1、浅谈起重机械无损检测技术摘要：起重机械是十分重要的生产工具，离开它现代化企业无法生产。强化起重机械安全检测是实现起重机械本质安全化，预防伤害事故发生的有效手段。无损检测是质量控制的重要手段,应用在研发、生产、维修等各个领域，文章主要对无损检测技术在起重机械制造使用过程中的应用进行了探析。 关键词：起重机械；无损检测；检测方法应用 中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号： 我国政府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
2、，在工业生产中起着重要的作用，对其制造使用过程中的安全检测，监察机构制定了严格的标准。随着微电子学和计算机等现代科学的飞速发展,无损检测技术成为重要的检测技术，确保了各种监督检验手段的科学有效。 1.起重机械应用无损检测技术的必要性 无损检测技术是在不损伤被检测对象的条件下,利用材料内部结构异常或缺陷存在所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化,来探测各种工程材料、零部件、结构件等内部和表面缺陷,并对缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化作出判断和评价。起重机械的所有零部件，如吊钩、集装箱吊具及钢丝绳套管、滑轮、齿轮和安全钩等，以及金属结构的本体和焊缝，均不允许存在裂纹和永久变
3、形等损伤；大部分摩擦部件，如吊具、钢丝绳、吊链环、卷筒等表面磨损量也都有严格的规定；某些部件及其焊缝，如吊钩集装箱吊具金属结构、各机构焊接接头等内部缺陷的当量尺寸也有明确规定；有的对表面防腐涂层厚度也有规定。这些起重部件在使用过程中，经常会产生巨大冲击，载荷并长期处于高强度运转状态，很容易使材料本身的内部缺陷或零件加工过程中因加工工艺产生的缺陷扩大，形成危险性裂纹。如果危险性裂纹等隐患不能及时被发现，就可能导致提升机主轴、钢丝绳或输送带等突然断裂，引发重大安全事故。无损检测技术正在作为对使用中设备进行检测、消除故障隐患以及提高设备检修质量、缩短检修周期的重要手段越来越被人们所认识、使用和推广。
4、 2.起重机械主要检测方法 2.1 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。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匀、形状较规则的钢板或钢管制工件和部件的对接焊缝，如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、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。射线检测具有影像清晰和可以永久保存的特点，因此应用较多。 2.2 目视检测 目视检测是
5、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： 2.2.1 机械部分 金属结构的几何尺寸测量、表面质量检查、机械装置试验和安全保护装置试验等。 2.2.2 电气部分 电控装置、电气保护装置、电路检验等。检验方法主要采用量具测量和机构试运行等 。 2.3 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。磁粉检测有以下特点:(1)适宜铁磁材料检 测，不能用于非铁磁材料检测；(2)可以检出表面和近表面缺陷，不能用于检测内部缺陷；(3)检测灵敏度高，可以发现
6、极细小的裂纹以及其他缺陷；(4)检测成本低，速度快；（5)工件的形状和尺寸对检测有影响，有时因其难以磁化而无法检测。因此磁粉检测特别适合于起重机械铸件、锻件、焊缝和机械加工的零件等的表面缺陷。 2.4 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。 2.5 电磁检测的应用 2.5.1 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
7、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。 2.2.2 裂纹检测 电磁法检测裂纹时，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
8、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。 2.2.3 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，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。 2.6 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。
9、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） 。 2.7 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、夹杂等缺陷，片式吊钩钩片及悬挂夹板的内部裂纹等缺陷，集装箱专
10、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，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。一般来说超声检测焊缝不受焊缝材料厚度与几何形状的限制，在母材厚度大于 8mm 的情况下可代替射线检测。 2.8 声发射技术 随着声发射技术的发展,声发射技术已广泛应用于许多领域,主要包括压力容器、管道、常压贮罐、桥梁、大坝等的缺陷检测和结构完整性评价、水泥结构裂纹开裂和扩展的连续监视等。相比其他常规无损检测方法,其在大型结构缺陷检测、完整性评价方面优越性得到了充分的体现。声发射技术被动接收来自材料缺陷自身产生的信号,而不检测非扩展的无危害性缺陷,同
11、时可以利用时差等进行定位； 声发射技术对结构的形状、尺寸不敏感,对大型结构能进行大面积、整体性检测,在一次试验中,能够整体探测和评价整个结构中活性缺陷的状态,对于结构复杂、体积庞大的大型起重机械,能够获得更多的结构信息,有利于完整性评价； 声发射技术能够在线检测、监测活性缺陷,对于受力情况复杂的起重机金属结构,相比超声、磁粉检测效果更好、更真实,同时可以减少检验中不必要的停机。声发射技术可以弥补常规无损检测方法的不足,实现结构状态的整体检测、监测,具有重要的工程应用价值和实际意义。 3.结语 起重机械作业中的机械损伤是一个事关安全的重要问题。解决这一问题不仅要分析起重机械损伤产生的原因，还要针对具体原因研究相应的处理办法。将无损检测方法运用到起重机械的检测当中，根据检测结果发现机械损伤问题，重视问题，解决问题，不失为一种捷径。 参考文献: 1刘征 无损检测技术的发展及其研究领域.中国仪表仪器, 1997. 05 2王龙兴 关于起重机在制造中的无损检测J.南北桥，2008，(8) 203 3吴彦，沈功田，葛森 起重机无损检测技术J.无损检测，2006，28 (7):367
