无损检测技术在桥式起重机中的应用研究

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摘 要:随着科学技术的发展,无损检测技术被广泛应用于机械设备管理工作当中,并随实践应用而不断成熟与发展。本文采用文献资料法,理论结合实践,就无损检测技术在桥式起重机中的应用进行了探讨与分析。文章首先对桥式起重机的主要特点进行了阐述,进而对不同检测方法的参照标准和检测结果进行了详细的介绍与分析。

关键词:无损检测技术;桥式起重机;技术应用

中图分类号:TH122 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0178-01

起重机械的种类繁多,其中的桥式起重机应用比较广泛、常见。桥式起重机主要包括单梁桥式起重机和双梁桥式起重机。单梁桥式起重机桥架的主梁多采用工字型钢或钢型与钢板的组合截面;双梁桥式起重机的主梁多采用钢板组合成箱型截面。这些截面的组合都是焊接而成的,无论是角焊缝,还是对接焊缝,其好坏都直接关系到该起重机的承载能力和安全使用。所以检测焊缝是否有缺陷,是否符合设计要求就显得尤为重要。起重机的焊缝检测在规范中是有明确的规定的。

一、起重机无损检测技术要求

(一)无损检测技术概述

所谓无损检测技术[1],是指针对待测物采用不破坏其原有状态和化学性质等前提下,为获取待测物品质相关的信息(如成分、内容等)的检查方法。简单地说,它是一种非破坏性检测。可以做到受检对象不被破坏的前提下测定、评价物体内部或表层物理和机械性能及各类缺陷和其他技术参数,从而为加强对设备管理和制造品质的提高提供有益的参考资料。现代科技水平的飞速发展,促使无损检测技术在制造行业得到了广泛的应用。

(二)起重机无损检测技术要求

不同的起重机应按其设计、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。概括地说,起重机的所有零部件,以及金属结构的本体和焊缝,均不允许存在裂纹等损伤;大部分摩擦部件,某些专用零部件都有相应的要求和规定。

二、起重机主要无损检测方法

从当前起重机无损检测技术来看,方法可谓多种多样。其中目视检测、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验中采用,而无损检测主要在制造和安装中采用,有时在使用过程中需要对该起重机进行安全评估时,也会用到[2]。

(一)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:(1)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;(2)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。

(二)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。

(三)渗透检测

起重机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。

(四)超声波检测

起重机制造和安装阶段对钢结构部分对接焊缝,比较多的进行射线检测,应用超声波检测的较少采用。焊缝中,最严重的缺陷就是裂纹、未焊透及未熔合等面积型缺陷。此类缺陷极易造成机器零部件甚至整机在短时间内损坏。而超声波可对中厚板焊缝中的缺陷进行准确定位、定量及辅助缺陷定性,是对缺陷自身高度的测量,具有其他无损检测技术无法比拟的优势。

(五)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。

(六)声发射检测

起重机声发射检测时,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。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。

(七)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。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≥2hz[3]。

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[4]。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)。

三、结束语

综上所述,起重机作为现代工业不可或缺的特种设备,提高其质量水平和加强日常管理有着重要的现实意义。无损检测技术作为起重机检验中的常用技术,随着科学技术的发展而不断向标准化、数字化、规范化方向发展。因此需要我们广大技术工作者不断去进行技术上的探索与创新,从而更好地提高起重机的安全使用,更好地服务于社会工业生产,为国家经济的发展作出贡献。

参考文献:

[1]沈功田,张万岭.特种设备无损检测技术综述[J].无损检测,2006,1

[2]陈懿轩.浅谈起重机无损检测方法的选择[J].沿海企业与科技,2009,2

[3]GB/T53442—1994.通用桥式起重机产品质量分等[S].

[4]袁征.起重机械制造过程执行规范、标准存在问题探讨[J].福建质量信息,2007,9