三肢鉤焊接吊鏈磨損原因分析及修復

于 洋

（中信錦州金屬股份有限公司，遼寧錦州 121005）

0 引言

金屬吊索具主要有鋼絲繩吊索類、鏈條吊索類、卸扣類、吊鉤類、吊（夾）鉗類、磁性吊具類等。中信錦州金屬股份有限公司（以下簡稱為“公司”）屬于冶金企業，以某品種產品為例，冶煉后具有一定溫度的熾熱固態合金被分裝到鋼制盛料斗中，盛料斗用三肢鉤吊鏈掛裝，再用橋式起重機吊運，完成生產工藝所需的倒運過程。因此，三肢鉤吊鏈作為專用吊索具在生產現場被大量使用，且使用頻次較高，主要用于起吊鐵水罐、盛料斗等操作。盡管三肢鉤吊鏈具有耐高溫、耐腐蝕、耐撞擊的特點，但也因其自身結構原因，吊鏈中間環極易磨損，以至于整套索具過早報廢。

1 三肢鉤吊鏈磨損判廢的原因分析

經過長時間觀察，發現三肢鉤吊鏈磨損判廢的主要原因是上、下共6 個中間環首先磨損超差，中間環是指用以端部配件與裝在鏈條上連接環之間起連接作用的鏈環（圖1）。以公司使用量最大的15 t 三肢鉤吊鏈為例，根據數據統計，新吊鏈在使用約100 d 左右后，中間環兩端內側接觸點的磨損量均達到或超過原名義直徑的10%（圖2）。而其他連接環和鏈條連接點均未發現明顯磨損，幾何參數依然完好。按照相關標準，吊索具任意環節達到報廢標準，則該套索具不能繼續使用[1]。這樣一來，三肢鉤吊鏈由于6 個中間環過早磨損致使整套吊鏈提前進入報廢期，成為制約吊鏈使用壽命的關鍵瓶頸，大大增加了采購成本。

2 連接環磨損原因分析及初步修復方案

圖1 三肢鉤焊接吊鏈結構

圖2 中間環磨損

通過對吊鏈實物以及使用過程觀察、分析，可以直觀地認定，中間環過早磨損的主要原因是：中間環相對鏈條其他部位可轉動、活動的裕度較大，工作中載荷拉力施壓在鏈環接觸表面產生摩擦力，載荷越大摩擦力越大；同時，載荷吊運中產不可避免的幌動力，中間環與其連接件之間將會產生相對運動，頻繁的高強度機械摩擦所致。

為了延長吊鏈的使用壽命，技術人員提出解決辦法：一是將超差中間環割掉，購買可拆卸的卸扣連接，通過一段時間使用，操作者反映卸扣相比中間環靈活性差，使用中鏈條也不易拉直、舒展，且掛鉤時易傷手，此方法未得到延續；二是從廠家購買彎制成型但未進行焊接連接的中間環毛胚，將超差中間環割掉，換上新中間環，再由車間焊工采用手工電弧焊的焊接方式將開口處焊牢。后者自行修復的中間環經過一段時間使用，雖然沒有出現開焊、斷裂等情況，但是管理人員仍然擔心，吊鏈屬于起重工具，其安全性應引起足夠重視，自行焊接的中間環直接投入使用，與專業廠家相比缺少必要的工序和檢驗，如果沒有損檢測、載荷試驗等，焊接質量僅憑肉眼判定，難以得到保障，鏈環使用中極可能出現斷裂，引發安全事故，因此，此方法陸續停用。

3 最終修復方案

為探尋更安全、合理的方法，從根本上解決問題，與吊鏈制造廠家取得聯系。廠家技術人員到現場了解情況后表示，吊鏈出現這么快的磨損速度確實與使用環境、操作頻率直接相關，廠家也是首次遇到這種情況，也愿意商討制定出一種合理的解決方案。經過與制造廠家多次交流，以及對國家規范解讀，制定了對磨損吊鏈返廠維修的方案，同時約定以下技術條款，保障修復質量。

3.1 中間環材質選擇

采用含碳量在0.17%～0.24%的20CrMnTi 作為中間環材質，該材質具有較高的強度和韌性,特別是具有較高的低溫沖擊韌性，抗疲勞性能也相當好，適合公司冶金及使用頻繁的條件，以額定載荷15 t三肢鉤吊鏈為例，其中間環參數如圖3 所示。

3.2 磁粉探傷檢測

圖3 中間環技術參數

新中間環焊接完畢后，首先進行外觀質量檢查，無問題后采用磁粉探傷方式對焊口進行檢查，焊縫應焊透，不應有氣孔、過燒和夾渣等影響強度的缺陷[2-3]。

3.3 熱處理

更換的中間環應進行熱處理，消除焊接應力。

3.4 靜載試驗

經前幾項工序和檢驗，中間環方能做載荷實驗，載荷試驗是檢測焊接質量好壞最直觀方法，試驗力為對應鏈條噸位極限工作載荷的2 倍[4]，各部位無永久變形。

3.5 標記

新更換的中間環在使用中未被磨損的地方做出清晰的永久性標記，便于日后區分[5]。

4 結論

幾批次吊鏈中間環經專業廠家更換、修復后，通過兩年時間使用，未出現質量問題（圖4），驗證索具能夠達到原有使用性能要求。而且，批量修復的吊鏈維修費用只占整套新購吊鏈的1/3，降低了索具采購費用，延長了使用壽命，具有實際意義。

5 建議

圖4 修復后的中間環

（1）使用單位安排專人負責吊索具管理工作，建立臺賬，標注入廠時間、首次磨損修復時間。

（2）焊接吊鏈建議修復次數不超過兩次，不允許循環修復使用，避免內在因素如吊鏈其他部位材質過度疲勞而引起安全事故。