名揚(yáng)游樂分享|大型游樂設(shè)施設(shè)計(jì)使用壽命有關(guān)說明

　　社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使人們對(duì)生活品質(zhì)的追求也越來越高，由于大型游樂設(shè)施能夠滿足人們的感官刺激和冒險(xiǎn)心里，相應(yīng)的主體公園正在蓬勃發(fā)展，并向高空、高速、高刺激的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，國(guó)家也將其納入特種設(shè)備管理范疇?！队螛吩O(shè)施安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定：“設(shè)計(jì)單位應(yīng)在設(shè)計(jì)文件明確主要受力部件，并規(guī)定整機(jī)及關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)使用壽命”。國(guó)家質(zhì)檢總局責(zé)令運(yùn)營(yíng)使用單位聯(lián)系原制造單位確認(rèn)設(shè)備設(shè)計(jì)使用期限。達(dá)到設(shè)計(jì)使用期限且無改造、維修價(jià)值的設(shè)備，運(yùn)管使用單位應(yīng)按《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》規(guī)定及時(shí)予以報(bào)廢并辦理注銷手續(xù)。達(dá)到設(shè)計(jì)使用期限仍有改造、維修價(jià)值的設(shè)備，運(yùn)營(yíng)使用單位可委托設(shè)備原制造單位或具備相應(yīng)制造許可資格的單位進(jìn)行維修、重大維修或改造，確定繼續(xù)使用期限和使用條件游樂設(shè)施在給人們提供休閑娛樂的同時(shí)，安全性不容忽視，實(shí)際使用年限接近設(shè)計(jì)使用年限，安全隱患就會(huì)增加。

　　雖然法規(guī)對(duì)使用壽命做了明文規(guī)定，但是從目前來看，并沒有得到很好的落實(shí)，有哪些因素會(huì)影響游樂設(shè)施的使用壽命?本文就這些話題展開討論。大型游樂設(shè)備使用壽命的規(guī)定游樂設(shè)施的使用壽命，就是設(shè)備在規(guī)定的使用條件下，從正式開始使用到被徹底淘汰的整個(gè)時(shí)間內(nèi)，保持穩(wěn)定安全的工作能力，還包括維護(hù)和保養(yǎng)時(shí)間?！队螛吩O(shè)施安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程(試行)》第十七條規(guī)定了設(shè)計(jì)單位應(yīng)在設(shè)計(jì)文件中明確主要受力部件，并規(guī)定整機(jī)及關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)使用壽命。并在第七條明確了凡失效時(shí)會(huì)導(dǎo)致乘客人身傷害的軸、銷軸類零部件，如主軸、中心軸、座席吊掛軸、車輪軸、油(氣)缸上下支撐銷軸、座席支承臂上下銷軸等，其設(shè)計(jì)壽命應(yīng)大于8年(在設(shè)計(jì)說明書中有特殊規(guī)定的除外)，不易拆卸的軸類(指拆裝工作量占整機(jī)安裝工作量的50%以上)按無限壽命設(shè)計(jì)。GB8408-2018《大型游樂設(shè)施安全規(guī)范》6.1.1.6也明確規(guī)定：游樂設(shè)施應(yīng)規(guī)定其整機(jī)及主要部件設(shè)計(jì)使用壽命，整機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算壽命應(yīng)不小于35000h。游樂設(shè)施按照每天工作8h,每年工作360天,則35000h相當(dāng)于12年，因此按照2018版《大型游樂設(shè)施安全規(guī)范》，游樂設(shè)施的最小設(shè)計(jì)使用年限為12年。設(shè)計(jì)使用壽命不能太短，最低設(shè)計(jì)使用壽命是12年，且其設(shè)計(jì)使用期限不得低于整機(jī)設(shè)計(jì)使用期限。

　　低于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，就說明這個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量太出廠年限超過12年(不含12年)的游樂設(shè)施，由于使用年限過久游樂設(shè)備設(shè)計(jì)，存在設(shè)備結(jié)構(gòu)疲勞、銹蝕、變形等安全隱患。游樂設(shè)施在實(shí)際使用過程中，已經(jīng)超過了使用年限，就會(huì)存在很大的安全隱患。很容易出現(xiàn)安全隱患。國(guó)家通過上述安全技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)計(jì)使用壽命實(shí)施行政監(jiān)察，判別已超過設(shè)備設(shè)計(jì)使用壽命，存在重大安全隱患，立即停止使用，對(duì)于充分發(fā)揮游樂設(shè)施的功能，為公眾安全服務(wù)，節(jié)約國(guó)家寶貴的資源，是非常必要的。使用壽命有關(guān)因素與游樂設(shè)施使用壽命有關(guān)的兩個(gè)因素1)游樂設(shè)施在使用中，受應(yīng)力、應(yīng)變影響，幾乎所有結(jié)構(gòu)、零部件的形狀和尺寸都在相對(duì)改變承受疲勞載荷，它們的主要失效形式是疲勞破壞。常規(guī)疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)認(rèn)為：假設(shè)材料沒有初始裂紋，經(jīng)過一定的應(yīng)力循環(huán)后，由于疲勞損傷的積累，才形成裂紋，裂紋在應(yīng)力循環(huán)下繼續(xù)擴(kuò)展，直至發(fā)生全截面脆性斷裂。裂紋形成前的應(yīng)力循環(huán)數(shù)，稱為無裂紋壽命;裂紋形成后直到疲勞斷裂的應(yīng)力循環(huán)數(shù)，稱為裂紋擴(kuò)展壽命。零件總壽命為兩者之和。一般來講，設(shè)備的結(jié)構(gòu)壽命是決定整個(gè)設(shè)備自然使用壽命的基礎(chǔ)。每一次應(yīng)力循環(huán)都會(huì)對(duì)零部件造成一定量的損傷，這種損傷是可以積累的;當(dāng)損傷積累到臨界值時(shí)，零件將發(fā)生疲勞破壞。

　　2)在游樂設(shè)施使用中，另一種影響使用的是磨損壽命。物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在摩擦的作用下，摩擦面上的物質(zhì)不斷耗損，如軸和軸承之間、齒輪牙齒的磨損、導(dǎo)輪與導(dǎo)軌之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的耗損，它們破壞了零部件配合尺寸和強(qiáng)度，當(dāng)磨損量超過允許極限的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的失效。疲勞壽命在19世紀(jì)40年代，鐵路車輛輪軸在重復(fù)交變載荷的作用下，發(fā)生了破壞，由此，人們開始認(rèn)識(shí)到疲勞破壞。游樂設(shè)施的零部件和構(gòu)件在運(yùn)行中承受循環(huán)應(yīng)力，疲勞損傷發(fā)生在受交變應(yīng)力作用的零件和構(gòu)件，零件和構(gòu)件在低于材料屈服極限的交變應(yīng)力的反復(fù)作用下，經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)以后，在應(yīng)力集中部位萌生裂紋，裂紋在一定條件下擴(kuò)展，最終突然斷裂，這一失效過程稱為疲勞破壞。結(jié)構(gòu)材料在疲勞破壞前所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)數(shù)稱為疲勞壽命游樂設(shè)施疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)是以名義應(yīng)力為基礎(chǔ)的，可分為無限壽命設(shè)計(jì)和有限壽命設(shè)計(jì)。

　　因?yàn)橛螛吩O(shè)施大都為單件或小批量生產(chǎn)。重要的零部件即使采用有限壽命，其成本也降低不了多少，還會(huì)給用戶帶來一定的麻煩。游樂設(shè)備原則上不采用有限壽命，也即表明不采用每天、每年多少次，能用多少年的算法。而應(yīng)該用無限壽命設(shè)計(jì)，無限壽命設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的是安全系數(shù) 3.2 有限壽命設(shè)計(jì) 當(dāng)循環(huán)載荷的最大計(jì)算應(yīng)力大于材料的疲勞極限時(shí)，用疲勞載荷譜計(jì)算零部件的使用壽 命。通常采用超過疲勞極限的工作應(yīng)力，以減小零件截面，減輕重量或者采用廉價(jià)的材質(zhì)， 以降低成本。假設(shè)零件承受循環(huán)應(yīng)力，當(dāng)其最大和最小應(yīng)力的數(shù)值固定不變時(shí)，有限壽命設(shè) 計(jì)的方法與無限壽命設(shè)計(jì)相同，只是在強(qiáng)度判據(jù)中，以有限壽命的條件疲勞極限替代疲勞極 標(biāo)明游樂設(shè)施的整機(jī)使用壽命不小于35000h。不同的游樂設(shè)備使用率是不一樣的，要根據(jù) 不同的游樂設(shè)施設(shè)備，事實(shí)求是的計(jì)算游樂設(shè)施設(shè)備使用年限。

　　因此要科學(xué)的 對(duì)待游樂設(shè)備的設(shè)計(jì)使用年限。 3.3 剩余壽命設(shè)計(jì) 根據(jù)疲勞壽命理論計(jì)算設(shè)備剩余壽命時(shí)，可根據(jù)游樂設(shè)備所承受的實(shí)際載荷，統(tǒng)計(jì)出每 天實(shí)際運(yùn)行的次數(shù)(應(yīng)力循環(huán)次數(shù))和每次運(yùn)行的時(shí)間，用每天實(shí)際運(yùn)行的次數(shù)乘以每次運(yùn) 行的時(shí)間的乘積，再加上必要的維修保養(yǎng)所占的時(shí)間，最后按每天8 小時(shí)全年運(yùn)行365 合為實(shí)際運(yùn)行使用的日歷年。最后用設(shè)計(jì)使用壽命減掉實(shí)際使用的日歷年，就是剩余壽命。根據(jù)《條例》規(guī)定，要求大型游樂設(shè)施每日必須填寫運(yùn)行日志、維護(hù)保養(yǎng)、設(shè)備故障與事故 處理記錄等是使用單位的主體責(zé)任，是定期檢驗(yàn)必查的內(nèi)容，也是計(jì)算設(shè)備剩余壽命非常重 要的依據(jù)。 對(duì)于零部件由于其工作環(huán)境、工作條件及使用維護(hù)保養(yǎng)的不同，磨損壽命也不同，當(dāng)設(shè) 備的磨損量超過允許極限的時(shí)候，就要報(bào)廢或更新，此時(shí)零部件不存在剩余壽命。 4建議與展望 如何對(duì)達(dá)到游樂設(shè)施設(shè)計(jì)使用壽命的安全評(píng)估? 為保障游樂設(shè)施的安全使用，提高游樂設(shè)施安全評(píng)估技術(shù)與質(zhì)量，統(tǒng)一評(píng)估方法，建議 出臺(tái)《游樂設(shè)施安全評(píng)估技術(shù)規(guī)定》。該規(guī)定應(yīng)明確： (1)游樂設(shè)施需評(píng)估的重要零部件及部位;如關(guān)鍵的軸、軸承、銷、關(guān)鍵的焊縫、主要 承載的鋼結(jié)構(gòu)件等。

　　(2)評(píng)估檢測(cè)的內(nèi)容應(yīng)包括： 使用單位應(yīng)提供游樂設(shè)施的設(shè)計(jì)、制造、購(gòu)置、安裝資料。包括購(gòu)銷合同、制造許可證、產(chǎn)品合格證、制造監(jiān)督檢驗(yàn)證明、安裝使用說明書、注冊(cè)登記等原始資料; 使用單位應(yīng)提供運(yùn)營(yíng)、保養(yǎng)情況記錄包括驗(yàn)收、定期檢驗(yàn)報(bào)告、定期自行檢查記錄、定期維護(hù)保養(yǎng)記錄、維修和技術(shù)改造記錄、運(yùn)行故障和生產(chǎn)安全事故記錄、累計(jì)運(yùn) 轉(zhuǎn)記錄等運(yùn)行資料; 對(duì)全部結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)、安全裝置和電氣系統(tǒng)等進(jìn)行評(píng)估，規(guī)定評(píng)估內(nèi)容與評(píng)估方法及評(píng)估合格結(jié)論的判定條件。 規(guī)定整機(jī)安全性能的載荷試驗(yàn)。(3)評(píng)估機(jī)構(gòu)，必備檢測(cè)檢驗(yàn)儀器設(shè)備。 在安全評(píng)估中，發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)疲勞裂紋、嚴(yán)重銹蝕、主材壁厚變薄、軸銷磨損、齒輪磨損 等情況，達(dá)到一定參數(shù)時(shí)，評(píng)估結(jié)論屬于不合格，則按報(bào)廢處理。如果沒有上述缺陷，或?qū)? 不合格的零部件進(jìn)行替換，屬于評(píng)估合格，規(guī)定評(píng)估合格后確定最長(zhǎng)有效期限，并確定檢驗(yàn) 頻次，達(dá)到繼續(xù)安全使用的目的。