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老旧电梯安全评估方法及主要部件风险分析
来源:谢建雄,陈奕波 | 作者:谢建雄,陈奕波 | 发布时间: 2024-05-14 | 331 次浏览 | 分享到:

本文刊登于《中国电梯》杂志2024年第2期

作者:谢建雄,陈奕波 / 广东省特种设备检测研究院潮州检测院

1 老旧电梯现状及安全性风险评估的意义

根据市场监管总局统计,截至2023年4月,全国投入使用的电梯已达到989.25万台,其中15年以上梯龄的老旧电梯有73.68万台。当前,老旧电梯增速很快。根据相关数据预测,5年后15年以上梯龄的电梯将达到150万台。随着时间的推移和电梯使用频率的增加,老旧电梯的主要部件会出现磨损、老化等问题。同时,一些老旧电梯可能还存在着设计、制造不当,安装、维护不规范等问题。因此,对老旧电梯进行安全性风险评估及主要部件风险分析显得尤为重要。

2 老旧电梯安全性风险评估方法

老旧电梯安全性风险评估是为了确保老旧电梯运行的安全性和可靠性而进行的一种综合性评估。电梯安全性风险评估方法有多种,每种方法在实际的风险评估工作中都有其适用的情况和使用的场景,选择合适的安全性风险评估方法,是保障老旧电梯运行安全、可靠的重要保障之一。老旧电梯安全性风险评估主要有以下几种方法。

2.1 风险值评估法

风险值评估法首先将电梯这个整体拆分成若干个单个的评估项目后分别进行评估,然后将所有单个评估项目进行加权得到该电梯的风险评估值。在对单个评估项目进行分析时,其风险等级值为风险带来的后果严重程度S的等级和风险发生概率P的等级两者的结合。对于电梯整体而言,不同的风险等级表示其权重不同[1]。风险值评估法的主要步骤如下。

1)风险带来的后果严重程度S的等级判定。单个安全评估项目风险所带来的后果主要包含对人身、环境、财产造成的影响,根据影响严重程度可分成4个风险等级,如表1所示。

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2)风险发生概率P的等级判定。单个安全评估项目风险发生的概率根据伤害发生的概率可分为6个等级,如表2所示。

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3)风险类别判定。风险类别为风险带来的后果严重程度S的等级与风险发生概率P的等级两者的结合。按照本节第1)步、第2)步已经确定的风险严重程度和风险发生概率的等级,将风险类别分为三大类别,如表3所示。

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4)综合安全状况等级判定。根据单个评估项目的风险等级赋予不同的权重,再结合所有单个评估项目,计算出电梯综合安全状况得分。计算公式如下:

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式中:D —电梯综合安全状况得分;

vi—第i个风险情节的风险类别取值(i=1,…,n);

n —所有进行评估的风险情节的个数。

根据电梯综合安全状况得分情况,按照表4判断电梯综合安全状况等级,并结合设备本体综合存在的风险和降低风险保护措施的成本,采取相应的安全性风险评估措施。

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2.2 层次分析法

层次分析法(analytic hierarchy process,简称AHP)是一种常见的决策分析方法。采用AHP方法可以将问题分解成多个层次,然后分别对每一层进行权重判断,最终得出问题的综合评价。AHP方法适用于复杂的多目标决策问题,可以对各个指标或因素进行量化比较,获得更为准确的决策结果。

老旧电梯层次分析评估法的主要步骤如下。

1)建立层次结构。将电梯作为一个系统分解成多个层次,并建立层次结构模型,列出各个层次的风险因素。老旧电梯安全性风险评估项目可以分为三大部分,即设备本体、维保情况、使用情况,电梯系统的层次结构如图1所示。

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2)确认判断矩阵。判断矩阵用于记录各个层次之间判断的结果,将两两比较的元素按重要性指定判断矩阵,并进行归一化处理。

3)计算权重。利用判断矩阵计算各个层次的权重,得出每个准则因素对实现目标的重要程度和所有方案的综合评价结果。

4)汇总方案评估结果。在计算出各个方案的综合评价结果后,可以将其进行汇总,然后依据评价结果确定最终的安全评估等级。

层次分析评估法的优点是能够解决影响决策的多个因素,并定量比较和评估这些因素。但它也有一定的局限性,如判断矩阵的构建方法和判断矩阵中比较结果的主观性,都会影响评估结果的准确性,需根据实际情况综合考虑,并结合其他方法进行决策。

2.3 故障树分析评估法

故障树分析(fault tree analysis,简称FTA)评估法是一种基于逻辑关系的可靠性分析方法,可以帮助人们在考虑各种不同参数和因素的情况下,确定电梯是否达到一定的可靠性水平和安全性要求。具体而言,故障树分析评估法是在逻辑运算的基础上,按照事故发生的逆向过程,利用图论和逻辑分析方法,将电梯可能发生故障的组合方式表示成树形模型,然后以这个模型来分析电梯出现故障的概率大小、危害性等。故障树分析评估法可以有效地分析电梯出现各种故障的原因,评估和提高电梯的安全性能,适用于电梯的全生命周期的可靠性评估和安全性分析。

故障树分析评估法的主要步骤是:先确定电梯故障的顶事件,将顶事件逆向分解成多个基本事件和中间事件,形成故障树,然后通过对各条路径的概率计算,得出电梯出现相应故障的概率大小和危害性。在计算的同时,可以通过对故障树模型的修改和调整,找到降低电梯故障概率的有效措施和方法。

总之,故障树分析评估法提供了一种全面、系统的电梯安全性能评估方法,为电梯维保人员提供了科学、合理的决策依据,确保了电梯的安全和可靠运行。

3 老旧电梯主要部件常见问题及风险分析

在电梯安全性风险评估工作中,老旧电梯主要部件常见问题及风险分析如下。

3.1 曳引驱动部件

主要部件:曳引电动机、减速箱、曳引机制动弹簧、曳引轮绳槽。

常见问题:曳引电动机漏油或运转时有异常振动及噪声;减速箱体出现裂纹或严重锈蚀,各传动部件及传动副啮合面出现塑性变形、裂纹、折断、胶合、点蚀、磨损等现象。

风险分析:减速箱齿轮长时间磨损,在极端情况下自锁作用消失,电梯存在下坠或冲顶风险;曳引机制动弹簧锈蚀或严重变形,制动器机械位置偏移,曳引轮绳槽磨损过大。曳引机制动弹簧失效会造成电梯制动失灵,引起电梯轿厢溜车,造成电梯冲顶或者蹾底的危险[2]

3.2 门装置

主要部件:层门滑块、门锁装置。

常见问题及风险分析:层门滑块脱落或过度磨损会使电梯层门失去可靠性和固定性,有坠落井道的风险;门锁装置出现触点烧蚀、触点接触不良,接线绝缘层老化破裂容易引发电梯电气故障,出现困人现象。

3.3 安全保护装置

主要部件:上行超速保护装置、限速器-安全钳。

常见问题及风险分析:一些老旧电梯没有轿厢上行超速保护装置;限速器-安全钳联动试验失效。电梯超速保护功能是靠上行超速保护装置和限速器安全钳两个装置实现,这两个装置功能失效会使电梯超速时无法制停,造成电梯轿厢冲顶或蹾底等安全事故。

3.4 悬挂装置

主要部件:曳引钢丝绳。

常见问题:曳引钢丝绳出现断丝、断股、锈蚀、笼状畸变、扭结、绳芯挤出、部分压扁、弯曲等现象。

风险分析:钢丝绳过度磨损使其直径减小,钢丝绳与曳引轮轮槽的接触面积相应地减小,曳引钢丝绳与曳引轮轮槽的摩擦力也相应地减小,导致电梯曳引力不足,容易造成电梯故障。

3.5 重量平衡系统

常见问题及风险分析:一些老旧电梯由于对轿厢进行了装修改变了电梯的平衡系数。当电梯的平衡系数小于标准值时,电梯在满载或超载下行时,电梯运行速度容易超出额定速度,造成轿厢蹾底等安全事故。

4 老旧电梯主要部件的报废技术条件

GB/T 31821—2015《电梯主要部件报废技术条件》于2016年2月1日起实施。该标准列出13个电梯主要部件,分别为:驱动主机、紧急救援装置、悬挂装置、补偿装置、轿厢、对重、层门与轿门、检修门、井道安全门和检修活板门、导轨和导靴、安全保护装置、电气控制装置、编码器、液压部件。老旧电梯主要部件达到GB/T 31821—2015中规定的报废技术条件且无法进行修理时,应报废。当电梯主要部件出现机械损伤(如开裂、变形)、非正常磨损、锈蚀、材料老化、电气故障、电气元件破损等6种影响安全运行的失效或潜在失效模式时也应报废。在电梯安全性风险评估中,通过对电梯存在或潜在失效风险的主要部件进行报废来推进电梯整机的更新改造,有利于提高电梯的安全性并延长电梯的使用寿命[3]

5 结语

老旧电梯安全性风险评估有着重要意义,通过安全性风险评估,可以分析老旧电梯主要部件存在的安全隐患并提出整改方案。一般来说,如果电梯已经使用超过15年,或者有多次大规模维修记录,或者安全性不足时,就应该考虑报废或对电梯进行改造。此举有效地延缓老旧电梯的老化进程,减少电梯故障和安全事故的发生,提高电梯的乘坐可靠性和持久性。

参考文献
[1]郑树峰.浅析老旧电梯安全风险评估[J].中国电梯,2018,
29(5):69-70.
[2]刘永康,薛季爱,仇润鹤.电梯主要部件安全性风险和判废分析[J].科技与创新,2014(13):124-125.
[3]辛文.首部电梯主要部件报废国家标准出台[J].中国标准化,2015(8):36.

来源:《中国电梯》杂志

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