港口起重机金属结构裂纹的诊断与维修

颜世峰+姜晓锋

摘 要：港口起重机在港口是一种主要的运卸货物的设备，但是正是因为其的重要性，让港口的起重机只要出现故障就会带来巨大的风险，因此本文将从港口起重机的金属结构裂纹的诊断以及维修这一方面来进行分析，希望能通过本文的研究，能够对港口起重机金属结构裂纹的诊断以及维修上提供一些帮助，为港口提供更多的安全保障。

关键词：港口起重机；裂纹；诊断；维修

一、前言

起重机对于港口的作业来说起到了重要的作用，港口起重机在港口中主要负责的就是货物的运卸，这样循环的工作对于起重机的金属结构来说是一种很大的挑战，因为只要起重机的金属结构出现问题就会影响工作的继续，还会给港口的工作人员带来不小的危险，因此关于港口起重机金属结构的裂纹必须予以重视，避免危险的出现。在港口起重机的调查中，不少起重机都有或多或少的耗损，其中裂纹更是占到了其中的的百分之八十，但是虽然起重机出现为裂纹等故障，但是因为起重机的价格昂贵以及起重机结构零件体积重量过大，一出现问题就更换的事情是不允许的因此关于起重机金属结构裂纹方面的研究是十分有价值的，这样才能够保证港口的经济效益以及人员的人身安全。

二、港口起重机裂纹的诊断

在港口起重机上金属结构的裂纹是一种非常常见的问题，虽然这些问题的存在并不影响起重机正常的工作，但是却是一种潜在的危险，假如这些裂纹加速裂开就会成为金属结构断裂的事故，因此虽然裂纹暂时不影响起重机的正常工作，但是仍然要把诊断以及维修看成一件重要的事情。关于起重机裂纹的诊断也是根据手里以及结构等多种原因分析的出结论决定起重机是否应该继续的工作还是停止工作进行修理。

在工程断裂力学中，裂纹存在着一个临界的裂纹长度，当达到了这个临界值就说明机器不能继续使用，当裂纹的长度没有达到这个临界值时，就说明仍然可以继续使用。这个临界的裂纹长度是根据公式测出，裂纹长度是ac：

其中一般情况下σmin=0，这是因为在不吊重的时候，金属结构的裂纹地方的受力应该是0，这样的情况下ac的数值就比真正的数值小，这样也就更能够保证起重机的安全。其中f代表的是修正的参数。

三、起重机裂纹的维修

在根据起重机金属结构的裂纹诊断系统进行一些的判断后，就能够确定港口起重机的金属结构是应该进行更换还是应该维修。对于起重机的金属结构的裂纹一般情况下就是用焊接的方法对那些裂纹进行维修。对于这些应该进行维修的裂纹首先需要做的就是判断裂纹产生的原因，一般情况下裂纹产生主要是因为使用强度大、锈蚀、焊接等，之后就可以根据裂纹产生的原因来进行对应的维修手段，除此之外还应该对裂纹自身的情况进行确定，比如裂纹的长度以及深度，对这些进行检查后就可以确定是属于穿透性的裂纹还是非穿透性的裂纹，之后再根据实际的情况对维修的方法进行选择。对于穿透性的裂纹进行补救的时候，就应该对整个裂纹部分进行揭露，并对整个裂纹长度的地方进行焊接，对裂纹长度的方向进行焊缝边的处理。之后对于裂纹的尾部还应该进行止裂孔操作。除此之外，有时还会对焊缝的反面进行底焊，有时也会借助垫板来进行焊接，让焊接的过程进行的更加的顺利。在对非穿透性裂纹进行维修的时候，应该使用沿裂缝深度进行整个焊透的单面焊接，之后对裂纹的尾部加上止裂孔，止裂孔不需要进行补焊，或者使用反向补焊的方法进行对接焊缝实行焊接。在进行维修时，还应该对焊缝有裂紋或者是有其他需要维修的地方，应该对裂纹的长度进行一定长度的增加之后再进行补焊。这时候就会运用到气割的方法来进行焊接，直到对有其他缺陷的焊缝维修到有金属光泽的时候才算焊接的完成。补焊的时候还应该有温度的要求，达到一定的温度高度之后在进行补焊，除此之外对于补焊的次数也有一定的要求，最好是不应该超过三次，三次之后这个部位再有裂纹出现后就应该对这个裂纹所处的部件进行替换，这是因为焊接的焊缝已经与母体已经脆化。在焊缝后在同一位置再次出现裂纹也是需要重点关注的，主要有几种可能，首先是再次出现裂纹的地方已经出现脆化，所以就算再次进行焊接之后还是会有裂纹的出现，还有一种可能在裂纹部分的力流不顺畅，这就让裂纹所处的部位受力过大也会让同一部位出现裂纹，还有的可能性是裂纹附近不问的横隔板等有问题，这些横隔板的问题引起了裂纹部位出现问题，最后就是起重机运载的货物太重，已经超过了起重机的荷载重量，这样也会对起重机造成一定的影响，让起重机的金属结构出现裂纹。假如裂纹出现的时间过短也有可能是上一次的焊接不到位，或者是停止工作时间过短。起重机的金属结构裂纹的修补质量对于港口的经济效益的提高有很大的帮助，因此必须保证修补程序的准确进行，这样才能够保证起重机金属结构的安全性。

四、起重机裂纹出现的原因

对于起重机金属结构的裂纹除了要对金属结构的裂纹进行诊断以及维修之外，还应该对裂纹出现的原因进行研究，这样才可以在一定程度上从根源来避免裂纹的出现。裂纹大部分都是因为起重机疲劳造成的，起重机的金属结构的母材也会对裂纹的出现产生一定的影响。钢材在反复负载的情况下，会出现一种突发性的破坏，主要是钢材在弹塑性的阶段，反复进行负载甚至超出负载量就会让钢材的变形，这样就让钢材变硬从而含有一定的脆性，这样就会导致一些微小的裂纹的出现。沸腾钢的表面是一个杂质很少的、基本上是纯铁的薄层。中间含有许多的碳、磷等物质，就会形成正偏析，再加上有毒气体就会产生比较严重的偏析现象。这样沸腾钢的缺点就显现了出来，沸腾钢在焊接的时候极其容易产生裂纹，因此可焊性就比较差，再加上有害气体的原因就加强了它的冷脆性。在我国早期港口起重机的金属结构大本分使用的是沸腾钢，这也是那时金属结构极易开裂的一个原因。镇定钢是起重机主要受力的金属结构使用的母材，这是因为镇静钢的偏析程度小，相对于沸腾钢来说它的冷脆性更小，镇静钢的可焊性以及抗腐蚀能力也比沸腾钢好上不少，但是镇静钢并不具备所有的优点，在塑性上沸腾钢就比镇静钢要高上不少，这是因为镇静钢中硅的含量比较高的缘故。

在起重机进行应力时，一般都是双向或者三向的应力，这样就会让材料的受力状态比较复杂，这时候就会让刚才变得更加的脆弱。因此在选择母体材料的时候，一般就会选择材料本身缺点比较少的钢材。

起重机的金属结构的裂纹诊断以及维修是一个复杂的问题，整个过程所牵扯的学科也很多，因此想要对港口起重机的金属结构裂纹有一个详细深入的了解，是需要时间以及经历的一件事情。随着科技的不断发展，对金属结构的研究也会起到很大的帮助，只有在研究上进行的更加深入、全面才能够让港口的起重机以及港口工作人员的安全得到保障。

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