速差防墜器的預防性試驗方法 

防高空墜落專家河北東圣吊索具筆者在前文《對鋼絲繩防墜器預防性試驗的規定中存在的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防墜器下方，然后釋放假人做自由落體運動，需要高12}m以上的大型沖擊試驗架。該試驗對設備、場地的要求較高，屬于型式試驗項目，用于預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防性試驗確定防墜器的預防性試驗項目和方法。

 

1防墜器預防性試驗周期

 

安全帶的預防性試驗周期一般為1年，國家防墜器標準DL/T1147-2009《電力高處作業防墜器》規定，鋼絲繩防墜器的預防性試驗周期也為1年，結合速差防墜器的實際使用情況判斷，該規定較為合理。因此，可以以1年作為防墜器的預防性試驗周期。

 

2防墜器預防性試驗項目

靜負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，但在預防性試驗項日中卻只有靜負荷試驗，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荷試驗一樣，都屬于力學性能試驗的范疇，可以通過適當的靜負荷試驗來間接反映動負荷試驗效果，從而達到用較為簡單的靜負荷試驗代替墜落沖擊試驗的效果。這既簡化了試驗過程，又保證了力學性能試驗的效果。

 

由于可以采用靜負荷試驗代替墜落沖擊試驗，結合DL/T 1147-2009《電力高處作業防墜器》關于預防性試驗的相關規定，鋼絲繩防墜器的預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，結構牢靠，組裝順暢，連接牢固，無松動、松脫等現象。

 

(2)空載動作是指在防墜器鋼絲繩全行程中任選5處，進行拉出、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，無卡澀現象。

 

(3)靜負荷試驗是指將鋼絲繩防墜器按工作狀態安裝，拉出鋼絲繩使其處于鎖止狀態，沿垂直方向對防墜器施加一定的靜載荷，并保持5 min，試驗后防墜器整體無肉眼可見的變形損壞。

 

靜負荷試驗所施加的靜載荷取值可以分2部分進行分析。

 

(1)對鋼絲繩受力進行分析。國家防墜器標準GB24544--2009《墜落防護速差自控器》規定，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，最小破斷負荷通常為其額定上作負荷的5-6倍，即安全系數為5-6，超過額定工作負荷，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荷之下工作。

 

因此，對于直徑為5mm的鋼絲繩進行靜負荷試驗，可采用以下公式：

 

鋼絲繩靜負荷值=鋼絲繩最小破斷拉力/安全系數。

 

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

 

(2)對速差式防墜器結構部件進行分析。通過對鋼絲繩防墜器的工作原理及內部結構的分析可知，鋼絲繩防墜器遇到沖擊時其內部鎖止機構動作，將鋼絲繩鎖止，防止其墜落，內部鎖止裝置承受全部的沖擊動能。國家防墜器標準GB24544-2009《墜落防護速差自控器》及DL/T 1147-2009《電力高處作業防墜器》均規定，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。可見6 kN是其內部鎖止機構設計時的一個上限值。由于金屬部件這類脆性材料的安全系數一般為2.0-3.5，因此，防墜器鎖止機構的靜負荷試驗值可采用以下公式：

 

鎖止機構靜負荷值=沖擊力上限值/安全系數。

 

取沖擊力上限值為6 kN，安全系數為2.0，則鎖止機構靜負荷值=6/2=3 kN。

 

上述2個靜負荷值(3.5 kN和3 kN)較為接近，若靜負荷值取35kN，略微超出了鎖止機構的靜負荷值，雖不會對機構造成嚴重損傷，但考慮到每年1次的預防性試驗，還是容易造成機構的輕微損傷，使其有可能在不穩定的狀態下工作，降低其可靠性。因此，綜合考慮，建議將鋼絲繩防墜器的靜負荷值設為3 kN 。

 

二、其他形式防墜器的預防性試驗探討

 

除廠鋼絲繩防墜器之外，還有導軌式織帶速差器、纖維繩速差器、導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方式不同，其工作狀態和環境基本相同，標準規定的試驗項目、方法和靜負荷值也相同。國家防墜器標準GB24544-2009《墜落防護速差自控器》對不同類型防墜器的靜負荷值略有差別，但差別較小。因此，不同類型防墜器的預防性試驗項目、周期和方法都可以相同，不必另作討論。

 

筆者結語：

 

通過對鋼絲繩防墜器原理、結構部件的研究和受力分析，并參照安全帶的預防性試驗方法，對電力高空作業防墜器的預防性試驗進行了詳細的論證和探討，得出了防墜器預防性試驗的項目、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行檢驗，既能有效發現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防性試驗方法相一致，符合試驗人員的工作習慣，易于接受，效果良好。

 

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