CTR80E輪胎式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)檢測與焊修

摘要：CTR80E輪胎式起重機(jī)于1988年投產(chǎn)使用，至今已有32年，多年以來，由于生產(chǎn)任務(wù)緊，東港維修作業(yè)量較大，尤其是在二、六、七、九公司開天窗大修期間，起重機(jī)的使用率非常高，能保證起重機(jī)的完好率，保證起重機(jī)在作業(yè)過程中能夠有高的安全性并且能夠滿足環(huán)保要求，杜絕跑冒滴漏現(xiàn)象發(fā)生，是本次項(xiàng)目的關(guān)鍵所在，故為了提高CTR80E輪胎式起重機(jī)伸縮油缸及伸縮臂鋼結(jié)構(gòu)的可靠性與安全性，徹底解決油缸漏油等嚴(yán)重問題，采用先進(jìn)的修復(fù)工藝對(duì)該設(shè)備的液壓系統(tǒng)中伸縮油缸和伸縮臂鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)改造和進(jìn)一步完善，以達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：起重機(jī);探傷;焊接

中圖分類號(hào)：TH2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2021）09-0135-02

1 ?鋼結(jié)構(gòu)檢測

目前，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測方法多種多樣，常用的對(duì)起重機(jī)械的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測方法有目視檢測、射線檢測、超聲檢測、磁粉檢測、滲透檢測等。本項(xiàng)目結(jié)合現(xiàn)場維修作業(yè)條件，以及分析各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，決定采用目視檢測、磁粉檢測和超聲檢測，三種方法對(duì)CTR80E輪胎式起重機(jī)主要受力部位進(jìn)行檢測。表1 簡單分析了這三種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

1.1 目視檢測起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)

目視檢測的功能就是給起重機(jī)械的整個(gè)結(jié)構(gòu)以及功能性的零件進(jìn)行性能等方面的檢測。根據(jù)國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局的《起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則》各項(xiàng)規(guī)定及參照制造廠家相關(guān)參數(shù)對(duì)相關(guān)的檢驗(yàn)內(nèi)容、檢驗(yàn)要求、檢驗(yàn)方式、以及相關(guān)的規(guī)則進(jìn)行制定。具體檢查內(nèi)容如下：①金屬結(jié)構(gòu)檢查。主梁、主臂、鎬腿、中央回轉(zhuǎn)等一些主要的受力鋼結(jié)構(gòu)部件未見明顯形變和裂紋。主梁產(chǎn)生的一些變形會(huì)導(dǎo)致不能夠正常的進(jìn)行工作，不能夠安全運(yùn)行，如果不及時(shí)的進(jìn)行維修就會(huì)被動(dòng)的報(bào)廢。主梁如果失去穩(wěn)定性就不能夠再次的進(jìn)行修復(fù)，就會(huì)報(bào)廢;②主要零部件檢查。1）對(duì)CTR80E輪胎式起重機(jī)的鋼絲繩、吊鉤、齒輪、動(dòng)滑輪、定滑輪、環(huán)鏈等零部件進(jìn)行檢查，判斷是否有變形、磨損或者缺損的狀態(tài)，檢查是否已經(jīng)達(dá)到疲勞極限需要報(bào)廢、更換。應(yīng)當(dāng)對(duì)吊鉤設(shè)置有效的防脫鉤裝置。2）不應(yīng)該對(duì)吊鉤進(jìn)行焊補(bǔ)。3）鋼絲繩的繩端應(yīng)該具有有效的固定，如果是采用壓板進(jìn)行固定時(shí)，那么固定的壓板數(shù)應(yīng)該大于等于2個(gè)。鋼絲繩的安全圈，在鋼絲繩下放到極限長度后卷筒上至少還應(yīng)剩余兩圈鋼絲繩，如果鋼絲繩為多層卷繞那么安全圈應(yīng)該部少于三圈。4）通過金屬將接頭固定，并且保證接頭沒有裂紋。通過目視檢測法對(duì)CTR80E輪胎式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)和主要零部件進(jìn)行檢測，未發(fā)現(xiàn)裂紋和其他不滿足要求的情況。

1.2 磁粉檢測起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu) ?目視檢測只能從鋼結(jié)構(gòu)表面對(duì)其進(jìn)行檢測，受人為因素影響太大，因此，在目測檢測的基礎(chǔ)上，采用磁粉檢測和超聲檢測。磁粉檢測就是對(duì)磁粉材料磁化并對(duì)其磁化之后的磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行檢測，得出材料自身的范圍值，形成相應(yīng)的漏磁場，通過磁力線對(duì)磁粉在材料表面的堆積，通過宏觀的反應(yīng)來發(fā)現(xiàn)缺陷，靈敏度高，檢測速度快，確定就是只適合材料表面的缺陷檢測。磁粉檢測的原理如圖1所示。

如圖1所示，鐵磁性材料由于自身材料的缺陷在磁化之后引起不連續(xù)的存在，由于工件表面或者近表面的磁力線因?yàn)椴糠值幕兌l(fā)漏磁場，用來吸附工件表面的磁粉，在一定的光照下就會(huì)出現(xiàn)可以看見的磁痕，這樣可以看出不是連續(xù)性的位置、大小、形狀以及痕跡的磨損程度。

①加磁粉。將磁粉均勻的分布在起重機(jī)的受力部件上，在弱氣流的作用下將構(gòu)件的表面多余的磁粉吹掉，這樣的操作可以幫助磁痕的顯示。②磁化。采用磁軛探傷儀CDX-Ш對(duì)起重機(jī)主要受力部位表面的磁粉進(jìn)行磁化。探傷儀的磁極間距一般在75-200mm之間，可以進(jìn)行檢測的有效區(qū)域是兩級(jí)連線的距離兩側(cè)各50mm之間，因此檢測的部分就是被劃分的若干的磁化區(qū)，各個(gè)區(qū)域之間要不小于15mm的重疊區(qū)域。對(duì)于每個(gè)區(qū)域進(jìn)行兩個(gè)以上防線的反復(fù)的磁化，這樣的操作可以發(fā)現(xiàn)不同方向的裂紋。在檢測的過程中，對(duì)于噴灑磁粉、鋼結(jié)構(gòu)表面磁化、磁痕顯示的觀察等都需要在通電的過程中完成，每次的通電時(shí)間在1-3秒之間。因此為了方便觀察，磁粉要在最少1秒之后再停止噴灑，然后再斷電。對(duì)于現(xiàn)場的可見光的要求也保證。③觀察記錄。磁痕出現(xiàn)之后要立馬對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)和觀察。在觀察的時(shí)候要避免受力部位有強(qiáng)光或者陰影出現(xiàn)，還要有充足的自然光或者日光燈的作用。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)伸縮臂第一節(jié)臂有兩處裂紋，分別位于第一節(jié)臂的首末兩端。通過磁粉檢測并不能確定是否是貫穿裂紋。

1.3 超聲檢測起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu) ?磁粉只能是通過對(duì)表面或者是接近表面的地方的缺陷檢測，這樣才能夠?qū)⑷毕莸男螤钜约按笮∵M(jìn)行顯示，但缺陷的深度不能準(zhǔn)確的確定。因此，超聲檢測就是要在磁粉檢測的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，可以查看裂縫的深度。選用的設(shè)備是OU1600型厚度測量儀器，主要性能參數(shù)如表2所示。

對(duì)于厚度的測量是通過OU1600超聲波測厚儀進(jìn)行的，超聲波脈沖由探頭產(chǎn)生經(jīng)過耦合劑的作用達(dá)到被測體，其中一部分的超聲信號(hào)經(jīng)過物體地面的反射，反射之后的回波再由探頭進(jìn)行接收，這樣可以精確的計(jì)算超聲波的往返時(shí)間，并按照公式進(jìn)行厚度值的計(jì)算并顯示出結(jié)果。經(jīng)測量，第一節(jié)臂首段裂紋處為3.8mm，末端裂紋處為4.0mm，起重臂標(biāo)準(zhǔn)厚度為5.0±0.1mm，因此可以判斷出這兩處裂紋并非貫穿斷裂。

2 ?確定伸縮臂鋼結(jié)構(gòu)修復(fù)方案

通過分析研究，一般油缸的損壞形式有摩擦副的磨損還有局部的破壞兩種，如活塞和缸筒、活塞桿和密封，局部破壞如拉傷。對(duì)于本項(xiàng)目中伸縮油缸出現(xiàn)的故障屬于油缸桿和密封摩擦導(dǎo)致油缸桿表面拉傷，決定采用電刷鍍修理法;對(duì)于伸縮臂鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂紋，決定采用焊接修理法。電刷鍍修理法和焊接修理法兩種修理法優(yōu)缺點(diǎn)比較如表3所示。

2.1 焊接修理法修復(fù)伸縮臂鋼結(jié)構(gòu)

①物化性能和焊接性分析。起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)鋼材的化學(xué)成份和力學(xué)性能根據(jù)GB＼T4336-2002對(duì)起重機(jī)鋼板化學(xué)成分進(jìn)行檢測分析，得出如表4所示。

為了很好地預(yù)測鋼焊性，一般會(huì)用碳當(dāng)量進(jìn)行測算，也就是將單個(gè)的合金元素對(duì)于熱的影響區(qū)硬化傾向的作用通過成碳的作用，再將其與鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相加。碳當(dāng)量的公式有很多種，但是對(duì)于碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼來說，一般國際焊接學(xué)會(huì)會(huì)選用下面的公式：

CE=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15

上述的式子中每個(gè)元素符號(hào)就表示這個(gè)元素在鋼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。一般情況下，CE<0.4%時(shí)鋼材的淬硬傾向不大，焊接性優(yōu)良。CE在0.4%與0.6%之間的時(shí)候，鋼材的淬硬傾向增大，焊接性有限，要通過預(yù)熱來進(jìn)行焊接，以方便控制焊接熱輸入等。CE>0.6%時(shí)，淬硬傾向嚴(yán)重，屬于較難焊接的鋼材，需要采取較高的預(yù)熱溫度和嚴(yán)格的工藝措施。根據(jù)上面的公式可以得知起重機(jī)鋼板的碳當(dāng)量為0.3846，由此可以得出母材的焊接性優(yōu)良。

②焊條的選擇。根據(jù)等強(qiáng)度的原則，根據(jù)JGJ81-2002 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，通過焊條性能對(duì)比決定采用日本神鋼LB-52-18型4.0mm焊條。LB-52-18一種低氫型焊條，專門用于封底的，是由日本神鋼生產(chǎn)的。一般用在工程機(jī)械的整個(gè)施工的過程中，性能以及質(zhì)量都是符合要求的。焊縫在-30℃下能夠承受597N/mm2的抗拉強(qiáng)度。

③焊接工藝。焊接前對(duì)焊條進(jìn)行加熱320℃時(shí)間為1小時(shí)。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際條件，焊機(jī)選擇500A交流電焊機(jī)，熔接電流采用170A。焊接前用角磨機(jī)切出一個(gè)V型坡口： 坡口角度 60°。

焊接完成后對(duì)焊縫進(jìn)行80℃保溫24小時(shí)。這樣的操作之后對(duì)于主臂的焊接接頭已經(jīng)完成了應(yīng)力熱處理并經(jīng)過大氣溫度的冷卻，再對(duì)焊縫進(jìn)行打磨。當(dāng)打磨的時(shí)候發(fā)現(xiàn)焊接的凸起超出范圍值的時(shí)候，需要通過砂輪磨光機(jī)進(jìn)行處理，一直打磨到與鋼板平齊，然后再進(jìn)行表面的打磨，伸縮臂焊接修復(fù)完成。

2.2 裝車調(diào)試

通過對(duì)伸縮油缸和伸縮臂總成的拆卸、分解、修復(fù)、組裝和安裝等各步驟，要通過調(diào)試來檢驗(yàn)起重機(jī)此次修復(fù)改造的效果，經(jīng)過調(diào)試及吊重試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)伸縮油缸無漏油現(xiàn)象，伸縮臂鋼結(jié)構(gòu)焊縫完好。

3 ?應(yīng)用情況及改造效果

本次技術(shù)成果經(jīng)過3個(gè)月的實(shí)踐后，使用效果明顯改善，經(jīng)過修復(fù)改造后，本設(shè)備伸縮臂鋼結(jié)構(gòu)安全可靠，未出現(xiàn)伸縮油缸漏油、控制油管漏油、伸縮臂回縮或其他異?，F(xiàn)象。

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作者簡介：李騰龍（1988-），男，河北昌黎人，工程師，工學(xué)學(xué)士，現(xiàn)主要從事工程機(jī)械管理與維修工作。