起重機械無損檢測技術

張征

撫州市特種設備監督檢驗中心 江西撫州 344000

在現有的起重機械檢測技術當中，無損檢測技術呈現出較高的技術優勢。例如不會對機械性能造成人為破壞、檢測手段兼容性強、檢測結果準確可靠等優點。因此，起重機械無損檢測的使用越來越高。但是，要想使其技術優勢得到有效發揮，有必要針對其技術特點及應用要領進行系統化研究，力爭實現真正意義上的無損檢測。。

1 起重機械無損檢測技術概述

1.1 起重機械與無損檢測

在生產加工和使用起重機械的過程中，在其主體結構類型上存在一定的差異。比如包括驅動結構、控制結構以及操作結構這幾種常見類型。而且起重機械雖然都是采用鋼構件完成其主體結構的加工制作，但在載荷性能和構件聯接形式上仍然存在一定差異。另外，在其主體結構的連接形式上也存在螺栓連接、焊接方式等差異。鑒于上述情況，在針對起重機械進行無損探測時，需要事先了解其設計、制造、檢驗、試驗和驗收等技術條件，還要全面掌握起重設備的具體型號、性能特點、結構類型、連接方式等基本情況。在此基礎上，制訂相應的檢測技術應用策略，在目視檢測、磁粉檢測、電磁檢測等檢測方式當中做出合理選擇，確保檢測目的的最終實現[1]。

1.2 起重機械無損檢測技術要求

由于起重機械無損檢測技術包括多種技術類型，要實施檢測之前，需要全面了解起重機械自身的結構特點、性能差異、易產生缺陷部位而采用何種檢測方法，以便于針對相應的檢測工藝和技術執行標準進行探傷評價。在一臺起重機械設備當中，不僅包含眾多高強螺栓、鋼絲繩套管、吊鏈、滑輪、卷筒、齒輪等眾多零部件，還有很多金屬結構采用焊縫方式進行連接，例如主梁腹板、蓋板和翼緣板等等[2]。對于大部分零部件和連接部件而言，要想使其在起重機械運行過程中呈現出理想的使用性能，要求不得存在任何裂紋、磨損、永久性變形或者其它損傷；對于抓斗鉸軸和襯套、吊具、鋼絲繩、吊鏈環、滑輪、卷筒、齒輪、車輪這些大型摩擦部件而言，其表面磨損程度也存在非常嚴格的要求；對于吊鉤、真空吸盤、集裝箱吊具這些焊接部件而言，即便允許在焊接接頭或接縫等部位存在些許質量缺陷，對其缺陷程度和尺寸要求也存在嚴格規定；對于鋼絲繩這一類專用零部件，對其表面防腐涂層厚度方面也具有相應的質量要求。因此，在針對起重機械進行無損檢測時，必須嚴格遵循相關技術規范，嚴格落實相應的技術要求，充分結合檢測對象的實際情況選擇適當的檢測方法和檢測工藝[3]。

1.3 無損檢測技術在起重機械安全檢驗中應用的必要性

在起重機械運行過程中，其自身的起升機構、運行機構、變幅機構、回轉機構和金屬結構眾多零部件均具有極高的使用頻率和運行強度，如果檢驗周期過長，或者檢測方法不得當，必然會導致起重機械存在一定的安全隱患，極易引發各種故障問題。另外，在生產加工起重機械的過程中，其零部件都存在一定的交變應力，這一因素也會在一定響度上誘發內部缺陷；當此類缺陷在設備長期運行過程中惡化到一定程度時，就會產生危險性裂紋，甚至引發嚴重的安全事故。鑒于上述原因，需要采用無損檢測技術對起重機械進行安全檢測，及時發現并且有效排除各種故障誘發因素，使故障問題和安全事故的發生機率得到有效控制。在以往的起重機械無損檢測當中，主要以射線檢測、超聲檢測、磁粉檢測及滲透檢測為主。而隨著這項技術的不斷創新發展，憑借眾多物理現象、化學原理以及現代化技術和設備器材，衍生出渦輪檢測、聲發射檢測、超聲波衍射時差法等一系列新型檢測技術，這些新型技術可針對那些由熱、聲、光、電、磁等情況引發的設備異常或者缺陷問題進行及時有效的測試。而且在檢測過程中，不會對檢測對象造成任何不必要的損傷[4]。

2 常見起重機械無損檢測技術類型

2.1 目視檢測

對于起重機械整體功能和部分部件質量，可以通過目視檢測的方式進行確認。在使用該項檢測技術時，主要通過試運行方式，同時憑借檢測人員的實踐經驗觀測設備表面質量，試驗設備運行載荷，了解整臺機械裝置的運行效果以及試驗安全保護裝置的使用性能。在進行電氣檢測時，主要涉及到電控裝置、電氣保護裝置及其接地情況的檢驗工作，還需要針對起重機械的信號電路以及照明系統進行測試[5]。了解其運行現狀。在使用目視方法進行無損檢測時，除了將檢測對象應用于相關機構進行試運行以外，還可以借助專業測量工作了解其幾何尺寸，并由此判斷其是否存在故障隱患，達到無損檢測的目的。

2.2 磁粉檢測

在起重機械長期運行的過程中，其多個部件表面都容易發生裂縫以及裂紋現象。一旦發生此類問題，不僅會對鋼結構以及零部件性能造成不利影響，還會對設備整體運行質量及安全系數造成不可估量的影響。因此，應用無損檢測技術檢驗起重機械零部件、鋼結構表面是否存在裂縫現象，是一項非常關鍵的技術。在此項檢測中，磁粉檢測法具有較高的使用率和應用效果。其技術應用為：首先，檢測人員通過打磨、應用磁懸液等方式對起重機械表面進行處理；之后，再進行無損探傷。在此環節中，要確保磁粉具有較高的濃度和均勻性。還需要使用膠帶紙粘貼在磁痕上，待粘貼紙揭下之后，記錄下顯示數據。通過這種方式，了解裂縫位置及其深度。如果在監測過程存在一定的難度，可以采用靈敏度更高的熒光磁粉進行檢測，達到無損檢測的目的[6]。

2.3 電磁檢測

2.3.1膜層監測

在起重機械表面，需要涂抹一定厚度的漆層。在針對漆層進行無損檢測時，適合采用電磁渦流膜層檢測技術。在檢測過程中，需要事先了解渦流線圈之間以及金屬表面的漆層厚度，為因這一數據對線圈阻抗數值會產生至關重要的影響。如果在線圈當中存在一定的頻率，那么還需要針對線圈進行測量，之后再針對膜層提取厚度進行推測。在實際檢測中，導電率、板厚是影響測渦流膜層厚度的關鍵因素，所以無需對起重機械表面進行處理[7]。

2.3.2 檢測裂紋

在針對起重機械裂紋進行檢測時，需要優先針對交變磁場局部磁化金屬試件進行測試。由于在交變磁場中會產生感應電流，同時會促使感生磁場的生成。如果在試件表面確實存在缺陷問題，那么所泄漏磁場梯度就會在其表面將呈現出異常變化，而具體的裂紋位置及深度則是可以通過磁敏元件得以反饋。該檢測方法不僅具有較強的及時性，還可以針對裂紋進行定性與半定量評估。但是，在實際檢驗的過程中，必須應用相同的磁粉和精度。只有滿足這一要求，方可對裂紋進行快速掃查，并且使磁場信號得到精確判定，最終呈現出理想的檢測效果[8]。

2.4 射線檢測

在安裝起重機械的過程中，需要應用射線檢測技術針對所有接焊縫、鋼結構質量進行檢測。在起重機械中，絕大多數鋼板材料的壁厚較薄，所以適合采用X射線對其焊接質量進行檢測。此外，對于起重機械中鋼制品厚度均勻性、形狀規則性同樣適合采用射線進行檢測。但是，在實際檢測過程中，務必確保膠片類型符合檢測需求，方可取得精準可靠的檢測結果[9]。

2.5 超聲檢測

在起重機械長期運行使用的過程中，極易在設備材料的接焊縫部位發生缺陷問題。在針對這一問題進行檢測時，適合采用超聲檢測法。在實際檢測過程中，首先需要檢測人員初步判斷懸掛夾板或者設備內部是否存在裂縫問題。如果認為存在此類題，再進一步針對裂縫位置、裂縫深度進行準確檢測。在針對接焊縫部位進行超聲波探傷時，需要根據板厚和焊接方式合理選擇斜探頭的型號，還需要針對各種試塊進行綜合對比，最終繪制出波幅曲圖。只有這樣，才能針對接焊縫部位是否存在裂縫問題進行有效判識[9]。在實際檢測過程中，應充分保證斜探頭與焊縫中心線之間處于垂直狀態，并且務必在平面上進行檢測工作。在針對焊縫兩側進行掃查檢測時，應先從斜向方向入手，或者根據實際情況應用環繞和轉角等方式。一旦在檢測過程中發現缺陷問題，檢測人員要立即對缺陷位置進行明確標記，并且準確記錄缺陷長度、深度等數值。針對對角焊縫進地超聲檢測時，要綜合考慮檢測面以及探頭缺陷等因素，確保焊接接頭于聲束之間呈現垂直狀態。在針對T形焊縫進行超聲檢測時，需要事先掌握被檢測部位缺陷。此后，再確立檢測面和探頭。在檢測過程中，確保焊縫結構與聲束始終處于垂直狀態[10]。

3 無損檢測技術在各類起重機械中的應用

3.1 橋式起重機

從橋式起重機的結構上看，屬于一種密閉式箱體。在建造過程中，主要采用預拱變形方式；在焊接方式上，主要采用手動焊接和埋弧自動焊接相結合的方式。根據橋式起重機的制造方式及其特點，適合采用超聲檢測、射線檢測或者兩者混合方式進行無損檢測。在實際檢測過程上，需要針對內部部件所存在的問題、缺陷進行初步判斷。再根據判斷結果，決定采用何種檢測方式，如果采用二者相互結構的方式，明確超聲檢測和射線檢測的應用比例，或者判斷是否需要應用磁粉檢測方式。一旦檢測出隱患問題，則需要及時針對缺陷部位進行修補處理，確保起重機械的安全性與穩定性，避免其在運行過程中發生故障問題。

3.2 塔式起重機

塔式起重機的建造方式隸屬于桁架結構，采用的是角焊接方式。因此，在對其進行無損檢測時，適合使用磁粉檢測技術和超聲檢測技術。因為這兩種技術非常適合用于角焊縫質量檢測。塔式起重機制的制造材料較為厚重，所以通過在大角度和過渡坡口部位進行角焊接[11]。在使用超聲檢測技術時，主要通過波長反射情況判斷焊接工藝是否存在缺陷，從而使塔式起重機的安全性能獲得可靠保障。

3.3 港口門座起重機

在鑄造港口門座起重機時，使用四連桿式臂架和箱體式結構相結合的方式完成其鑄造施工。在焊接方式上，采用的是埋弧焊焊接工藝。通過這種鑄造方式和焊接方式，可以最大限度保證港口門座起重機械的安全系統，控制和減少焊接缺陷問題。由于港口門座起重機的絞軸需要與多個絞點相連接，所以絞軸是此類起重機械當中最為重要的部件，也是非常重要的承重部件。但是，在制造這一部件的過程中，非常容易產生氣孔和裂縫，所以適合采用超聲檢測技術和磁粉檢測技術對其進行無損檢測，確保絞軸質量符合實際使用要求[12]。

4 結語

起重機械的使用性能和安全系數不僅關系到生產建設效率，還與安全生產密切相關。因此，起重機械設備管理人員應不定期使用無損檢測技術對其進行安全檢測，及時發現其安全隱患問題，使其使用性能和安全指數獲得可靠保障。對此，相關管理人員和設備操控人員要注重提高自身的質量意識與安全意識，熟練掌握各種類型的無損檢測技術，并將其合理應用于起重機械安全檢測工作中，為企業生產效益和管理效能的提升提供保障。