一“漂流”游乐设施筏体倾覆故障原因分析

2017-04-20金卫良

中国特种设备安全 2017年3期

关键词：游乐水道水位

金卫良

（浙江省特种设备检验研究院杭州 310025）

一“漂流”游乐设施筏体倾覆故障原因分析

金卫良

（浙江省特种设备检验研究院杭州 310025）

本文针对一起“漂流”游乐设施筏体倾覆故障，分析并论述了造成此次故障的直接、间接、主要及次要原因，得出“漂流”游乐设施在设计、制造、安装及使用方面存在的各种不足及欠缺；最后提出了防范类似故障的预防及改进措施。

漂流大型游乐设施倾覆

“漂流”游乐设施由人工水道、制动系统、提升机构和多个漂流筏体组成。漂流筏体由设置在水道提升段附近的水泵推动水流驱动前进，筏体速度主要由水道结构、水流速度决定，而为在水道中造出人造水浪，一般在水道底部设置各种型式及角度的造浪管，水流通过对不同型式造浪管的冲击，形成各种人造水浪，给乘坐在筏体内游客一种惊涛骇浪感觉。此项目深受游客的欢迎，在国内各大主题乐园都有广泛的分布。

1 故障情况描述

某乐园区内一的“漂流”大型游乐设施项目，一载有5名乘客的漂流筏在运行到水道一急转弯时，筏体（见图1）突然停止运行，后被水道内水流不断冲击筏体整体向前倾覆，5名乘客被倾覆筏体覆盖，所幸水道水位并不高，而现场操作及作业人员通过监控看到险情后迅速开展应急救援，成功营救落水游客，游客在此次设备故障中并未受到严重伤亡，但此次漂流筏体倾覆故障应得到大型游乐设施设计、制造、安装、使用单位及各检验机构的重视。

图1 漂流筏正视图

2 故障原因分析

故障发生后，当地负责特种设备安全监督管理的部门立即组织技术专家赶赴现场，对故障发生原因进行调查分析。经过现象勘查，故障设备为一水上游乐设施，制造日期为：2014年9月，水道总长285m、功率为272kW、乘员：6人/筏。

通过对“漂流”大型游乐设施的现场技术勘查和相关试验，技术专家初步判定本故障的发生与筏体及水道底部布置的造浪管等各种情况有关，多种原因综合导致了筏体倾覆故障。

2.1 直接原因

1）通过故障勘察后发现，在故障点运行水位为350mm，而此处水道设计水位为550mm，偏差200mm，此项不符合GB/T 18168—2008中4．7．4条要求，水位的降低直接增加了筏体刮碰水道底部现象的可能，图2为故障皮筏底部被水道长期刮碰后发生破损现象。

2）故障筏体为新购皮筏，称重后发现自重较旧筏增重70kg，在满载情况下新筏吃水深度增加60mm。此项不符合GB 8408—2008中8．1．3条要求，产品及部件制造应严格安装产品设计图样和技术文件要求进行加工制造。

图2 皮筏底部磨损情况

图3 故障造浪管布置图

图4 造浪管高低大小管并列布置图

3）故障点（见图3）水道底部的造浪管采用单根粗管布设，其管径为160mm，未采用高低大小管并列布置的形式（见图4），在运行水位不及设计要求及筏体运行时有刮碰水道底部情况下，160mm的垂直高差增加了筏体被抵住后倾覆的风险。而GB/T 18168—2008中4．7．5条中要求造浪管固定牢固，并未提出其一旦抵住皮筏后的各种预防措施要求。

2.2 间接原因

1）为突出项目主题效果，筏体在每个坐席背后增设装饰版，每个皮筏6块装饰板的重量共计50kg，筏体在空载情况下吃水深度增加30mm，此举增加筏体被造浪管抵住风险，而装饰板重量并未在筏体设计时予以考虑。而水上游乐设施相关标准对此并未有明确要求，使用单位在使用装饰板方面存在侥幸心理。

2）对故障皮筏检查发现，其座舱玻璃钢与皮筏本体拉紧绳固定孔存有不同大小的破损，玻璃钢内部积水达40kg，而GB/T 18168—2008中4．7．6条中明确提出“漂流筏体应结实耐用，腔体内宜采用致密性发泡材料填充。”要求，玻璃钢腔体内过量积水说明玻璃钢内部发泡材料填充不均匀，存在较大空隙。

3）故障点为水道一转弯部位，其转弯半径为5m，水道底部又有12°的内倾角。皮筏经过时水流有一个先降后升的过程，由于惯性的作用，筏体在水流作用下也有一个先下倾再上浮的过程，这一过程增加了皮筏与造浪管撞击的可能，而过小的转弯半径不符合GB/T 18168—2008中4．7．5条要求。

2.3 主要原因

1）此“漂流”项目设计水道流速为3．7m/s，过快的流速增加了皮筏一旦抵住障碍物后倾覆的风险，而设计单位对筏体的倾覆性试验也只在静态水位时测试，并未考虑皮筏在复杂的动态水位情况的稳定性要求，更没考虑并提出在水道水位不及安全运行要求的情况下的各种风险预防措施，如：设置动态水位检测系统、水道动态水位监测标尺等。而GB/T 18168—2008中4．7．4要求漂流设备只要求“在站台附近的水道内壁明显处，应设有水位刻度尺”。对整个水道运行水位监测无明确要求。

2）安装单位对水道底部布置的造浪管无设计验算，造浪管的安装形式无各种极端工况调试及试验也是导致此次故障的另一主要原因。

3）制造单位后期交付给使用单位的皮筏未经严格的安全确认，在皮筏重量增加70kg、皮筏表面材质加硬的前提下，无安全评估，盲目交付给使用单位使用也是导致此次故障的主要原因。

4）在对座舱实物及设计图纸进行比较后发现，座舱玻璃钢未严格按照设计图纸进行制造，座舱座席面较设计图纸升高150mm，筏体整体重心提高，降低了筏体稳定性。此亦与GB/T 18168—2008中4．7．8条中“筏体在漂流过程中不应有倾覆、相碰撞的可能”相冲突。

2.4 次要原因

1）检验机构在定期检验中曾提出皮筏底部磨损严重（见图2）等整改意见，而制造单位未能引起足够的重视，彻底找出故障原因，及时排查故障隐患也是导致此次故障的次要原因。

2）设计制造单位未在设备使用维护说明书中提出皮筏在额定载荷下的吃水深度要求、无水道动态水位监测方法及筏体更换试验要求不明确，也是导致此次故障的原因。

3 预防及改进措施

大型游乐设施是面向公众的特种设备，社会公众对其安全性能具有严格的要求，为避免此类故障的再度发生，游乐设施的安全使用和预防措施必须引起高度重视，下面为“漂流”项目的几点改进措施。

1）设计单位应在设备额定运行速度情况下，对筏体进行倾覆性能理论及实际验证，以满足GB/T 18168—2008中4．7．8条要求；

2）水道内的动态水位应有严格的监测措施，以确保皮筏运行时水道运行水位满足设计动态水位要求；

3）设计制造单位应在设备使用维护说明书中明确皮筏在最大偏载及最大载荷情况下的皮筏吃水深度及检查方法要求，指导作业人员日常安全检查；

4）使用单位应定期检查皮筏底部磨损情况，并在造浪管表面刷涂油漆检测与筏体间的异常摩擦，以满足GB/T 18168—2008中4．7．4条要求；

5）造浪管的布置应更合理，弯道布置造浪管应更慎重，在动态水位过低处应更多采用高低大小管布置方式，降低筏体被抵住风险，以满足GB/T 18168—2008中4．7．8条要求；

6）相关水上游乐设施标准应增加对此类游乐设施水道动态水位监测要求、对水道底部布设造浪管提出明确指导意见、对筏体各种额外载荷进行限制，以避免此类故障的再度发生。

4 结束语

游乐设施在我国起步比较晚，但发展迅猛。高的社会需求和发展速度，一方面，促使游乐设施新品种层出不穷；另一方面，产品质量问题却越来越突出。其主要原因是：游乐设施事业在我国起步较晚，设计和制造单位能力还有待提高，缺乏足够的技术经验支撑，同时，相关的法律法规、规范、标准还不齐全，有些制造企业的质量管理体系还不健全，管理跟不上，致使一些产品质量不佳。另外，由于游乐园（场、点）的迅速发展，有的游乐园（场、点）在管理、人员素质和维修力量上，还不同的存在一些问题，需要逐步加强。总之，游乐设施故障无不与设计、制造、使用、维护、管理等环节有关。因此，每个环节都要经常加强控制，提升作业人员技能水平。需要行业主管部门、制造企业、运营单位和全社会的共同努力，确保游乐设施的运行安全。

[1] GB 8408—2008 游乐设施安全规范 [S].

[2] GB/T 18168—2008 水上游乐设施通用技术条件[S].

Overturn Failure Causes Analysis of a "Drifting" Amusement Devices

Ji Weiliang
(Zhejiang Provincial Special Equipment Inspection and Research Institute Hangzhou 310025)

Through analysis for a cage-overturn accident of ‘drift’ amusement device, this thesis analyses and discusses the direct and indirect, main and secondary causes of the failure, and concludes the various defciencies and lack of ‘drift’ amusement device in the design, manufacture, installation and use. Finally the precaution and improvement measures in such case of accidents are proposed.

Drift Large-scale amusement devices Overturn