无损检测在起重机中的技术应用

1、无损检测在起重机中的技术应用摘要: 结合起重机械的特点分析常用的无损检测方法及其应用，阐述了不同检测方法的参照标准和检测结果，笔者做了简单的论述。关键词:无损检测;起重机;表述起重机械是根据不同的形式结构来将各主要构件连接而成,安装在电气结构部件中。1 起重机械无损检测技术要求起重机械种类繁多,不同的起重机械应按其设计、制造、检验、试验和验收等技术条件进行检测。主要针对不同部件和特殊结构易产生缺陷的类型而采用相应的无损检测方法,并以相应的检测工艺和标准进行探伤和评价。起重机械的所有零部件,如吊钩、电磁铁、真空吸盘、集装箱吊具及高强度螺栓、钢丝绳套管、吊链、滑轮、卷筒、齿轮、制动器、车轮、锚链和

2、安全钩等,以及金属结构的本体和焊缝,如主梁腹板、盖板和翼缘板等对接焊缝等而言,均不允许存在裂纹等损伤,各机构在试验后也不允许出现裂纹和永久变形等损伤;大部分摩擦部件,如抓斗铰轴和衬套、吊具、钢丝绳、吊链环、滑轮、卷筒、齿轮、车轮等表面磨损量也都有严格的规定;某些部件及其焊缝,如吊钩、真空吸盘、集装箱吊具金属结构、金属结构原料钢板、各机构焊接接头等内部缺陷的当量尺寸也有明确规定;某些专用零部件,如钢丝绳等,也有专用的质量要求;有的对表面防腐涂层厚度也有规定。2 起重机械主要无损检测方法起重机械的检测方法多种。目视检测、渗透检测、金属磁记忆检测、声发射检测、应力应变测试和振动测试主要在安装和定期检

3、验中采用,而射线检测主要在制造和安装中采用。2.1 目视检测目视检测主要是为了检测起重机械的全部和各部件的性能。主要检测内容有机械部分金属结构的几何尺寸测量、表面质量检查、载荷试验、机械装置试验和安全保护装置试验等。电气部分的电控装置、电气保护装置、保护接地、照明及信号电路检验等。检验方法主要采用量具测量和机构试运行等。2.2 射线检测一般在起重机械制造和安装阶段对钢结构部分对接焊缝进行射线检测,在用设备则较少采用。起重机械多采用钢板材料制造,与锅炉、压力容器等承压设备相比,壁厚较薄,常规x射线即可对起重机械的焊接质量进行检查。起重机械射线检测的对象主要是厚度均匀、形状较规则的钢板或钢管制工件

4、和部件的对接焊缝,如成品片式吊钩钩片及悬挂夹板的焊缝、集装箱专用吊具的主要受力构件金属结构焊缝、桥式和门式起重机主梁翼缘板和腹板的对接焊缝、主梁上下盖板和腹板的拼接对接焊缝、形梁内壁的对接焊缝、桥架的组装焊缝以及塔式起重机中主要钢结构的对接焊缝等。2.3 渗透检测起重机械主要检测的缺陷类型是裂纹,其中表面开口裂纹的危险性更大。而有时因为材料和结构形状等原因,有些部件或部位不利于磁探仪的操作,用其它无损检测方法也难以取得理想的检测效果,此时,渗透检测便成为唯一可选的无损检测方法。渗透检测前一般必须对检测表面进行清洁和干燥处理,表面不得有影响渗透效果的铁锈、氧化皮、焊接飞溅、铁屑、毛刺及各种防护层

5、等。要求被检工件的表面粗糙度ra12.5m。在对检测剂灵敏度和检测工艺进行对比试块的测试合格后即可进行渗透(一般持续时间10 min),清洗、干燥510 min,显像(一般7 min)等检测程序。如果检测部位所处环境较昏暗或观察条件不佳时,也可采用灵敏度更高的荧光渗透剂。2.4 金属磁记忆检测金属磁记忆是对金属结构的应力集中状况进行检测的。通过测量金属构件处磁场切向分量hp(x)的极值点和法向分量hp(y)的过零点来判断应力集中区域,并对缺陷的进一步发生和发展进行监控和预测。磁记忆是一种弱磁检测方法,无需对工件进行磁化,其应力集中部位在地磁场的作用下即可显示出磁记忆信号。但是一旦对工件进行了磁

6、粉检测而又未进行有效的退磁操作,则微弱的磁记忆信号将被磁化后的剩余磁场信号湮没,所以检测时机应放在磁粉检测之前。2.5 声发射检测起重机械声发射检测时,在设备的关键部位,一般选择设计上的应力值较大或易发生腐蚀、裂纹或实际使用过程中曾出现过缺陷(如裂纹)的部位布置传感器。对起重设备施加额定载荷(动载)和试验载荷(静载),起重机械正常运行或保持静止,此时材料内部的腐蚀、裂纹等缺陷源会产生声发射(应力波)信号,信号处理后将显示出产生声发射信号的包含严重结构缺陷的区域,频谱分析等手段还可为起重机械的整体安全性分析提供支持。声发射检测相对于其它无损检测技术而言,具有动态、实时、整体和连续等特点,声发射技

7、术不仅可对是否存在缺陷进行检测,还可对缺陷的活度进行判断,进而为起重机械的有效安全监测提供准确的依据。对某港口的装船机进行声发射检测,监视定位结果表明该装船机的右侧横梁有较均匀的声发射定位信号,对比左侧几乎没有声发射信号,这说明在该装船机右侧横梁有轻微的缺陷活动,对该定位区域进行复查和焊缝探伤,结果表明存在部分钢结构联接松动和焊缝表面裂纹的情况。2.6 振动测试振动特性(动刚度)是指起重机的消振能力,通常以主梁自振周期(频率)或衰减时间来衡量。自振频率(特别是基频)和振型是综合分析和评价结构刚度的重要指标。主梁在载荷起升离地或下降突然制动时,会产生低频率大振幅的振动,影响司机的心理和正常的作业

8、。对电动桥门式起重机,当小车位于跨中时的满载自振频率要求2 hz。振动测试时,在主梁跨中上(或中下)盖板处任选一点作为垂直方向振动检测点,小车位于跨中位置,把应变片粘在检测点上,并将引线接到动态应变仪输入端,输出端接示波器,起升额定载荷至2/3的额定起升高度处,稳定后全速下降,在接近地面处紧急制动,从示波器记录的时间曲线和振动曲线上可测得频率,即为起重机的动刚度(自振频率)。用此法对某门式起重机空载和载荷时的振动测试结果表明空载时自振频率为3.13 hz,额定载荷时的自振频率则为1.76 hz。3 结语起重机械作为现代工业不可或缺的特种设备,在工业生产中起着重要的作用。因为我国的特殊情况,既有已使用了几十年的老旧起重机,也有高性能、高自动化的起重机,且数量庞大。我国政府特种设备安全监察机构本着对企业安全生产高度负责,对人民生命财产高度负责的精神,以型式试验、行政评审和定期检验等监督方式对起重机械的设计、制造、安装和检验进行了全面管理。无损检测方法的综合应用可以确保各种监督检验手段的科学有效。上面介绍了一些在起重机械检验中常用的常规无损检测方法和新技术,希望能起到抛砖引玉的作用,推动业界同仁将各种先进的