橋式起重機(jī)的安全檢測(cè)技術(shù)分析

摘?要：為保證橋式起重機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行，將安全監(jiān)測(cè)法與橋式起重機(jī)檢測(cè)工作有機(jī)結(jié)合。在總結(jié)現(xiàn)有橋式起重機(jī)檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，制定重金屬結(jié)構(gòu)的安全檢測(cè)方案，以期對(duì)橋式起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)的安全進(jìn)行有效評(píng)估。

關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī);安全檢測(cè)技術(shù)

起重機(jī)被廣泛應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域，設(shè)備機(jī)械損害隨時(shí)間推移出現(xiàn)一些安全問(wèn)題，起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)關(guān)系到起重機(jī)的使用壽命。目前關(guān)于檢測(cè)的文件很多，根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)難以對(duì)起重機(jī)檢測(cè)進(jìn)行正確評(píng)估，論文提出橋式起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)多層次檢測(cè)方案。

一、橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)檢測(cè)內(nèi)容

橋式起重機(jī)由橋架，大車(chē)運(yùn)行結(jié)構(gòu)，及小車(chē)起升設(shè)備等組成。橋式起重機(jī)主要有單主梁與雙主梁兩類(lèi)。根據(jù)現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)起重機(jī)檢測(cè)內(nèi)容進(jìn)行歸納，起重機(jī)結(jié)構(gòu)檢測(cè)內(nèi)容主要包括幾何剛度檢測(cè)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)與局部裂紋檢測(cè)。[1]幾何剛度檢測(cè)包括主梁上拱度，主梁靜剛度，小車(chē)軌距等。對(duì)金屬結(jié)構(gòu)要求受載時(shí)金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變形在允許范圍內(nèi)。主梁上粘貼應(yīng)變片，借助應(yīng)變測(cè)試設(shè)備測(cè)試主梁金屬結(jié)構(gòu)的承載能力。

采用無(wú)損技術(shù)檢測(cè)技術(shù)對(duì)起重機(jī)結(jié)構(gòu)局部裂紋處進(jìn)行無(wú)損探傷檢測(cè)，計(jì)算疲勞裂紋剩余使用壽命時(shí)，區(qū)確定初始裂紋長(zhǎng)度。通常將微小裂紋作為疲勞裂紋初始裂紋，失效裂紋長(zhǎng)度根據(jù)材料斷裂韌性計(jì)算獲得。失效裂紋長(zhǎng)度取80-120mm，一般建議取120mm。

二、起重機(jī)檢驗(yàn)技術(shù)

早期檢測(cè)方法包括拉鋼絲法等，用細(xì)鋼絲拉在主梁上，使鋼絲拉直，測(cè)量梁端，鋼絲與主梁間的距離值，可對(duì)鋼絲自重影響進(jìn)行一定的修正。早期測(cè)量法大多需檢驗(yàn)員爬高作業(yè)，人為讀數(shù)誤差大，在專(zhuān)業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)中基本淘汰，對(duì)現(xiàn)在檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析。

（一）金屬結(jié)構(gòu)裂紋檢測(cè)

起重機(jī)主要受力結(jié)構(gòu)件主梁由蓋板等拼接成，主梁制造焊接中存在應(yīng)力集中部位，交變應(yīng)力作用下產(chǎn)生疲勞裂紋。使材料有效成咋愛(ài)截面不斷縮小。裂紋發(fā)生在焊縫熱影響區(qū)，殘余應(yīng)力較大。發(fā)生在應(yīng)力集中部位，如焊縫邊緣原始缺陷處。對(duì)偏軌箱型梁疲勞裂紋發(fā)生在跨中附近的焊縫。焊縫熱影響區(qū)殘余應(yīng)力較大，車(chē)輪下方焊縫連接處。起重機(jī)檢驗(yàn)時(shí)先對(duì)主梁焊縫進(jìn)行外觀檢查，有裂紋時(shí)進(jìn)行磁粉探傷及采用超聲波檢測(cè)。

起重機(jī)可以視為承受異動(dòng)集中的簡(jiǎn)易支梁結(jié)構(gòu)，車(chē)子行駛至主跨中，蓋板邊緣出現(xiàn)最大的彎曲正應(yīng)力，車(chē)子行駛至上端，在主梁端腹板中間出現(xiàn)最大剪應(yīng)力。應(yīng)變花可測(cè)復(fù)合應(yīng)力最大值，進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試時(shí)，應(yīng)變花布置在主梁跨中上下翼緣表面。

（二）電氣與控制系統(tǒng)檢查

按被檢設(shè)備的電壓等級(jí)確定檢驗(yàn)方法，額定電壓不大于500v時(shí)，人為使起重機(jī)機(jī)械上接觸器處于閉合狀態(tài)，將500V兆歐表L端接于電氣線路，測(cè)量絕緣電阻值，測(cè)量時(shí)應(yīng)將容易擊穿的電子元件短接。額定電壓不大于500v時(shí)，潮濕環(huán)境中不低于0.4MΩ。對(duì)電氣線路對(duì)地，起升機(jī)構(gòu)與小車(chē)架的絕緣值進(jìn)行測(cè)試，不低于1MΩ。[2]

檢查用整體金屬結(jié)構(gòu)作接地線時(shí)，檢查起重機(jī)械電氣設(shè)備正常不帶電金屬外殼及金屬隔離層，電纜金屬保護(hù)層等于金屬結(jié)構(gòu)件有可靠的接地連接，使用儀表測(cè)量。

采用整體金屬結(jié)構(gòu)作接地干線時(shí)，與供電地電源保護(hù)接地線應(yīng)可靠連接。電氣設(shè)備不帶電外露可導(dǎo)致部分應(yīng)與供電電源保護(hù)接地線連接。檢查接地形式，測(cè)量起重機(jī)械接地線電阻，應(yīng)將零線從接地裝置上斷開(kāi)。檢查接地線形式，測(cè)量重復(fù)接地電阻時(shí)，將零線從接地裝置斷開(kāi)。

采用TN接地系統(tǒng)時(shí)，零線重復(fù)接地沒(méi)出接地電阻不大于10Ω，起重機(jī)械供電電源中型點(diǎn)直接接地低壓系統(tǒng)時(shí)，零線重復(fù)接地電阻不大于10Ω。采用TT接地系統(tǒng)時(shí)，電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分接地電阻不大于4Ω，采用TT接地系統(tǒng)時(shí)，起重機(jī)接地電阻與漏電保護(hù)器動(dòng)作電流乘積不大于50V。電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分接地電阻不大于4Ω。

三、橋式起重機(jī)安全評(píng)估

國(guó)內(nèi)對(duì)起重機(jī)結(jié)構(gòu)安全評(píng)估研究起步較晚，在安全評(píng)估方面主要利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，主要用于故障診斷及狀態(tài)識(shí)別等方面，計(jì)算機(jī)輔助工程分析逐步應(yīng)用于起重機(jī)結(jié)構(gòu)分析中，如應(yīng)用有限元法分析評(píng)估結(jié)構(gòu)部件，基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)分析的綜合安全評(píng)估方法發(fā)展較快，如現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，確定實(shí)驗(yàn)方案，包括動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)方案，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等。結(jié)構(gòu)檢測(cè)儀器有很大的進(jìn)步，檢測(cè)儀器主要有無(wú)損傷超聲等，檢測(cè)手段主要有無(wú)線射頻識(shí)別。

（一）起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)安全評(píng)估

對(duì)橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估指標(biāo)，分為主梁上拱度，主梁靜剛度，小車(chē)軌道高低差，主梁跨中邊緣應(yīng)力，局部裂紋形狀及趨勢(shì)等。根據(jù)指標(biāo)評(píng)定方法對(duì)每個(gè)指標(biāo)量化，量化評(píng)估分為0-60～91-100五個(gè)等級(jí)。根據(jù)檢測(cè)最危險(xiǎn)奸惡數(shù)據(jù)量幾何剛度，大于60的量化段為安全范圍。根據(jù)裂紋的張開(kāi)型與滑開(kāi)形式評(píng)估金屬結(jié)構(gòu)裂紋評(píng)估值，選用比較低的級(jí)別的情況，如裂紋數(shù)量多及裂紋擴(kuò)散。幾何剛度的評(píng)估值依靠測(cè)量數(shù)據(jù)線性映射關(guān)系算出。

根據(jù)現(xiàn)有起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的安全狀況，評(píng)定指標(biāo)1級(jí)為起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)安全，應(yīng)在達(dá)到周期時(shí)，對(duì)相應(yīng)項(xiàng)目進(jìn)行維護(hù)及修理。2級(jí)是金屬結(jié)構(gòu)相對(duì)安全，安全級(jí)別較1級(jí)低，進(jìn)行與1級(jí)相同的措施。3級(jí)是金屬結(jié)構(gòu)處于臨界安全的狀態(tài)，少數(shù)指標(biāo)臨界合，4級(jí)是起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)不安全，起重機(jī)需盡快修理，對(duì)相應(yīng)的項(xiàng)目復(fù)查，5級(jí)是金屬結(jié)構(gòu)不安全，多數(shù)安全指標(biāo)不符合有關(guān)規(guī)定，必須即刻對(duì)其進(jìn)行維修。消除風(fēng)險(xiǎn)后，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)安全級(jí)別進(jìn)行重新評(píng)價(jià)。橋式起重機(jī)安全評(píng)估是典型的分類(lèi)問(wèn)題。

（二）起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)安全評(píng)估流程

橋式起重機(jī)金屬安全結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估流程包括對(duì)金屬結(jié)構(gòu)努力檢測(cè)，確定起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)相應(yīng)的檢測(cè)樣本。對(duì)評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行量化，為機(jī)械設(shè)備使用提供參考。借助向量機(jī)分類(lèi)算法，參考金屬結(jié)構(gòu)量化的數(shù)據(jù)樣本，根據(jù)橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)檢測(cè)數(shù)據(jù)確定安全級(jí)別。依據(jù)得到安全評(píng)估級(jí)別，對(duì)不安全的級(jí)別列出具體檢測(cè)項(xiàng)目。

四、結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)檢測(cè)進(jìn)行研究，從幾何剛度，局部裂紋出發(fā)，提出檢測(cè)方案及具體安全范圍，將結(jié)果量化到樣本數(shù)據(jù)，構(gòu)建橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估模型。較好的評(píng)估金屬結(jié)構(gòu)的安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉洪具.基于無(wú)線傳輸?shù)臉蚴狡鹬貦C(jī)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（34）：72-73+75.

[2]陳建平.橋式起重機(jī)的檢測(cè)工程實(shí)例分析[J].集成電路應(yīng)用，2018，35（12）：111-112.

作者簡(jiǎn)介：朱靖（1989-），上海人，本科，助理工程師，研究方向：起重機(jī)械。