論起重機(jī)制造過程中的無損檢測(cè)

吳 濤

(江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院常熟分院，江蘇 常熟 215500)

1 引言

起重機(jī)作為七大特種設(shè)備中的一類，在生產(chǎn)、使用過程中都存在著較大的危險(xiǎn)性。根據(jù)國(guó)務(wù)院第373號(hào)令里通過的《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》規(guī)定，特種設(shè)備的生產(chǎn)（含設(shè)計(jì)、制造、安裝、改造、維修）、使用、檢驗(yàn)檢測(cè)及其監(jiān)督監(jiān)察都要符合本條例規(guī)定。另根據(jù)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒布的《TSG Q7001－2006起重機(jī)械制造監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》規(guī)定，對(duì)實(shí)施監(jiān)檢的起重機(jī)械產(chǎn)品，必須逐臺(tái)進(jìn)行制造監(jiān)檢。起重機(jī)的制造過程中，監(jiān)檢單位必須抓牢產(chǎn)品生產(chǎn)的五大控制點(diǎn)：產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料、焊接、無損檢測(cè)和總體驗(yàn)收。

起重機(jī)制造過程中涉及到鑄件、鍛件、零部件、板材及其焊接等多種材料和工藝.材料和工藝存在的缺陷對(duì)起重機(jī)的安全性能有重要影響.必須借助無損檢測(cè)手段對(duì)缺陷進(jìn)行定位、定量、定性和定級(jí).從而保證起重機(jī)的質(zhì)量。

根據(jù)《GB/T14406-93通用門式起重機(jī)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，主梁受拉區(qū)的翼緣板、腹板的對(duì)接焊縫應(yīng)進(jìn)行無損探傷，射線探傷時(shí)應(yīng)不低于GB3323中規(guī)定的Ⅱ級(jí)，超聲波探傷時(shí)應(yīng)不低于JB1152中規(guī)定的Ⅰ級(jí)。根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)要求，在進(jìn)行無損檢測(cè)時(shí)可以選擇射線探傷或超聲波探傷都是符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求。

2 主要檢測(cè)方法

2.1 超聲檢測(cè)是一種重要的無損檢測(cè)技術(shù),由于它的穿透能力強(qiáng)、對(duì)人體無害,已較廣泛應(yīng)用于工業(yè)及高技術(shù)產(chǎn)業(yè)中。它是利用超聲波在金屬內(nèi)部反射的響應(yīng)關(guān)系而發(fā)展的一種檢測(cè)厚度或裂紋缺陷的方法，基本上可分為共振法、透射法和脈沖反射法三種方法。超聲波檢測(cè)廣泛用于探測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕，管道壁厚的測(cè)量，飛機(jī)鋁結(jié)構(gòu)隱藏腐蝕探測(cè)，管道污垢探測(cè)及焊縫缺陷探測(cè)。

2.2 射線檢測(cè)是利用各種射線對(duì)材料的透射性能及不同材料對(duì)射線的吸收、衰減程度不同，依據(jù)使底片感光成黑度不同的圖像對(duì)被檢工件的質(zhì)量、尺寸、特性等進(jìn)行評(píng)定。射線檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)有：適用于各種材料的檢測(cè),即不僅可用于金屬材料，也可用于非金屬材料和復(fù)合材料的檢測(cè),還可以用于放射性材料的檢測(cè)。

2.3 渦流測(cè)量是建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上的一種無損檢測(cè)方法，它適用于導(dǎo)電材料。其基本原理為：當(dāng)導(dǎo)體試件處在一個(gè)交變的磁場(chǎng)當(dāng)中時(shí)，由于激勵(lì)磁場(chǎng)的作用，試件中會(huì)產(chǎn)生渦流，而渦流的大小、相位及流動(dòng)形式受到試件導(dǎo)電性能的影響，同時(shí)產(chǎn)生的渦流也會(huì)形成一個(gè)磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)反過來又會(huì)使檢測(cè)線圈的阻抗等發(fā)生變化，因此通過測(cè)定檢測(cè)線圈的電動(dòng)勢(shì)或是阻抗的變化，就可以判斷出被測(cè)試件的性能等。

2.4 磁粉檢測(cè)是利用磁粉聚集這一磁現(xiàn)象顯示鐵磁材料及其工件表面與近表面缺陷的一種無損檢測(cè)方法。其基本原理是，當(dāng)工件被磁化時(shí)，若工件表面及近表面存在裂紋等缺陷，就會(huì)在缺陷部位形成泄露磁場(chǎng)（也稱漏磁場(chǎng)），泄露磁場(chǎng)將吸附、聚集檢測(cè)過程中施加的磁粉，形成磁痕，從而提供缺陷顯示。該方法即可以用于板材、型材、管材及鍛造毛坯等原材料及半成品或成品表面與近表面質(zhì)量的檢測(cè)。

2.5 滲透檢測(cè)的基本原理就是在被檢材料或工件表面上浸涂某些滲透力比較強(qiáng)的液體，利用液體對(duì)微細(xì)孔隙的滲透作用，將液體滲入孔隙中，然后用水和清洗液清洗材料或工件表面的剩余滲透液，最后再用顯示材料噴涂在被檢工件表面，經(jīng)毛細(xì)管作用，將孔隙中的滲透液吸出來并加以顯示。滲透檢測(cè)對(duì)各種材料如裂口的開口式缺陷都能進(jìn)行檢查，但對(duì)工件和材料的表面粗糙度有一定要求，因?yàn)楸砻孢^于粗糙及多孔的材料和工件上的剩余滲透液很難完全清除，以致使真假缺陷難以判斷。

3 兩種主要檢測(cè)方法的比較（X射線檢測(cè)和超聲波檢測(cè)）

3.1 在設(shè)備攜帶性方面

一般的數(shù)字式超聲波探傷儀設(shè)備在體積和重量上較射線檢測(cè)儀器小和輕。在實(shí)際操作中攜帶也更加方便。

3.2 在檢測(cè)工件的最大檢測(cè)厚度和被檢測(cè)部位操作的難易程度方面

超聲波檢測(cè)工件的厚度范圍從毫米至幾米。X射線機(jī)管電壓越高，價(jià)格就越昂貴，且工作中產(chǎn)生的熱量就越多，對(duì)使用的環(huán)境、間息時(shí)間、訓(xùn)機(jī)、電源波動(dòng)、全過程冷卻等方面要求也較高。在實(shí)際檢測(cè)中，X射線檢測(cè)鋼板厚度一般在25mm內(nèi)使用較普遍和經(jīng)濟(jì)。

對(duì)有些邊長(zhǎng)小于500mm的細(xì)長(zhǎng)箱形梁，由于膠片布置比較困難，透照方式由直縫單壁透改為直縫雙壁透，透照靈敏度就會(huì)降低，透照厚底差減小，對(duì)于缺陷的檢出產(chǎn)生不利影響。而超射波檢測(cè)方法則沒有上述缺點(diǎn)。

3.3 在檢測(cè)缺陷效果方面

兩種檢測(cè)方法比較各種缺陷檢測(cè)率X%：

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起重機(jī)主要受力構(gòu)件對(duì)接焊縫的缺陷中，裂紋、未焊透、未融合缺陷將顯著減少構(gòu)件承載截面積，在母材中容易形成尖銳的缺口，因此應(yīng)力高度集中，很容易擴(kuò)展導(dǎo)致材料破壞。所以起重機(jī)對(duì)接焊縫中不允許出現(xiàn)上述三種缺陷。而對(duì)上述三大缺陷的檢測(cè)率上，超聲波要好于射線。夾渣和氣孔在焊接過程中較難避免，且對(duì)母材的受力影響較小，所以允許一定尺寸的夾渣和氣孔出現(xiàn)在對(duì)接焊縫中。在夾渣和氣孔的檢出率上，射線和超聲都能達(dá)到檢測(cè)要求的前提下，射線在檢測(cè)的直觀性和對(duì)夾渣、氣孔缺陷的檢測(cè)率上優(yōu)于超聲波檢測(cè)，但對(duì)三大致命缺陷的檢出率上射線不如超聲波好。

3.4 對(duì)于檢測(cè)速度和效率方面

X射線機(jī)一般要求按1∶1來確定工作和休息時(shí)間，以確保X射線管充分冷卻，防止過熱燒壞。綜合考慮曝光時(shí)間、膠片的長(zhǎng)度和一次透照長(zhǎng)度等焊縫透照工藝，射線檢測(cè)速度一般為100mm/min；超聲波工藝對(duì)超聲波檢測(cè)的影響較少，其檢測(cè)速度一般可以達(dá)到500mm/min。在檢測(cè)速度和效率上超聲波要高于射線檢測(cè)。

3.5 在檢測(cè)環(huán)保和對(duì)小體健康影響方面

由于射線檢測(cè)是利用射線源產(chǎn)生的X或γ射線來穿透物體作為檢測(cè)手段。在檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，難以避免有輻射外泄，對(duì)環(huán)境和小體健康有一定的污染和損傷。而超聲波是利用聲波在物體中的傳播原理，基本上對(duì)環(huán)境和小體無害。

4 結(jié)語(yǔ)

起重機(jī)制造過程中缺陷的形狀、位置、類型及其特點(diǎn)各種各樣.考慮無損檢測(cè)方法各自的特點(diǎn)，選用適宜的無損檢測(cè)方法。

在原材料加工和零部件的制造過程中.為了保證快速、準(zhǔn)確和高效.鋼板和鍛件主要采用超聲檢測(cè).管材主要采用渦流檢測(cè)。對(duì)接焊縫采用射線或超聲檢測(cè).角焊縫采用磁粉或滲透檢測(cè)。在一些特殊的場(chǎng)合除了常規(guī)無損檢測(cè)力-法外還需采用適于現(xiàn)場(chǎng)的渦流、聲發(fā)射、紅外、漏磁和磁記憶等無損檢測(cè)新技術(shù)。每種檢測(cè)方法其木身都有局限性.不可能適用于所有工件和所有缺陷。

在保證了起重機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的前提下，對(duì)于如何選擇無損檢測(cè)方法才能更加適合起重機(jī)快速、高效的生產(chǎn)節(jié)奏的問題，通過上文對(duì)超聲波和射線檢測(cè)優(yōu)缺點(diǎn)的分析和比較，可以認(rèn)為，應(yīng)盡量提高超聲波檢測(cè)在起重機(jī)無損檢測(cè)中所占的比例。

[1]王松雷.起重機(jī)制造過程的無損檢測(cè)[J].建筑機(jī)械，2010-03-09.