速差防墜器的預(yù)防性試驗方法 

防高空墜落專家河北東圣吊索具筆者在前文《對鋼絲繩防墜器預(yù)防性試驗的規(guī)定中存在的4點不足之處》中曾論及墜落試驗的注意事項：它是將100 kg的假人懸掛于高空作業(yè)防墜器下方，然后釋放假人做自由落體運(yùn)動，需要高12}m以上的大型沖擊試驗架。該試驗對設(shè)備、場地的要求較高，屬于型式試驗項目，用于預(yù)防性試驗則顯得過于繁瑣，不太實用。

 

在本文中，防高空墜落專家河北東圣吊索具筆者將論述速差防墜器的預(yù)防性試驗方法：

 

一、在實際使用時，速差防墜器總是與墜落懸掛安全帶(全身式安全帶)一起使用，二者的使用條件、工作狀況相近，因此，可以參照墜落懸掛安全帶的預(yù)防性試驗確定防墜器的預(yù)防性試驗項目和方法。

 

1防墜器預(yù)防性試驗周期

 

安全帶的預(yù)防性試驗周期一般為1年，國家防墜器標(biāo)準(zhǔn)DL/T1147-2009《電力高處作業(yè)防墜器》規(guī)定，鋼絲繩防墜器的預(yù)防性試驗周期也為1年，結(jié)合速差防墜器的實際使用情況判斷，該規(guī)定較為合理。因此，可以以1年作為防墜器的預(yù)防性試驗周期。

 

2防墜器預(yù)防性試驗項目

靜負(fù)荷試驗和墜落沖擊試驗是安全帶型式試驗中最重要的性能試驗，但在預(yù)防性試驗項日中卻只有靜負(fù)荷試驗，而沒有墜落沖擊試驗。主要原因有2點：

 

(1)墜落沖擊試驗較為繁瑣，需要大型試驗臺架、100 kg假人以及重力提升和脫扣裝置；

 

(2)墜落沖擊試驗與靜負(fù)荷試驗一樣，都屬于力學(xué)性能試驗的范疇，可以通過適當(dāng)?shù)撵o負(fù)荷試驗來間接反映動負(fù)荷試驗效果，從而達(dá)到用較為簡單的靜負(fù)荷試驗代替墜落沖擊試驗的效果。這既簡化了試驗過程，又保證了力學(xué)性能試驗的效果。

 

由于可以采用靜負(fù)荷試驗代替墜落沖擊試驗，結(jié)合DL/T 1147-2009《電力高處作業(yè)防墜器》關(guān)于預(yù)防性試驗的相關(guān)規(guī)定，鋼絲繩防墜器的預(yù)防性試驗可采用外觀組裝、空載動作、靜載荷試驗3種方法。

 

(1)外觀組裝是指對速差防墜器及其附件的外觀、組裝質(zhì)量的檢查，以目測檢查為主。要求其無毛刺、裂紋、氣泡、開裂等缺陷，各部件完整無缺，無銹蝕及破損，結(jié)構(gòu)牢靠，組裝順暢，連接牢固，無松動、松脫等現(xiàn)象。

 

(2)空載動作是指在防墜器鋼絲繩全行程中任選5處，進(jìn)行拉出、制動試驗。鋼絲繩快速拉出時自動鎖止功能良好；鋼絲繩放開后能自動縮回，無卡澀現(xiàn)象。

 

(3)靜負(fù)荷試驗是指將鋼絲繩防墜器按工作狀態(tài)安裝，拉出鋼絲繩使其處于鎖止?fàn)顟B(tài)，沿垂直方向?qū)Ψ缐嬈魇┘右欢ǖ撵o載荷，并保持5 min，試驗后防墜器整體無肉眼可見的變形損壞。

 

靜負(fù)荷試驗所施加的靜載荷取值可以分2部分進(jìn)行分析。

 

(1)對鋼絲繩受力進(jìn)行分析。國家防墜器標(biāo)準(zhǔn)GB24544--2009《墜落防護(hù)速差自控器》規(guī)定，防墜器所用的鋼絲繩直徑不小于5 mm。查閱GB /T20118-2006《一般用途鋼絲繩》表14(見表1)可知，直徑為5mm的鋼絲繩的最小破斷拉力為20.8-24.8 kN(不同工藝和材料的鋼絲繩性能略有差異)。對于鋼絲繩而言，最小破斷負(fù)荷通常為其額定上作負(fù)荷的5-6倍，即安全系數(shù)為5-6，超過額定工作負(fù)荷，就可能會對鋼絲繩造成損失，因此，一般鋼絲繩只能在其額定工作負(fù)荷之下工作。

 

因此，對于直徑為5mm的鋼絲繩進(jìn)行靜負(fù)荷試驗，可采用以下公式：

 

鋼絲繩靜負(fù)荷值=鋼絲繩最小破斷拉力/安全系數(shù)。

 

通過上述分析可知，鋼絲繩最小破斷拉力值取20.8 KN，安全系數(shù)取6，可得靜負(fù)荷值為20.8/6=3.5 kN。

 

(2)對速差式防墜器結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行分析。通過對鋼絲繩防墜器的工作原理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析可知，鋼絲繩防墜器遇到?jīng)_擊時其內(nèi)部鎖止機(jī)構(gòu)動作，將鋼絲繩鎖止，防止其墜落，內(nèi)部鎖止裝置承受全部的沖擊動能。國家防墜器標(biāo)準(zhǔn)GB24544-2009《墜落防護(hù)速差自控器》及DL/T 1147-2009《電力高處作業(yè)防墜器》均規(guī)定，速差式防墜器在額定工作載荷(100 kg)墜落時，沖擊力不大于6kN�？梢�6 kN是其內(nèi)部鎖止機(jī)構(gòu)設(shè)計時的一個上限值。由于金屬部件這類脆性材料的安全系數(shù)一般為2.0-3.5，因此，防墜器鎖止機(jī)構(gòu)的靜負(fù)荷試驗值可采用以下公式：

 

鎖止機(jī)構(gòu)靜負(fù)荷值=沖擊力上限值/安全系數(shù)。

 

取沖擊力上限值為6 kN，安全系數(shù)為2.0，則鎖止機(jī)構(gòu)靜負(fù)荷值=6/2=3 kN。

 

上述2個靜負(fù)荷值(3.5 kN和3 kN)較為接近，若靜負(fù)荷值取35kN，略微超出了鎖止機(jī)構(gòu)的靜負(fù)荷值，雖不會對機(jī)構(gòu)造成嚴(yán)重?fù)p傷，但考慮到每年1次的預(yù)防性試驗，還是容易造成機(jī)構(gòu)的輕微損傷，使其有可能在不穩(wěn)定的狀態(tài)下工作，降低其可靠性。因此，綜合考慮，建議將鋼絲繩防墜器的靜負(fù)荷值設(shè)為3 kN 。

 

二、其他形式防墜器的預(yù)防性試驗探討

 

除廠鋼絲繩防墜器之外，還有導(dǎo)軌式織帶速差器、纖維繩速差器、導(dǎo)軌式防墜器和繩索式防墜器(抓繩器)，這些防墜器只是提供的保護(hù)方式不同，其工作狀態(tài)和環(huán)境基本相同，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗項目、方法和靜負(fù)荷值也相同。國家防墜器標(biāo)準(zhǔn)GB24544-2009《墜落防護(hù)速差自控器》對不同類型防墜器的靜負(fù)荷值略有差別，但差別較小。因此，不同類型防墜器的預(yù)防性試驗項目、周期和方法都可以相同，不必另作討論。

 

筆者結(jié)語：

 

通過對鋼絲繩防墜器原理、結(jié)構(gòu)部件的研究和受力分析，并參照安全帶的預(yù)防性試驗方法，對電力高空作業(yè)防墜器的預(yù)防性試驗進(jìn)行了詳細(xì)的論證和探討，得出了防墜器預(yù)防性試驗的項目、周期和方法，歸納后如表2所示。

 

 

采用上述方法對速差自控器進(jìn)行檢驗，既能有效發(fā)現(xiàn)速差自控器中存在的缺陷和不足，又不會損壞防墜器的使用性能，且試驗方法簡單實用，與安全帶等其他安全工器具的預(yù)防性試驗方法相一致，符合試驗人員的工作習(xí)慣，易于接受，效果良好。

 

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