CTR80E輪胎式起重機鋼結構檢測與焊修

摘要：CTR80E輪胎式起重機于1988年投產使用，至今已有32年，多年以來，由于生產任務緊，東港維修作業量較大，尤其是在二、六、七、九公司開天窗大修期間，起重機的使用率非常高，能保證起重機的完好率，保證起重機在作業過程中能夠有高的安全性并且能夠滿足環保要求，杜絕跑冒滴漏現象發生，是本次項目的關鍵所在，故為了提高CTR80E輪胎式起重機伸縮油缸及伸縮臂鋼結構的可靠性與安全性，徹底解決油缸漏油等嚴重問題，采用先進的修復工藝對該設備的液壓系統中伸縮油缸和伸縮臂鋼結構進行修復改造和進一步完善，以達到預定的目標。

關鍵詞：起重機;探傷;焊接

中圖分類號：TH2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）09-0135-02

1 ?鋼結構檢測

目前，對鋼結構進行檢測方法多種多樣，常用的對起重機械的鋼結構進行檢測方法有目視檢測、射線檢測、超聲檢測、磁粉檢測、滲透檢測等。本項目結合現場維修作業條件，以及分析各種方法的優缺點，決定采用目視檢測、磁粉檢測和超聲檢測，三種方法對CTR80E輪胎式起重機主要受力部位進行檢測。表1 簡單分析了這三種方法的優缺點。

1.1 目視檢測起重機鋼結構

目視檢測的功能就是給起重機械的整個結構以及功能性的零件進行性能等方面的檢測。根據國家質量監督檢驗檢疫總局的《起重機械定期檢驗規則》各項規定及參照制造廠家相關參數對相關的檢驗內容、檢驗要求、檢驗方式、以及相關的規則進行制定。具體檢查內容如下：①金屬結構檢查。主梁、主臂、鎬腿、中央回轉等一些主要的受力鋼結構部件未見明顯形變和裂紋。主梁產生的一些變形會導致不能夠正常的進行工作，不能夠安全運行，如果不及時的進行維修就會被動的報廢。主梁如果失去穩定性就不能夠再次的進行修復，就會報廢;②主要零部件檢查。1）對CTR80E輪胎式起重機的鋼絲繩、吊鉤、齒輪、動滑輪、定滑輪、環鏈等零部件進行檢查，判斷是否有變形、磨損或者缺損的狀態，檢查是否已經達到疲勞極限需要報廢、更換。應當對吊鉤設置有效的防脫鉤裝置。2）不應該對吊鉤進行焊補。3）鋼絲繩的繩端應該具有有效的固定，如果是采用壓板進行固定時，那么固定的壓板數應該大于等于2個。鋼絲繩的安全圈，在鋼絲繩下放到極限長度后卷筒上至少還應剩余兩圈鋼絲繩，如果鋼絲繩為多層卷繞那么安全圈應該部少于三圈。4）通過金屬將接頭固定，并且保證接頭沒有裂紋。通過目視檢測法對CTR80E輪胎式起重機鋼結構和主要零部件進行檢測，未發現裂紋和其他不滿足要求的情況。

1.2 磁粉檢測起重機鋼結構 ?目視檢測只能從鋼結構表面對其進行檢測，受人為因素影響太大，因此，在目測檢測的基礎上，采用磁粉檢測和超聲檢測。磁粉檢測就是對磁粉材料磁化并對其磁化之后的磁感應強度進行檢測，得出材料自身的范圍值，形成相應的漏磁場，通過磁力線對磁粉在材料表面的堆積，通過宏觀的反應來發現缺陷，靈敏度高，檢測速度快，確定就是只適合材料表面的缺陷檢測。磁粉檢測的原理如圖1所示。

如圖1所示，鐵磁性材料由于自身材料的缺陷在磁化之后引起不連續的存在，由于工件表面或者近表面的磁力線因為部分的畸變而引發漏磁場，用來吸附工件表面的磁粉，在一定的光照下就會出現可以看見的磁痕，這樣可以看出不是連續性的位置、大小、形狀以及痕跡的磨損程度。

①加磁粉。將磁粉均勻的分布在起重機的受力部件上，在弱氣流的作用下將構件的表面多余的磁粉吹掉，這樣的操作可以幫助磁痕的顯示。②磁化。采用磁軛探傷儀CDX-Ш對起重機主要受力部位表面的磁粉進行磁化。探傷儀的磁極間距一般在75-200mm之間，可以進行檢測的有效區域是兩級連線的距離兩側各50mm之間，因此檢測的部分就是被劃分的若干的磁化區，各個區域之間要不小于15mm的重疊區域。對于每個區域進行兩個以上防線的反復的磁化，這樣的操作可以發現不同方向的裂紋。在檢測的過程中，對于噴灑磁粉、鋼結構表面磁化、磁痕顯示的觀察等都需要在通電的過程中完成，每次的通電時間在1-3秒之間。因此為了方便觀察，磁粉要在最少1秒之后再停止噴灑，然后再斷電。對于現場的可見光的要求也保證。③觀察記錄。磁痕出現之后要立馬對其進行評價和觀察。在觀察的時候要避免受力部位有強光或者陰影出現，還要有充足的自然光或者日光燈的作用。經觀察發現伸縮臂第一節臂有兩處裂紋，分別位于第一節臂的首末兩端。通過磁粉檢測并不能確定是否是貫穿裂紋。

1.3 超聲檢測起重機鋼結構 ?磁粉只能是通過對表面或者是接近表面的地方的缺陷檢測，這樣才能夠將缺陷的形狀以及大小進行顯示，但缺陷的深度不能準確的確定。因此，超聲檢測就是要在磁粉檢測的基礎上進行的，可以查看裂縫的深度。選用的設備是OU1600型厚度測量儀器，主要性能參數如表2所示。

對于厚度的測量是通過OU1600超聲波測厚儀進行的，超聲波脈沖由探頭產生經過耦合劑的作用達到被測體，其中一部分的超聲信號經過物體地面的反射，反射之后的回波再由探頭進行接收，這樣可以精確的計算超聲波的往返時間，并按照公式進行厚度值的計算并顯示出結果。經測量，第一節臂首段裂紋處為3.8mm，末端裂紋處為4.0mm，起重臂標準厚度為5.0±0.1mm，因此可以判斷出這兩處裂紋并非貫穿斷裂。

2 ?確定伸縮臂鋼結構修復方案

通過分析研究，一般油缸的損壞形式有摩擦副的磨損還有局部的破壞兩種，如活塞和缸筒、活塞桿和密封，局部破壞如拉傷。對于本項目中伸縮油缸出現的故障屬于油缸桿和密封摩擦導致油缸桿表面拉傷，決定采用電刷鍍修理法;對于伸縮臂鋼結構出現裂紋，決定采用焊接修理法。電刷鍍修理法和焊接修理法兩種修理法優缺點比較如表3所示。

2.1 焊接修理法修復伸縮臂鋼結構

①物化性能和焊接性分析。起重機鋼結構鋼材的化學成份和力學性能根據GB＼T4336-2002對起重機鋼板化學成分進行檢測分析，得出如表4所示。

為了很好地預測鋼焊性，一般會用碳當量進行測算，也就是將單個的合金元素對于熱的影響區硬化傾向的作用通過成碳的作用，再將其與鋼中碳的質量分數相加。碳當量的公式有很多種，但是對于碳鋼和低合金結構鋼來說，一般國際焊接學會會選用下面的公式：

CE=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15

上述的式子中每個元素符號就表示這個元素在鋼中的質量分數。一般情況下，CE<0.4%時鋼材的淬硬傾向不大，焊接性優良。CE在0.4%與0.6%之間的時候，鋼材的淬硬傾向增大，焊接性有限，要通過預熱來進行焊接，以方便控制焊接熱輸入等。CE>0.6%時，淬硬傾向嚴重，屬于較難焊接的鋼材，需要采取較高的預熱溫度和嚴格的工藝措施。根據上面的公式可以得知起重機鋼板的碳當量為0.3846，由此可以得出母材的焊接性優良。

②焊條的選擇。根據等強度的原則，根據JGJ81-2002 標準規定，通過焊條性能對比決定采用日本神鋼LB-52-18型4.0mm焊條。LB-52-18一種低氫型焊條，專門用于封底的，是由日本神鋼生產的。一般用在工程機械的整個施工的過程中，性能以及質量都是符合要求的。焊縫在-30℃下能夠承受597N/mm2的抗拉強度。

③焊接工藝。焊接前對焊條進行加熱320℃時間為1小時。結合現場實際條件，焊機選擇500A交流電焊機，熔接電流采用170A。焊接前用角磨機切出一個V型坡口： 坡口角度 60°。

焊接完成后對焊縫進行80℃保溫24小時。這樣的操作之后對于主臂的焊接接頭已經完成了應力熱處理并經過大氣溫度的冷卻，再對焊縫進行打磨。當打磨的時候發現焊接的凸起超出范圍值的時候，需要通過砂輪磨光機進行處理，一直打磨到與鋼板平齊，然后再進行表面的打磨，伸縮臂焊接修復完成。

2.2 裝車調試

通過對伸縮油缸和伸縮臂總成的拆卸、分解、修復、組裝和安裝等各步驟，要通過調試來檢驗起重機此次修復改造的效果，經過調試及吊重試驗，發現伸縮油缸無漏油現象，伸縮臂鋼結構焊縫完好。

3 ?應用情況及改造效果

本次技術成果經過3個月的實踐后，使用效果明顯改善，經過修復改造后，本設備伸縮臂鋼結構安全可靠，未出現伸縮油缸漏油、控制油管漏油、伸縮臂回縮或其他異?，F象。

參考文獻：

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作者簡介：李騰龍（1988-），男，河北昌黎人，工程師，工學學士，現主要從事工程機械管理與維修工作。