起重机金属结构腐蚀的预防及检测

李少东

(江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院，江苏无锡214174)



起重机金属结构腐蚀的预防及检测

李少东

(江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院，江苏无锡214174)

摘要：对起重机金属结构的腐蚀原理进行了简要的分析，并从材料选用、结构形式、涂装工艺等环节提出预防腐蚀的措施，同时对目前常用的起重机金属结构腐蚀检测方法的应用范围进行了探讨。使用单位应注意腐蚀环境下工作起重机的日常保养和防护，检验人员应在检验中采用有效的检验方式对腐蚀情况进行判断，确保起重机结构的承载性能。

关键词:金属结构腐蚀超声波检测涡流检测

0引言

起重机在使用过程中，长期暴露在露天环境下或潮湿腐蚀的环境中，表面油漆保护层也容易被破坏而失去防护能力，导致金属结构产生腐蚀。起重机金属结构的腐蚀速度与工作环境的湿度、温度及酸碱性介质分布情况密切有关，其中湿度起决定性作用。

金属结构腐蚀最大的危险性来源是一种不均匀的破坏，宏观上表现为结构件截面尺寸的减少，随着腐蚀的进一步发展，出现腐蚀坑，就会向纵深发展引起应力集中，造成金属结构早期破坏，导致结构的强度下降、延展性降低。起重机金属结构应力腐蚀最直接的后果是引起结构件的抗冷脆性能下降，起重机在使用频繁的场合受到频繁的冲击荷载作用，主要受力结构件可能发生脆性断裂[1]。

1起重机金属结构腐蚀预防措施

1.1合理选用材料

目前起重机金属结构用钢材料多为Q235，在普通情况下满足使用要求。在腐蚀性介质浓度较强的环境下，应选用抗腐蚀性较好的合金钢(如16MnCu)，改变金属结构的晶体结构，增加其化学稳定性，提高耐腐蚀性。

1.2合理设计结构形式

在潮湿或腐蚀性环境下工作的起重机，对结构进行设计时，避免形成死角区域，导致容易积水或无法进行喷涂；在连接方式和焊接方式的选择上要充分考虑缝隙等过渡区域的影响；在截面的选择上，可以选用相对截面表面积较小的圆管和方管形式，同时在截面封闭接口处要做好密封处理，防止水液体或其他腐蚀性气体的侵入。

1.3表面涂装

涂装法的原理是利用涂料的屏蔽作用，在起重机金属结构的表面形成涂膜层，阻止或延缓金属的腐蚀进程。这种方法存在一定的局限性，一方面普通油漆只能起到一般的屏蔽功能，涂膜层的保护时间很短，水汽等腐蚀气体会渗透涂膜层的表面，在漆膜表层引起腐蚀，导致油漆涂膜层起泡并最终脱落。另一方面油漆涂膜为有机物，受大气环境的影响较大，在高温高湿的环境下涂膜容易老化丧失保护能力。

起重机行业中常用表面涂层、表面喷涂等，针对不同的结构部件和各自的使用环境会采用不同的处理介质进行防腐处理。在普通环境下钢丝绳多数采用镀锌保护；在海洋平台等高湿高腐蚀性环境下采用镀铬保护；起重机铸锻件一般采用热喷法进行表面处理，提高结构件的防腐蚀性能，如起重机减速器外壳进行粉末喷涂的同时喷涂一层环氧漆[2]。

对起重机主要受力结构件如主梁、端梁和小车架等金属结构表面进行涂漆工序之前，应注意选择合理的工艺流程和方法，首先要采用人工除锈、酸洗除锈、喷砂除锈等进行除锈处理，确保满足金属表面的清洁度与粗糙度要求；同时应针对起重机具体的工作环境，有针对性的选用涂料。一般而言，耐酸性能较好的酚醛树脂漆适合酸性介质环境下金属表面的处理，而耐碱性能较好的环氧树脂漆更适合碱性介质环境下的金属表面处理[2]。

1.4改善车间布局

使用单位在车间布局过程中，对生产环境和生产工艺进行合理优化，如对车间的生产环节产生的酸碱性气体等进行及时排出或进行隔离处理，尽量减少空气中散布的腐蚀性介质对金属结构的影响。同时在车间的布局选址时进行考虑，综合考虑风向等因素的影响，将环境中腐蚀性介质产生的影响降到最低。

2腐蚀检测方法研究

目前钢结构腐蚀损伤的检测技术有了很大的发展，检测技术也在不断提高。由于起重机金属结构腐蚀存在局部性，金属表面局部有腐蚀坑，且不均匀分布，采用常规的检验方法无法准确描述其表面特征，检验人员应根据起重机实际使用环境和检验条件采取有针对性的检验方法，一般可以选用的方法包括超声波法、涡流法等。

2.1超声波法

超声波检测是利用超声波在金属内部反射的响应关系而发展的一种检测厚度或裂纹缺陷的方法[3]。在对起重机金属结构进行超声波检测时一般采用脉冲反射法，在待测位置进行除锈打磨后，利用手持式超声波测厚仪对其进行测量，并与设计数据进行对比，判断是否达到报废标准(根据GB6067.1-2010《起重机械安全规程第一部分：总则》3.9.2条款，当主要受力结构件断面腐蚀达设计厚度的10%时，如不能修复，应报废)。

该法的优点是检测灵敏度高，缺陷可以直接定位，操作灵活，在起重机检测中应用较多。缺点是存在盲区，在用起重机如果长期处在腐蚀性环境下，如果表面锈蚀情况严重，金属结构的表面粗糙度较高，选用此法进行检测时，超声波探头与金属接触面不能完全耦合，有可能导致无法收到回波信号，无法进行准确的示值测量。

2.2涡流检测

涡流检测是建立在电磁感应基础上的一种新型无损检测方法，当金属结构表面或近表面出现腐蚀或缺陷时，将影响到涡流的强度和分布，涡流的变化又引起检测线圈电压和阻抗的变化，根据这一变化，可以间接的发现结构内部缺陷[4]。

涡流检测优势很明显，得到了广泛的应用。检测时不需要需耦合介质，检测效率较高。但对被检件表面要求较高，表面应清洁，无毛刺，不得有影响涡流检测的粉尘及其他污物，特别是铁磁性粉屑[5]，这对起重机检验现场环境提出了较高的要求。此外，当探头离开检测表面时，检测信号强弱变化会受到较大影响，对检测人员经验的要求较高，受检验人员的主观影响较大，影响检验质量。

3结语

起重机金属结构的腐蚀不可避免，尤其是在潮湿、腐蚀性环境下工作的起重机，尤其需要多方共同关注。使用单位应定期进行检查保养，并根据环境情况采取相应的预防措施；在起重机的定期检验过程中，检验人员应重点关注金属结构的腐蚀情况，必要时采取有效方式对其进行测量，防止由于起重机金属结构的腐蚀而引起承载能力降低，埋下安全隐患。

参考文献

[1]金卫东.门式起重机钢结构腐蚀的研究[J]. 铁路货运，2005(1)32-34.

[2]杨用增，安林超，程雪利.起重机械腐蚀机理及防护措施的研究[J].河南机电高等专科学校学报，2012，20(1)：4-7.

[3]冷涵. 针对无损检测技术的研究[J]. 世界家苑，2014(4)371-371.

[4]陈金贵. 掌上型数字涡流探伤仪的研制[D]. 南昌航空大学，2007.

[5]国家发展和改革委员会.中华人民共和国行业标准：第6部分 涡流检测：JB4730.6-2005[S].中国标准出版社，2005.

Prevention and detection of corrosion of crane metal structure

LI Shaodong

Abstract:In this paper, the principle of corrosion of crane metal structure was briefly analyzed, corrosion prevention measures were put forward from aspects of material selection, structure form, coating technique, etc., and the application range of commonly used detection methods of corrosion of crane metal structure was discussed. In conclusion, crane users should pay attention to routine maintenance and protection of cranes working in corrosive environment, and inspectors should adopt effective detection methods to evaluate the corrosion situation of cranes, so as to ensure the bearing capacity of the crane structure.

Keywords:metal structure; corrosion; ultrasonic detection; eddy current detection

收稿日期：2015-08-31

作者简介：李少东(1975-)，男，工程师，现就职于江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院，从事机电类特种设备检验检测工作。

中图分类号：TH21

文献标识码：A

文章编号：1002-6886(2016)02-0078-03