桥架型起重机再制造毛坯无损检测研究

王允 刘爱国 郭倩

摘 要：本文探讨了无损检测在桥架型起重机再制造中的应用，提出了根据起重机再制造毛坯的材质、结构、形状、制造工艺、服役条件和检测目的来选择适用的无损检测方法，并指出不同的再制造起重机工件适用的无损检测方法和检测的内容。

关键词：桥架型起重机；再制造；无损检测

中图分类号：TG115.28；TJ05 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）19-0046-04

Study on Nondestructive Testing about Remanufacturing

Old Parts of Bridge Crane

WANG Yun1，2 LIU Aiguo1，2 GUO Qian1

（1. Special Equipment Safety Inspection and Research Institute of Henan Province，Zhengzhou Henan 450000；2.National Center for Quality Supervision and Inspection of Overhead， Gantry Cranes and Lightweight Hiosts（Henan），Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： This paper discussed the application of nondestructive testing in the remanufacture of bridge type cranes， and put forward the application of nondestructive testing methods based on the material， structure， shape， manufacturing process， service conditions and testing purposes of the remanufacture of the crane. It also pointed out the applicable NDT methods and contents of different remanufacturing cranes.

Keywords： bridge crane；remanufacture；nondestructive detection

1 研究背景

再制造属于先进制造技术范畴，国务院颁布的《中国制造2025》[1]中明确提出：“大力发展再制造产业，实施高端再制造，智能再制造，促进再制造产业可持续发展。”“十三五”规划也把再制造业纳入发展规划中。我国再制造产业的发展速度加快，再制造初见成效。目前，再制造技术在汽车发动机领域应用较为广泛，而在起重机行业所占比例并不突出，对起重机再制造领域的研究也较少[2]。我国是起重机械制造和在用起重机使用大国，全国在用桥架型起重机约130万台，到2020年将有80%的在用桥架型起重机达到大修期，或面临退役，而再制造可以对起重机进行修复或升级改造，再制造的成本费用只是新品的50%，是典型的绿色制造，将来桥架型起重机再制造的应用越来越多，对再制造的桥架型起重机安全和质量进行判定的要求愈发迫切。

零部件内部的损伤或缺陷，单单从外观上很难进行全面检测，而无损检测可以在不破坏构件的前提下，利用材料物理性质的变化来判断构件内部和表面是否存在缺陷，且不会对被测试件造成损伤。目前，无损检测在再制造领域获得了广泛应用，成为控制再制造产品质量的重要技术手段。

图1是起重机再制造的流程图[3]，从图中可以看出，首先要对起重机进行检查，然后进行拆解和清洗，接着进行第一次检测，本文主要对此阶段的无损检测技术进行探讨。

2 再制造毛坯无损检测前的准备

2.1 一般检查

为了确保再制造过程符合国家有关资源利用、安全技术、环境保护法律法规及相关国家标准的规定，进行再制造前，首先要对再制造的起重机进行宏观检查，并查阅其相关资料。通过对起重机毛坯的宏观检查，根据《起重机械安全规程 第1部分 总则》（GB/T 6067.1—2010）的要求，对达到报废条件的金属结构、机构和零部件，直接定为不可制造件，进入报废流程，确保仅对有价值的毛坯件进行再制造。查阅起重机再制造毛坯的相关资料，包括产品设计、制造和检验检测文件及产品质量证明文件等制造文件；日常使用状况记录、维护保养记录、运行故障和事故记录等使用记录；历次检验报告检验资料；修理和改造的文件其他资料等。通过对起重机再制造毛坯的宏观检查及对相关资料的查询，摸清再制造起重机的状况，便于开展后续工作。

2.2 拆解

起重机再制造毛坯进行无损检测前，应进行相应拆解。拆解是指将整机分解为总成和部件，再继续拆解成单个零部件的过程，其是再制造生产过程的第一步，也是一道十分关键的工艺[4]。如何通过再制造获得较高的经济效益，必须从拆解过程开始考虑。合理地规划拆解过程，能提高可回收零部件率和材料利用率。拆解按照最终完好程度可分为无损拆解、部分损伤拆解和破坏性拆解。对于起重机零部件如车轮、吊钩和滑轮等零部件，主要考虑无损拆解，而对主梁、支腿和小车架等主要以焊接方式连接的结构，多采用部分损伤拆解。按照零件最终存在的状态，拆解又可分为部分拆解和完全拆解。在實际应用过程中，起重机基本上不采用完全拆解，一般都是部分拆解，即当产品或部件拆解到一定程度后，不再拆解。

2.3 清洗

由于使用时间和工作环境的原因，废旧起重机械表面沾满了各种污垢和油渍，因此，对产品零部件表面进行清洗是再制造过程中的重要工序之一，是检测零件表面尺寸、几何形状精度、表面性能、粗糙度、磨蚀磨损及黏着情况的前提，是零件进行再制造的基础[5]。零件表面清洗的质量直接影响零件表面分析、表面检测、再制造加工和装配精度，进而影响再制造起重机的质量。

再制造过程中的清洗主要包括2方面：拆解前废旧产品的外部清洗和拆解后零部件的清洗。起重机械拆解前的外部清洗主要是对回收的起重机部件进行外部清洗，如除油、污垢和泥沙等。由于起重机械使用工况比较恶劣，使得清洗难度较大。拆解后，零部件的清洗不仅要除油和除污垢，同时还要去除锈蚀、积炭、水垢和油漆等，这些清洗工作需要采用特定的设备来完成，如喷砂机、抛丸机、通过式清洗机和振动研磨机等。

3 起重机再制造毛坯的无损检测

3.1 起重机再制造毛坯无损检测方法

起重机整机拆解后的关键零部件主要有结构件、轴类零件、电动葫芦和齿轮等，这些零部件关键部位的缺陷，如零件内部应力分布情况、零件表面磨损状况和零件内部是否存在裂纹等，是无法通过肉眼观察得到可靠数据的，必须通过特定的设备来获得实施再制造工程需要的一些关键数据。然而，传统测量方法势必对零件的表面造成二次伤害。因此，为了保证现有零件的完整性，在测量时，必须采用一些对零部件表面及内部均没有损害的技术。因此，无损检测技术的作用就被凸显出来。无损检测技术是起重机械再制造工程中的重要部分。

对起重机再制造毛坯的无损检测分为外观质量和内部质量检测。外觀质量的检测方法如表1所示。

起重机再制造毛坯外观质量检测方法主要涉及表面缺陷检测和表面疲劳检测，可以采用的检测方法有渗透、磁粉、磁记忆、声发射和红外检测，对起重机主梁、端梁、支腿和小车架等金属结构件的表面裂纹及其焊缝的表面裂纹、气孔于夹杂；车轮、吊钩、滑轮、卷筒、制动器和传动齿轮等零部件的表面裂纹；承受疲劳载荷的起重机主梁、端梁、支腿和小车架等金属结构件及其焊缝的损伤进行检测。

内部质量的检测方法如表2所示，采用的检测方法主要有射线、超声和声发射，对起重机主梁、端梁、支腿和小车架等金属结构件的内部裂纹及其焊缝的内部裂纹、气孔与夹杂；车轮、吊钩、滑轮、卷筒、制动器和传动齿轮等零部件的内部裂纹进行检测。

开展无损检测所选用的方法主要是根据起重机再制造毛坯的材质、结构、形状、制造工艺、服役条件和检测目的来确定的。为了保证起重机再制造毛坯检测有据可查、有章可循，以全面地指导无损检测工作，控制检测质量一般要编制起重机再制造毛坯质量检测工艺规程或作业指导书，其内容主要包括以下要素：适用范围；引用标准和法规；检测人员资格；检测仪器设备、器材和材料；被检测起重机再制造毛坯件信息；名称、型号、使用工况、使用年限、额定起重量等；检测表面制备；检测过程和数据分析；检测结果的评定和分类；检测记录、报告和资料存档；检测、编制和审核人员和编制日期等。

3.2 无损检测后的处置

根据起重机再制造毛坯质量检测结果，可以区分出直接使用件、可再制造件和弃用件，针对不同的工件做相应的记录，并进行分类存放，特别是直接使用件、可再制造件应妥善存放，采取必要的防尘、防腐蚀及防物理性损坏等措施。

3.3 起重机再制造毛坯无损检测应用

以本地区一台退役的MG16T型门式起重机再制造为例，经过宏观检查和查阅其相关资料，初步确定该起重机的端梁状况良好。在此基础上，对该门机进行无损拆解，人工手动清洗，重点清洗端梁的角焊缝，并对焊缝表面进行打磨，然后对其进行超声检测，检测信息见表3所示。经检测，该端梁没有明显的缺陷，按照标准《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》（GB/T 11345—2013）的B级检测等级检测，焊缝符合验收等级，为2级，最终确定该端梁为直接使用件。

4 结语

本文结合无损检测技术，提出了科学地对再制造毛坯件的质量做出检测，为企业的桥架型起重机再制造行为提供技术参考，为桥架型起重机再制造事业健康发展贡献力量。

参考文献：

[1]中华人民共和国国务院.中国制造2025[EB/OL].（2015-05-19）[2018-06-08]. https：//baike.sogou.com/v100554851.htm？fromTitle=%E4%B8%AD%E5%9B%BD%E5%88%B6%E9%80%A02025.

[2]徐滨士.再制造技术与应用[M].北京：化学工业出版社，2014.

[3]金涵逊，殷晨波，郭明，等.再制造技术在起重机械上的应用探究[J].起重运输机械， 2014（10）：8-10.

[4]郭喜春.工程机械关键零部件再制造性流程分析[J].工业技术，2015（18）：133-135.

[5]陈宝庆，张国胜，张金兴，等.工程机械整机再制造初探[J].设备管理与修，2011（7）：41-42.