煉鋼廠行車主梁拱度下?lián)显蚍治黾靶迯?fù)處理

趙鵬

摘要：主要結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)橋式起重機(jī)使用情況，使用金屬疲勞研究得出的理論進(jìn)行分析。經(jīng)過分析之后，對(duì)于行車大梁的受損情況進(jìn)行必要的修復(fù)與檢測(cè)，以保證安全的工作狀態(tài)，并提升該行車梁的使用壽命。根據(jù)行車大梁的損傷情況的嚴(yán)重性，還有修復(fù)策略的繁雜性，便需要對(duì)于行車梁的變形、斷裂情況進(jìn)行必要的檢測(cè)和預(yù)防，通過檢測(cè)其使用壽命的情況下保證整個(gè)體系的安全。

關(guān)鍵詞：行車梁;劣化分析;裂紋修復(fù)

1研究背景

在鋼鐵行業(yè)的各個(gè)生產(chǎn)流程均少不了起重機(jī)械設(shè)備的支撐。在眾多的起重機(jī)械中又以橋式起重機(jī)為主要起重設(shè)備。目前中國(guó)的鋼鐵冶金行業(yè)已經(jīng)相對(duì)發(fā)達(dá)，很大一部分起重設(shè)備已經(jīng)接近、達(dá)到甚至超過了設(shè)計(jì)使用年限。但由于我國(guó)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)還沒有指定起重設(shè)備強(qiáng)制報(bào)廢年限。起重設(shè)備造價(jià)相對(duì)較高、目前使用的起重設(shè)備并沒有對(duì)生產(chǎn)造成影響等原因，很多行車還在正常使用中。

2 存在的問題

冶金行業(yè)一般屬于不間斷生產(chǎn)作業(yè)。生產(chǎn)設(shè)備根據(jù)設(shè)備狀況會(huì)有不定時(shí)間的設(shè)備維修，但起重設(shè)備在地面設(shè)備維修期間也要為維修施工進(jìn)行服務(wù)。在比較大型、管理相對(duì)科學(xué)的生產(chǎn)廠，對(duì)行車也有定時(shí)的維護(hù)修理，但僅僅是對(duì)車輪、鋼絲繩、卷筒、減速機(jī)、駕駛室等零部件進(jìn)行更換作業(yè)。

對(duì)于承重的行車梁很少進(jìn)行撓度、塑性變形等檢測(cè)。在行車頻繁使用過程中，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，疲勞強(qiáng)度，可靠性和安全性水平均隨著使用年限的增加而逐步降低。特別是起重機(jī)在循環(huán)往復(fù)的交變載荷的作用下，其金屬結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)裂紋并發(fā)生擴(kuò)展，導(dǎo)致金屬結(jié)構(gòu)的突然斷裂破壞。

3行車大梁變形修復(fù)方法舉例

3.1液壓張拉法

用液壓張拉法主要修復(fù)大梁的下?lián)献冃危勾罅荷瞎爸礷恢復(fù)到規(guī)定值L/1000范圍之內(nèi)，其原理見下圖所示。在大梁的下翼板（或端板）頂端各焊上一支座，其上各掛一根鋼絲繩，鋼絲繩一端連接液壓缸，并使缸桿伸出到最大置，開動(dòng)油泵，使缸體逐漸收縮，這樣使大梁受到彎曲力矩M，也就是下翼板受壓被壓縮，上翼板受拉而伸長(zhǎng)，一直收縮到使上

拱度達(dá)到要求為止，保持一段時(shí)間，使上拱度穩(wěn)定后，再使油泵卸荷，解除裝置，即達(dá)到修復(fù)目的。

3.2加熱法

加熱法即用氧氣—乙炔施烤行車大梁某部位，使其施烤部位產(chǎn)生角變形，達(dá)到矯正目的。其原理是利用對(duì)金屬構(gòu)件進(jìn)行局部的、不均勻的加熱和冷卻所產(chǎn)生的收縮來補(bǔ)償已產(chǎn)生的永久變形。利用此法可矯正大梁腹板波浪變形及下?lián)献冃巍２僮鞣椒ㄊ牵寒?dāng)腹板凸起時(shí)，施烤凸起部位后再用頭敲平。當(dāng)腹板起凹坑時(shí)施烤后則要用拉馬拔平。處理下?lián)蠒r(shí)，一定要施烤大梁的下半部（主要是下翼板及靠近下翼板的腹板部分），這樣才能在加熱區(qū)形成壓應(yīng)力，達(dá)到預(yù)期效果。

3.3頂壓法

用頂壓法主要修復(fù)大梁的側(cè)彎變形。由于雙梁行車大梁內(nèi)外側(cè)結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，當(dāng)大梁產(chǎn)生下?lián)献冃螘r(shí)，伴隨著二大梁對(duì)稱向內(nèi)水平彎曲。而技術(shù)文件規(guī)定，大梁側(cè)彎度f≤L/2000，

而且只許向走道側(cè)彎，所以必須進(jìn)行修復(fù)。在兩大梁之間安放3個(gè)千斤頂，千斤頂二端各加放一塊空心鋼墊塊。但要注意，千斤頂一定要放在大梁有筋板的地方，否則腹板會(huì)頂出凹坑。一切準(zhǔn)備就緒后，中間千斤頂先頂出，旁邊2個(gè)千斤頂也跟著循序漸進(jìn)，直到恢復(fù)f側(cè)為止。單梁行車側(cè)彎也可采用此法處理。如下圖所示：

3.4補(bǔ)強(qiáng)法

補(bǔ)強(qiáng)法即在已矯正好的行車大梁上加焊一些型鋼或鋼板，從而增加大梁的抗彎強(qiáng)度，使修復(fù)后的大梁的上拱度或側(cè)彎保持穩(wěn)定，不再發(fā)生第二次下?lián)匣騻?cè)彎，這對(duì)加熱矯正過的大梁尤為重要。選擇補(bǔ)強(qiáng)方案時(shí)，要考慮補(bǔ)強(qiáng)體的重量盡量輕，又便于焊接及工藝美觀等諸因素，同樣對(duì)補(bǔ)強(qiáng)體也要采取合理的裝配及焊接順序，這樣才能起到事半功倍的效果。一般來講，對(duì)側(cè)彎的補(bǔ)強(qiáng)可在兩梁之間的跨中位置加焊無縫鋼管.對(duì)上拱的補(bǔ)強(qiáng)，一般可在大梁下翼板上加焊一對(duì)槽鋼或工字鋼，并覆蓋一塊下蓋板。

4起重機(jī)主梁修復(fù)方案

第一，協(xié)調(diào)好生產(chǎn)后，將行車開到施工區(qū)域，小車開到行車修復(fù)位的最遠(yuǎn)端，減小大梁修復(fù)端受力;然后停電掛牌，夾好路軌夾軌器并拉好警示旗。

第二，在大梁需修復(fù)側(cè)掛好吊籃，以方便打磨、清根、焊接、探傷等工作的順利進(jìn)行。

第三，用磨光機(jī)將行車裂紋部位及周圍100mm內(nèi)的油漆打磨自露出金屬光澤，以便對(duì)裂紋進(jìn)行磁粉探傷;

第四，用磁粉探傷機(jī)或超聲波探傷對(duì)大梁開裂處進(jìn)行檢查，將裂紋的全段位置和最終點(diǎn)找到;做好記號(hào);然后在裂紋的最終點(diǎn)用手槍鉆進(jìn)行打止裂孔，孔直徑為6.35mm。

第五，用碳弧氣刨將裂紋部位刨出坡口，坡口角度為60度，并用磨光機(jī)刨好部位打磨干凈，然后對(duì)裂紋處進(jìn)行焊接，焊接起點(diǎn)從止裂孔處開始，往裂紋起點(diǎn)方向進(jìn)行。對(duì)于焊接設(shè)備的選用，盡量選用線能量較小的，如CO2氣保焊（其線能量小、熱影響區(qū)小、變形小、應(yīng)力小）。焊接采用ER50-6、φ1.2mm二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，焊接電流120A，所有焊縫由行車維保單位邀請(qǐng)機(jī)修廠焊接技術(shù)能手進(jìn)行施焊;對(duì)接焊縫采用單面焊雙面成型，并符合壓力容器II級(jí)（超聲波探傷）標(biāo)準(zhǔn)，焊后應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力。

第六，裂紋焊接后先進(jìn)行磁粉或超聲波探傷，探傷合格后用磨光機(jī)對(duì)焊縫進(jìn)行打磨，以便外側(cè)覆板加固;

第七，外側(cè)覆板用Q345-B材質(zhì)鋼板（詳見附件1），板厚16mm，板上加工有6個(gè)φ30mm的圓孔，覆板焊接時(shí)先在6個(gè)圓孔處塞焊將覆板和母板聯(lián)結(jié)固定，然后再將覆板外側(cè)進(jìn)行焊接;覆板焊縫要從中間向兩頭焊接，可減少焊接應(yīng)力。為了減小熱應(yīng)力的產(chǎn)生，一般一次焊縫不長(zhǎng)于10cm;

第八，覆板焊接后先進(jìn)行磁粉或超聲波探傷，探傷合格后同樣用火焰對(duì)焊縫進(jìn)行去應(yīng)力處理。20分鐘后，再次用小錘對(duì)覆板和焊縫處進(jìn)行敲擊3～5次，再次做下去應(yīng)力處理。

最后，裂紋修復(fù)完成后在后期的跟蹤過程中沒有發(fā)現(xiàn)異常情況，工作狀態(tài)良好。本次行車大梁修復(fù)工作為今后冶金吊行車的維護(hù)保養(yǎng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，在提高行車的使用壽命和確保安全生產(chǎn)方面奠定了夯實(shí)的基礎(chǔ)。

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