港口起重機(jī)疲勞破壞成因與修復(fù)措施分析

徐高林 岳陽城陵磯港務(wù)有限責(zé)任公司

1 港口起重機(jī)疲勞破壞成因

容易出現(xiàn)焊縫開裂的位置有很多，一般常見與臂架、象鼻架、轉(zhuǎn)臺以及門腿拐角等位置，這些部位屬于高應(yīng)力區(qū)，會遭到交變應(yīng)力作用，承受的應(yīng)力比機(jī)器其他部位都要打，所以更

容易出現(xiàn)截面的變化，在集中地應(yīng)力的作用力會導(dǎo)致縱筋等相關(guān)部件無法發(fā)揮出應(yīng)有的價值。我們從機(jī)械設(shè)備的設(shè)計方面來講，結(jié)構(gòu)組成方式不科學(xué)、焊接交匯點繁多、焊縫質(zhì)量不高等，一些母材不能達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)等諸多因素。通常情況下，起重機(jī)的結(jié)構(gòu)件焊往往屬于角焊縫，顯然接寒風(fēng)最為突出的地方就屬于應(yīng)力集中的關(guān)鍵位置，假如焊接以后沒有進(jìn)行相應(yīng)的加工，那么就會對其抗疲勞性帶來不利影響，這個時候靈活運(yùn)用機(jī)械加工技術(shù)將突出的部分切除以后，就可以促使疲勞極限獲得相應(yīng)的改善。

1.1 鋼材的抗疲勞性能

鋼材在反復(fù)荷載的作用之下，在應(yīng)力的作用下會處于極限負(fù)荷狀態(tài)，在這種情況下鋼材可能會出現(xiàn)破壞，主要表現(xiàn)形式就是突發(fā)性的脆性破壞。假設(shè)材料位于彈塑階段，那么反復(fù)的加載就會導(dǎo)致塑性變形增長，從而使得鋼材發(fā)生變化，變硬變脆，逐漸出現(xiàn)微裂，從而導(dǎo)致應(yīng)力集中的情況，微裂紋不斷擴(kuò)展，數(shù)量也會急速上升，應(yīng)力集中的問題更是顯著加劇，最終導(dǎo)致起重機(jī)斷裂破壞現(xiàn)象。

1.2 沸騰鋼

從偏析的方面來看，對沸騰剛提出了諸多的要求，偏析的主要特征實質(zhì)上是在表面含有相應(yīng)的純鐵薄層，同時中間集聚著較為豐富的碳元素、磷元素等相關(guān)元素。因為沸騰剛里面藏匿著許多的有害氣體，并且區(qū)域偏析的問題也變得尤為突出，顯然這些問題的存在都會致使它沒有較強(qiáng)的可焊性，可想而知在實際焊接的過程中會發(fā)生裂紋的情況，可塑性等性能也會隨之降低。不僅如此，沸騰剛里面含有的氮元素主要是以固溶氮的方式存在的，顯然這樣就會在某種程度上對鋼材的冷脆性等相關(guān)性能帶來不利影響，同時也對影響到鋼材的沖擊韌性，增強(qiáng)鋼材的冷脆性方面也會帶來不利影響。

1.3 鎮(zhèn)靜鋼

鎮(zhèn)靜鋼是致密度比較大的一種鋼材，它的偏析程度比較小，非金屬夾雜物的含量也比較低，而且鎮(zhèn)靜鋼當(dāng)中的氮主要是以氮化物形式而存在，所以鎮(zhèn)靜鋼除了含硅過多而會影響塑性略，其它方面的性能均優(yōu)于沸騰鋼。鎮(zhèn)靜鋼的常溫沖擊韌性也很高，時效敏感性以及冷脆性都比較低，抗腐蝕的穩(wěn)定性和可焊性都比沸騰鋼優(yōu)異。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的槽口、凹角、孔洞以及截面等因素發(fā)生改變時，構(gòu)件應(yīng)力分布不均勻部分位置會出現(xiàn)局部的應(yīng)力高峰，會產(chǎn)生非常嚴(yán)重的不利影響，在應(yīng)力作用之下很容易出現(xiàn)脆性破壞，因此在選材時，需要注意選擇內(nèi)部缺陷比較少的優(yōu)質(zhì)鋼材。

2 金屬結(jié)構(gòu)件修復(fù)工藝

我們都知道，金屬結(jié)構(gòu)件經(jīng)常會發(fā)生的疲勞問題那就是焊縫出現(xiàn)開裂的情況。在對已經(jīng)出現(xiàn)裂紋的焊縫進(jìn)行補(bǔ)焊的前期階段，應(yīng)當(dāng)使用砂輪對其舊焊縫做好打磨工作，同時打磨的實際長度要比焊縫開裂的長度要大一些，利用相關(guān)觀測設(shè)備對其打磨的情況進(jìn)行檢查，為徹底清除殘余裂紋提供應(yīng)有的保障。

尤其針對臂架這類比較重要的構(gòu)件來說，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)運(yùn)用探測儀對其進(jìn)行認(rèn)真檢查，這樣做的目的是為了促使其可以暴露裂紋。在對其進(jìn)行補(bǔ)焊的過程中，盡可能挑選干燥的焊條，并且在補(bǔ)焊的前期階段需要對預(yù)熱補(bǔ)焊的具體位置引起必要的重視，當(dāng)焊接完畢以后就要立刻對其做好相應(yīng)的熱保溫措施。經(jīng)過一段時間以后，當(dāng)焊縫溫度達(dá)到室溫的時候，這個時候相關(guān)人員就要使用鐵錘敲擊補(bǔ)焊位置或者是相鄰的位置20分鐘。這里值得一提的是，補(bǔ)焊作業(yè)結(jié)束以后，需要將相關(guān)構(gòu)件放置到指定的地方一段時間，盡可能減少馬上進(jìn)行貨物的裝卸。相關(guān)人員在開始吊貨的過程中應(yīng)當(dāng)盡可能減少負(fù)荷裝卸，只有這樣做才能減少焊接殘余應(yīng)力凝聚在一起。

假如相關(guān)人員已經(jīng)對某一位置進(jìn)行補(bǔ)焊，但是又再這個位置發(fā)生了裂紋的情況，這個時候大部分都是因為焊縫脆化等情況引起的，同時對于局部位置來說，起產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)當(dāng)比貨物的承載力要大一些才可以。假如在時間補(bǔ)償?shù)臅r候反復(fù)發(fā)生裂紋的情況，那么這就說明上次補(bǔ)焊焊縫質(zhì)量沒有達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)；反之，假如經(jīng)過一段時間以后發(fā)生裂紋，那么這個時候需要進(jìn)行再一次的補(bǔ)焊作業(yè)，除了結(jié)合上述使用的相關(guān)工藝以外，還應(yīng)當(dāng)靈活運(yùn)用貼新板焊接的方式增強(qiáng)其堅固性。直到補(bǔ)焊作業(yè)完畢以后再運(yùn)用超聲波儀器做好相應(yīng)的檢查工作。

3 結(jié)束語

港口起重機(jī)結(jié)構(gòu)的疲勞破壞問題是各港都普遍存在的現(xiàn)象和問題，焊縫裂紋的修補(bǔ)方法有很多種，也可參照上述文章的相關(guān)方法進(jìn)行修補(bǔ)。對于裂紋的出現(xiàn)和發(fā)展問題，一定要做好定期的養(yǎng)護(hù)維修和檢查制度，力爭做到早發(fā)現(xiàn)早處理。技術(shù)人員在提升修補(bǔ)技術(shù)的同時，也應(yīng)該注意平時的日常維護(hù)，不要使港口起重機(jī)超負(fù)荷工作，對潛在的安全隱患，要有預(yù)見性，防止事故的發(fā)生，保障生產(chǎn)安全。