基于受損橋式起重機的檢驗探討

劉桉

（天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院，天津 301600）

隨著我國工業(yè)和基建行業(yè)的發(fā)展，起重機在生產(chǎn)制造、貨物裝卸等各個方面的重要性逐漸凸顯，橋式起重機因其獨特的結(jié)構(gòu)使其適用于各種惡劣環(huán)境，往往需要在高溫、腐蝕、灰塵環(huán)境下持續(xù)工作，對其使用壽命造成嚴重的危害。起重機作為大型特種設(shè)備，如果出現(xiàn)故障或者損壞，會對安全問題造成非常嚴重的影響，為了避免安全問題的產(chǎn)生，就需要提升對起重機的安全檢修水平，盡早地發(fā)現(xiàn)起重機運行過程中的安全隱患，并且采取有效的應(yīng)對措施。

1 起重機受損情況枚舉

起重機在實際的運行過程中，受到的影響因素較為廣泛，會出現(xiàn)各種難以預(yù)計和探查的安全問題，主要包括：裂縫、腐蝕、磨損和斷裂，等等，這些問題的探查手法和定性標(biāo)準(zhǔn)各有不同，但是，這些問題出現(xiàn)的時候往往會伴隨著非常嚴重的安全問題。降低起重機的安全起重重量，如果對這些問題沒有做到及時的發(fā)現(xiàn)和處理，很可能導(dǎo)致在起重過程中額定起重重量大于實際起重機可以承載的重量，造成起重機坍塌或者重物墜落的事故。以上這些是經(jīng)常遇到的起重機受損情況，接下來將對其進行簡要的分析并且提出檢修措施。

1.1 金屬結(jié)構(gòu)的損壞

對于已經(jīng)工作運行多年的起重機進行廣泛的調(diào)查分析后，發(fā)現(xiàn)起重機面臨最嚴重的損壞問題往往是由金屬構(gòu)件的裂紋引起的，這種問題較為常見，對于橋式起重機而言，最容易發(fā)生金屬裂紋的位置便是主梁橫向的大隔板和主腹板位置，另外，也常見于下蓋板的焊縫位置，這些部位往往承受來自重物的較大載荷，并且相對而言比較薄弱。如果這些地方出現(xiàn)裂紋，將會極大程度地影響起重機的實際起重重量，造成比較大的安全隱患。根據(jù)我國的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在金屬結(jié)構(gòu)件出現(xiàn)問題時，應(yīng)該予以盡快更換，確保起重機的安全運行。

如果起重機的金屬件出現(xiàn)裂紋而沒有及時發(fā)現(xiàn)，在接下來的運行過程中疲勞斷裂現(xiàn)象出現(xiàn)的概率將會大大增加，因為在金屬發(fā)生裂紋后，其抗疲勞強度會顯著下降，在運動幅度運動次數(shù)達到一定的閾值時便會產(chǎn)生斷裂，圖1描述的便是金屬結(jié)構(gòu)件在應(yīng)對循環(huán)切應(yīng)力時裂紋的拓展方向和拓展速度，對于金屬結(jié)構(gòu)件的這個指標(biāo)應(yīng)該予以充分的關(guān)注。

圖1 疲勞循環(huán)函數(shù)

1.2 運動構(gòu)件的損壞

在橋式起重機的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，運動部件主要有制動器、鋼絲繩、車輪軌道三個部分。這些部分在吊裝和運送重物時運動幅度往往較大，使其受損的主要因素有兩個方面：一是在運動過程中受到的磨損作用，二是由于起重機超載對其結(jié)構(gòu)造成危害導(dǎo)致其變形或者其他形式的損壞。制動器損壞會導(dǎo)致在實際的應(yīng)用過程中會發(fā)生制動不靈、制動力不足、制動時制動輪溫度過高、制動臂張開受限等等的情況，這些問題主要由油污、磨損以及彈簧失去彈性導(dǎo)致。在車輪和軌道之間容易發(fā)生打滑或者啃軌現(xiàn)象。啃軌現(xiàn)象主要發(fā)生的原因是起重機在安裝過程中精度不足，導(dǎo)致出現(xiàn)跨度差的現(xiàn)象。打滑主要由于起重機其中重量過大導(dǎo)致重物慣性較大的原因，或者是制動設(shè)備失靈，不能及時使車輪停在導(dǎo)軌上，產(chǎn)生安全隱患。

1.3 電氣控制系統(tǒng)的故障

電氣控制系統(tǒng)的部件是起重機的主要構(gòu)件之一，電氣系統(tǒng)的故障形式往往較多，并且多為隱性故障，檢修起來的難度較高，需要專門的電氣工程師進行檢修操作，電氣設(shè)備的損壞原因主要是由于電路老化或者電路長時間過載導(dǎo)致?lián)p壞，控制系統(tǒng)中往往包含保險等安全附件以及高度限位器、行程限位器和重量限位器等等控制部件，這些部分的損壞往往是由于人為操作失誤引起的。為了應(yīng)對這個問題，應(yīng)該對電路設(shè)計進行充分的研究，將可能出現(xiàn)老化現(xiàn)象的元件采取相應(yīng)的保護措施，并且增加電氣工程師的專業(yè)素養(yǎng)，雇傭能夠有效處理問題的電氣工程師。同時，提高操作人員的專業(yè)素養(yǎng)，保證能夠了解電氣設(shè)備的屬性和電氣設(shè)備操作方法，避免人為的操作失誤影響起重機電器設(shè)備的運行。

2 受損橋式起重機的檢測

2.1 逆向工程檢測法

逆向工程最開始的應(yīng)用是在產(chǎn)品的設(shè)計過程中，通過對已經(jīng)掌握技術(shù)參數(shù)的設(shè)備進行全方位的剖析，提出改進措施并且落實到新一代產(chǎn)品上的技術(shù)，現(xiàn)階段逆向工程技術(shù)是在產(chǎn)品檢驗工作中的一個關(guān)鍵手法。主要涉及數(shù)據(jù)的搜集和信息的預(yù)處理，以及誤差分析方法和逆向工程軟件方法，等等，在檢驗領(lǐng)域的應(yīng)用雖然較少，但是也是完全可以應(yīng)用的一項成熟技術(shù)。

首先，是對于金屬結(jié)構(gòu)的檢驗，對于橋式起重機而言，逆向工程檢測法主要的操作是結(jié)合金屬零件內(nèi)部的實際情況對疲勞程度進行檢測。通過對數(shù)據(jù)進行大量的搜集創(chuàng)建數(shù)學(xué)模型，分析零件的內(nèi)部組織變化，結(jié)合零件在起重機中工作的實際情況，對比分析數(shù)學(xué)模型是否合理，并且根據(jù)實際情況逐步完善數(shù)學(xué)模型，通過模擬計算的方法對零件的安全性進行分析，為接下來的起重機維護工作提供良好的數(shù)據(jù)支撐。

其次，是對于運動的機械部分，運動機械部分的檢查需要工作人員有足夠的耐心，在日常的目視檢測過程中，應(yīng)該對各種機械運動部件的完整性和磨損程度進行關(guān)注，其中鋼絲繩是重點的關(guān)注對象，鋼絲繩是直接連接重物的設(shè)備，其牢固程度直接關(guān)系到生產(chǎn)的安全性，加強對鋼絲繩的安全檢測，謹防鋼絲繩突然斷裂的事故發(fā)生。對于其他的運動部件，應(yīng)該在檢查的同時決定下次維護的時間，并且定期清理軌道和制動器等設(shè)備表面的油污積累情況，有需要應(yīng)該及時聯(lián)系廠家對零件進行維修或者重新設(shè)計。

2.2 安全性能探測方法

對于起重設(shè)備的金屬安全性能探測方法主要采用的是無損探傷方式，其目的是檢查起重機的金屬結(jié)構(gòu)是否存在微小的裂紋，焊接的焊縫是否有足夠的連接緊密型。通常采用的檢測方法有超聲波、磁粉探傷手法。在對故障的起重機檢修工作中，如果不能確定是否為裂縫缺陷，應(yīng)該對起重機結(jié)構(gòu)的各種力學(xué)性能，如拱度、靜態(tài)剛度等參數(shù)進行測定，判斷起重機的實際載荷能力。除此之外，應(yīng)該對起重機的主要受力部位進行應(yīng)力分析，對金屬運動部件進行動態(tài)監(jiān)測。對于起重機在運行過程中各種部件的運行狀態(tài)進行檢測。從以往的經(jīng)驗來分析，起重機最容易發(fā)生安全事故的位置是主梁中部，應(yīng)該在此位置設(shè)置傳感器，檢測其運行狀態(tài)，在發(fā)生安全隱患時應(yīng)該及時發(fā)出報警。

2.3 有限元計算

有限元計算的方法是為了檢測起重機的各種金屬構(gòu)件能否達到使用的標(biāo)準(zhǔn)。通過有限元計算的方法可以對起重機各個受力部件進行數(shù)據(jù)分析，判斷出現(xiàn)裂紋的原因，最終預(yù)測修復(fù)結(jié)果，是一項涉及多種設(shè)備參數(shù)的計算方法。

3 起重機的修復(fù)工作

對于起重機的修復(fù)工作應(yīng)該引起充分的注意，對于主梁的現(xiàn)象，應(yīng)該首先使用砂輪機對主梁的毛刺進行打磨，保證缺口的光滑完整，然后使用高強度鋼（Q345T）對斷裂處進行焊接修補，如果受損部位有裝配孔，應(yīng)該對該位置的裝配孔進行取消，重新設(shè)計裝配工藝來確保焊接部位能夠保持較高的強度和剛度。對于裂紋的處理應(yīng)該更加謹慎，裂紋是危害起重機安全運行的最主要因素，因為起重機各個部分功能的要求不同其材料強度也大相徑庭，溫度系數(shù)、焊接工藝、焊接熱影響區(qū)域、焊接內(nèi)部組織等等又有較大的差異，導(dǎo)致很難在裂紋發(fā)生初期便發(fā)現(xiàn)其存在，應(yīng)該對不同位置的裂紋進行充分的預(yù)案，采取不同的處理方法，在對裂紋進行處理前，一定要先行查明裂紋部位的材料種類、厚度、尺寸等因素，并且將裂紋附近進行清理，采用探傷手段對裂紋進行分析，最后進行統(tǒng)一的修復(fù)處理。

4 結(jié)語

我國的橋式起重機在工程和工業(yè)發(fā)展中起到了很大的作用，在對其進行檢查和檢修的工作中，應(yīng)該秉承著專業(yè)和認真的態(tài)度，保障其能夠平穩(wěn)運行。這就需要不斷地加強對起重機的檢修技術(shù)研究和數(shù)據(jù)搜集工作，做到能夠?qū)收线M行分類，第一時間解決故障。