一南通的地理状况及港口发展

大型港口机械巡检周期的确定南通航运职业技术学院顾海红南通技术监督局李淑娟摘要：根据相关资料显示，70%的起重机械事故是由于起重机械金属结构中的裂纹所引起。本文阐述通过计算起重机械金属结构中的裂纹长度达到临界裂纹长度的时间，从而找出起重机械的合理的巡检周期。关键词：起重机巡检周期金属结构裂纹1南通港设备情况介绍南通港口事业的发展当以南通港口集团为龙头，目前整个港口集团实际年吞吐量达5000万吨，拥有的大型港口机械共34台。①10吨普通门机14台；②16吨普通门机4台；③16吨带斗门机4台；④40吨门机1台；⑤8吨装卸桥2台；⑥集装箱岸桥4台；⑦集装箱轮胎吊5台，具体分布情况见表1。表1冻单位道机械名称搜规格型号铜台数蜂规定使用年姐限谈已使用年限脂天生港港务标公司如装卸桥膊QZX8仆2编16捡9岔门座机极M10-3额0信1论16异18毕通州港务公霜司宵普通门机阵M10-3视0该3善16傲16动普通门机宰M30.5交-20待1痒16遵7阿普通门机批M10-3哄0搂1今16水3侄姚港港务公艺司晓普通门机萍M16-3侮0显1捎16条3绳普通门机斜M16-3艳3躺2铁16枝2穿普通门机伞M16-3灰0肾1弯16千12勿带斗门机柜M16-3塌2/8革3浑16孤13劲带斗门机免M16-3锤2晶1敢16栏21乔狼山港务公南司肌普通门机觉M10-3租0份2欲16船20登普通门机为MQ10-怒30II娇2药16爽11粮普通门机承M10-3盲0全2际16蓄10兵普通门机瞧M10-3毛0肌1手16岁12箭普通门机行M10-3希0著2士16膛4锐集装箱公司身集装箱岸桥胖HQ35荒2伪16疑32毙集装箱岸桥爱ZP50/乞35紫2优16秋1辜集装箱轮胎蛙吊慌JL35.蹲5炮3栋1缠2汉10粮集装箱轮胎香吊企RTG45宜/23.4羽7三2哲12鱼3从表1可见，有部分设备已超过使用年限，极个别的已大大超过了使用年限，但从目前的经济状况分析，短时期内还不可能报废，这就要求使用者对设备的情况密切关注。2现有设备存在的隐患2.1铰结点磨损对金属结构的影响兵现有设备大族多数已使用扫十年以上，乔我们知道起每重机的金属佳结构铰结点秒很多，在诸嗓多的铰结点牵都出现了磨杏损现象，导启致配合间隙捎增大，使整科机运行产生更的变形大、括振动现象严安重，运转不许平稳，抖动深，整机的刚禾性减弱，振娃幅加大，振伐动衰减过程勇变长，加速柏了金属结构如的疲劳。誓2.2工作盼级别提高对慈起重机的影村响岔现有起重机株大多数是以涝当时的生产贵现状来确定肾其工作级别扭的，当时起害重机每天以险两班工作制置来进行工作杆，而随着港示口装卸总量贱日益增加，图在现有的设成备状况下，可设备不得不件24小时运犯转，起重机权的工作级别渴是以利用等笑级和载荷谱浸来划分的。管疲劳循环次即数设计时为售一定数，利灭用级别提高杨了年交变应拢力循环次数脆增加，使用难年限就必然浓下降。n盗Σ容N防年测=N篇0陶叨Σ兼N幅年止增大，n减崭小，n为年慢数，露Σ更N企年短为年总循环纪数，N国0伙为疲劳寿命间，我们以姚他港港务公司双为例。拦表2.姚吩港港务公司条年吞吐量一岭览表索年份高1996铸1997虎19振98净1999边2000呼2001西2002产2003盖吞吐量（万识吨）轿398禾570旋645母854掏1111衡1249拉1189写1519赔从表2可见桥，吞吐量从雨1996年究的398万烫吨猛增到2笨003年的世1519万监吨，吞吐量锣增加了3倍乎，而机台只潮增加了3台圾，原来为5涌台，每台起须重机的繁忙党程度增加一铲倍以上，从会而使起重机鲁的年交变应哨力循环次数稳增加了2倍屋，金属结构陵的金属疲劳奸年限将下降甩至原设计的闷1/2，我右国金属结构旗的设计以2挪5年为限，痒所以大部分薯起重机在超气过临界应力洽点的部位都钱有疲劳现象娇。鸟2.3疲劳洲对起重机金院属结构的破宪坏部位补以门座式起笔重机为例，惯其结构简图享如图1。澡欲僚理扎耗含锄图1山序号1象鼻雾梁，1-1秘、3-3、宿4-4为焊鞭缝接连接点宗应力集中较投大受拉杆件爬，经常承受夺交变载荷的仗作用，易产慧生裂纹，截班面5-5受咬载时相当于慈悬臂梁，承御受弯矩产生浙的交变应力骄的作用易产孙生疲劳裂纹指。摆序号2大拉瑞杆，2-2运截面焊接连壁接点有较大稿应力集中，搁受拉杆件承悉受应变力作巧用易产生疲使劳裂纹。壁序号3小拉遮杆，在带载棒变幅时承受印较大的拉应坏力6-6、痒7-7截面码，焊接连接剥处有较大的戏应力集中，世易产生疲劳炉裂纹。冻序号5人字狐架，在与转轧台连接的部两位，吊重时笑承受较大的附压应力，焊舌缝易开裂，劈腹板波浪变古形，局部失羞稳。刷序号6转台您，截面9-蔑9、10-肾10受弯矩愿产生交变应剩力作用且应泻力集中且产程生裂纹。薪序号8门架数支腿，受吊红重和自重的骨影响，承受贝较大的压力耍，支腿撑开傻在13-1照3、14-价14支架与脆台车连接的凶部位应力集造中，易产生谁开裂，腹板眠呈波浪状。页序号9变幅淡齿条，在齿奋条与变幅摇皆架的连接处起为焊接点应甩力集中变幅际时产生较大岩的拉应力，毁经常发现裂域纹产生。她序号10吊回臂，变幅时宜受变幅齿条库和小拉杆的智作用及下应挠力的作用，紧在8-8截使面有较大的佛应力集中，闭受弯矩产生剧的交变应力选作用，且是集变截面处，燥在回转时空惕悬臂支承状忽态，易产生害疲劳破坏及烈腹板波浪变壶形，导致局树部失稳。舍2.4池34台机的逗总体情况圈调天生港港务介公司2#装犁卸桥在2-俩2、3-3贡截面曾发现匪长裂纹，中匀拉杆修复，样小拉杆更换畏，斜拉杆9颗-9截面处钉产生裂纹，瞎修复后再用帆。两台装卸惩桥的许多铰风结点都已磨怠损，配合间赚隙较大运行象时抖动严重慨。设轻姚港港务公馒司的16t密带斗门机变阵幅螺杆与支角座连接处焊祖接部位多次祖开裂，其中迅一台大拉杆乌与象鼻梁的宏连接处产生沙疲劳裂纹，献16t普通绿门机发生转饶台裂焊，人定字架与转台殖的连接撕裂块。勤2活.4.宇3狼山港务掌公司的MQ泳10-30纹II与台车欠连接部分的乒支腿焊缝开映裂，吊臂下愿铰点支承板乔呈现波浪状春。M10-愿30的4#玉、5#机吊旱臂铰点处的鱼腹板受压变丸形焊缝开裂数，铰结点松矿旷。4#机鼻大拉杆与象笛鼻梁连接处枣产生疲劳破嚼坏，发生断慢裂。父从历年的调削查结果显示惯，门座机和值装卸桥使用石10年左右蒸就会出现明胆显故障，主和要有四种：恳裂纹、变形宁、断裂和锈音蚀，这四种友故障所占比灿例分别为8筛1.96%塌、11.3奉4%、5.鲜67%、5货.4%，裂队纹占的比例塞较大。西2.5疲芳劳的危害托零件和构件颠在低于屈服袖极限的交变司应力的反复筛作用下，经将过一定的循阻环次数，在霜应力集中部尾位产生裂纹搁，裂纹在一胸定条件下扩钩展，最终突敏然断裂，这化一失效过程辉为疲劳破坏还，疲劳破坏兴主要表现为烧裂纹，破坏宁之前没有屈串服和塑性变匀形现象，发蔽生破坏是突腰发的，所以葛更具危害性限。疲劳的初洋始阶段是在票构件的表面熟产生细小不毅连续的裂纹雷，这种裂纹税肉眼是不可哪见的。随着厚循环次数的惨增加，裂纹刻不断地扩展心，最终连接倘成线致面，晨导致结构的长突然断裂，景一旦出现这航样的破坏，昏就是机毁人隐亡的事故。检3进行应简力测试，确形定巡检部位贤和巡检周期植初始裂纹长穗度与检测手此段有关，不厌妨对初始裂导纹给出以下醉定义：在一孝定检测条件仆下，不能发救现的最大裂紫纹尺寸或者歌能够被发现辽的最小裂纹规尺寸。目前假港口条件多问数还是人工宴监测初始裂糕纹长度定为捞5mm比较气适宜。临界鼓裂纹对于箱器形梁等截面少构件以受拉易一侧平板为皂计算依据，所并且经过分弯析可以确定兔单板裂纹沿萍着应力垂直的方向扩展最枕危险以此作谣为临界裂纹坚的条件。当巷裂纹达到极倾限时，临界端裂纹长度方a涝c讨可用下式计镰算枯a浇c交=B[1+输]刷式中：释B僚—料板宽；跃汪轿；糠地—承裂尖的集中烫疲劳强度降比低系数，一杏般取1.7押～2.36斑；拥杰改—找材料强度极龄限；秆巩困—押裂纹两端作毒用的应力，哑通过应力应柜变测试的方凉法实勾呼痕茅测得出辽。考虑到焊食接时使强度娱降低的因素汉应考虑一吧犬运馋个降低系假数，一般取君0.7。炎从初始裂纹远到临界裂纹窝的循环数栽N振（寿命）可纠用岂与应力强度山因子变动范揪围的关系表社示，图2为池裂纹扩展锐～欣关系曲线图莲第一阶段是慕裂纹形成，独第二阶段是秃稳定扩展，暂第三阶段是驴不稳定扩展岁。第二阶段畅即为曲线2朽～3这一范扔围，享称为裂纹扩桃展的临界值牛。无限寿命饭设计霞必须小于斩，对于小于破的地方不需万要巡检。加—狱裂纹长度；伴—云循环次数；步c、m诵—此材料的常数汽首一般为3；湿—洋应力强度因捷子变动范围别，薄；确=拼纺夕师抬距词贿新赤柳虫粪捧驳留舰图2脚这一公式是属针对Q劝235示剪的。若材料径为16Mn印则要进行换其算：利用裂辫纹张开位移浮原理，有尖式中：租喊阀原肺威峰当摸时侮3.1确皮定巡检部位祸可能引起裂填纹扩展的拉灾应力是其动忍态部分，即失应力幅值赚，当看＜丸不会引起裂翼纹扩展，您—轻产生疲劳裂蕉纹部位的临旧界应力。通根过计算找出坡每一可能产羽生疲劳裂纹律部位的临界误应力。然后不通过应力应瓶变测试的方旧法得到实际专应力，考虑代焊接等缺陷瓣的影响，应柄适当降低絮，一般取修醉正系数为0狐.5。测得钩＞盘的部位，就在是要找的巡哭检部位。让3.2确朝定巡检周期多由于初始裂卡纹一般是难漏以检测到的订，经常去做寺损伤检查将旺耗费大量人乳力和财力，嘱而放任不理励或疏于巡检须又有可能带刻来事故，因吃此在实际生标产中先用无栋损检测的方婶法测出结构禾中的裂纹长再度作为裂纹盟初始尺寸，括对于未检测榴出的裂纹的怠构件，常常渠假定构件某错处隐藏着一逝工程裂纹，部其长度与无没损检测可靠仍测出的最小珠尺寸相当。翻如果裂纹从贵初始裂纹长抓度史≤值5奔，扩展到临蒸界裂纹长度践的时间为杰，要想在裂较纹扩展至煌前发现裂纹萝必须在器时间内安排恒一次巡检。诊为了防止因妥漏检或误检医而造成事故虚，通常取一屿定的安全系婶数尤，一般为滔4趴，以平均每凑天作业治小时，每小夸时既次循环计算水，当总循环歇次数为亩时达到临界递裂纹的天数习为介（天），典考虑寿命安贷全系数洽,则巡检周搂期为准，即合理的缓巡检周