1、浅谈起重机械检验技术 摘要 : 随着经济社会的快速发展和企业现代化程度的不断提高，起重机械也相应增多起来，离开它现代化企业无法生产。强化起重机械安全检测检验是实现起重机械本质安全化预防起重伤害事故发生的有效手段。 关键词 :起重机械 ;检验检测 ;安全管理 ;金属磁记忆检测 起重机械根据载荷运载形式的不同 ,有不同的主体结构。主体结构由各种钢结构件联接构成 ,操作、控制和驱动等电气结构安装在钢结构的各个功能部件中。根据起重机械材料、焊缝及零部件易出现的缺陷类型 ,可选用相应的无损检测方法 ,随着无损检测技术的发展 ,可用于起重机械上的无损检测技术和方法也将越来越多。 一、起重机械检测技术要求
2、起重机械种类繁多 ,不同的起重机械应按其设计、制造、检验、试验和验收等技术条件进行检测。主要针对不同部件和特殊结构易产生缺陷的类型而采用相应的无损检测方法 ,并以相应的检测工艺 和标准进行探伤和评价。 起重机械的所有零部件 ,如吊钩、电磁铁、真空吸盘、集装箱吊具及高强螺栓、钢丝绳套管、吊链、滑轮、卷筒、齿轮、制动器、车轮、锚链和安全钩等 ,以及金属结构的本体和焊缝 ,如主梁腹板、盖板和翼缘板等对接焊缝等而言 ,均不允许存在裂纹等损伤 ,各机构在试验后也不允许出现裂纹和永久变形等损伤 ;大部分摩擦部件 ,如抓斗铰轴和衬套、吊具、钢丝绳、吊链环、滑轮、卷筒、齿轮、车轮等表面磨损量也都有严格的规定
3、:某些部件及其焊缝 ,如吊钩、真空吸盘、集装箱吊具金属结构、金属结构原料钢板、各机构焊接接头等内部 缺陷的当量尺寸也有明确规定 ;某些专用零部件 ,如钢丝绳等 ,也有专用的质量要求 ;有的对表面防腐涂层厚度也有规定。具体要求可参考各种起重机械及零部件的技术规范 ,必须根据相应的技术要求针对不同的检测对象采用适当的检测方法和检测工艺。 二、起重机械主要检测方法 起重机械的检测方法有 ,目视检测、电磁检测 (包括涡流膜层测厚、漏磁裂纹检测和钢丝绳探伤等 )、金属磁记忆检测、声发射检测、应力应变测试和振动测试主要在安装和定期检验中采用 ,射线检测主要在制造和安装中采用 ,超声、磁粉和渗透检测检测在制
4、造、安装及 定检中都有应用。 (一 )目视检测 目视检测是为了检测起重机械的整体质量和各功能部件的性能。主要检测内容有 :(1)机械部分。金属结构的几何尺寸测量、表面质量检查、载荷试验、机械装置试验和安全保护装置试验等 ;(2)电气部分。电控装置、电气保护装置、保护接地、照明及信号电路检验等。检验方法主要采用量具测量和机构试运行等 。 (二 )射线检测 一般在起重机械制造和安装阶段对钢结构部分对接焊缝进行射线检测 ,在用设备则较少采用。起重机械多采用钢板材料制造 ,与锅炉、压力容器等承压设备 相比 ,壁厚较薄 ,常规 X 射线即可对起重机械的焊接质量进行检查。起重机械射线检测的对象主要是厚度均
5、匀、形状较规则的钢板或钢管制工件和部件的对接焊缝 ,如成品片式吊钩钩片及悬挂夹板的焊缝、集装箱专用吊具的主要受力构件金属结构焊缝、桥式和门式起重机主梁翼缘板和腹板的对接焊缝、主梁上下盖板和腹板的拼接对接焊缝、 形梁内壁的对接焊缝、桥架的组装焊缝以及塔式起重机中主要钢结构的对接焊缝等。 (三 )超声检测 超声方法可对材料对接或角接焊缝的内部缺陷进行检测 ,故在起重机械的焊缝质量检查中 ,超声检测是较为 常用的方法 ,可检测如锻造吊钩内部的裂纹、白点和夹杂等缺陷 ,自由锻造吊钩坯料、吊钩钩柄圆柱部分的内部裂纹、白点及夹杂物等缺陷 ,片式吊钩钩片及悬挂夹板的内部裂纹等缺陷 ,起重真空吸盘主要受力构件
6、的裂纹等内部缺陷 ,集装箱专用吊具金属结构主要受力构件焊缝质量和高强度螺栓质量 ,桥门式起重机原材料钢板质量 ,主梁盖板与腹板的拼接和对接焊缝质量 , 形梁内壁的焊缝质量 ,主梁翼缘板和腹板对接焊缝质量 ,塔式起重机主要结构的对接焊缝以及门座式起重机主要受力构件焊缝质量等。 (四 )磁粉检测 表面和近表面裂纹是起重机 械的重要检测内容 ,起重机械的钢结构和零部件及焊缝表面都不允许存在裂纹 ,鉴于一般起重机械材料多是钢材 ,磁粉检测也就成为其最常用的无损检测手段之一。 (五 )渗透检测 起重机械主要检测的缺陷类型是裂纹 ,其中表面开口裂纹的危险性更大。而有时因为材料和结构形状等原因 ,有些部件或
7、部位不利于磁探仪的操作 ,用其它无损检测方法也难以取得理想的检测效果 ,此时 ,渗透检测便成为唯一可选的无损检测方法。 (六 )电磁检测 1.涡流膜层测厚。起重机械的表面漆层厚度测量主要利用涡流的提离效应 ,即涡流 检测线圈与被检金属表面之间的漆层厚度 (提离 ) 值会影响检测线圈的阻抗值 ,对于频率一定的检测线圈 ,通过测量检测线圈阻抗 (或电压 ) 的变化就可以精确测量出膜层 (提离 ) 的厚度值。涡流是空间电磁耦合 ,一般无须对检测表面进行处理 ,但为使膜层厚度的测量更加精确 ,建议对测量表面进行适当的清理 ,以去除可能对检测精度有影响的油漆防护层上的杂质。 2.裂纹检测。电磁法检测裂纹
8、时 ,用一交变磁场对金属试件进行局部磁化 ,试件在交变磁场作用下 ,也会产生感应电流 ,并生成附加的感生磁场。当试件有缺陷时 ,其表面会产生泄漏磁场梯度 异常 ,用磁敏元件拾取泄漏复合磁场的畸变就能获得缺陷信息 ,如裂纹的位置和深度等。此种裂纹检测方法快速准确 ,并能对裂纹进行定性和半定量评估。受集肤效应影响 ,波形幅度与裂纹深度呈非线性关系 ,在工程应用中 ,可用人工对比试样来得到更准确的深度信息。 3.钢丝绳检测。钢丝绳一般采用漏磁方法进行检测。探头对进入其中的钢丝绳进行局部饱和磁化或技术磁化 ,根据缺陷引起的磁场特征参数 (如磁场强度和磁通量等 ) 的变化情况对钢丝绳的缺陷情况进行判别
9、,并可进行定性 (断丝或腐蚀等 ) 和定量 (断丝数或横截面积损失量 ) 分析。 (七 )金属磁记忆检测 金属磁记忆是对金属结构的应力集中状况进行检测的。磁记忆是一种弱磁检测方法 , 无需对工件进行磁化 ,其应力集中部位在地磁场的作用下即可显示出磁记忆信号。但是一旦对工件进行了磁粉检测而又未进行有效的退磁操作 , 则微弱的磁记忆信号将被磁化后的剩余磁场信号湮没 , 所以检测时机应放在磁粉检测之前。 (八 )振动测试 振动特性 (动刚度 ) 是指起重机的消振能力 ,通常以主梁自振周期 (频率 ) 或衰减时间来衡量。自振频率 (特别是基频 ) 和振型是综合分析和评价结构刚度的重要 指标。主梁在载荷
10、起升离地或下降突然制动时 ,会产生低频率大振幅的振动 ,影响司机的心理和正常的作业。对电动桥门式起重机 ,当小车位于跨中时的满载自振频率要求 2 Hz 。 振动测试时 ,在主梁跨中上 (或中下 ) 盖板处任选一点作为垂直方向振动检测点 ,小车位于跨中位置 ,把应变片粘在检测点上 ,并将引线接到动态应变仪输入端 ,输出端接示波器 ,起升额定载荷至 2/ 3 的额定起升高度处 ,稳定后全速下降 ,在接近地面处紧急制动 ,从示波器记录的时间曲线和振动曲线上可测得频率 ,即为起重机的动刚度 (自振频率 )。 三、结语 我国特种设备安全监察机构本着对企业安全生产高度负责 ,对人民生命财产高度负责的精神 ,以型式试验、行政评审和定期检验等监督方式对起重机械的设计、制造、安装和检验进行了全面管理。起重机械作为现代工业不可或缺的特种设备 ,在工业生产中起着重要的作用。无损检测方法的综合应用可以确保各种监督检验手段的科学有效。 注：文章内所有公式及图表请用 PDF 形式查看。
