港口起重機疲勞破壞成因與修復措施分析

徐高林 岳陽城陵磯港務有限責任公司

1 港口起重機疲勞破壞成因

容易出現焊縫開裂的位置有很多，一般常見與臂架、象鼻架、轉臺以及門腿拐角等位置，這些部位屬于高應力區，會遭到交變應力作用，承受的應力比機器其他部位都要打，所以更

容易出現截面的變化，在集中地應力的作用力會導致縱筋等相關部件無法發揮出應有的價值。我們從機械設備的設計方面來講，結構組成方式不科學、焊接交匯點繁多、焊縫質量不高等，一些母材不能達到預期標準等諸多因素。通常情況下，起重機的結構件焊往往屬于角焊縫，顯然接寒風最為突出的地方就屬于應力集中的關鍵位置，假如焊接以后沒有進行相應的加工，那么就會對其抗疲勞性帶來不利影響，這個時候靈活運用機械加工技術將突出的部分切除以后，就可以促使疲勞極限獲得相應的改善。

1.1 鋼材的抗疲勞性能

鋼材在反復荷載的作用之下，在應力的作用下會處于極限負荷狀態，在這種情況下鋼材可能會出現破壞，主要表現形式就是突發性的脆性破壞。假設材料位于彈塑階段，那么反復的加載就會導致塑性變形增長，從而使得鋼材發生變化，變硬變脆，逐漸出現微裂，從而導致應力集中的情況，微裂紋不斷擴展，數量也會急速上升，應力集中的問題更是顯著加劇，最終導致起重機斷裂破壞現象。

1.2 沸騰鋼

從偏析的方面來看，對沸騰剛提出了諸多的要求，偏析的主要特征實質上是在表面含有相應的純鐵薄層，同時中間集聚著較為豐富的碳元素、磷元素等相關元素。因為沸騰剛里面藏匿著許多的有害氣體，并且區域偏析的問題也變得尤為突出，顯然這些問題的存在都會致使它沒有較強的可焊性，可想而知在實際焊接的過程中會發生裂紋的情況，可塑性等性能也會隨之降低。不僅如此，沸騰剛里面含有的氮元素主要是以固溶氮的方式存在的，顯然這樣就會在某種程度上對鋼材的冷脆性等相關性能帶來不利影響，同時也對影響到鋼材的沖擊韌性，增強鋼材的冷脆性方面也會帶來不利影響。

1.3 鎮靜鋼

鎮靜鋼是致密度比較大的一種鋼材，它的偏析程度比較小，非金屬夾雜物的含量也比較低，而且鎮靜鋼當中的氮主要是以氮化物形式而存在，所以鎮靜鋼除了含硅過多而會影響塑性略，其它方面的性能均優于沸騰鋼。鎮靜鋼的常溫沖擊韌性也很高，時效敏感性以及冷脆性都比較低，抗腐蝕的穩定性和可焊性都比沸騰鋼優異。鋼結構構件中的槽口、凹角、孔洞以及截面等因素發生改變時，構件應力分布不均勻部分位置會出現局部的應力高峰，會產生非常嚴重的不利影響，在應力作用之下很容易出現脆性破壞，因此在選材時，需要注意選擇內部缺陷比較少的優質鋼材。

2 金屬結構件修復工藝

我們都知道，金屬結構件經常會發生的疲勞問題那就是焊縫出現開裂的情況。在對已經出現裂紋的焊縫進行補焊的前期階段，應當使用砂輪對其舊焊縫做好打磨工作，同時打磨的實際長度要比焊縫開裂的長度要大一些，利用相關觀測設備對其打磨的情況進行檢查，為徹底清除殘余裂紋提供應有的保障。

尤其針對臂架這類比較重要的構件來說，相關人員應當運用探測儀對其進行認真檢查，這樣做的目的是為了促使其可以暴露裂紋。在對其進行補焊的過程中，盡可能挑選干燥的焊條，并且在補焊的前期階段需要對預熱補焊的具體位置引起必要的重視，當焊接完畢以后就要立刻對其做好相應的熱保溫措施。經過一段時間以后，當焊縫溫度達到室溫的時候，這個時候相關人員就要使用鐵錘敲擊補焊位置或者是相鄰的位置20分鐘。這里值得一提的是，補焊作業結束以后，需要將相關構件放置到指定的地方一段時間，盡可能減少馬上進行貨物的裝卸。相關人員在開始吊貨的過程中應當盡可能減少負荷裝卸，只有這樣做才能減少焊接殘余應力凝聚在一起。

假如相關人員已經對某一位置進行補焊，但是又再這個位置發生了裂紋的情況，這個時候大部分都是因為焊縫脆化等情況引起的，同時對于局部位置來說，起產生的應力應當比貨物的承載力要大一些才可以。假如在時間補償的時候反復發生裂紋的情況，那么這就說明上次補焊焊縫質量沒有達到預期的標準；反之，假如經過一段時間以后發生裂紋，那么這個時候需要進行再一次的補焊作業，除了結合上述使用的相關工藝以外，還應當靈活運用貼新板焊接的方式增強其堅固性。直到補焊作業完畢以后再運用超聲波儀器做好相應的檢查工作。

3 結束語

港口起重機結構的疲勞破壞問題是各港都普遍存在的現象和問題，焊縫裂紋的修補方法有很多種，也可參照上述文章的相關方法進行修補。對于裂紋的出現和發展問題，一定要做好定期的養護維修和檢查制度，力爭做到早發現早處理。技術人員在提升修補技術的同時，也應該注意平時的日常維護，不要使港口起重機超負荷工作，對潛在的安全隱患，要有預見性，防止事故的發生，保障生產安全。