蘇州建筑工程起重機(jī)的疲勞裂紋和磁粉探傷測(cè)試

時(shí)間：2020-10-27作者：江蘇廣分技術(shù)有限公司瀏覽：73

塔式起重機(jī)主要用于建筑施工工地，履帶式起重機(jī)大多用于大型鋼結(jié)構(gòu)或設(shè)備的安裝，與其他類型的起重機(jī)一樣，各工作機(jī)構(gòu)一般都是以重復(fù)、短時(shí)、間歇方式工作。起重機(jī)結(jié)構(gòu)除承受自重和工作載荷之外，還要承受慣性及沖擊等附加載荷的作用，主要受力部件長(zhǎng)時(shí)間受到較大的壓、彎、剪切等重復(fù)載荷的作用，容易疲勞損傷甚至導(dǎo)致整體失效，發(fā)生事故。在我國(guó)起重機(jī)械被列為特種設(shè)備，要求進(jìn)行適時(shí)的質(zhì)量。這類設(shè)備的結(jié)構(gòu)及主要受力部件的疲勞損傷總是以裂紋方式顯現(xiàn)，這種缺陷大都出現(xiàn)在構(gòu)件表面，因?yàn)榱鸭y細(xì)小，僅憑肉眼不易發(fā)現(xiàn)，必須通過(guò)表面無(wú)損方法才能發(fā)現(xiàn)。在諸多無(wú)損方法中，磁粉探傷方法是有效的手段之一。2019年12月27日廣州市安普技術(shù)服務(wù)有效公司對(duì)東莞虎門某集裝箱碼頭對(duì)起重機(jī)及吊鉤進(jìn)行無(wú)損，采用磁粉探傷手段。我們以服務(wù)案例為背景，來(lái)闡述吊鉤無(wú)損探傷的重要性和必要性。




磁粉探傷是一種利用導(dǎo)磁金屬在磁場(chǎng)中的被磁化，并通過(guò)顯示介質(zhì)（磁粉）來(lái)工件表面或近表面缺陷（漏磁場(chǎng)吸引形成的磁痕圖像）的一種探傷方法。

具有設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便、速度快、觀察缺陷直觀和靈敏度較高等優(yōu)點(diǎn)。能夠發(fā)現(xiàn)工件表面或近表面下的發(fā)紋、裂紋、氣孔、夾雜、折疊等缺陷。

1.裂紋特點(diǎn)和產(chǎn)生部位

在用年限較長(zhǎng)的起重設(shè)備，主要受力構(gòu)件及其連接焊縫由于受到交變載荷的長(zhǎng)期作用，在結(jié)構(gòu)受拉、剪應(yīng)力較大的部位，要承受彎曲和扭轉(zhuǎn)疲勞損傷而產(chǎn)生疲勞裂紋。這類裂紋斷續(xù)而且細(xì)小，存在焊縫或構(gòu)件的表面。缺陷取向一般沿著焊縫縱向、構(gòu)件軸向或壓延方向分布。發(fā)生與焊縫接頭的，多數(shù)存在與焊縫焊道間、焊趾處或者表面缺陷等應(yīng)力集中部位。

2. 疲勞裂紋磁粉探傷的要點(diǎn)

針對(duì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的疲勞裂紋斷續(xù)而且細(xì)小的特點(diǎn)，因便攜式磁粉探傷機(jī)構(gòu)靈敏度不高，易造成漏檢，故在對(duì)整機(jī)進(jìn)行評(píng)估無(wú)損時(shí)，建議采用直流通電法觸頭式設(shè)備進(jìn)行。

表面準(zhǔn)備充分，應(yīng)用角向磨或拋光設(shè)備，清除焊縫或結(jié)構(gòu)表面的油漆、銹蝕等雜質(zhì)，并露出金屬光澤；要保證觸頭與工件之間有良好的電接觸，應(yīng)根據(jù)工件的形狀與尺寸等因素的變化，調(diào)整電間距和磁化電流。對(duì)發(fā)現(xiàn)的缺陷應(yīng)做好記錄，缺陷深度是一種重要參數(shù)，測(cè)量時(shí)應(yīng)采用準(zhǔn)確度較高的裂紋測(cè)探儀；當(dāng)深度較大時(shí)也可采用聲波探傷進(jìn)行測(cè)量，給出修復(fù)用的指導(dǎo)數(shù)據(jù)，因此此時(shí)已沒(méi)有進(jìn)行評(píng)估必要了。

3.總結(jié)與思考

（1）使用年限過(guò)15年的塔式起重機(jī)與履帶式起重機(jī)，其主要受力部分一般都存在不同程度的疲勞的裂紋，而且有的已相當(dāng)嚴(yán)重。

（2）這類疲勞裂紋不僅存在于關(guān)鍵連接焊縫上，而且在主要受力杠件或板件的母材上也同事存在，只是缺陷多少與嚴(yán)重程度不同。因此可以說(shuō)，疲勞裂紋具有結(jié)構(gòu)整體均勻分布性。

（3）使用時(shí)間越久，缺陷越嚴(yán)重。這類缺陷的客觀存在，在多大程度上將對(duì)起重設(shè)備造成失效破壞。

（4）這類起重機(jī)設(shè)備今后在進(jìn)行質(zhì)量的定期時(shí)，存在一個(gè)是否要特別增加探傷項(xiàng)目的問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題同樣棘手，若不增加，就有可能因疲勞裂紋擴(kuò)展而導(dǎo)致設(shè)備突然失效；若增加該項(xiàng)目，那么就有一個(gè)評(píng)價(jià)判定的規(guī)范的制定問(wèn)題。

由于受各種技術(shù)條件的制約，起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)在其材質(zhì)、構(gòu)造形式及制造、加工、安裝等方面都不可避免地存在一定的缺陷，這種缺陷在重復(fù)載荷的作用下，就會(huì)形成許多裂紋并組件擴(kuò)展。在結(jié)構(gòu)工作初期，因其非常細(xì)小，一般不會(huì)被發(fā)現(xiàn)，也不會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破斷。但由于使用年限較長(zhǎng)的起重機(jī)，主要受力機(jī)構(gòu)及其連接焊縫長(zhǎng)期受到交變重復(fù)載荷的作用，疲勞裂紋大量增加且不斷擴(kuò)展，結(jié)構(gòu)疲勞也在不斷加劇，當(dāng)損傷積累到一定程度后，遇到偶發(fā)事件或載，在惡劣工況下甚至是正常載荷作用下，也可能導(dǎo)致細(xì)小的裂紋擴(kuò)展形成連續(xù)裂縫，造成結(jié)構(gòu)撕裂破壞引發(fā)突然的斷裂事故。目前，施工企業(yè)為搶工程進(jìn)度，設(shè)備被迫連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，得不到正常的檢查和維修保養(yǎng)，設(shè)備帶故障工作現(xiàn)象普片，導(dǎo)致動(dòng)力機(jī)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)疲勞壽命縮短，造成設(shè)備突然事故增多。

本案例結(jié)構(gòu)承力構(gòu)件的磨損和機(jī)械的工作循環(huán)次數(shù)方面，詳細(xì)講明塔式起重機(jī)因長(zhǎng)期使用而存在的隱患，以及每年必須對(duì)起重設(shè)備及吊具進(jìn)行無(wú)損必要性。


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