冶金類繁重級(jí)別起重機(jī)運(yùn)行安全檢測(cè)及風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)控制

摘 要：國內(nèi)生產(chǎn)線上的冶金類繁重級(jí)別起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)多數(shù)采用箱型主梁焊接形式，結(jié)構(gòu)部件和機(jī)構(gòu)部件的安全性以及設(shè)備重要技術(shù)指標(biāo)隨著使用年限的增長(zhǎng)呈逐漸下降趨勢(shì)。因此，設(shè)備運(yùn)行安全檢測(cè)及維護(hù)非常重要。提出了日常巡檢、定期檢測(cè)、安全評(píng)估的工作重點(diǎn)和主要內(nèi)容，對(duì)疲勞損傷造成的安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)作了重點(diǎn)描述，提出了裂紋分類控制和處理的方法，并給出了裂紋修復(fù)具體工藝技術(shù)。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)；安全評(píng)估；疲勞損傷；裂紋修復(fù)

中圖分類號(hào)：TH21 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）32-0082-02

1 概述

冶金類繁重級(jí)別起重機(jī)是冶金生產(chǎn)線中廣泛使用的物料搬運(yùn)關(guān)鍵設(shè)備，在大噸位、高頻率使用工況條件下，結(jié)構(gòu)部件和機(jī)構(gòu)部件的安全性以及設(shè)備重要技術(shù)指標(biāo)隨著使用年限的增長(zhǎng)呈逐漸下降趨勢(shì)。因此，設(shè)備運(yùn)行安全檢測(cè)及維護(hù)非常重要。特別是設(shè)備使用一定年限后，金屬結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)薄弱部分的損傷陸續(xù)顯現(xiàn)，這一時(shí)期，定期檢測(cè)和日常巡檢相結(jié)合是保障設(shè)備安全運(yùn)行的重要內(nèi)容。當(dāng)工作運(yùn)行工況有明顯改變或主要結(jié)構(gòu)件出現(xiàn)一些安全隱患跡象時(shí)，還需要運(yùn)用綜合技術(shù)手段進(jìn)行設(shè)備安全評(píng)估。

日常巡檢是對(duì)起重機(jī)零部件工作運(yùn)行狀態(tài)的跟蹤觀察和記錄，對(duì)異常狀況應(yīng)作出快速反饋。定期質(zhì)量檢測(cè)是對(duì)設(shè)備現(xiàn)狀的一種描述和零部件安全程度的評(píng)價(jià)，通常，檢測(cè)結(jié)果將提示設(shè)備當(dāng)前的損傷狀況和安全隱患以及需要整改的事項(xiàng)。安全評(píng)估是指對(duì)金屬結(jié)構(gòu)整體及關(guān)鍵局部健康狀態(tài)的評(píng)價(jià)及其風(fēng)險(xiǎn)判定。

2 日常巡檢的主要內(nèi)容

冶金類起重機(jī)是一種安全級(jí)別很高的特種設(shè)備，日常巡檢是設(shè)備安全運(yùn)行的第一道觀測(cè)站，應(yīng)建立點(diǎn)檢規(guī)章制度，點(diǎn)檢人員和行車司機(jī)應(yīng)每天記錄行車正常工作日志，對(duì)異常的響動(dòng)、振動(dòng)、沖擊作跟蹤觀察，對(duì)突然的超載作及時(shí)反饋。對(duì)制動(dòng)器狀況、鋼絲繩緊固頭部、疊板吊鉤與吊具連接軸兩端的位置作巡查。至少每月對(duì)風(fēng)險(xiǎn)部位的焊縫作一次目測(cè)檢查，這些部位包括端梁弧形過度區(qū)焊縫、主梁內(nèi)腹板與下蓋板角焊縫（特別是跨中部位左右各十米范圍）。

3 定期檢查及檢測(cè)的主要內(nèi)容

工作繁忙的鑄造起重機(jī)在使用若干年后，特別是十年后，零部件損傷和失效現(xiàn)象逐步顯現(xiàn)，定期檢查及檢測(cè)顯得尤其重要。表1列出了主要零部件的檢查或檢測(cè)事項(xiàng)。

4 設(shè)備安全評(píng)估的主要內(nèi)容

安全評(píng)估是指對(duì)金屬結(jié)構(gòu)整體及關(guān)鍵局部健康狀態(tài)的評(píng)價(jià)，是對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力的分析論證，還包括對(duì)結(jié)構(gòu)件長(zhǎng)期使用后出現(xiàn)強(qiáng)度損傷累計(jì)后的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)以及使用壽命的估算，分析結(jié)果將提示用戶了解設(shè)備的安全使用年限以及在復(fù)雜載荷環(huán)境下的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。表2列出了設(shè)備安全評(píng)估事項(xiàng)。

5 安全綜合評(píng)估時(shí)間點(diǎn)的理論推算

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作載荷環(huán)境確定的載荷級(jí)別Q和起重機(jī)設(shè)計(jì)工作級(jí)別A，可以推算出起重機(jī)最初的設(shè)計(jì)作業(yè)量，即理論工作壽命（以吊運(yùn)工作負(fù)荷循環(huán)數(shù)表示）。當(dāng)設(shè)備滿載工作量已經(jīng)完成設(shè)計(jì)作業(yè)量的1/2時(shí)，應(yīng)當(dāng)是設(shè)備安全綜合評(píng)估的一次重要時(shí)間點(diǎn)。表3列出了不同工作級(jí)別的起重機(jī)對(duì)應(yīng)不同載荷級(jí)別環(huán)境時(shí)，理論推算得到的安全評(píng)估時(shí)間點(diǎn)。

6 疲勞損傷導(dǎo)致的裂紋風(fēng)險(xiǎn)控制

疲勞損傷造成的金屬結(jié)構(gòu)件裂紋是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效的破壞源，裂紋可能產(chǎn)生于受力較大的焊接區(qū)域及周邊母材，也可能產(chǎn)生于軸齒類傳動(dòng)零件。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)程度的不同可分為危險(xiǎn)裂紋和重要裂紋，對(duì)應(yīng)的處理方式也有所不同。表4列出了危險(xiǎn)裂紋的注意事項(xiàng)。表5列出了重要裂紋的注意事項(xiàng)。

經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，在上述這些部位出現(xiàn)的裂紋一旦能被目測(cè)發(fā)現(xiàn)，就已經(jīng)達(dá)到較長(zhǎng)的尺寸，無論是焊縫上的裂紋還是母材上的裂紋，都屬于危險(xiǎn)裂紋。

經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，在上述這些部位，當(dāng)焊縫出現(xiàn)表面裂紋還未向母材擴(kuò)展時(shí)，應(yīng)該作標(biāo)記和監(jiān)控，即補(bǔ)焊修復(fù)的緩沖時(shí)間較長(zhǎng)。當(dāng)表面裂紋擴(kuò)展到母材上時(shí)，應(yīng)在一個(gè)月內(nèi)補(bǔ)焊修復(fù)，同時(shí)由專業(yè)人員給出是否需要加強(qiáng)處理的意見。

7 裂紋修復(fù)補(bǔ)焊方案及施工措施

（1）人員：有經(jīng)驗(yàn)的焊接技師操作。

（2）工藝：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，選擇手工焊工藝或氣體保護(hù)焊工藝。

對(duì)于局部小范圍的裂紋補(bǔ)焊，兩種工藝實(shí)際效果接近。因此選擇兩種工藝之一的理由取決于具體的現(xiàn)場(chǎng)條件和焊接師的經(jīng)驗(yàn)。

（3）材料：手工焊材料，焊條E5015-φ3.2。氣體保護(hù)焊材料，焊絲ER50-6-φ1.2。

（4）裂紋處理：

對(duì)焊縫上的裂紋，使用碳弧氣刨，沿裂紋長(zhǎng)度，除去原有熔焊物。用尖角打磨機(jī)進(jìn)行表面清理。對(duì)母材上的裂紋，可以使用碳弧氣刨、打磨機(jī)、切割機(jī)結(jié)合的方式刨出（或切出）坡口，并打磨坡口表面。理論上坡口深度為裂紋深度。如果裂紋已經(jīng)穿透母材整個(gè)厚度，理想的修復(fù)是雙面開坡口雙面補(bǔ)焊。

（5）焊接前預(yù)熱：

在環(huán)境溫度較低、陰冷潮濕、材料敏感性高的場(chǎng)合，要求在焊縫周邊100mm范圍內(nèi)高溫烘烤（100℃～150℃，1小時(shí)以上）。但煉鋼廠的環(huán)境溫度較高，普通鋼材料的厚度較薄，施工操作空間較小，補(bǔ)焊時(shí)間進(jìn)度要求嚴(yán)苛。因此去除潮濕氣是主要目的，可采用高于環(huán)境溫度10℃～20℃（約50℃）的高溫烘烤焊縫周邊100mm范圍。烘烤時(shí)間以充分去除潮濕氣的目的而定。焊條也應(yīng)高溫烘干處理。

（6）焊接過程：

焊接過程平緩均勻，多層多道焊接。不可大幅度擺動(dòng)或慢速堆焊。

無論采用手工焊還是氣體保護(hù)焊，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體的裂紋部位、方向、材料厚度、坡口大小確定合適的焊機(jī)電流和電壓。

（7）焊接后處理：

焊縫冷卻后，對(duì)新焊縫進(jìn)行敲擊法處理，以降低表面殘余應(yīng)力。敲擊只對(duì)焊縫中心區(qū)，不能敲擊焊縫邊緣的母材。

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