应力测试在履带起重机行业中的应用

李国忠

（广东省珠海市特种设备检验所，广东 珠海 519002）

应力测试在履带起重机行业中的应用

李国忠

（广东省珠海市特种设备检验所，广东 珠海 519002）

简要介绍了中国履带起重机行业的现状，对履带起重机应力测试的必要性和重要性作了进一步的思考和探索，并说明应力测试在履带起重机行业中的作用和重要意义。

履带起重机；应力测试；应用

履带起重机是将起重作业部分装在履带底盘上，行走依靠履带装置的流动式起重机，可以进行物料起重、运输、装卸和安装等作业。其具有接地比压小，转弯半径小，爬坡能力强，起重性能好，可带载行驶等优点，并可借助更换吊具或增加特种装置实现一机多用，进行其他作业，被广泛地应用于核电建设、搭建桥梁、安装发电设备以及安装炼油设备等施工项目。近年来，随着我国基础设施建设的加强，国内履带起重机行业得到持续、快速发展。

履带起重机属于国家规定的特种设备之一，设备本身容易发生事故，且一旦发生事故会造成人身伤亡及重大经济损失，与其他起重机械有着本质区别。因此，保证履带起重机的安全使用对国家和企业都是一个十分重要的课题。应力测试利用测量应变的方法检测履带起重机中金属结构的受力，掌握结构的变形，了解履带起重机的工作情况，随时提供信息，以便预报险情，对履带起重机的安全使用具有重要的意义。

1 履带起重机的现状

在中国经济高速发展的今天，国内起重机械制造和安装、使用行业也高速发展。履带起重机更以其独有的特点和优势具有其它起重设备无法替代的地位。目前重达数千吨的超大型设备的吊装作业越来越多，履带起重机也从小吨位、大吨位发展到超大吨位。

目前履带起重机在中国销售的国外厂家越来越多，中国本土的生产厂家也越来越多，使用场所也越来越复杂，履带起重机的设计与制造水平参差不齐，出现了许多安全事故，如2011年10月，酒泉市风电施工现场中联重科1000T履带起重机臂架折断，造成5死1伤的惨剧；2008年7月19日，美国休斯顿·深南TC36000(2268t)上下车断离，造成4死7伤的惨剧，并砸倒辅助吊车CC2400-1(400t)。

很多重大事故的发生，要求政府部门对包括履带起重机在内的特种设备的制造、安装、使用维修加强规范和管理，并出台一系列的政策和法规。2003年3月11日，中华人民共和国国务院第373号令《特种设备安全监察条例》发布，其中对履带起重机制造的主要的管理方式之一就是实行制造许可制度和进行型式试验，应力测试就是型式试验中尤其重要的一项内容。

2 应力测试的一般步骤

通过以往应力测试的工作可知，一个完整的应力测试流程大概可以分为以下三个阶段：试验准备、实施测试、结果分析。

2.1 试验准备

试验准备阶段最重要的就是测试点的选择。选择测试点可以从以下几个方面综合考虑。

（1）可以根据有限元计算结果选择应力值较大的点；

（2）选择表面曲率变化大的点，如角点等；

（3）选择结构中应力复杂的点或者产品项目组人员关心的点，如焊缝等；

（4）选择用力学公式可以计算出应力值的点，这样做可以用理论值与测试值比较，以便验证测试结果的可靠性。

选择好测试点后，需要整理出测试方案，包括测试点编号、选择测试仪器、统计所用电阻应变片种类及数量。

2.2 实施测试

实施测试阶段主要包括应变片粘贴和应力现场检测。

应变片粘贴时需要注意定位测试点，沿构件主应力方向粘贴，不同的粘贴位置和方向将对应力测试结果产生很大的影响。另外，应变片粘贴后需要用防护胶进行密封保护，防止应力测试过程中应变片损坏。

应力现场检测过程中需要特别关注应力值较大的点，一旦应力值超出金属结构材料的屈服强度，就需要停止试验，待整改后再继续进行试验。

结果分析阶段，对于有理论值的测点，可用理论值和测试值相比较，验证测试结果的准确性；出具应力测试报告，描述测试点的应力状态，为修改理论模型及改进设计提供第一手的现场资料。

3 应力测试在国内履带起重机行业中的现状

应力测试是国家型式试验中尤为重要的一项，也是企业不断修改理论模型、改进结构设计的重要依据。目前，国内一部分履带起重机生产厂家已经建立了自己的应力测试队伍，例如，上海三一科技有限公司成立了应力测试小组，负责所有新产品应力测试的工作，为产品的研发升级提供了第一手的现场资料。

随着国内履带起重机行业的不断发展，应力测试在履带起重机行业中的发展也经历了一个从无到有，从有到精的过程。虽然，国内履带起重机公司已经越来越认识到应力测试的重要作用，并在积极组建应力测试队伍。但是，与国外履带起重机公司中应力测试的发展相比，国内应力测试工作还是存在着一定的差距。

首先，国内履带起重机公司应力测试团队的建设不够全面。国内许多履带起重机生产厂家虽已组建了应力测试团队，但是专业测试人员缺乏，应力测试辅助设备缺乏，需要各个公司加强对应力测试的支持。

其次，国内应力测试零点的采集状态不够准确。目前，国内履带起重机在进行应力测试时，整机已经装配完毕，此时进行应变片粘贴及零点采集工作，无法保证测试点精确的零点状态，从而无法精确保证测试数据的精确性。因此，国内履带起重机厂家可以建立专门的测试车间，对于需要做应力测试的车型，按部件在测试车间进行应变片粘贴及零点采集工作，保证应力测试数据的精确性。

4 应力测试的意义

履带起重机在吊装作业时，一旦出现事故，将给国家的经济建设带来难以估计的损失，而且履带起重机吊装事故，常常伴随着人身安全事故，更是国家难以接受的损失。履带起重机吊装作业时的质量事故，也将给企业带来灾难性的后果，不但严重影响企业信誉，制约企业发展，更为严重的是，相应的经济损失及赔偿，足以拖垮一个企业。例如，1999年7月14日·美国威斯康星·蓝色巨人兰普森LTL1500倾翻，三名遇难工人遗孀获赔近1亿美元，租赁商三菱重工赔偿1亿3千多万美元，整个事故造成经济损失约10亿美元。应力测试是衡量起重机能否正常工作的指标之一，履带起重机试制完成后和在其使用维修过程中，严格进行金属机构应力测试，可以避免由于结构强度问题而引起的履带起重机事故的发生。

（1）应力测试是履带起重机机构故障诊断的有效手段。履带起重机金属结构从出现故障到发生破坏有一发展过程，对于履带起重机金属结构这样的大型构件，在工作状态是难于直观检查发现故障的。实践证明，通过应力测试，从应力值异常来发现故障是一种行之有效的方法。

（2）应力测试可以找出履带起重机结构的故障原因，为改造修复提供依据。履带起重机的金属结构及其受力比较复杂，采用常规方法设计的构件，虽然在理论上能满足使用要求，但是在使用过程中构件弯折事故时有发生。事故发生后，从理论上分析往往找不出事故原因，采用应力测试等手段不仅能够找到事故原因，而且能为构件的修复改造提供技术依据。

（3）应力测试为校核设计和改进设计提供依据。履带起重机结构设计是否合理，与力学模型的简化密切相关，若力学模型的简化与实际相差较大，设计出的结构就不合理，就难以保证履带起重机的正常工作。理想的力学模型简化来自于实践，应力测试既能校核设计也能改进设计。

5 结束语

应力测试是研究结构强度、检验结构实际承载能力的重要手段。事实证明，金属结构应力测试在履带起重机设计、制造和故障诊断中发挥了重要的作用，是保证起重机安全生产不可缺少的一个环节。严格进行应力测试具有重要的意义，不但可以提高履带起重机的安全使用，更可提高制造企业的竞争力，也是中国制造走向世界、享誉世界的保证。

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[4]李小华.浅谈应变电测在工程中应用及应注意问题[J].计量与测试技术，2002，(3)：22-25.

Stress Testing in the Craw ler Crane Industry in the Application

LI Guo-zhong
(Zhuhai Institute of Special Equipment Inspection Guangdong，Zhuhai Guangdong 519002，China)

China is briefly introduced the current situation of industry of crawler crane,crawler crane stress test the necessity and importance of further reflection and exploration,and stress testing in crawler crane industry in the role and significance of.

crawler crane；stress test；application

TH213.7

B

1672-545X（2013）01-0137-03

2012-10-04

李国忠（1979—），男，广东从化人，工程师，工学学士，主要研究方向：特种设备的技术监督检验与安全管理。

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