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速差防墜器的預(yù)防性試驗(yàn)方法 

防高空墜落專家河北東圣吊索具筆者在前文《對(duì)鋼絲繩防墜器預(yù)防性試驗(yàn)的規(guī)定中存在的4點(diǎn)不足之處》中曾論及墜落試驗(yàn)的注意事項(xiàng)：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(dòng)，需要高12}m以上的大型沖擊試驗(yàn)架。該試驗(yàn)對(duì)設(shè)備、場(chǎng)地的要求較高，屬于型式試驗(yàn)項(xiàng)目，用于預(yù)防性試驗(yàn)則顯得過(guò)于繁瑣，不太實(shí)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(yàn)方法：

一、在實(shí)際使用時(shí)，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(yàn)確定防墜器的預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目和方法。

1防墜器預(yù)防性試驗(yàn)周期

安全帶的預(yù)防性試驗(yàn)周期一般為1年，國(guó)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(yàn)周期也為1年，結(jié)合速差防墜器的實(shí)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(yàn)周期。

2防墜器預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目

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

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

(2)墜落沖擊試驗(yàn)與靜負(fù)荷試驗(yàn)一樣，都屬于力學(xué)性能試驗(yàn)的范疇，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)撵o負(fù)荷試驗(yàn)來(lái)間接反映動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)效果，從而達(dá)到用較為簡(jiǎn)單的靜負(fù)荷試驗(yàn)代替墜落沖擊試驗(yàn)的效果。這既簡(jiǎn)化了試驗(yàn)過(guò)程，又保證了力學(xué)性能試驗(yàn)的效果。

由于可以采用靜負(fù)荷試驗(yàn)代替墜落沖擊試驗(yàn)，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(yàn)的相關(guān)規(guī)定，鋼絲繩防墜器的預(yù)防性試驗(yàn)可采用外觀組裝、空載動(dòng)作、靜載荷試驗(yàn)3種方法。

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

(2)空載動(dòng)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(dòng)試驗(yàn)。鋼絲繩快速拉出時(shí)自動(dòng)鎖止功能良好；鋼絲繩放開(kāi)后能自動(dòng)縮回，無(wú)卡澀現(xiàn)象。

(3)靜負(fù)荷試驗(yàn)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(yàn)后防墜器整體無(wú)肉眼可見(jiàn)的變形損壞。

靜負(fù)荷試驗(yàn)所施加的靜載荷取值可以分2部分進(jìn)行分析。

(1)對(duì)鋼絲繩受力進(jìn)行分析。國(guó)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(jiàn)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(duì)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(guò)額定工作負(fù)荷，就可能會(huì)對(duì)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(duì)于直徑為5mm的鋼絲繩進(jìn)行靜負(fù)荷試驗(yàn)，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(guò)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(duì)速差式防墜器結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)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(shí)其內(nèi)部鎖止機(jī)構(gòu)動(dòng)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(dòng)能。國(guó)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(shí)，沖擊力不大于6kN。可見(jiàn)6 kN是其內(nèi)部鎖止機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的一個(gè)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(yàn)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(gè)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(huì)對(duì)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(yàn)，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(yàn)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(yàn)項(xiàng)目、方法和靜負(fù)荷值也相同。國(guó)家防墜器標(biāo)準(zhǔn)GB24544-2009《墜落防護(hù)速差自控器》對(duì)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(yàn)項(xiàng)目、周期和方法都可以相同，不必另作討論。

筆者結(jié)語(yǔ)：

通過(guò)對(duì)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(yàn)方法，對(duì)電力高空作業(yè)防墜器的預(yù)防性試驗(yàn)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(yàn)的項(xiàng)目、周期和方法，歸納后如表2所示。

采用上述方法對(duì)速差自控器進(jìn)行檢驗(yàn)，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(huì)損壞防墜器的使用性能，且試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單實(shí)用，與安全帶等其他安全工器具的預(yù)防性試驗(yàn)方法相一致，符合試驗(yàn)人員的工作習(xí)慣，易于接受，效果良好。

防護(hù)失去方寸，人類將會(huì)怎樣？要安全，選東圣！