橋架型起重機(jī)再制造毛坯無損檢測研究

王允 劉愛國 郭倩

摘 要：本文探討了無損檢測在橋架型起重機(jī)再制造中的應(yīng)用，提出了根據(jù)起重機(jī)再制造毛坯的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、形狀、制造工藝、服役條件和檢測目的來選擇適用的無損檢測方法，并指出不同的再制造起重機(jī)工件適用的無損檢測方法和檢測的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：橋架型起重機(jī)；再制造；無損檢測

中圖分類號：TG115.28；TJ05 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）19-0046-04

Study on Nondestructive Testing about Remanufacturing

Old Parts of Bridge Crane

WANG Yun1，2 LIU Aiguo1，2 GUO Qian1

（1. Special Equipment Safety Inspection and Research Institute of Henan Province，Zhengzhou Henan 450000；2.National Center for Quality Supervision and Inspection of Overhead， Gantry Cranes and Lightweight Hiosts（Henan），Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： This paper discussed the application of nondestructive testing in the remanufacture of bridge type cranes， and put forward the application of nondestructive testing methods based on the material， structure， shape， manufacturing process， service conditions and testing purposes of the remanufacture of the crane. It also pointed out the applicable NDT methods and contents of different remanufacturing cranes.

Keywords： bridge crane；remanufacture；nondestructive detection

1 研究背景

再制造屬于先進(jìn)制造技術(shù)范疇，國務(wù)院頒布的《中國制造2025》[1]中明確提出：“大力發(fā)展再制造產(chǎn)業(yè)，實(shí)施高端再制造，智能再制造，促進(jìn)再制造產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展?！薄笆濉币?guī)劃也把再制造業(yè)納入發(fā)展規(guī)劃中。我國再制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度加快，再制造初見成效。目前，再制造技術(shù)在汽車發(fā)動機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，而在起重機(jī)行業(yè)所占比例并不突出，對起重機(jī)再制造領(lǐng)域的研究也較少[2]。我國是起重機(jī)械制造和在用起重機(jī)使用大國，全國在用橋架型起重機(jī)約130萬臺，到2020年將有80%的在用橋架型起重機(jī)達(dá)到大修期，或面臨退役，而再制造可以對起重機(jī)進(jìn)行修復(fù)或升級改造，再制造的成本費(fèi)用只是新品的50%，是典型的綠色制造，將來橋架型起重機(jī)再制造的應(yīng)用越來越多，對再制造的橋架型起重機(jī)安全和質(zhì)量進(jìn)行判定的要求愈發(fā)迫切。

零部件內(nèi)部的損傷或缺陷，單單從外觀上很難進(jìn)行全面檢測，而無損檢測可以在不破壞構(gòu)件的前提下，利用材料物理性質(zhì)的變化來判斷構(gòu)件內(nèi)部和表面是否存在缺陷，且不會對被測試件造成損傷。目前，無損檢測在再制造領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用，成為控制再制造產(chǎn)品質(zhì)量的重要技術(shù)手段。

圖1是起重機(jī)再制造的流程圖[3]，從圖中可以看出，首先要對起重機(jī)進(jìn)行檢查，然后進(jìn)行拆解和清洗，接著進(jìn)行第一次檢測，本文主要對此階段的無損檢測技術(shù)進(jìn)行探討。

2 再制造毛坯無損檢測前的準(zhǔn)備

2.1 一般檢查

為了確保再制造過程符合國家有關(guān)資源利用、安全技術(shù)、環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)及相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，進(jìn)行再制造前，首先要對再制造的起重機(jī)進(jìn)行宏觀檢查，并查閱其相關(guān)資料。通過對起重機(jī)毛坯的宏觀檢查，根據(jù)《起重機(jī)械安全規(guī)程 第1部分 總則》（GB/T 6067.1—2010）的要求，對達(dá)到報廢條件的金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)和零部件，直接定為不可制造件，進(jìn)入報廢流程，確保僅對有價值的毛坯件進(jìn)行再制造。查閱起重機(jī)再制造毛坯的相關(guān)資料，包括產(chǎn)品設(shè)計、制造和檢驗(yàn)檢測文件及產(chǎn)品質(zhì)量證明文件等制造文件；日常使用狀況記錄、維護(hù)保養(yǎng)記錄、運(yùn)行故障和事故記錄等使用記錄；歷次檢驗(yàn)報告檢驗(yàn)資料；修理和改造的文件其他資料等。通過對起重機(jī)再制造毛坯的宏觀檢查及對相關(guān)資料的查詢，摸清再制造起重機(jī)的狀況，便于開展后續(xù)工作。

2.2 拆解

起重機(jī)再制造毛坯進(jìn)行無損檢測前，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)拆解。拆解是指將整機(jī)分解為總成和部件，再繼續(xù)拆解成單個零部件的過程，其是再制造生產(chǎn)過程的第一步，也是一道十分關(guān)鍵的工藝[4]。如何通過再制造獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益，必須從拆解過程開始考慮。合理地規(guī)劃拆解過程，能提高可回收零部件率和材料利用率。拆解按照最終完好程度可分為無損拆解、部分損傷拆解和破壞性拆解。對于起重機(jī)零部件如車輪、吊鉤和滑輪等零部件，主要考慮無損拆解，而對主梁、支腿和小車架等主要以焊接方式連接的結(jié)構(gòu)，多采用部分損傷拆解。按照零件最終存在的狀態(tài)，拆解又可分為部分拆解和完全拆解。在實(shí)際應(yīng)用過程中，起重機(jī)基本上不采用完全拆解，一般都是部分拆解，即當(dāng)產(chǎn)品或部件拆解到一定程度后，不再拆解。

2.3 清洗

由于使用時間和工作環(huán)境的原因，廢舊起重機(jī)械表面沾滿了各種污垢和油漬，因此，對產(chǎn)品零部件表面進(jìn)行清洗是再制造過程中的重要工序之一，是檢測零件表面尺寸、幾何形狀精度、表面性能、粗糙度、磨蝕磨損及黏著情況的前提，是零件進(jìn)行再制造的基礎(chǔ)[5]。零件表面清洗的質(zhì)量直接影響零件表面分析、表面檢測、再制造加工和裝配精度，進(jìn)而影響再制造起重機(jī)的質(zhì)量。

再制造過程中的清洗主要包括2方面：拆解前廢舊產(chǎn)品的外部清洗和拆解后零部件的清洗。起重機(jī)械拆解前的外部清洗主要是對回收的起重機(jī)部件進(jìn)行外部清洗，如除油、污垢和泥沙等。由于起重機(jī)械使用工況比較惡劣，使得清洗難度較大。拆解后，零部件的清洗不僅要除油和除污垢，同時還要去除銹蝕、積炭、水垢和油漆等，這些清洗工作需要采用特定的設(shè)備來完成，如噴砂機(jī)、拋丸機(jī)、通過式清洗機(jī)和振動研磨機(jī)等。

3 起重機(jī)再制造毛坯的無損檢測

3.1 起重機(jī)再制造毛坯無損檢測方法

起重機(jī)整機(jī)拆解后的關(guān)鍵零部件主要有結(jié)構(gòu)件、軸類零件、電動葫蘆和齒輪等，這些零部件關(guān)鍵部位的缺陷，如零件內(nèi)部應(yīng)力分布情況、零件表面磨損狀況和零件內(nèi)部是否存在裂紋等，是無法通過肉眼觀察得到可靠數(shù)據(jù)的，必須通過特定的設(shè)備來獲得實(shí)施再制造工程需要的一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)。然而，傳統(tǒng)測量方法勢必對零件的表面造成二次傷害。因此，為了保證現(xiàn)有零件的完整性，在測量時，必須采用一些對零部件表面及內(nèi)部均沒有損害的技術(shù)。因此，無損檢測技術(shù)的作用就被凸顯出來。無損檢測技術(shù)是起重機(jī)械再制造工程中的重要部分。

對起重機(jī)再制造毛坯的無損檢測分為外觀質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量檢測。外觀質(zhì)量的檢測方法如表1所示。

起重機(jī)再制造毛坯外觀質(zhì)量檢測方法主要涉及表面缺陷檢測和表面疲勞檢測，可以采用的檢測方法有滲透、磁粉、磁記憶、聲發(fā)射和紅外檢測，對起重機(jī)主梁、端梁、支腿和小車架等金屬結(jié)構(gòu)件的表面裂紋及其焊縫的表面裂紋、氣孔于夾雜；車輪、吊鉤、滑輪、卷筒、制動器和傳動齒輪等零部件的表面裂紋；承受疲勞載荷的起重機(jī)主梁、端梁、支腿和小車架等金屬結(jié)構(gòu)件及其焊縫的損傷進(jìn)行檢測。

內(nèi)部質(zhì)量的檢測方法如表2所示，采用的檢測方法主要有射線、超聲和聲發(fā)射，對起重機(jī)主梁、端梁、支腿和小車架等金屬結(jié)構(gòu)件的內(nèi)部裂紋及其焊縫的內(nèi)部裂紋、氣孔與夾雜；車輪、吊鉤、滑輪、卷筒、制動器和傳動齒輪等零部件的內(nèi)部裂紋進(jìn)行檢測。

開展無損檢測所選用的方法主要是根據(jù)起重機(jī)再制造毛坯的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、形狀、制造工藝、服役條件和檢測目的來確定的。為了保證起重機(jī)再制造毛坯檢測有據(jù)可查、有章可循，以全面地指導(dǎo)無損檢測工作，控制檢測質(zhì)量一般要編制起重機(jī)再制造毛坯質(zhì)量檢測工藝規(guī)程或作業(yè)指導(dǎo)書，其內(nèi)容主要包括以下要素：適用范圍；引用標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)；檢測人員資格；檢測儀器設(shè)備、器材和材料；被檢測起重機(jī)再制造毛坯件信息；名稱、型號、使用工況、使用年限、額定起重量等；檢測表面制備；檢測過程和數(shù)據(jù)分析；檢測結(jié)果的評定和分類；檢測記錄、報告和資料存檔；檢測、編制和審核人員和編制日期等。

3.2 無損檢測后的處置

根據(jù)起重機(jī)再制造毛坯質(zhì)量檢測結(jié)果，可以區(qū)分出直接使用件、可再制造件和棄用件，針對不同的工件做相應(yīng)的記錄，并進(jìn)行分類存放，特別是直接使用件、可再制造件應(yīng)妥善存放，采取必要的防塵、防腐蝕及防物理性損壞等措施。

3.3 起重機(jī)再制造毛坯無損檢測應(yīng)用

以本地區(qū)一臺退役的MG16T型門式起重機(jī)再制造為例，經(jīng)過宏觀檢查和查閱其相關(guān)資料，初步確定該起重機(jī)的端梁狀況良好。在此基礎(chǔ)上，對該門機(jī)進(jìn)行無損拆解，人工手動清洗，重點(diǎn)清洗端梁的角焊縫，并對焊縫表面進(jìn)行打磨，然后對其進(jìn)行超聲檢測，檢測信息見表3所示。經(jīng)檢測，該端梁沒有明顯的缺陷，按照標(biāo)準(zhǔn)《焊縫無損檢測超聲檢測技術(shù)、檢測等級和評定》（GB/T 11345—2013）的B級檢測等級檢測，焊縫符合驗(yàn)收等級，為2級，最終確定該端梁為直接使用件。

4 結(jié)語

本文結(jié)合無損檢測技術(shù)，提出了科學(xué)地對再制造毛坯件的質(zhì)量做出檢測，為企業(yè)的橋架型起重機(jī)再制造行為提供技術(shù)參考，為橋架型起重機(jī)再制造事業(yè)健康發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)：

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