起重机械无损检验技术探究

文/杨波、王东 烟台市特种设备检验研究院 山东蓬莱 265600

起重机械无损检验技术探究

文/杨波、王东 烟台市特种设备检验研究院 山东蓬莱 265600

在起重机械检验中，加强无损检测技术的应用，可以将以前只能定性分析的问题科学准确地拿出定量数据，实现了对问题的定性定量分析，提升了起重机械的检验质量。鉴于此，本文对起重机械无损检验技术进行了分析探讨，仅供参考。

起重机械；无损检测；检测方法应用

一、起重机械无损检测概述

随着经济的发展，根据不同的生产需求，起重机械的品种也越来越多。针对起重机械的不同作用，根据其具体应用，在结构、设计、制造等方面都有不同的特点。在起重机械的检测过程中，尤其是钢结构本身的检测和对焊缝的对接，要求非常严格。这就需要对起重机械的检测必须严格按照操作标准，使用各种不同的方法进行检测，从而保证试验结果的准确性。起重机械的结构大多是由钢制成，而钢件的一个特点是表面容易开裂。重型机械的结构和焊缝开裂痕迹是不允许存在的，而无损检测方法，可以很容易地发现一些小裂纹在重型机械，这是其他方式做，不会损坏重型机械的功能和完整性。

二、起重机械检验检测时常用的无损检测方法

1.射线检测

X射线可以穿透可见光不能穿透物体，同时通过物体可以使原子电离，产生光化学反应。因此，如果局部缺陷可导致透射X射线强度的变化，在这个时候，用胶片显影强度检测，可以判断和确定位置和工件中存在的缺陷尺寸的缺陷。提升机械拉伸结构件焊接接头内部缺陷的检测。起重机械和锅炉、压力容器等压力设备，相比于壁厚薄，使用常规的X射线可以用来检查起重机械的重量。射线检测的对象主要是连接钢板或钢管焊接工件的厚度、形状规则，如钩板和夹板焊缝的主要结构、桥式、门式起重机主梁翼缘板和腹板焊接梁和上、下盖板、平板对接焊缝，焊缝和塔桥式起重机零部件对接焊接等。X射线检测有一个清晰的图像，并可以永久保存的功能，所以更多的应用程序，如图1，图2。

2.超声波检测

超声波是频率高于20000Hz的机械波，其中超声探伤常用的频率为1～5MHz。超声波因具有方向性好，能量高，穿透能力强，遇界面产生反射、折射和波形转换的特点常被用来进行探伤。

超声波一般用于重型机械的金属结构和焊接接头的内部缺陷的检测。如裂纹检测、锻造钩内夹杂物等缺陷，焊缝缺陷和高强度螺栓吊车结构内部缺陷等。超声波探伤的优点是灵敏度高、速度快、成本低、对人体无害，并能定位和定量的缺陷；缺点是对缺陷的显示不直观，检测结果易受主观因素的影响，适用于厚度较大的零件的检测，如图3所示。

3.磁粉检测

铁磁性工件被磁化后，漏磁场可以形成对工件表面，然后，缺陷的位置、大小和形状可以通过观测原理，磁场是由漏磁磁场吸收。磁粉检测具有以下特点：（1）可检测铁磁性材料表面和近表面（通常小于3毫米）的缺陷，在开放和不开放；（2）可直接显示缺陷的位置、大小和形状；（3）检测灵敏度高，可检测缺陷（4微米宽；低成本、快速检测）。因此，磁粉探伤特别适用于起重机械铸件、锻件、焊缝及机加工件的表面和近表面缺陷检测。图4对钢对接焊缝磁粉探伤的检测。

4.渗透检测

渗透测试是一种基于毛细管作用原理的无损检测方法。金属材料和非金属材料中可检测到表面裂纹、疏松、夹渣等缺陷。这些微妙的表面开口是很难通过直接目视检查来检测。渗透测试不受被检测工件的物理性质和化学成分的限制，并且可以检查磁性材料和非磁性材料、金属材料和非金属材料。由于水和电的使用，渗透测试是特别适合于现场检测。渗透检测不受工件的几何形状和缺陷的影响，但检测速度慢，因为使用了化学试剂的检测剂，对人体健康和环境有较大的影响，如图5所示。

5.声发射检测

应力作用下材料的变形和裂纹扩展是结构失效的重要机制。在材料的局部区域，应力集中，可以迅速释放能量，产生瞬态弹性波，称为声发射。声发射技术是在1950由德国凯塞（Kaiser）开始研究，60年代初，美国Green（绿色）谁在无损检测领域开始了声发射技术的研究，并获得了快速发展。声发射检测是一种通过接收和分析材料的声发射信号来评价材料的性能或结构完整性的无损检测方法。塑性变形过程、应力腐蚀、裂纹萌生和扩展过程可以产生声发射现象。声发射信号可以连续检测，监测材料内部变化的全过程。因此，声发射检测是一种动态无损检测方法。声发射检测如图7和图8所示。声发射检测的特点：（1）声发射检测仪检测被测对象本身的能量，而不是通过超声波或X射线无损检测仪器提供的；（2）实时信息可显示或提供工件缺陷与载荷、时间、温度等变量的变化，在线监测安全评估，因此特别适用于大型起重机的操作过程；（3）声发射检测是线性缺陷敏感，可以在这些缺陷的外部应力活动的情况下检测到，一个稳定的缺陷不产生声发射信号；（4）接近工件的要求，所以适合特殊检测危险环境，如高温、辐射、易燃、易爆和有毒的环境。在起重机的安全性能的过程中，除了上述的无损检测方法外，还存在视觉检测和振动试验对起重机各部件的整体性能和金属结构的试验。

结语：

无损检测这一现代技术手段在起重机械安全检验中的广泛应用，必将产生良好的经济效益、安全效益和社会效益。

[1]张凯,王健.无损检测与评价在起重机械检验中的应用[J].机械工程与自动化,2014,01:220-222.

[2]乔宇.基于起重机械无损检测的常见技术研究[J].山东工业技术,2014,13:67.

[3]贾华龙.声发射在机械结构缺陷检测中的应用[D].昆明理工大学,2014.

[4]蔡福海.起重机桁架臂疲劳寿命与可靠性研究[D].大连理工大学,2014.