桥式起重机的安全检测技术分析

摘 要：为保证桥式起重机安全稳定运行，将安全监测法与桥式起重机检测工作有机结合。在总结现有桥式起重机检测方法的基础上，制定重金属结构的安全检测方案，以期对桥式起重机的金属结构的安全进行有效评估。

关键词：桥式起重机;安全检测技术

起重机被广泛应用于各工业领域，设备机械损害随时间推移出现一些安全问题，起重机金属结构关系到起重机的使用寿命。目前关于检测的文件很多，根据不同标准难以对起重机检测进行正确评估，论文提出桥式起重机的金属结构多层次检测方案。

一、橋式起重机的结构检测内容

桥式起重机由桥架，大车运行结构，及小车起升设备等组成。桥式起重机主要有单主梁与双主梁两类。根据现有设计规范对起重机检测内容进行归纳，起重机结构检测内容主要包括几何刚度检测，结构强度检测与局部裂纹检测。[1]几何刚度检测包括主梁上拱度，主梁静刚度，小车轨距等。对金属结构要求受载时金属结构产生的变形在允许范围内。主梁上粘贴应变片，借助应变测试设备测试主梁金属结构的承载能力。

采用无损技术检测技术对起重机结构局部裂纹处进行无损探伤检测，计算疲劳裂纹剩余使用寿命时，区确定初始裂纹长度。通常将微小裂纹作为疲劳裂纹初始裂纹，失效裂纹长度根据材料断裂韧性计算获得。失效裂纹长度取80-120mm，一般建议取120mm。

二、起重机检验技术

早期检测方法包括拉钢丝法等，用细钢丝拉在主梁上，使钢丝拉直，测量梁端，钢丝与主梁间的距离值，可对钢丝自重影响进行一定的修正。早期测量法大多需检验员爬高作业，人为读数误差大，在专业检测机构中基本淘汰，对现在检测技术进行分析。

（一）金属结构裂纹检测

起重机主要受力结构件主梁由盖板等拼接成，主梁制造焊接中存在应力集中部位，交变应力作用下产生疲劳裂纹。使材料有效成咋爱截面不断缩小。裂纹发生在焊缝热影响区，残余应力较大。发生在应力集中部位，如焊缝边缘原始缺陷处。对偏轨箱型梁疲劳裂纹发生在跨中附近的焊缝。焊缝热影响区残余应力较大，车轮下方焊缝连接处。起重机检验时先对主梁焊缝进行外观检查，有裂纹时进行磁粉探伤及采用超声波检测。

起重机可以视为承受异动集中的简易支梁结构，车子行驶至主跨中，盖板边缘出现最大的弯曲正应力，车子行驶至上端，在主梁端腹板中间出现最大剪应力。应变花可测复合应力最大值，进行应力测试时，应变花布置在主梁跨中上下翼缘表面。

（二）电气与控制系统检查

按被检设备的电压等级确定检验方法，额定电压不大于500v时，人为使起重机机械上接触器处于闭合状态，将500V兆欧表L端接于电气线路，测量绝缘电阻值，测量时应将容易击穿的电子元件短接。额定电压不大于500v时，潮湿环境中不低于0.4MΩ。对电气线路对地，起升机构与小车架的绝缘值进行测试，不低于1MΩ。[2]

检查用整体金属结构作接地线时，检查起重机械电气设备正常不带电金属外壳及金属隔离层，电缆金属保护层等于金属结构件有可靠的接地连接，使用仪表测量。

采用整体金属结构作接地干线时，与供电地电源保护接地线应可靠连接。电气设备不带电外露可导致部分应与供电电源保护接地线连接。检查接地形式，测量起重机械接地线电阻，应将零线从接地装置上断开。检查接地线形式，测量重复接地电阻时，将零线从接地装置断开。

采用TN接地系统时，零线重复接地没出接地电阻不大于10Ω，起重机械供电电源中型点直接接地低压系统时，零线重复接地电阻不大于10Ω。采用TT接地系统时，电气设备外露可导电部分接地电阻不大于4Ω，采用TT接地系统时，起重机接地电阻与漏电保护器动作电流乘积不大于50V。电气设备外露可导电部分接地电阻不大于4Ω。

三、桥式起重机安全评估

国内对起重机结构安全评估研究起步较晚，在安全评估方面主要利用人工神经网络，主要用于故障诊断及状态识别等方面，计算机辅助工程分析逐步应用于起重机结构分析中，如应用有限元法分析评估结构部件，基于现场实测分析的综合安全评估方法发展较快，如现场测试，确定实验方案，包括动态实验方案，处理实验数据等。结构检测仪器有很大的进步，检测仪器主要有无损伤超声等，检测手段主要有无线射频识别。

（一）起重机金属结构安全评估

对桥式起重机金属结构的安全评估指标，分为主梁上拱度，主梁静刚度，小车轨道高低差，主梁跨中边缘应力，局部裂纹形状及趋势等。根据指标评定方法对每个指标量化，量化评估分为0-60～91-100五个等级。根据检测最危险奸恶数据量几何刚度，大于60的量化段为安全范围。根据裂纹的张开型与滑开形式评估金属结构裂纹评估值，选用比较低的级别的情况，如裂纹数量多及裂纹扩散。几何刚度的评估值依靠测量数据线性映射关系算出。

根据现有起重机金属结构的安全状况，评定指标1级为起重机的金属结构安全，应在达到周期时，对相应项目进行维护及修理。2级是金属结构相对安全，安全级别较1级低，进行与1级相同的措施。3级是金属结构处于临界安全的状态，少数指标临界合，4级是起重机金属结构不安全，起重机需尽快修理，对相应的项目复查，5级是金属结构不安全，多数安全指标不符合有关规定，必须即刻对其进行维修。消除风险后，对金属结构安全级别进行重新评价。桥式起重机安全评估是典型的分类问题。

（二）起重机金属结构安全评估流程

桥式起重机金属安全结构的安全评估流程包括对金属结构努力检测，确定起重机金属结构相应的检测样本。对评估指标进行量化，为机械设备使用提供参考。借助向量机分类算法，参考金属结构量化的数据样本，根据桥式起重机金属结构检测数据确定安全级别。依据得到安全评估级别，对不安全的级别列出具体检测项目。

四、结语

本文对桥式起重机金属结构检测进行研究，从几何刚度，局部裂纹出发，提出检测方案及具体安全范围，将结果量化到样本数据，构建桥式起重机金属结构的安全评估模型。较好的评估金属结构的安全性。

参考文献：

[1]刘洪具.基于无线传输的桥式起重机安全监测系统分析[J].科技创新与应用，2018（34）：72-73+75.

[2]陈建平.桥式起重机的检测工程实例分析[J].集成电路应用，2018，35（12）：111-112.

作者简介：朱靖（1989-），上海人，本科，助理工程师，研究方向：起重机械。