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，旨在使企業加強吊裝工藝、吊具管理，確保安全吊運。

關鍵詞危險斷面極限承載能力屈服承載能力安全系數

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？

筆者通過技術鑒定、座談、調查分析，發現該起事故是多重因素集合的結果，現將其原因淺析如下：

一、原因分析

1、吊鉤的材質不良是斷鉤的內在重要原因。

（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，裂源位于吊鉤內緣，無明顯夾雜、微裂紋等現象。屬于脆性斷裂口的特性。

（2）從熱處理角度分析：該斷鉤經過淬火及中溫回火處理其金相與機械性能出現如下狀況：①經測硬度，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，就會迅速擴展發生脆性斷裂。

（3）由化學分析結果表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）五種專用材料所規定的含量，屬45中碳鋼，不符合國標規定的選材要求。


（4）機械性能測試：由表2斷鉤的技術參數與國標DCr20Mn的技術參數進行比照可得出，現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。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側危險斷面處受力，這是最不利的受力狀態。鑒定表明：該吊鉤的裂源位于吊鉤內側與吊環的接觸點，其斷裂面發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

該產品在工藝卡上規定采用吊鉤、16卸扣與專用工具環孔配合起吊，這在制造車間是可行的，能保證產品安全。可是在浸漆車間采用卸扣配合操作，因產品入漆缸，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孔直接配合試吊，結果因產品的間隙性生產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……），不嚴格執行工藝紀律而是憑經驗、習慣操作，疏漏卸扣的使用，采用吊鉤與吊環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生的管理因素。

4、人本原因──操作者技術素質不高

大量事故表明，事故的發生與否與人的安全文化、技術素質有著密切的關系，人的安全文化技術素質較高，就能消除或控制事故的發生，反之會誘發事故的發生，這起斷鉤事故也由此引發。具體表現：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側危險斷面處受力，而降低承受能力，且帶有冒險性；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，而是憑習慣經驗，貪圖方便的錯誤吊運方法；其四，工藝管理人員對生產中出現吊裝工藝偏差既未認真糾偏，又未認真執行工藝紀律。

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、優質的材質──內在質量的保證

不同材質的材料，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在質量呢？

（1）嚴格按國標規定選材吊鉤選材嚴格執行國標GB10051.1—88規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調查是車間多年前委托有關部門自制的。因不熟悉吊鉤材料規定而錯用材質，加之制造車間又不具備制造吊鉤的技術工藝裝備和必備的檢測設備（設施），不易達到國家規定的技術參數指標，又未經技術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）向資質制造單位采購或定制吊鉤是安全三大構部件之一，屬關鍵部件。使用單位如因生產需要吊鉤，應向有資質證明的單位采購或定制，為避免超載或發生材質等糾紛，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，發現同類材料制成的吊鉤必須停用，對有疑問的吊鉤予以技術分析試驗，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──本質安全化的要求

工程技術人員在設計設備、設施或人機系統乃至單列吊裝工具，筆者認為均應在借鑒執行國家和地區頒布的一系列安全技術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效率，減輕勞動強度；

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

（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，即從物質有害性與裝置的安全性。

（5）實現本質安全化原則由斷鉤事故聯想，安全設計思想值得借鑒。工程技術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安全化的設備、設施、工具，從本質上消除物的潛在危險，進而達到安全吊運，安全生產的目的。

3、強化工藝管理──嚴格執行工藝紀律

擬將吊裝工具起重工具列入工藝管理，并貫穿于產品工藝過程卡之中，這樣既有利于保證產品質量的完好，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、規格、型號，而導致事故發生的教訓。實踐表明，周詳的工藝卡，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”生產的責任性，又可確保安全規范吊運的可操作性；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，有利于鞭策和改變憑經驗和不安全的習慣性操作。當編制的工藝卡與生產實踐有矛盾，工藝管理人員應以良好的職業道德、敬業精神及時跟蹤，博采眾長，更改原設計或修改工藝，使之更適應生產安全。此外還應強化完善工藝管理制度，加大執行力度，確保工藝管理的嚴肅性。

4、抓人本教育──提高安全技術素質

職工的安全文化，安全技術素質的高低，是提高企業安全十分重要的一環，如果僅有思想上的重視和科學的規章制度，而沒有熟練的安全專業技術基本功，不理解起重工具、吊具的技術標準、規范，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事件，最終難免會因缺乏起重安全技術知識，而發生事故。那么，如何提高他們的安全技術素質呢？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，增強法制觀念和樹立為人民服務的職業道德……。對管理人員同樣也有再教育、提高“知”的業務，如新技術、新工藝等等。二是提高職工“會”的能力，使操作者能根據物體重量、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素質，就能避免或減少生產過程中的無知蠻干，自覺地控制因人的不安全行為導致事故發生的因素，有效地消除或控制各類災害發生，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，必要時還可作技術鑒定，嚴格監控吊鉤內外部所出現的各類缺陷。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。