冶金類繁重級別起重機運行安全檢測及風險點控制

摘 要：國內生產線上的冶金類繁重級別起重機橋架結構多數采用箱型主梁焊接形式，結構部件和機構部件的安全性以及設備重要技術指標隨著使用年限的增長呈逐漸下降趨勢。因此，設備運行安全檢測及維護非常重要。提出了日常巡檢、定期檢測、安全評估的工作重點和主要內容，對疲勞損傷造成的安全隱患和風險作了重點描述，提出了裂紋分類控制和處理的方法，并給出了裂紋修復具體工藝技術。

關鍵詞：起重機；安全評估；疲勞損傷；裂紋修復

中圖分類號：TH21 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）32-0082-02

1 概述

冶金類繁重級別起重機是冶金生產線中廣泛使用的物料搬運關鍵設備，在大噸位、高頻率使用工況條件下，結構部件和機構部件的安全性以及設備重要技術指標隨著使用年限的增長呈逐漸下降趨勢。因此，設備運行安全檢測及維護非常重要。特別是設備使用一定年限后，金屬結構和傳動機構薄弱部分的損傷陸續顯現，這一時期，定期檢測和日常巡檢相結合是保障設備安全運行的重要內容。當工作運行工況有明顯改變或主要結構件出現一些安全隱患跡象時，還需要運用綜合技術手段進行設備安全評估。

日常巡檢是對起重機零部件工作運行狀態的跟蹤觀察和記錄，對異常狀況應作出快速反饋。定期質量檢測是對設備現狀的一種描述和零部件安全程度的評價，通常，檢測結果將提示設備當前的損傷狀況和安全隱患以及需要整改的事項。安全評估是指對金屬結構整體及關鍵局部健康狀態的評價及其風險判定。

2 日常巡檢的主要內容

冶金類起重機是一種安全級別很高的特種設備，日常巡檢是設備安全運行的第一道觀測站，應建立點檢規章制度，點檢人員和行車司機應每天記錄行車正常工作日志，對異常的響動、振動、沖擊作跟蹤觀察，對突然的超載作及時反饋。對制動器狀況、鋼絲繩緊固頭部、疊板吊鉤與吊具連接軸兩端的位置作巡查。至少每月對風險部位的焊縫作一次目測檢查，這些部位包括端梁弧形過度區焊縫、主梁內腹板與下蓋板角焊縫（特別是跨中部位左右各十米范圍）。

3 定期檢查及檢測的主要內容

工作繁忙的鑄造起重機在使用若干年后，特別是十年后，零部件損傷和失效現象逐步顯現，定期檢查及檢測顯得尤其重要。表1列出了主要零部件的檢查或檢測事項。

4 設備安全評估的主要內容

安全評估是指對金屬結構整體及關鍵局部健康狀態的評價，是對結構承載能力的分析論證，還包括對結構件長期使用后出現強度損傷累計后的風險評價以及使用壽命的估算，分析結果將提示用戶了解設備的安全使用年限以及在復雜載荷環境下的抗風險能力。表2列出了設備安全評估事項。

5 安全綜合評估時間點的理論推算

根據現場工作載荷環境確定的載荷級別Q和起重機設計工作級別A，可以推算出起重機最初的設計作業量，即理論工作壽命（以吊運工作負荷循環數表示）。當設備滿載工作量已經完成設計作業量的1/2時，應當是設備安全綜合評估的一次重要時間點。表3列出了不同工作級別的起重機對應不同載荷級別環境時，理論推算得到的安全評估時間點。

6 疲勞損傷導致的裂紋風險控制

疲勞損傷造成的金屬結構件裂紋是導致結構失效的破壞源，裂紋可能產生于受力較大的焊接區域及周邊母材，也可能產生于軸齒類傳動零件。根據風險程度的不同可分為危險裂紋和重要裂紋，對應的處理方式也有所不同。表4列出了危險裂紋的注意事項。表5列出了重要裂紋的注意事項。

經驗認為，在上述這些部位出現的裂紋一旦能被目測發現，就已經達到較長的尺寸，無論是焊縫上的裂紋還是母材上的裂紋，都屬于危險裂紋。

經驗認為，在上述這些部位，當焊縫出現表面裂紋還未向母材擴展時，應該作標記和監控，即補焊修復的緩沖時間較長。當表面裂紋擴展到母材上時，應在一個月內補焊修復，同時由專業人員給出是否需要加強處理的意見。

7 裂紋修復補焊方案及施工措施

（1）人員：有經驗的焊接技師操作。

（2）工藝：根據現場施工條件，選擇手工焊工藝或氣體保護焊工藝。

對于局部小范圍的裂紋補焊，兩種工藝實際效果接近。因此選擇兩種工藝之一的理由取決于具體的現場條件和焊接師的經驗。

（3）材料：手工焊材料，焊條E5015-φ3.2。氣體保護焊材料，焊絲ER50-6-φ1.2。

（4）裂紋處理：

對焊縫上的裂紋，使用碳弧氣刨，沿裂紋長度，除去原有熔焊物。用尖角打磨機進行表面清理。對母材上的裂紋，可以使用碳弧氣刨、打磨機、切割機結合的方式刨出（或切出）坡口，并打磨坡口表面。理論上坡口深度為裂紋深度。如果裂紋已經穿透母材整個厚度，理想的修復是雙面開坡口雙面補焊。

（5）焊接前預熱：

在環境溫度較低、陰冷潮濕、材料敏感性高的場合，要求在焊縫周邊100mm范圍內高溫烘烤（100℃～150℃，1小時以上）。但煉鋼廠的環境溫度較高，普通鋼材料的厚度較薄，施工操作空間較小，補焊時間進度要求嚴苛。因此去除潮濕氣是主要目的，可采用高于環境溫度10℃～20℃（約50℃）的高溫烘烤焊縫周邊100mm范圍。烘烤時間以充分去除潮濕氣的目的而定。焊條也應高溫烘干處理。

（6）焊接過程：

焊接過程平緩均勻，多層多道焊接。不可大幅度擺動或慢速堆焊。

無論采用手工焊還是氣體保護焊，根據現場具體的裂紋部位、方向、材料厚度、坡口大小確定合適的焊機電流和電壓。

（7）焊接后處理：

焊縫冷卻后，對新焊縫進行敲擊法處理，以降低表面殘余應力。敲擊只對焊縫中心區，不能敲擊焊縫邊緣的母材。

參考文獻：

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