浅谈起重机制造过程中无损检测技术的应用

摘　要：本文针对无损检测技术在各类起重机制造过程中的应用，进行简单分析。并对各项无损检测技术在不同作业环境下进行比较。

关键词：起重机；无损检测
引言
　　随着我国制造业的迅猛发展，制造过程中的质量控制和检测手段也越来越被人所关注，无损检测技术是起重设备检测制造过程中焊接质量的重要手段之一，其特点在于不对被检测对象进行任何破坏就可准确判断焊缝缺陷位置和缺陷性质。
1. 无损检测的定义及特点
　　1.1无损检测的定义：
　　无损检测英文为NDT （Non-destructive testing），就是利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息，进而判定被检对象所处技术状态（如合格与否、剩余寿命等）的所有技术手段的总称。[1]在起重机制造过程中常用的无损检测方法主要有射线检测（RT）、超声波检测(UT)、磁粉检测(MT)和渗透检测(PT)等四种检测方式。
　　1.2无损检测相比传统检测方法的特点：
　　（1）射线检测方法属内部检测方法。其特点为可准确反映缺陷投影长度和缺陷位置，但是无法反映出缺陷所在深度且对人体有害。因此，对于作业环境要求较高。
　　（2）超声检测方法属内部检测方法。其特点为可根据水平及深度坐标，准确反映缺陷所在深度，但是无法直观反映缺陷性质且对点状缺陷不敏感。
　　（3）磁粉检测方法属表面及近表面检测方法。其特点为可利用电磁原理，准确反映表面及近表面缺陷集合形状及缺陷性质。但是由于其采用电磁原理作为工作原理。因此，对于非金属工件及不锈钢等非磁性工件并不适用。　　
　　1.3 检测技术方法
　　由于射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测4大检测方法的特点所限，在各类起重机生产制造过程中通常采用“综合运用，互相配合”的检测原则以完善检测工艺，确保检测结果的全面性和正确性。
2.各类起重机制造过程中无损检测方法的选用及原因
　　2.1港口门座起重机制造过程中无损检测方法的选用及原因
  　由于港口门座起重机的工作等级及设备运转率高。在设计制造中通常采用四连杆式臂架平衡系统，且采用箱体式结构进行施工制造。根据设计要求和国家相关标准要求对于板材对接焊缝的检测方法通常采用超声波检测+射线检测的检测比例。其原因在于对接焊缝的焊接方法多采用埋弧自动焊的施焊方法，其缺陷类型较为单一，主要为未融合、未焊透性质的缺陷，较少出现气孔及点状加渣等缺陷。  此外，港口门座起重机由于工作环境恶劣、气候条件差等条件的制约，在制造过程中多采用Q345C等级的钢材为母材进行制造。因此，在其生产制造过程中无损检测的检测时间要严格控制在焊后24小时以上，且要严格进行射线检测抽检，防止在焊接过程中由于Q345C板材含锰量较高且焊后冷却时间过短等因素出现延迟裂纹而没有及时检出。严格进行射线检测抽检是为了防止在焊缝热影响区出现延迟裂纹等缺陷，这是超声检测所无法及时检测出的。
　　港口门座起重机由于各铰点部件的连接装配均采用铰轴连接方式，因此在设备运转工作当中各铰轴是主要承重件，且各铰轴的原材料多为锻铸成型易存在折叠、气孔、裂纹等内部及近表面缺陷。因此在各铰轴原料进场检验时，通常采用直探头超声波检测法以配合磁粉检测法对原材料进行检测，确定铰轴母材质量的完好。
　　港口门座起重机的回转结构主要为法兰齿圈与筒体焊接而成。焊缝均成环状对接焊缝，且焊缝相对密集易产生焊接变形。对于此部位的无损检测一般采取100％射线检测超声检测确定的检测方式。其原因为焊缝直径较大易产生冷却不均、清根不彻底等施工缺陷，容易导致母材热影响区出现延迟裂纹，焊缝产生密集型点状夹渣等缺陷。
　　2.2无损检测在塔式起重机中的应用
　　由于塔式起重机多用于作业面较高的建筑工程中，使用工作平频率较低，因此在其施工设计中多采用桁架结构进行施工制造。因此在塔式起重机的制造过程中会大量出现相贯角焊缝的检测。根据作业环境及国家制造标准的要求，对于相贯角焊缝的无损检测采用100％超声检测，其原因在于桁架结构的相贯角焊缝的检测环境无法进行射线检测。
　　通常情况下，塔式起重机采用自顶升方式将自身标准节吊装至相应高度，由油缸顶升使塔身总体升高到工作高度，塔式起重机标准节的两侧必须焊有油缸爬升装置。在油缸爬升完成顶升标准节的过程中，全部压力均由油缸爬升装置承担。因此作为油缸爬升装置的板材将大大增厚，会出现大角度坡口甚至过度坡口焊接形式的熔透角焊。而由于结构的空间过小，使得在对于此类焊接检测时我们只能采用超声波检测。
　　因为塔式起重机的桁架式结构的设计用途，决定了它的主梁以及标准节的主梁都只能采用板材进行型材焊接后调直，因此对于这类焊缝的无损检测要严格确定调直工序完成后，进行避免调直工序对焊缝可能造成的缺陷影响。由于焊缝形式为角焊缝，也只能采用超声波检测方式对其进行检测。
　　2.3无损检测在电动桥式起重机中的应用
　　电动桥式起重机其结构简单，应用最为广泛。由于没有配重在工作过程中主要依靠预拱变形进行调节，其结构形式采用箱体式密闭结构。因此对于此，主要采用承重焊接方式为板材施加对接直焊缝。对于板材对接焊缝的检测方法通常采用超声波检测+射线抽检的检测比例。其原因在于对接焊缝的焊接方法多采用埋弧自动焊的施焊方法，其缺陷类型较为单一，主要为未融合、未焊透性质的缺陷。超声检测可以满足明显检测出绝大部分缺陷的要求，对于已检焊缝进行射线抽检，就可确保检测完整性和正确性。。
　　3 . 结论
　　以上各类起重机在实际制造过程中根据它们的自身结构、运行条件等特点选用不同的无损检测方式进行检测.选用最为合理的无损检测检测方式不仅仅能得到准确的检验结果，也能大大降低各类起重机的实际制造难度，大大降低企业的制造成本。　　　　
参考文献：
[1]《无损检测》  大连理工 李喜孟 主编