基于受损桥式起重机的检验探讨

2021-04-03郭昕航李志军于广超

中国设备工程 2021年11期

郭昕航，李志军，于广超

（天津市特种设备监督检验技术研究院，天津市 300192）

科学技术不断发展，在工业和农业中广泛利用起重机设备。因为桥式起重机运行环境比较恶劣，严重影响桥式起重机运行效果。起重机属于电气设备，如果桥式起重机受损，将会引发严重的安全事故，这就需要加强检验桥式起重机，及时解决桥式起重机存在的问题，保障桥式起重机运行安全性。

1 桥式起重机受损类型和原因

1.1 金属结构

桥式起重机金属结构最重要的部分包括小车和桥架，桥式起重机运行过程中，因为吊装运行时间较长，导致金属结构很容易发生裂纹和断裂等问题，发生这类问题主要是因为金属结构疲劳运行，因此，存在交变应力，导致金属结构发生破裂，在交变应力的影响下，会不断延伸金属结构的裂纹，最终发生受损失效的情况。此外，桥式起重机在运行过程中，金属材料承载力具有特定限制，同时就有弹性限度，如果交变应力超过了金属材料限度，金属材料将会发生变形的问题，无法恢复原来的状态。

1.2 运动结构

桥式起重机运动结构主要包括制动器和钢丝绳以及车轮轨道等，吊钩钢丝绳如果发生超载和磨损等，很容易发生变形和裂纹以及断裂等问题。在应用制动器的过程中，因为油污和磨损以及弹簧失效等因素，制动器很容易发生制动不灵和不足等问题，制动轮温度较高，无法张开制动臂。车轮和轨道之间会产生啃轨和打滑等问题，在安装起重机的过程中如果出现了跨度差，将会引发啃轨问题。如果桥式起重机承载发生偏移，机械结构之间不断摩擦，将会引发磨损问题。

1.3 控制系统

桥式起重机在运行过程中，控制系统很容易受损，一方面，是电气系统故障，这种受损故障的种类比较多，发生故障的主要原因是桥式起重机运行过程中，起重机过度运行，或者电气设备发生老化问题。另一方面，安全附件发生受损故障，因为安全附件类型较多，工作人员出现错误操作，或者工作人员没有采取合理的维护保养措施，都会影响起重机安全附件的运行效果。

2 受损桥式起重机的检验

2.1 逆向工程检测

在检验受损桥式起重机时，技术人员可以利用逆向工程原理完成检验工作，利用这种方法可以及时确定桥式起重机隐藏隐患，同时可以延长桥式起重机零部件的使用寿命。通常是在产品和机械零部件设计模型中利用逆向工程原理，根据零部件参数全面剖析产品，结合产品性能确定改善措施。在产品检验中利用逆向工程技术，包括数据收集和测量技术等。当前在各个领域广泛利用逆性工程设计与制造部分，但是，在检验检测行业却很少涉及，重点是在产品领域中利用逆向工程技术，单丝在检验检测行业中可以借鉴和推行逆向工程理念。在桥式起重机检验过程中，逆向工程检测技术发挥着重要的作用，可以有效检测桥式起重机中存在的问题。

（1）检验金属结构。在检测桥式起重机金属结构的过程中，工作人员需要检测金属零部件实际情况和疲劳情况，反复修改规则，建立科学的检测规定，根据检测规则检验起重机实际情况，同时需要结合检测规定检验一系列项目，根据项目检验情况，因此，确定桥式起重机的安全状态，满足生产安全标准。通过总结分析受损桥式起重机失效模式，确定金属结构的实际健康状态和疲劳状态，为后续检修工作提供参考依据。

（2）检查运动机械部分。在检验运动机械部分的过程中，工作人员需要定期检查零部件裂纹和磨损情况，尤其要检查钢丝绳，因为钢丝绳发生的故障检查难度比较大，因此，钢丝绳很容易发生突然断裂的情况，所以工作人员需要检测钢丝绳的磨损程度。此外，需要注重制动器裂缝，确定制动器表面是否存在油污，定期清理和养护钢轨和车轮，提升整体部件的清洁性。因为在安装环节可能会引发啃轨问题，工作人员需要联系厂商重新安装和设计制动器，合理修复跨度差异，避免发生啃轨问题。

（3）检测控制系统。桥式起重机控制系统发生失效问题，主要是因为人为因素的影响，工作人员可以利用传感器检测控制设备的性能，同时需要提高相关工作人员的质量意识，完善安全生产体制。制定桥式起重机使用和检验制度，要求工作人员根据制度制度标准完成检验工作。在检验工作中，检验人员需要加大力度推广和宣传机械安全工作，积极培训操作人员和管理人员，使其灵活利用特种设备和新型设备，因此维护特种设备的使用安全性，同时可以培训有关特种设备的安全知识。

2.2 安全性能检测

工作人员需要利用安全性能检测方法探伤检查桥式起重机断裂部位和受损部位，确定桥式起重机金属结构中是否出现裂纹，此外，需要焊接主梁下盖板对缝，利用超声波和磁粉探伤检测腹板和下盖板连接部位的焊缝。完后探伤检测后，确定没有发生任何裂缝缺陷后，可以检查桥式起重机工作现场，落实安全性能检测，主要是测量拱度和静态刚度等参数，因此确定受损桥式起重机实际荷载。此外，需要动态检测危险部位的应力水平和金属结构，确定桥式起重机运行性能。跨中截面是桥式起重机危险部位，因此，工作人员可以将单片监测点设置在主梁跨中部位的盖板内侧，动态分析弯曲应力的信息数据。

2.3 有限元计算

工作人员利用有限元计算方案，可以检测桥式起重机金属结构是否符合标准。工作人员利用有限元计算方法，可以结合桥式起重机受力信息，确定裂纹问题发生的原因。落实修复工作后，有限元分析金属结构，同时可以预测修复结果，确定合格后，对比分析检验环节的标准，最终根据有限元计算结果，确定桥式起重机检验是会否符合标准。

3 受损桥式起重机修复措施

如果桥式起重机运行过程中发生损坏，将会影响整体运行工作，因此发现了桥式起重机受损问题，需要及时修复，或者直接更换零部件，修复了受损桥式起重机后，并且需要检查桥式起重机是否符合规定要求，确定桥式起重机安全性符合规定标准，才可以继续利用桥式起重机。

3.1 更换受损部件

如果桥式起重机主梁发生断裂等问题，电气控制系统将会出现失效问题，工作人员需要及时更换损坏的部件。此外，需要处理断裂的主梁，首先，利用砂轮机打磨处理主梁断裂的部分，保障表面的光滑性和平整性，去除表面存在的杂质，最后再利用钢板焊接部件，工作人员要注意取消受损部件装配工艺圆孔，进一步提高焊接刚度和强度。

例如，某受损桥式起重机在吊升阶段，钢丝绳突然被拉断，导致在高空坠落主梁，发生了事故后，损坏了主梁两端，同时还损坏了部分金属结构和电气元件。因此，检测人员更换了整体电气控制系统和减速机等。阵地主梁中没有发生损坏的部位，需要采取以下修复措施：司机室一端主梁副腹板发生变形问题，工作人员需要利用冷作变形校正法，恢复副腹板和小盖板到原位，利用槽钢加强处理局部，使整体刚度和强度因此提高。对于司机室另一端的行走机构，平衡臂发生剧烈的摆动，导致副腹板顶部材料发生变形问题，工作人员可以用氧割法，将变形部位割除，再利用手动砂轮机打磨处理切割部位，再焊补一块新的钢板，使补焊部位的刚度和强度因此提高。

3.2 修复裂纹

桥式起重机很容易发生裂纹问题，因为裂纹类型比较多，桥式起重机材质和结构决定着裂纹的差异性，此外，裂缝位置发生的部位也是不同的，在焊接热影响区和焊接缝隙等部位都会很容易发生裂缝问题。裂缝包括宏观裂缝和微观裂缝，工作人员可以利用肉眼观察到宏观裂缝，但是，无法观察到微观裂缝，这就需要利用显微镜观察裂纹。工作人员在修复裂纹的过程中，需要根据实际情况，首先，需要确定裂纹发生的具体部位；其次，需要清除裂纹部位的杂质，利用探伤技术分析微小的裂纹，最终再统一处理问题。