鑄造起重機(jī)主要結(jié)構(gòu)易發(fā)生損傷破壞的部位類(lèi)型危害及控制

平克楠

（太原重工股份有限公司，山西省高端重型裝備智能制造重點(diǎn)科技創(chuàng)新平臺(tái)，山西 太原 030024）

1 概述

2 日常巡檢、定期檢測(cè)在設(shè)備運(yùn)行維護(hù)中的作用

起重機(jī)的安全運(yùn)行與設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)維三者都有關(guān)系，但在起重機(jī)整個(gè)服役周期內(nèi)，陪伴時(shí)間最長(zhǎng)的是設(shè)備運(yùn)維。設(shè)備運(yùn)維包含點(diǎn)檢、檢修、檢測(cè)、整改、修復(fù)等內(nèi)容，其中的日常巡檢、定期檢測(cè)是損傷破壞發(fā)現(xiàn)、跟蹤、修復(fù)效果分析的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

日常巡檢是對(duì)起重機(jī)零部件工作運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行跟蹤觀察和記錄，對(duì)異常狀況應(yīng)作出快速反饋，其中的一項(xiàng)工作就是對(duì)結(jié)構(gòu)件損傷破壞的目測(cè)和記錄，這是損傷破壞初始顯現(xiàn)的第一道觀察站。

定期質(zhì)量檢測(cè)是對(duì)設(shè)備現(xiàn)狀的一種描述和零部件安全程度的評(píng)價(jià)，通常，檢測(cè)結(jié)果將提示設(shè)備當(dāng)前的損傷狀況、安全隱患和需要整改的事項(xiàng)。特別是對(duì)于工作繁忙的鑄造起重機(jī)在使用若干年后，大多是10 年后，零部件損傷和失效現(xiàn)象逐步顯現(xiàn)，這時(shí)的定期質(zhì)量檢測(cè)能較全面地發(fā)現(xiàn)不同類(lèi)別的結(jié)構(gòu)損傷，并提供解決方案，這時(shí)的檢測(cè)也包含焊縫的無(wú)損檢測(cè)，對(duì)于日常難以發(fā)現(xiàn)和判別的損傷破壞，可以明確指出、歸類(lèi)并提出危害性判斷和風(fēng)險(xiǎn)控制措施。

3 鑄造起重機(jī)主要結(jié)構(gòu)易發(fā)生損傷破壞的部位、類(lèi)型

3.1 主梁T 形鋼與主腹板對(duì)接焊縫

主梁T 形鋼與主腹板對(duì)接焊縫情況如圖1 所示。

裂紋特征：沿橫向焊縫擴(kuò)展，一定程度后在母材上延伸，擴(kuò)展較慢。位置特征：距小車(chē)車(chē)輪移動(dòng)載荷最近的主焊縫，受輪壓往復(fù)交變影響。質(zhì)量控制難點(diǎn)：焊接殘余應(yīng)力較高，二次開(kāi)裂后需要局部加強(qiáng)。破壞類(lèi)型：受壓區(qū)對(duì)接焊縫開(kāi)裂。

3.2 主梁副腹板門(mén)孔

主梁副腹板門(mén)孔情況如圖2 所示。

裂紋特征：在門(mén)孔四個(gè)邊角沿焊縫擴(kuò)展，一定程度后在母材上延伸，擴(kuò)展較快。位置特征：箱型梁截面強(qiáng)度損失區(qū)域，邊角應(yīng)力集中明顯。質(zhì)量控制難點(diǎn)：焊接殘余應(yīng)力較高，補(bǔ)焊修復(fù)需要結(jié)合局部加強(qiáng)。破壞類(lèi)型：箱型梁開(kāi)孔邊焊縫開(kāi)裂。

3.后備豬的初次配種，一般在初情期后的第3個(gè)情期開(kāi)始配種,此階段后備母豬已達(dá)到體成熟，能滿(mǎn)足懷孕的需要，采取一個(gè)情期多次配種，提高產(chǎn)仔數(shù)。

圖1 主梁T 形鋼與主腹板對(duì)接焊縫

圖2 主梁副腹板門(mén)孔

3.3 主梁上蓋板與主腹板角接焊縫（非T 形鋼焊接）

主梁上蓋板與主腹板角接焊縫如圖3 所示。

裂紋特征：沿橫向焊縫擴(kuò)展，一定程度后在母材上延伸，擴(kuò)展較快。位置特征：距小車(chē)車(chē)輪移動(dòng)載荷最近的主焊縫，局部輪壓直接作用。質(zhì)量控制難點(diǎn)：焊接工藝要求嚴(yán)，二次開(kāi)裂后需局部加強(qiáng)。破壞類(lèi)型：受壓區(qū)角接焊縫開(kāi)裂。

3.4 主梁T 形鋼之間對(duì)接焊縫

主梁T 形鋼之間對(duì)接焊縫如圖4 所示。

裂紋特征：沿焊縫擴(kuò)展，擴(kuò)展較快。位置特征：距小車(chē)車(chē)輪移動(dòng)載荷最近的交叉焊縫，局部輪壓直接作用。質(zhì)量控制難點(diǎn)：應(yīng)力集中明顯，二次開(kāi)裂后需要局部加強(qiáng)。破壞類(lèi)型：受壓區(qū)對(duì)接交叉焊縫開(kāi)裂。

圖3 主梁上蓋板與主腹板角接焊縫

圖4 主梁T 形鋼之間對(duì)接焊縫

3.5 主梁端部直角變化處（位于大車(chē)車(chē)輪座上部）

主梁端部直角變化處如圖5 所示。

裂紋特征：沿焊縫和母材雙向擴(kuò)展，擴(kuò)展較快。位置特征：距大車(chē)車(chē)輪移動(dòng)載荷最近的截面變化處，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)。質(zhì)量控制難點(diǎn)：大車(chē)車(chē)輪沖擊明顯，補(bǔ)焊修復(fù)效果不理想。破壞類(lèi)型：受拉區(qū)截面變化尖端處焊縫開(kāi)裂。

3.6 副主梁端部

副主梁端部情況如圖6 所示。

裂紋特征：加強(qiáng)板母材開(kāi)裂，擴(kuò)展較快。位置特征：距端梁車(chē)輪座移動(dòng)載荷最近的副主梁截面變化處。質(zhì)量控制難點(diǎn)：鉸接端梁車(chē)輪座對(duì)副主梁的沖擊。破壞類(lèi)型：受拉區(qū)截面變化處加強(qiáng)板開(kāi)裂。

圖5 主梁端部

圖6 副主梁端部

3.7 橋架端梁與車(chē)輪座連接處焊縫

橋架端梁與車(chē)輪座連接處焊縫如圖7 所示。

裂紋特征：焊縫裂紋向母材延伸，擴(kuò)展較快。位置特征：距端梁車(chē)輪座移動(dòng)載荷最近的端梁角焊縫。質(zhì)量控制難點(diǎn)：鉸接端梁車(chē)輪座對(duì)十字焊接接頭的沖擊。破壞類(lèi)型：十字型焊縫開(kāi)裂。

3.8 主小車(chē)架弧形過(guò)渡區(qū)焊縫

主小車(chē)架弧形過(guò)渡區(qū)焊縫如圖8 所示。

裂紋特征：焊縫裂紋向母材延伸，擴(kuò)展緩慢。位置特征：距小車(chē)車(chē)輪移動(dòng)載荷最近的小車(chē)架梁截面變化處。質(zhì)量控制難點(diǎn)：小車(chē)架剛性設(shè)計(jì)與輕量化設(shè)計(jì)之間的矛盾。破壞類(lèi)型：變截面應(yīng)力集中區(qū)焊縫開(kāi)裂。

圖7 橋架端梁與車(chē)輪座連接處焊縫

圖8 主小車(chē)架弧形過(guò)渡區(qū)焊縫

3.9 橋架端梁弧形過(guò)渡區(qū)焊縫

橋架端梁弧形過(guò)渡區(qū)焊縫如圖9 所示。

裂紋特征：多數(shù)情況沿焊縫擴(kuò)展、少數(shù)情況從焊縫處直接向母材擴(kuò)展。位置特征：距大車(chē)車(chē)輪移動(dòng)載荷最近的端梁變截面焊縫。質(zhì)量控制難點(diǎn)：受移動(dòng)車(chē)輪的沖擊敏感，受大車(chē)行走速度和大車(chē)軌道質(zhì)量影響。破壞類(lèi)型：變截面應(yīng)力集中區(qū)焊縫開(kāi)裂。

3.10 移動(dòng)司機(jī)室懸掛側(cè)副腹板十字型焊縫

移動(dòng)司機(jī)室懸掛側(cè)副腹板十字型焊縫如圖10 所示。

裂紋特征：沿焊縫方向延伸，裂紋擴(kuò)展快。位置特征：移動(dòng)載荷直接作用。腹板兩面的焊縫垂直交叉。質(zhì)量控制難點(diǎn)：外力作用面過(guò)于集中。破壞類(lèi)型：十字型焊縫開(kāi)裂。

圖9 橋架端梁弧形過(guò)渡區(qū)焊縫

圖10 移動(dòng)司機(jī)室連接架對(duì)腹板焊縫的破壞

3.11 易發(fā)生損傷破壞的部位

易發(fā)生損傷破壞的部位如圖1～圖10 所示。

4 不同類(lèi)型損傷破壞的危險(xiǎn)性及風(fēng)險(xiǎn)控制

不同類(lèi)型損傷破壞的危險(xiǎn)性及風(fēng)險(xiǎn)控如表1 所示。

表1 不同類(lèi)型損傷破壞的危險(xiǎn)性及風(fēng)險(xiǎn)控制綜述

5 結(jié)論

鑄造起重機(jī)主要結(jié)構(gòu)易發(fā)生損傷破壞的部位位于距離移動(dòng)載荷作用位置最近的應(yīng)力集中處焊縫（個(gè)別情況位于截面突變處母材）。移動(dòng)載荷和應(yīng)力集中是兩個(gè)關(guān)鍵因素。移動(dòng)載荷作用點(diǎn)一類(lèi)是行走的主小車(chē)車(chē)輪，另一類(lèi)是行走的大車(chē)車(chē)輪。應(yīng)力集中包括截面弧形過(guò)度區(qū)、截面突變處、十字形焊縫、門(mén)孔、主梁角焊縫、對(duì)接交叉焊縫幾種情況。

鑄造起重機(jī)主要結(jié)構(gòu)易發(fā)生損傷破壞的類(lèi)型主要分八種，受壓區(qū)對(duì)接焊縫開(kāi)裂、箱型梁開(kāi)孔邊焊縫開(kāi)裂、受壓區(qū)角接焊縫開(kāi)裂、受壓區(qū)對(duì)接交叉焊縫開(kāi)裂、受拉區(qū)截面變化尖端處焊縫開(kāi)裂、受拉區(qū)截面直角變化處加強(qiáng)板開(kāi)裂、十字形焊縫開(kāi)裂、變截面弧形過(guò)度應(yīng)力集中區(qū)焊縫開(kāi)裂。

發(fā)生損傷破壞后，不同類(lèi)型的開(kāi)裂程度不同、裂紋擴(kuò)展快慢不同、修復(fù)加固方式不同?？蓪⒘鸭y擴(kuò)展快、修復(fù)質(zhì)量難控制、需要局部加固的幾種類(lèi)型歸為危險(xiǎn)裂紋的破壞，應(yīng)重點(diǎn)注意十字形焊縫開(kāi)裂、橋架端梁弧形過(guò)度區(qū)焊縫開(kāi)裂這兩大類(lèi)型的危險(xiǎn)裂紋，可將其他六種類(lèi)型歸為重要裂紋的破壞。對(duì)鑄造起重機(jī)主要部件易發(fā)生損傷破壞的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和風(fēng)險(xiǎn)控制是冶金起重機(jī)行業(yè)非常重視的一項(xiàng)工作，上述研討的目的之一是推動(dòng)這項(xiàng)工作和相關(guān)技術(shù)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，以及提高處理現(xiàn)場(chǎng)突發(fā)破壞的快速反應(yīng)能力，使損傷破壞巡檢有目標(biāo)有重點(diǎn)，設(shè)備運(yùn)行維護(hù)有防范、有準(zhǔn)備，應(yīng)急處理有依據(jù)、有措施。