基于受损桥式起重机的检验探讨

王冬彬（东营市特种设备检验所，山东 东营 257091）

基于受损桥式起重机的检验探讨

王冬彬（东营市特种设备检验所，山东 东营 257091）

依据《特种设备安全监察条例》，起重机是一种极具危险性的特种设备，需依法检验其质量。据此，本案笔者以桥式起重机为例，探讨受损桥式起重机的检验，并谈及逆向工程技术在其中的应用。

受损桥式起重机；逆向工程；检验

桥式起重机是一种应用十分广泛的起重机，其包括控制系统、运行机构及金属结构三大组成部分。金属结构由桥架、小车组成，其在起重机吊装运行中常因疲劳、超载等原因而出现断裂、下挠、旁弯、裂纹等；运动机构由吊钩钢丝绳、车轮、轨道及制动器等组成，其中吊钩钢丝绳易因超载、磨损而出现断裂、裂纹和变形等故障，制动器易因油污、磨损、弹簧失效而出现制动臂张不开、制动轮温度高、制动器不灵活及制动力不足等机械故障，车轮、轨道常因制动不一致、磨损不均匀、安装存在跨度误差而出现啃轨故障。控制系统常因起重机超负荷运行、电气设备老化而出现电气故障和安全附件故障，其中安全附件包括起重量限制器、行程及高度限位器等。为了提高受损桥式起重机的检验质量，本文拟采用逆向工程技术。

1 逆向推导的检验重点

逆向工程（RE）是一种兴起于20世纪80年代的先进制造技术，其以零件原型构造产品、工程设计模型为前提条件，全面剖析、检验以往的产品，从而对其进行改善。目前，逆向工程常用来复制以往的零件、复原磨损或受损件，注意逆向工程技术并非仿制，而是先根据材料学、工程学及现代工业设计知识等进行分析，再快速制出技术含量高、附加值高的新产品，具体操作流程如下：数据采样→数据处理→建构三维模型→快速成型制造→虚拟现实。

下面，笔者简述逆向工程技术在受损桥式起重机检验中的应用，其逆向推导的检验重点包括：

1.1 金属结构

桥式起重机金属结构检验的重点是监测金属零部件的疲劳、健康状况，以判定起重机的安全性与安全生产标准是否相符。综合前文，可归纳出金属结构的失效模式包括整体失稳、非整体失稳及塑性变形。其中，疲劳是引起金属结构失效的内因，即：在交变应力的影响下，金属构造易出现微裂纹，并缓慢延伸成可见性裂纹，且在超过一定限度后引起金属结构断裂，最后失效；超载是外因，即：当应力远比金属材料的极限弹性值大时，根除外力后仍无法完全恢复变形，而残留的变形是一种塑性变形，易引起金属结构（非）整体失稳。据此，监测金属结构的疲劳、健康状况是检验受损桥式起重机的有效手段。

1.2 运动机构

针对桥式起重机运动机构的检验，重点监测零部件的磨损与裂纹、制动器有无油污及其缝隙与标准是否相符，并就出现的啃轨现象，检验跨度差异的影响。

1.3 控制系统

控制系统失效的主因是操作失误、未按要求维护保养，具体归结为人为因素。因此，在控制系统检验中，既要检验设备，又要严格监管操作人员的行为，并制定特种设备安全监管体制加以约束。

2 受损桥式起重机的修复

桥式起重机在受损后，需进行更换或修复，并在修复结束后，先确认其与安全标准相符，再继续投入使用，具体修复内容包括：

2.1 主梁断裂的修复

倘若起重机电气控制系统因主梁断裂而受损，则需整体更换电气控制系统与受损部件，而对于断裂的主梁，要求先用砂轮机打磨断裂处，以提高其表面的光滑平整度，再去除杂质，然后用一块新的Q345T钢板进行焊接，注意在这一过程中，要求取消受损部件的装配工艺圆孔，并设法无限提高焊接处的刚度和强度。

例如，一辆QD400∕150-28.9受损桥式起重机在吊升时，用于绑扎主梁的钢丝绳被拉断，导致主梁从7.5m高处坠落。事故造成主梁的两端受损、金属结构的局部、电气元件大部分受损、“三合一”电机的减速机受损、司机室与其内设的联动控制台受损。为此，整体更换电气控制系统、“三合一”电机的减速机、司机室与其内设的联动控制台。对于主梁结构件的不同受损部位，要求采取下列修复方案：1.对于司机室一端，主梁副腹板变形且呈波浪状，要求先采取冷作变形校正法恢复副腹板与下盖板至原位，再用槽钢加强局部结构，以提高其刚度和强度；2.对于另一端，行走机构的平衡臂剧烈摆动导致副腹板顶处材料变形，要求先采取氧割法割除变形部位，再用手动砂轮机打磨切割处，然后用一块新的Q345-B钢板焊补，并取消受损部位的Φ 250装配工艺圆孔及提高补焊处的刚度、强度。

2.2 裂纹的修复

对于桥式起重机而言，裂纹极具危害性。鉴于桥式起重机在材质、结构上都具有明显的差异，则裂纹的整体表现也会存在区别，即：出现裂缝的部位可能是焊缝、焊接热影响区、焊缝表面或是其内部；部分裂纹具有宏观性，而部分则具有微观性，且需用显微镜观察。鉴于起重机上裂缝具有差异性，则要求从客观实际出发进行修复，具体如下：首先了解缺陷的具体部位、材质、尺寸和板厚等信息，然后再清除干净，并在必要时进行表面探伤检查。

3 结语

桥式起重机性能的衡量指标是安全性，而整机的安全性通常体现在金属结构上。因此，在受损桥式起重机检验中，引入逆向工程原理非常必要，并从客观实际出发拟定修复方案，以提高起重机整体结构的刚度与强度。

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