無損檢測(cè)技術(shù)在起重機(jī)械安全檢驗(yàn)中的應(yīng)用

師韻

[摘要]：在起重機(jī)械安全檢驗(yàn)中，加強(qiáng)無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，可以將以前只能定性分析的問題科學(xué)準(zhǔn)確地拿出定量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)問題的定性定量分析，提升了起重機(jī)械的檢驗(yàn)質(zhì)量。同時(shí)，檢測(cè)結(jié)果可以為起重機(jī)械管理者提供有力的科學(xué)依據(jù)。無損檢測(cè)這一現(xiàn)代技術(shù)手段在起重機(jī)械安全檢驗(yàn)中的廣泛應(yīng)用，必將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益、安全效益和社會(huì)效益。

[關(guān)鍵詞]：無損檢測(cè)；起重機(jī)械；安全檢驗(yàn)；運(yùn)用分析

[引言]：無損檢測(cè)技術(shù)在起重機(jī)安全檢驗(yàn)中不會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生損害，借助射線、超聲、電磁、聲學(xué)等原理，與零部件、儀器材料以及相應(yīng)的物理、化學(xué)等參數(shù)相互結(jié)合。在實(shí)際應(yīng)用中，具體的無損檢測(cè)技術(shù)并不單一，主要包含磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)、聲發(fā)檢測(cè)、射線檢測(cè)等。總體而言，無損檢測(cè)技術(shù)在起重機(jī)械安全檢驗(yàn)中的應(yīng)用提升了起重機(jī)械的安全性。

1、起重機(jī)械應(yīng)用無損檢測(cè)技術(shù)的必要性

無損檢測(cè)是指在不損害被檢測(cè)對(duì)象使用性能的前提下，采用射線、超聲、電磁、聲學(xué)等原理并結(jié)合儀器對(duì)材料、零部件進(jìn)行缺陷和其他物理化學(xué)參數(shù)檢測(cè)的技術(shù)。應(yīng)用于起重機(jī)械的無損檢測(cè)技術(shù)主要有射線檢測(cè)、超聲檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)、渦流檢測(cè)和聲發(fā)射檢測(cè)等。起重機(jī)械的主要零部件如吊鉤、鋼絲繩、滑輪、卷筒和制動(dòng)器等，以及金屬結(jié)構(gòu)本體和焊縫，均不允許存在裂紋和永久變形等缺陷，這些零部件在使用過程中，經(jīng)常承受巨大的交變應(yīng)力和沖擊載荷，很容易使材料本身的內(nèi)部缺陷或加工過程中因加工工藝產(chǎn)生的缺陷擴(kuò)大，形成危險(xiǎn)性裂紋。

2、在起重機(jī)械安裝完成后的安全檢驗(yàn)

無損檢測(cè)技術(shù)在起重機(jī)械中的安全檢查應(yīng)用與起重機(jī)械的狀態(tài)有關(guān)。在起重機(jī)械安裝完成之后，應(yīng)用無損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行設(shè)備的安全檢驗(yàn)，需要應(yīng)用無損檢測(cè)技術(shù)中的振動(dòng)測(cè)試與射線檢驗(yàn)。

2.1目測(cè)檢驗(yàn)

當(dāng)起重機(jī)械安裝完成之后，需要工作人員借助肉眼，并結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)檢測(cè)起重機(jī)械的整體形態(tài)以及各個(gè)重要的結(jié)構(gòu)的性能。在具體的檢測(cè)環(huán)節(jié)中，主要的目測(cè)結(jié)構(gòu)內(nèi)容有起重機(jī)械部分金屬結(jié)構(gòu)的幾何尺寸與說明書是否匹配、對(duì)起重機(jī)械的荷載進(jìn)行檢驗(yàn)、對(duì)安全保護(hù)裝置進(jìn)行試驗(yàn)。電力部分的安全檢驗(yàn)內(nèi)容包含對(duì)電氣保護(hù)裝置、保護(hù)接地、照明等內(nèi)容的檢驗(yàn)。

2.2振動(dòng)測(cè)試

在起重機(jī)的振動(dòng)測(cè)試環(huán)節(jié)，主要是針對(duì)起重機(jī)的剛度進(jìn)行測(cè)試。該種測(cè)試實(shí)際上是無損檢測(cè)技術(shù)中重點(diǎn)內(nèi)容。起重機(jī)械的主梁振動(dòng)周期和自振頻率在進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試之后，能夠產(chǎn)生振動(dòng)衰減。振動(dòng)測(cè)試環(huán)節(jié)中能夠直接根據(jù)振動(dòng)周期的衰減情況來對(duì)起重機(jī)械的動(dòng)剛度進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)。對(duì)起重機(jī)械的不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試，得到測(cè)試結(jié)果不同。

2.3射線檢測(cè)

由于起重機(jī)械的結(jié)構(gòu)連接中含有焊接縫，在焊接縫連接不密實(shí)得情況下，起重機(jī)械就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行故障，嚴(yán)重的情況下將會(huì)導(dǎo)致起重機(jī)械結(jié)構(gòu)脫節(jié)。因此，需要采用無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)起重機(jī)械的焊接縫進(jìn)行檢驗(yàn)。射線檢測(cè)技術(shù)是無損檢測(cè)技術(shù)中的一種，射線能夠針對(duì)結(jié)構(gòu)焊接縫，分析出焊接結(jié)構(gòu)的厚度、混勻程度和焊接參數(shù)。

3、在起重機(jī)械運(yùn)行階段的安全檢驗(yàn)

在起重機(jī)械的運(yùn)行階段，還需要對(duì)其進(jìn)行安全檢驗(yàn)。符合起重機(jī)械運(yùn)行環(huán)節(jié)中的無損檢測(cè)技術(shù)有超聲波檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)等。

3.1超聲波檢測(cè)

超聲波的定義為頻率高于20000Hz的機(jī)械波，其中，在起重機(jī)械超聲探傷環(huán)節(jié)中，常用的頻率為1～5MHz。由于超聲波具有較好的方向性、高能量和較好的穿透能力，在遇到界面時(shí)能夠產(chǎn)生反射、折射等變化。所以在起重機(jī)械的運(yùn)行環(huán)節(jié)中進(jìn)行超聲波檢測(cè)時(shí)，能夠在波形轉(zhuǎn)換中實(shí)現(xiàn)起重機(jī)械結(jié)構(gòu)的探傷。例如，在對(duì)機(jī)械的吊鉤內(nèi)部裂紋、缺陷等進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，借助超聲波的結(jié)構(gòu)探傷能夠提升設(shè)備檢測(cè)的靈敏度。同時(shí)，該種檢驗(yàn)對(duì)于操控設(shè)備的技術(shù)人員和設(shè)備結(jié)構(gòu)自身無影響，在厚度較大的零部件中都能夠進(jìn)行故障檢測(cè)。

3.2磁粉檢測(cè)

磁粉檢測(cè)方式主要是借助磁場(chǎng)的原理進(jìn)行檢驗(yàn)，由于起重機(jī)械設(shè)備中包含鐵磁性的工件，當(dāng)這些工件被磁化之后，其功能喪失。為了檢驗(yàn)出其故障所在，需要借助磁粉的作用進(jìn)行問題檢驗(yàn)。當(dāng)鐵磁性工件被磁化之后，工件表面上將會(huì)出現(xiàn)漏磁場(chǎng)，利用漏磁場(chǎng)吸附磁粉形成磁痕的原理，技術(shù)人員能夠直接的觀察到設(shè)備缺陷所在，并且根據(jù)磁痕的大小、形狀來具體的判斷設(shè)備故障。磁粉檢測(cè)與其他無損檢測(cè)技術(shù)相比，具有以下優(yōu)勢(shì)：①能夠檢測(cè)出開口或者是不開口的缺陷；②能夠直接顯示出設(shè)備缺陷；③檢驗(yàn)的靈敏度比較高，能夠精確到微米級(jí)別的寬度。

3.3聲發(fā)射檢測(cè)

材料在應(yīng)力作用下的變形與裂紋擴(kuò)展是結(jié)構(gòu)失效的重要機(jī)制。材料中局部區(qū)域應(yīng)力集中，進(jìn)而快速釋放能量并產(chǎn)生瞬態(tài)彈性波的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射，也稱為應(yīng)力波發(fā)射。聲發(fā)射技術(shù)是1950年由德國(guó)人凱撒開始研究的，20世紀(jì)60年代初，美國(guó)人格林等人開始了聲發(fā)射技術(shù)在無損檢測(cè)領(lǐng)域方面的研究，從此獲得迅速發(fā)展。聲發(fā)射檢測(cè)就是通過接收和分析材料的聲發(fā)射信號(hào)來評(píng)定材料性能或結(jié)構(gòu)完整性的無損檢測(cè)方法。材料的塑性變形、應(yīng)力腐蝕、裂紋形成以及擴(kuò)展的過程都會(huì)產(chǎn)生聲發(fā)射現(xiàn)象。檢測(cè)到聲發(fā)射信號(hào)，就可以連續(xù)監(jiān)視材料內(nèi)部變化的整個(gè)過程，因此，聲發(fā)射檢測(cè)是一種動(dòng)態(tài)無損檢測(cè)方法。聲發(fā)射檢測(cè)的特點(diǎn)為：（1）聲發(fā)射檢測(cè)儀器探測(cè)到的能量來自被測(cè)試物體本身，而不像超聲或射線那樣由無損檢測(cè)儀器提供；（2）可顯示或提供工件缺陷隨載荷、時(shí)間、溫度等外變量變化而變化的實(shí)時(shí)信息，因此特別適用于大型起重機(jī)械作業(yè)過程的在線監(jiān)控和安全性評(píng)估；（3）聲發(fā)射檢測(cè)對(duì)線性缺陷較為敏感，能探測(cè)到在外加應(yīng)力下這些缺陷的活動(dòng)情況，穩(wěn)定的缺陷不產(chǎn)生聲發(fā)射信號(hào)；（4）由于不要求接近被檢工件，因此特別適合于危險(xiǎn)環(huán)境下的檢測(cè)，如高低溫、核輻射、易燃、易爆及有毒等環(huán)境。

4、結(jié)語

起重機(jī)械是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移動(dòng)重物的機(jī)電設(shè)備，在現(xiàn)代化工業(yè)大生產(chǎn)中起著十分重要的作用。強(qiáng)化起重機(jī)械安全檢驗(yàn)是實(shí)現(xiàn)起重機(jī)械本質(zhì)安全、預(yù)防事故發(fā)生的有效手段。近年來，隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，無損檢測(cè)在起重機(jī)械的制造和安全檢驗(yàn)中發(fā)揮著越來越重要的作用，無損檢測(cè)已成為檢驗(yàn)在用起重機(jī)械的重要手段，為科學(xué)監(jiān)管起重設(shè)備提供了有效的技術(shù)支撐。

【參考文獻(xiàn)】：

[1]趙有魁.無損檢測(cè)技術(shù)在起重機(jī)械安全檢驗(yàn)中的應(yīng)用[J].電焊機(jī)，2015（09）.