無損檢測技術在起重機械安全檢驗中的應用

師韻

[摘要]：在起重機械安全檢驗中，加強無損檢測技術的應用，可以將以前只能定性分析的問題科學準確地拿出定量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對問題的定性定量分析，提升了起重機械的檢驗質(zhì)量。同時，檢測結果可以為起重機械管理者提供有力的科學依據(jù)。無損檢測這一現(xiàn)代技術手段在起重機械安全檢驗中的廣泛應用，必將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益、安全效益和社會效益。

[關鍵詞]：無損檢測；起重機械；安全檢驗；運用分析

[引言]：無損檢測技術在起重機安全檢驗中不會對設備產(chǎn)生損害，借助射線、超聲、電磁、聲學等原理，與零部件、儀器材料以及相應的物理、化學等參數(shù)相互結合。在實際應用中，具體的無損檢測技術并不單一，主要包含磁粉檢測、滲透檢測、聲發(fā)檢測、射線檢測等?？傮w而言，無損檢測技術在起重機械安全檢驗中的應用提升了起重機械的安全性。

1、起重機械應用無損檢測技術的必要性

無損檢測是指在不損害被檢測對象使用性能的前提下，采用射線、超聲、電磁、聲學等原理并結合儀器對材料、零部件進行缺陷和其他物理化學參數(shù)檢測的技術。應用于起重機械的無損檢測技術主要有射線檢測、超聲檢測、磁粉檢測、滲透檢測、渦流檢測和聲發(fā)射檢測等。起重機械的主要零部件如吊鉤、鋼絲繩、滑輪、卷筒和制動器等，以及金屬結構本體和焊縫，均不允許存在裂紋和永久變形等缺陷，這些零部件在使用過程中，經(jīng)常承受巨大的交變應力和沖擊載荷，很容易使材料本身的內(nèi)部缺陷或加工過程中因加工工藝產(chǎn)生的缺陷擴大，形成危險性裂紋。

2、在起重機械安裝完成后的安全檢驗

無損檢測技術在起重機械中的安全檢查應用與起重機械的狀態(tài)有關。在起重機械安裝完成之后，應用無損檢測技術進行設備的安全檢驗，需要應用無損檢測技術中的振動測試與射線檢驗。

2.1目測檢驗

當起重機械安裝完成之后，需要工作人員借助肉眼，并結合工作經(jīng)驗檢測起重機械的整體形態(tài)以及各個重要的結構的性能。在具體的檢測環(huán)節(jié)中，主要的目測結構內(nèi)容有起重機械部分金屬結構的幾何尺寸與說明書是否匹配、對起重機械的荷載進行檢驗、對安全保護裝置進行試驗。電力部分的安全檢驗內(nèi)容包含對電氣保護裝置、保護接地、照明等內(nèi)容的檢驗。

2.2振動測試

在起重機的振動測試環(huán)節(jié)，主要是針對起重機的剛度進行測試。該種測試實際上是無損檢測技術中重點內(nèi)容。起重機械的主梁振動周期和自振頻率在進行振動測試之后，能夠產(chǎn)生振動衰減。振動測試環(huán)節(jié)中能夠直接根據(jù)振動周期的衰減情況來對起重機械的動剛度進行綜合性評價。對起重機械的不同結構進行振動測試，得到測試結果不同。

2.3射線檢測

由于起重機械的結構連接中含有焊接縫，在焊接縫連接不密實得情況下，起重機械就會出現(xiàn)運行故障，嚴重的情況下將會導致起重機械結構脫節(jié)。因此，需要采用無損檢測技術對起重機械的焊接縫進行檢驗。射線檢測技術是無損檢測技術中的一種，射線能夠針對結構焊接縫，分析出焊接結構的厚度、混勻程度和焊接參數(shù)。

3、在起重機械運行階段的安全檢驗

在起重機械的運行階段，還需要對其進行安全檢驗。符合起重機械運行環(huán)節(jié)中的無損檢測技術有超聲波檢測、磁粉檢測、聲發(fā)射檢測技術等。

3.1超聲波檢測

超聲波的定義為頻率高于20000Hz的機械波，其中，在起重機械超聲探傷環(huán)節(jié)中，常用的頻率為1～5MHz。由于超聲波具有較好的方向性、高能量和較好的穿透能力，在遇到界面時能夠產(chǎn)生反射、折射等變化。所以在起重機械的運行環(huán)節(jié)中進行超聲波檢測時，能夠在波形轉(zhuǎn)換中實現(xiàn)起重機械結構的探傷。例如，在對機械的吊鉤內(nèi)部裂紋、缺陷等進行檢測時，借助超聲波的結構探傷能夠提升設備檢測的靈敏度。同時，該種檢驗對于操控設備的技術人員和設備結構自身無影響，在厚度較大的零部件中都能夠進行故障檢測。

3.2磁粉檢測

磁粉檢測方式主要是借助磁場的原理進行檢驗，由于起重機械設備中包含鐵磁性的工件，當這些工件被磁化之后，其功能喪失。為了檢驗出其故障所在，需要借助磁粉的作用進行問題檢驗。當鐵磁性工件被磁化之后，工件表面上將會出現(xiàn)漏磁場，利用漏磁場吸附磁粉形成磁痕的原理，技術人員能夠直接的觀察到設備缺陷所在，并且根據(jù)磁痕的大小、形狀來具體的判斷設備故障。磁粉檢測與其他無損檢測技術相比，具有以下優(yōu)勢：①能夠檢測出開口或者是不開口的缺陷；②能夠直接顯示出設備缺陷；③檢驗的靈敏度比較高，能夠精確到微米級別的寬度。

3.3聲發(fā)射檢測

材料在應力作用下的變形與裂紋擴展是結構失效的重要機制。材料中局部區(qū)域應力集中，進而快速釋放能量并產(chǎn)生瞬態(tài)彈性波的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射，也稱為應力波發(fā)射。聲發(fā)射技術是1950年由德國人凱撒開始研究的，20世紀60年代初，美國人格林等人開始了聲發(fā)射技術在無損檢測領域方面的研究，從此獲得迅速發(fā)展。聲發(fā)射檢測就是通過接收和分析材料的聲發(fā)射信號來評定材料性能或結構完整性的無損檢測方法。材料的塑性變形、應力腐蝕、裂紋形成以及擴展的過程都會產(chǎn)生聲發(fā)射現(xiàn)象。檢測到聲發(fā)射信號，就可以連續(xù)監(jiān)視材料內(nèi)部變化的整個過程，因此，聲發(fā)射檢測是一種動態(tài)無損檢測方法。聲發(fā)射檢測的特點為：（1）聲發(fā)射檢測儀器探測到的能量來自被測試物體本身，而不像超聲或射線那樣由無損檢測儀器提供；（2）可顯示或提供工件缺陷隨載荷、時間、溫度等外變量變化而變化的實時信息，因此特別適用于大型起重機械作業(yè)過程的在線監(jiān)控和安全性評估；（3）聲發(fā)射檢測對線性缺陷較為敏感，能探測到在外加應力下這些缺陷的活動情況，穩(wěn)定的缺陷不產(chǎn)生聲發(fā)射信號；（4）由于不要求接近被檢工件，因此特別適合于危險環(huán)境下的檢測，如高低溫、核輻射、易燃、易爆及有毒等環(huán)境。

4、結語

起重機械是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移動重物的機電設備，在現(xiàn)代化工業(yè)大生產(chǎn)中起著十分重要的作用。強化起重機械安全檢驗是實現(xiàn)起重機械本質(zhì)安全、預防事故發(fā)生的有效手段。近年來，隨著電子信息技術的快速發(fā)展，無損檢測在起重機械的制造和安全檢驗中發(fā)揮著越來越重要的作用，無損檢測已成為檢驗在用起重機械的重要手段，為科學監(jiān)管起重設備提供了有效的技術支撐。

【參考文獻】：

[1]趙有魁.無損檢測技術在起重機械安全檢驗中的應用[J].電焊機，2015（09）.