橋式起重機的安全檢測技術分析

摘?要：為保證橋式起重機安全穩定運行，將安全監測法與橋式起重機檢測工作有機結合。在總結現有橋式起重機檢測方法的基礎上，制定重金屬結構的安全檢測方案，以期對橋式起重機的金屬結構的安全進行有效評估。

關鍵詞：橋式起重機;安全檢測技術

起重機被廣泛應用于各工業領域，設備機械損害隨時間推移出現一些安全問題，起重機金屬結構關系到起重機的使用壽命。目前關于檢測的文件很多，根據不同標準難以對起重機檢測進行正確評估，論文提出橋式起重機的金屬結構多層次檢測方案。

一、橋式起重機的結構檢測內容

橋式起重機由橋架，大車運行結構，及小車起升設備等組成。橋式起重機主要有單主梁與雙主梁兩類。根據現有設計規范對起重機檢測內容進行歸納，起重機結構檢測內容主要包括幾何剛度檢測，結構強度檢測與局部裂紋檢測。[1]幾何剛度檢測包括主梁上拱度，主梁靜剛度，小車軌距等。對金屬結構要求受載時金屬結構產生的變形在允許范圍內。主梁上粘貼應變片，借助應變測試設備測試主梁金屬結構的承載能力。

采用無損技術檢測技術對起重機結構局部裂紋處進行無損探傷檢測，計算疲勞裂紋剩余使用壽命時，區確定初始裂紋長度。通常將微小裂紋作為疲勞裂紋初始裂紋，失效裂紋長度根據材料斷裂韌性計算獲得。失效裂紋長度取80-120mm，一般建議取120mm。

二、起重機檢驗技術

早期檢測方法包括拉鋼絲法等，用細鋼絲拉在主梁上，使鋼絲拉直，測量梁端，鋼絲與主梁間的距離值，可對鋼絲自重影響進行一定的修正。早期測量法大多需檢驗員爬高作業，人為讀數誤差大，在專業檢測機構中基本淘汰，對現在檢測技術進行分析。

（一）金屬結構裂紋檢測

起重機主要受力結構件主梁由蓋板等拼接成，主梁制造焊接中存在應力集中部位，交變應力作用下產生疲勞裂紋。使材料有效成咋愛截面不斷縮小。裂紋發生在焊縫熱影響區，殘余應力較大。發生在應力集中部位，如焊縫邊緣原始缺陷處。對偏軌箱型梁疲勞裂紋發生在跨中附近的焊縫。焊縫熱影響區殘余應力較大，車輪下方焊縫連接處。起重機檢驗時先對主梁焊縫進行外觀檢查，有裂紋時進行磁粉探傷及采用超聲波檢測。

起重機可以視為承受異動集中的簡易支梁結構，車子行駛至主跨中，蓋板邊緣出現最大的彎曲正應力，車子行駛至上端，在主梁端腹板中間出現最大剪應力。應變花可測復合應力最大值，進行應力測試時，應變花布置在主梁跨中上下翼緣表面。

（二）電氣與控制系統檢查

按被檢設備的電壓等級確定檢驗方法，額定電壓不大于500v時，人為使起重機機械上接觸器處于閉合狀態，將500V兆歐表L端接于電氣線路，測量絕緣電阻值，測量時應將容易擊穿的電子元件短接。額定電壓不大于500v時，潮濕環境中不低于0.4MΩ。對電氣線路對地，起升機構與小車架的絕緣值進行測試，不低于1MΩ。[2]

檢查用整體金屬結構作接地線時，檢查起重機械電氣設備正常不帶電金屬外殼及金屬隔離層，電纜金屬保護層等于金屬結構件有可靠的接地連接，使用儀表測量。

采用整體金屬結構作接地干線時，與供電地電源保護接地線應可靠連接。電氣設備不帶電外露可導致部分應與供電電源保護接地線連接。檢查接地形式，測量起重機械接地線電阻，應將零線從接地裝置上斷開。檢查接地線形式，測量重復接地電阻時，將零線從接地裝置斷開。

采用TN接地系統時，零線重復接地沒出接地電阻不大于10Ω，起重機械供電電源中型點直接接地低壓系統時，零線重復接地電阻不大于10Ω。采用TT接地系統時，電氣設備外露可導電部分接地電阻不大于4Ω，采用TT接地系統時，起重機接地電阻與漏電保護器動作電流乘積不大于50V。電氣設備外露可導電部分接地電阻不大于4Ω。

三、橋式起重機安全評估

國內對起重機結構安全評估研究起步較晚，在安全評估方面主要利用人工神經網絡，主要用于故障診斷及狀態識別等方面，計算機輔助工程分析逐步應用于起重機結構分析中，如應用有限元法分析評估結構部件，基于現場實測分析的綜合安全評估方法發展較快，如現場測試，確定實驗方案，包括動態實驗方案，處理實驗數據等。結構檢測儀器有很大的進步，檢測儀器主要有無損傷超聲等，檢測手段主要有無線射頻識別。

（一）起重機金屬結構安全評估

對橋式起重機金屬結構的安全評估指標，分為主梁上拱度，主梁靜剛度，小車軌道高低差，主梁跨中邊緣應力，局部裂紋形狀及趨勢等。根據指標評定方法對每個指標量化，量化評估分為0-60～91-100五個等級。根據檢測最危險奸惡數據量幾何剛度，大于60的量化段為安全范圍。根據裂紋的張開型與滑開形式評估金屬結構裂紋評估值，選用比較低的級別的情況，如裂紋數量多及裂紋擴散。幾何剛度的評估值依靠測量數據線性映射關系算出。

根據現有起重機金屬結構的安全狀況，評定指標1級為起重機的金屬結構安全，應在達到周期時，對相應項目進行維護及修理。2級是金屬結構相對安全，安全級別較1級低，進行與1級相同的措施。3級是金屬結構處于臨界安全的狀態，少數指標臨界合，4級是起重機金屬結構不安全，起重機需盡快修理，對相應的項目復查，5級是金屬結構不安全，多數安全指標不符合有關規定，必須即刻對其進行維修。消除風險后，對金屬結構安全級別進行重新評價。橋式起重機安全評估是典型的分類問題。

（二）起重機金屬結構安全評估流程

橋式起重機金屬安全結構的安全評估流程包括對金屬結構努力檢測，確定起重機金屬結構相應的檢測樣本。對評估指標進行量化，為機械設備使用提供參考。借助向量機分類算法，參考金屬結構量化的數據樣本，根據橋式起重機金屬結構檢測數據確定安全級別。依據得到安全評估級別，對不安全的級別列出具體檢測項目。

四、結語

本文對橋式起重機金屬結構檢測進行研究，從幾何剛度，局部裂紋出發，提出檢測方案及具體安全范圍，將結果量化到樣本數據，構建橋式起重機金屬結構的安全評估模型。較好的評估金屬結構的安全性。

參考文獻：

[1]劉洪具.基于無線傳輸的橋式起重機安全監測系統分析[J].科技創新與應用，2018（34）：72-73+75.

[2]陳建平.橋式起重機的檢測工程實例分析[J].集成電路應用，2018，35（12）：111-112.

作者簡介：朱靖（1989-），上海人，本科，助理工程師，研究方向：起重機械。