确定内容，还必须在仔细查阅了起重机的相关技术
资料后，经与使用方的沟通（了解使用方的要求），最后 再进行起重机械安全评估方案的编制。
3.针对传动系统可编制机械传动系统状况分析方案 （1）建立传动系统的数学模型，进行力学分析或应用许 用应力法进行核算，利用模型进行磨损、损伤分析； （2）机械传动部分外观检查与分析； （3）机械传动部分无拆卸检查与分析（非传统手法）； ①利用振动测试技术，对高速旋转的机械部件进行失效 性故障的监测与诊断； ②对传动部件的润滑油油液进行分析来推断传动部件的 磨损状况。 （4）对传动系统进行能耗测试。
估流程是在宏观
技术及测试评估人员的确定
上和整体上对评 估过程中起支撑 作用和关键问题 安全性能测试评估过程 加以规定，对以 后的评估过程有 非常具体的指导 提供钢结构验算结论
测试评估单元划分 测试评估方法选择和确定
4.针对电气检测系统，则进行电气检测系统分析方案的 编制
（1）根据资料进行先进性的比对； （2）电气系统能耗计算与测试。
（四）设计评估流程
现场勘查
评估流程是指
资料及图纸的收集
评估的框架结构， 前期准备过程 它以评估的主要
安全技术性能测试评估项目确定 起重机械安全评估方案的确定
Hale Waihona Puke Baidu
内容为支撑。评
仪器仪表及测试工具配备
3.失效模式——一般是指能被观察或者测量出来的一种失 效现象。
4.起重机械设备和零部件的主要失效模式是：磨损、变形、 断裂、腐蚀等宏观现象。
（二）失效的宏观现象
1.磨损失效 通常磨损分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损 和微动磨损五种形式，这也是起重机械使用中常见的磨损。
2.断裂失效 断裂可分为延性断裂、脆性断裂、疲劳断裂和环境断裂四 种形式。
起重机械设备失效模式和安全评估基础知识
上海市特种设备监督检验技术研究院
一、起重机械设备失效模式
（一）基本概念 1.失效——是指一台装置（或其零部件）丧失了在预定期 限内的正确功能；
2.故障——是指一台装置（或其零部件）在应达到的功能 上丧失了能力； 上述两者的区别是：故障应可排除而可恢复其应达到的功 能，而失效则强调其已“在预定期限内”丧失了正常功能， 即强调其已处于不正常状态。
二、起重机械的安全评估
（一）为什么要对起重机械进行安全评估 自改革开放以来，我国的制造工业、钢铁工业、建筑业
等都得到了极大的发展，起重机械得到广泛的使用，特别 是一些大型或特大型起重机械的使用也越来越多。由于此 类起重机械价格昂贵，制造周期长，维护成本高，在使用 了一定的年限后，如何正确评估这些在用起重机械的状况， 保证起重机械安全可靠使用，这是使用者最为关心的
（三）起重机械安全评估方案编制的要求 根据确定的安全评估内容，可以合理地编制有针对性的
安全评估方案。 1.针对整机状况可编制起重机械使用现状分析方案 将起重机的各个部分分解成若干个单元，每个单元里包
含各3项目，每个项目所处的状况确定一个分值范围（分值 范围可咨询一定数量的专家，归纳总结得出经验值的范 围）。
问题。我们定检规则正文第十四条提出了这个问题，目的 就是对此类起重机械进行安全评估工作，对设备存在的缺 陷和问题提出有针对性的安全意见和建议，实现延长设备 的使用寿命；对确实存在重大缺陷和安全隐患，无修复价 值的设备，作出判废的建议。 （二）评估具体对象和内容的确定
1.由于起重机械品种繁多，每个品种的起重机都有各自 的特点，因此，评估方案必须具有针对性。首先，应确定 评估对象的品种，如流动式起重机和铸造起重机的安全评 估方案肯定是不同的。
3.一般而言，起重机械由三大部分组成：钢结构、机械 系统（起升和运行机构等）、控制系统（电气或液压系统 等）。因此，评估内容大致可以划分为以上三大部分。安 全评估的基本内容和要求是：
（1）钢结构的疲劳损伤或存在的缺陷； （2）机械传动系统存在的缺陷，磨损和损伤状况，系 统能耗状况； （3）控制系统的先进性，电气元件的老化程度，液压 系统的泄漏情况，液压元件的可靠性，系统能耗状况； （4）起重机械的整机状况。
对桥式起重机建议设置如下的起重机评估单元： 设备管理单元、金属结构单元、主要零部件单元、电气 保护单元、安全防护装置单元、载荷试验单元及其他。
2.针对钢结构可编制钢结构的状况分析方案 起重机钢结构的安全评估，主要从以下几个方面开展： （1）建立钢结构数学分析模型，对钢结构承载能力采 用许用应力法或者核算或用极限状态设计法进行核算； （2）钢结构载荷试验测试和缺陷的测试； （3）钢结构主要受力焊缝的探伤； （4）钢结构使用寿命的估算（含设计寿命）。 寿命估算一般有以下几个方法： ①根据使用工况进行计算，得到估算寿命； ②对起重机过去工况的估算和对现阶段工况进行测试， 叠加后得出估算寿命。 钢结构的状况可根据上述估算、测试结果进行分析，进 而得出钢结构的状况。
3.腐蚀失效 腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
4.变形失效 起重机械金属构件的塑形变形达到一定程度时，将发生失 稳现象，承载能力降低，影响其他部件的正常工作。
（三）起重机械的失效
起重机械的失效可以由一种或多种过程引起，其失效形式 可以是单一的过程现象，也可以是组合的过程现象，其结 果是一个宏观现象的表征。如腐蚀一般被认为是单一的过 程，过程表征是构件表面受到腐蚀损伤；疲劳一般也被认 为是单一的过程，由周期变动载荷引起构件的机械损伤， 过程表征是构件中疲劳裂纹的萌生、扩展以至断裂。腐蚀 或疲劳各是独立的一种失效形式，而腐蚀疲劳则可认为是 组合的过程现象，由于其出现的普遍性、后果的严重性， 并且腐蚀与疲劳互相增强，往往不作为是两个单一失效形 式的同时出现，而是两者组合有协同效应引起的一种失效 形式。在腐蚀疲劳失效中，活性腐蚀的存在会加剧疲劳过 程，而周期变动的疲劳载荷的存在又加剧了腐蚀过程。腐 蚀疲劳已被作为一种独立的失效形式。