基于受損橋式起重機的檢驗探討

王冬彬（東營市特種設備檢驗所，山東 東營 257091）

基于受損橋式起重機的檢驗探討

王冬彬（東營市特種設備檢驗所，山東 東營 257091）

依據《特種設備安全監察條例》，起重機是一種極具危險性的特種設備，需依法檢驗其質量。據此，本案筆者以橋式起重機為例，探討受損橋式起重機的檢驗，并談及逆向工程技術在其中的應用。

受損橋式起重機；逆向工程；檢驗

橋式起重機是一種應用十分廣泛的起重機，其包括控制系統、運行機構及金屬結構三大組成部分。金屬結構由橋架、小車組成，其在起重機吊裝運行中常因疲勞、超載等原因而出現斷裂、下撓、旁彎、裂紋等；運動機構由吊鉤鋼絲繩、車輪、軌道及制動器等組成，其中吊鉤鋼絲繩易因超載、磨損而出現斷裂、裂紋和變形等故障，制動器易因油污、磨損、彈簧失效而出現制動臂張不開、制動輪溫度高、制動器不靈活及制動力不足等機械故障，車輪、軌道常因制動不一致、磨損不均勻、安裝存在跨度誤差而出現啃軌故障?？刂葡到y常因起重機超負荷運行、電氣設備老化而出現電氣故障和安全附件故障，其中安全附件包括起重量限制器、行程及高度限位器等。為了提高受損橋式起重機的檢驗質量，本文擬采用逆向工程技術。

1 逆向推導的檢驗重點

逆向工程（RE）是一種興起于20世紀80年代的先進制造技術，其以零件原型構造產品、工程設計模型為前提條件，全面剖析、檢驗以往的產品，從而對其進行改善。目前，逆向工程常用來復制以往的零件、復原磨損或受損件，注意逆向工程技術并非仿制，而是先根據材料學、工程學及現代工業設計知識等進行分析，再快速制出技術含量高、附加值高的新產品，具體操作流程如下：數據采樣→數據處理→建構三維模型→快速成型制造→虛擬現實。

下面，筆者簡述逆向工程技術在受損橋式起重機檢驗中的應用，其逆向推導的檢驗重點包括：

1.1 金屬結構

橋式起重機金屬結構檢驗的重點是監測金屬零部件的疲勞、健康狀況，以判定起重機的安全性與安全生產標準是否相符。綜合前文，可歸納出金屬結構的失效模式包括整體失穩、非整體失穩及塑性變形。其中，疲勞是引起金屬結構失效的內因，即：在交變應力的影響下，金屬構造易出現微裂紋，并緩慢延伸成可見性裂紋，且在超過一定限度后引起金屬結構斷裂，最后失效；超載是外因，即：當應力遠比金屬材料的極限彈性值大時，根除外力后仍無法完全恢復變形，而殘留的變形是一種塑性變形，易引起金屬結構（非）整體失穩。據此，監測金屬結構的疲勞、健康狀況是檢驗受損橋式起重機的有效手段。

1.2 運動機構

針對橋式起重機運動機構的檢驗，重點監測零部件的磨損與裂紋、制動器有無油污及其縫隙與標準是否相符，并就出現的啃軌現象，檢驗跨度差異的影響。

1.3 控制系統

控制系統失效的主因是操作失誤、未按要求維護保養，具體歸結為人為因素。因此，在控制系統檢驗中，既要檢驗設備，又要嚴格監管操作人員的行為，并制定特種設備安全監管體制加以約束。

2 受損橋式起重機的修復

橋式起重機在受損后，需進行更換或修復，并在修復結束后，先確認其與安全標準相符，再繼續投入使用，具體修復內容包括：

2.1 主梁斷裂的修復

倘若起重機電氣控制系統因主梁斷裂而受損，則需整體更換電氣控制系統與受損部件，而對于斷裂的主梁，要求先用砂輪機打磨斷裂處，以提高其表面的光滑平整度，再去除雜質，然后用一塊新的Q345T鋼板進行焊接，注意在這一過程中，要求取消受損部件的裝配工藝圓孔，并設法無限提高焊接處的剛度和強度。

例如，一輛QD400∕150-28.9受損橋式起重機在吊升時，用于綁扎主梁的鋼絲繩被拉斷，導致主梁從7.5m高處墜落。事故造成主梁的兩端受損、金屬結構的局部、電氣元件大部分受損、“三合一”電機的減速機受損、司機室與其內設的聯動控制臺受損。為此，整體更換電氣控制系統、“三合一”電機的減速機、司機室與其內設的聯動控制臺。對于主梁結構件的不同受損部位，要求采取下列修復方案：1.對于司機室一端，主梁副腹板變形且呈波浪狀，要求先采取冷作變形校正法恢復副腹板與下蓋板至原位，再用槽鋼加強局部結構，以提高其剛度和強度；2.對于另一端，行走機構的平衡臂劇烈擺動導致副腹板頂處材料變形，要求先采取氧割法割除變形部位，再用手動砂輪機打磨切割處，然后用一塊新的Q345-B鋼板焊補，并取消受損部位的Φ 250裝配工藝圓孔及提高補焊處的剛度、強度。

2.2 裂紋的修復

對于橋式起重機而言，裂紋極具危害性。鑒于橋式起重機在材質、結構上都具有明顯的差異，則裂紋的整體表現也會存在區別，即：出現裂縫的部位可能是焊縫、焊接熱影響區、焊縫表面或是其內部；部分裂紋具有宏觀性，而部分則具有微觀性，且需用顯微鏡觀察。鑒于起重機上裂縫具有差異性，則要求從客觀實際出發進行修復，具體如下：首先了解缺陷的具體部位、材質、尺寸和板厚等信息，然后再清除干凈，并在必要時進行表面探傷檢查。

3 結語

橋式起重機性能的衡量指標是安全性，而整機的安全性通常體現在金屬結構上。因此，在受損橋式起重機檢驗中，引入逆向工程原理非常必要，并從客觀實際出發擬定修復方案，以提高起重機整體結構的剛度與強度。

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