署名:本文作者Zhang Lexiang 张乐祥
下面就新版《电梯监督检验和定期检验规则》》里要求在监督检验中要实施125%载荷、额定速度下试验。这个实验给行业带来的难题困扰,主要情况做一个总结:文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10230.html
新版检验检测规定有关125%载荷安全钳实验的规定变化如下:文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10230.html
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本项试验并不是什么特别新的规定,很早就写到梯的检验检测规定里了,就是之前根本没有执行而已。在125%载荷下限速器安全钳联动试验以前是检修状态下去做,新版检验检测规定变成了额定速度下行去做,检修速度的实验变成了额定速度实验,而且整个试验过程要全程录像,给造假带来了麻烦。做出整个调整的主要是监管部门认为:目前部分电梯制造厂家为了降低成本,出现了严重偷工减料的情况,监督检验中的限速器安全钳联动试验改为快车进行,可以充分检验电梯的质量,录像可以防止试验造假走过场。本项实验被特种设备局和一些行业专家誉为电梯产品的试金石,可以大大提高了电梯行业整体质量水平。面对质疑,监管部门的领导和专家声称这个试验是在国家电梯安全标准中规定的,各企业已经声称自己的产品符合这个标准的要求。监管部门要求做这个试验没有增加任何额外要求,是完全合理的。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10230.html
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尽管这个电梯125%载荷试验确实是来自国家标准GB7588(EN81),但这个试验的设计原理完全是错的,给电梯设备施加了完全不必要超出实际运行需要很多倍的冲击,对电梯系统产生了很大的破坏作用,属于在产品交付阶段不应该采用的破坏性试验。主要原因是电梯安全钳的保护设计原理就是钢丝绳/悬挂系统完全断裂,导致轿厢自由落体运动,安全钳通过与导轨摩擦,以小于1g重力加速度的减速在保护乘客不受伤害的前提下让轿厢减速并停止。而这个试验是在钢丝绳系统完好的情况下,在额定下带着对重和轮系一起实验的。我们都知道运动物体的能量公式是E=1/2mv2。系统的总质量为125%载荷+轿厢重量+对重重量+钢丝绳重量+轮系的惯性能量,远远大于钢丝绳断裂断裂时的轿厢总质量和系统总能量。速度提升3倍以上,意味着总实验能量增加到原来的9倍。因为能量是与速度的平方成正比,6m/s电梯运行速度下能量大的惊人,对系统的破坏性可想而知!其结果就是:当轿厢侧被安全钳制动停止后,对重会依靠惯性继续上行直至速度为0后开始自由落体下坠到钢丝绳拉直时停止下坠,在停止位剧烈震荡直至停止。通常最高减速度会超过5g也就是5倍重力加速度。如果曳引主机在钢丝绳断裂而导致安全钳动作时是不受力的,但在此项试验设计时,由于轿厢侧卡死在导轨上,曳引主机会受到2倍的对重减速力。假设减速度为5g,那么曳引机要受10g的拉力,远超实际运行工况,导致主机及其固定设施受损。电梯企业固然可以通过大幅提升强度和抗冲击设计来减轻所带来的对设备的破坏性冲击,但这个提升不是为了应对实际运行工况而仅仅是为了简单应付这个极端不合理的试验所作,会大大增加了设备的物料成本和能耗,因此显得极度荒唐可笑。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10230.html
近年来,电梯企业根据电梯的实际使用工况对电梯的原有设计进行了大量优化,通过价值工程使得电梯的成本大幅度降低了,让用户可以买到更加物美价廉的电梯产品,同时通过轻量化使得电梯制造材料的消耗和能耗大幅度降低,产品更加环境友好了。125%载荷额定速度这个安全钳试验设计让行业多年降低成本,减少能耗的努力付之一炬,试验后的电梯系统肯定会严重受伤,如:轴承、机壳金属内伤或裂纹以及螺栓的松动或超过弹性变形范围的拉伸,设备寿命缩短,给未来电梯的安全运行带来巨大的隐患。之前的检修速度试验已经出了不少问题,现在的满速试验会给设备造成更加严重的伤害。这个试验过后,需要企业调整导轨,检查固定螺栓的状态。螺栓固定在脆性的墙体中,这个试验导致螺栓受到反复(上下)/周期震荡冲击,螺栓需要重新加固(墙体或者混凝土受损可能需要更换成化学锚栓固定),更换已经进入屈服或松动的螺栓,使用高强螺栓的更要注意这一点。实际上,安全钳每次动作后需要重新设定,制动性能表现差异很大,做完试验新调整后的安全钳和限速器,不一定能保证下次会重复复现上次的动作,完成保护。安全钳的保护原理是用楔块原理持续施加作用力,新电梯试验中卡住导轨并制动停止轿厢很容易。但在实际使用中,几乎不动作,检查很少,会积累很多的油泥和灰尘,导致动作异常或不同步的问题。新电梯试验通过了,并不保证在后续运行中能得到可靠的安全保护。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10230.html
安全钳作为机械式安全部件,钳体的弹性系数变化较大,楔块与导轨的摩擦减速性能受导轨表面粗糙度、油污,楔块材料摩擦特性不确定性很大,还有就是安全钳制动减速度调整很不精确,容易变化,以上原因导致安全钳产品制动性能一致性很差,企业不得不牺牲制动减速度要求而追求可靠制停。根据我们与现场检验工作人员的了解到为了让安全钳能刹得住制动并停止轿厢运动,一些企业把安全钳的减速度设定提高,有的甚至减速度高达3g以满足新的检验检测规定要求,导致安全钳完全卡死在导轨上,导致导轨表面受到严重伤害。过大的安全钳制停减速度可能会超出导轨夹板的加持力,使整个轨道上下分离,留下一个空档,修复困难。这个试验还可能导致轿厢变形,导轨支架和固定受损,恢复运行需使用起重机械吊起轿厢,修复或更换导轨恢复运行。对重带有安全钳保护的电梯在轿厢侧安全钳动作后,在对重自由下坠过程中可能超速,导致对重安全钳也会卡在导轨上,恢复起来非常难的情况普遍发生。安全钳的装设主要目的是保护电梯悬挂完全断裂后,轿厢在自由落体时在小于1g的减速度下制动并停止轿厢的运动,以保护轿厢内的乘客不受到伤害,大于1g的减速度会让乘客受伤,甚至骨折等。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10230.html
目前一些正在开展的安全钳制动试验,在限速器提拉安全钳制动过程中,电梯制动器会同时或提前制动,整个系统的很多动能被制动器消耗,冲击对系统的破坏作业被降低。在试验过程中,如果电梯制动器同时采取制动,即使安全钳不能工作,轿厢也会被紧急制停,起不到测试安全钳的目的。因此,新的电梯检验检测要求在安全钳试验过程中,制动器是不能参与制停的,也就是要在制动器打开的情况下进行,以便对安全钳的制动性能进行真正的验证。因为可能存在主机翻倒、吓人的震动和声响人工进行这个实验,人工打开制动器和触发限速器不可行,为了安全起见,修改电梯设计,或者通过编制相应测试软件才行。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10230.html
在这个新的检验检测规定中,这个试验要求是安全钳要制动和停止轿厢运动,设备直视完好,而没有强调在制动过程中把轿厢的减速度控制在1g以下,所以是完全错误的!根据现代的设备安全设计原则,在事故发生后,保护乘客才是第一要务,而不是满足检验检测规定要求,把轿厢制动和停止。只要保护乘客的安全,设备是否损坏不重要。事故发生后,保护乘客不受伤害才是目的。为了通过这个试验,把安全钳设定到高于1g,十分危险。在实际运行中,钢丝绳全部断掉自由落体触发的安全钳动作几乎没有,而误动作却经常发生,制动太强的安全钳在误动作发生时有可能严重伤害乘客!近年来,产品的安全设计理念发生了巨大的变化,如汽车设计从抗冲击力的防撞设计,转为变形吸能+满足保护车内人员的驾驶室碰撞冲击设计兼顾的理念,这一点值得电梯行业学习。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10230.html
新的检验检测规定还要求试验后用人的眼睛直视来判断设备是否完好。可是金属部件受冲击后的内伤和微裂纹,寿命受损、还有轿厢变形不经过专业仪器进行测量,试验人员能用肉眼看得出吗?螺栓受冲击后受力可能超过弹性变形屈服,眼睛很难看出,这螺栓还能用吗?螺栓经过冲击后,松动后怎么办?固定导轨的螺栓与墙体的固定很脆弱,松动加固怎么办?对曳引机轴承的冲击巨大,不拆开机壳,能检查出来吗?现在70%以上的对重块采用了矿粉混凝土制作,强度非常低,没有固定、码放在一起的对重块相互冲击后很容易粉碎。而且为了节省钢材和降低成本,对重架用了比较薄的钢板冷弯而成,不能承受大的冲击力,尤其是横梁部分,冲击变形后会对后续运行安全造成巨大的风险。
特种设备局主管电梯的领导和行业专家把两个制动器全部失效溜车时安全钳的防坠落所起的保护,还通过列举两个制动器同时失效和结构破坏事故案例,强调安全钳的在防坠落安全保护的重要性,这样理解安全钳保护功能是完全错误的。安全钳的保护目的是悬挂/钢丝绳完全断裂后的保护,而不是制动器或机械轴的断裂保护。只要悬挂还在,制动器是冗余设计,单个制动器就能保证轿厢的制停。电梯的轴需要按照永久寿命设计,各种轮子和轴承要通过保养检查并把发现问题或到寿命的部件及时更换。轿厢驱动由带编码器的主机完成,超速是不可能的或者一旦检测到超速也会停止主机供电,制动器报闸制停轿厢。标准应用的假设就是不考虑两个部件同时失效的情况!这是前提,没有这个前提,整个标准将无法使用!!
新电梯必须通过这个试验验证后才能交给用户使用,但这个试验后相当于电梯发生了一次最严重的事故,电梯设备的寿命打折,轿厢变形、螺栓松动,给后续安全运行带来严重的隐患。在电梯合同中要求电梯企业提供崭新的电梯产品,交付出现严重事故后的产品用户会答应吗?
这个试验后还会出现扯皮现象:如果在试验中出现电梯损坏,谁来承担更换责任?电梯厂家吗?如果部件损坏需要更换,需要二次试验,这多出来的工时,谁拿钱出来支付给安装队费用?如果电梯部件损坏,更换需要时间,再次试验也需要时间,会不会导致电梯交付超期?费了九牛二虎之力才做的一个电梯项目,本来利润就少,别因为超期交付再做亏损了。在交付使用后的设备上做这个试验风险更大,可能严重影响居民电梯的使用和安全。如果电梯行业为了应对这个不合理试验设计制造电梯产品,产品所用原材料成本会大幅度提高,设备的购置和使用成本大幅度上升。产品也因为重量增加导致运动质量大幅度增加,电梯是频繁启动,正反转频繁的设备,电梯的能耗也将大幅度提升,这与我国的国家双碳战略是背道而驰的。为了满足荒唐试验进行设计,而不是按实际使用工况设计产品本身,这也太荒唐了,是难以令人接受的。
根据新的检验检测规定,目前的试验设计还存在严重的缺陷。目前的试验设计主要采用电梯轿厢电动下行,当轿厢速度达到额定速度时手动触发限速器来提起安全钳以实现对轿厢的制停。这个过程没有按照安全钳-限速器保护系统设计的原理,没有同时对限速器进行联动测试,在实际工作中,限速器的触发动作速度设定也很不准确,很多限速器的设计就不能保证准确触发,因此通常设置的速度比较高,导致如果按照限速器设定速度自己触发,安全钳需要在115%额定速度以上动作,因为能量与速度是平方关系,破坏力更大。因此,如果电梯安全钳试验必须做,应在型式试验中进行,为了确保试验的准确性、合理性,防止作假的发生,电梯安全钳的试验必须废除电动模式试验方法,改为断开轿厢的悬吊,让轿厢自由落体,分别让装满125%额定载重量和空载的轿厢自由坠落,超过规定速度后,由限速器触发安全钳动作模式,同时在轿厢内设置加速度传感器,以确保在整个安全钳动作,轿厢制停过程中减速度小于1g,也就是保持在通常规定的0.2~0.8g范围内,以确保在电梯实际运行中,安全钳动作时保护乘客的安全。还有就是,在型式试验中开展这项试验,可以让电梯轿厢设计更加合理,轿厢可以像汽车的碰撞设计类似,安全钳动作后,轿厢或其它部件可以损坏,以最大程度保护乘客安全为目标进行设计。轿厢坠落事故极其罕见,安全钳动作后,更换破坏的制造成本不高的轿厢即可。
目前的这个安全钳试验采用电动运行模式,轿厢可以以比较轻的情况下仍然可以下行,在安全钳动作过程中制动器同时制动减缓了冲击力。在实际电梯检验过程中存在检验检测单位使用外形与真砝码一样的空心砝码或者少装砝码进行试验,如果有造假存在,这个试验除了多收费增加企业负担,还有其它意义吗?
从全世界范围来看,安全钳保护乘客的案例极少,而因为安全钳误动作导致乘客受伤的案例却很多,电梯的安全钳目前主要起到的是乘客心理安抚作用,是解决乘客轿厢坠落恐惧的符号(电梯教的象征)工具。除了试验后修复电梯设备的费用,因为需要在交通道路很糟糕的工地搬运砝码,试验后,电梯自身曳引机很难提起卡在安全钳导轨上、载有125%载荷的轿厢,需要用起重设备来提起轿厢恢复运行,为此我国每年要为这个没有安全效果的保护措施产生额外的200亿以上的试验费用,超过整个电梯行业一年的利润,完全是劳民伤财,坑害国家和老百姓的政策。
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