李國(guó)忠

（廣東省珠海市特種設(shè)備檢驗(yàn)所，廣東 珠海 519002）

應(yīng)力測(cè)試在履帶起重機(jī)行業(yè)中的應(yīng)用

李國(guó)忠

（廣東省珠海市特種設(shè)備檢驗(yàn)所，廣東 珠海 519002）

簡(jiǎn)要介紹了中國(guó)履帶起重機(jī)行業(yè)的現(xiàn)狀，對(duì)履帶起重機(jī)應(yīng)力測(cè)試的必要性和重要性作了進(jìn)一步的思考和探索，并說(shuō)明應(yīng)力測(cè)試在履帶起重機(jī)行業(yè)中的作用和重要意義。

履帶起重機(jī)；應(yīng)力測(cè)試；應(yīng)用

履帶起重機(jī)是將起重作業(yè)部分裝在履帶底盤(pán)上，行走依靠履帶裝置的流動(dòng)式起重機(jī)，可以進(jìn)行物料起重、運(yùn)輸、裝卸和安裝等作業(yè)。其具有接地比壓小，轉(zhuǎn)彎半徑小，爬坡能力強(qiáng)，起重性能好，可帶載行駛等優(yōu)點(diǎn)，并可借助更換吊具或增加特種裝置實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，進(jìn)行其他作業(yè)，被廣泛地應(yīng)用于核電建設(shè)、搭建橋梁、安裝發(fā)電設(shè)備以及安裝煉油設(shè)備等施工項(xiàng)目。近年來(lái)，隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加強(qiáng)，國(guó)內(nèi)履帶起重機(jī)行業(yè)得到持續(xù)、快速發(fā)展。

履帶起重機(jī)屬于國(guó)家規(guī)定的特種設(shè)備之一，設(shè)備本身容易發(fā)生事故，且一旦發(fā)生事故會(huì)造成人身傷亡及重大經(jīng)濟(jì)損失，與其他起重機(jī)械有著本質(zhì)區(qū)別。因此，保證履帶起重機(jī)的安全使用對(duì)國(guó)家和企業(yè)都是一個(gè)十分重要的課題。應(yīng)力測(cè)試?yán)脺y(cè)量應(yīng)變的方法檢測(cè)履帶起重機(jī)中金屬結(jié)構(gòu)的受力，掌握結(jié)構(gòu)的變形，了解履帶起重機(jī)的工作情況，隨時(shí)提供信息，以便預(yù)報(bào)險(xiǎn)情，對(duì)履帶起重機(jī)的安全使用具有重要的意義。

1 履帶起重機(jī)的現(xiàn)狀

在中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，國(guó)內(nèi)起重機(jī)械制造和安裝、使用行業(yè)也高速發(fā)展。履帶起重機(jī)更以其獨(dú)有的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)具有其它起重設(shè)備無(wú)法替代的地位。目前重達(dá)數(shù)千噸的超大型設(shè)備的吊裝作業(yè)越來(lái)越多，履帶起重機(jī)也從小噸位、大噸位發(fā)展到超大噸位。

目前履帶起重機(jī)在中國(guó)銷售的國(guó)外廠家越來(lái)越多，中國(guó)本土的生產(chǎn)廠家也越來(lái)越多，使用場(chǎng)所也越來(lái)越復(fù)雜，履帶起重機(jī)的設(shè)計(jì)與制造水平參差不齊，出現(xiàn)了許多安全事故，如2011年10月，酒泉市風(fēng)電施工現(xiàn)場(chǎng)中聯(lián)重科1000T履帶起重機(jī)臂架折斷，造成5死1傷的慘劇；2008年7月19日，美國(guó)休斯頓·深南TC36000(2268t)上下車斷離，造成4死7傷的慘劇，并砸倒輔助吊車CC2400-1(400t)。

很多重大事故的發(fā)生，要求政府部門(mén)對(duì)包括履帶起重機(jī)在內(nèi)的特種設(shè)備的制造、安裝、使用維修加強(qiáng)規(guī)范和管理，并出臺(tái)一系列的政策和法規(guī)。2003年3月11日，中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院第373號(hào)令《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》發(fā)布，其中對(duì)履帶起重機(jī)制造的主要的管理方式之一就是實(shí)行制造許可制度和進(jìn)行型式試驗(yàn)，應(yīng)力測(cè)試就是型式試驗(yàn)中尤其重要的一項(xiàng)內(nèi)容。

2 應(yīng)力測(cè)試的一般步驟

通過(guò)以往應(yīng)力測(cè)試的工作可知，一個(gè)完整的應(yīng)力測(cè)試流程大概可以分為以下三個(gè)階段：試驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)施測(cè)試、結(jié)果分析。

2.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

試驗(yàn)準(zhǔn)備階段最重要的就是測(cè)試點(diǎn)的選擇。選擇測(cè)試點(diǎn)可以從以下幾個(gè)方面綜合考慮。

（1）可以根據(jù)有限元計(jì)算結(jié)果選擇應(yīng)力值較大的點(diǎn)；

（2）選擇表面曲率變化大的點(diǎn)，如角點(diǎn)等；

（3）選擇結(jié)構(gòu)中應(yīng)力復(fù)雜的點(diǎn)或者產(chǎn)品項(xiàng)目組人員關(guān)心的點(diǎn)，如焊縫等；

（4）選擇用力學(xué)公式可以計(jì)算出應(yīng)力值的點(diǎn)，這樣做可以用理論值與測(cè)試值比較，以便驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果的可靠性。

選擇好測(cè)試點(diǎn)后，需要整理出測(cè)試方案，包括測(cè)試點(diǎn)編號(hào)、選擇測(cè)試儀器、統(tǒng)計(jì)所用電阻應(yīng)變片種類及數(shù)量。

2.2 實(shí)施測(cè)試

實(shí)施測(cè)試階段主要包括應(yīng)變片粘貼和應(yīng)力現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

應(yīng)變片粘貼時(shí)需要注意定位測(cè)試點(diǎn)，沿構(gòu)件主應(yīng)力方向粘貼，不同的粘貼位置和方向?qū)?duì)應(yīng)力測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。另外，應(yīng)變片粘貼后需要用防護(hù)膠進(jìn)行密封保護(hù)，防止應(yīng)力測(cè)試過(guò)程中應(yīng)變片損壞。

應(yīng)力現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過(guò)程中需要特別關(guān)注應(yīng)力值較大的點(diǎn)，一旦應(yīng)力值超出金屬結(jié)構(gòu)材料的屈服強(qiáng)度，就需要停止試驗(yàn)，待整改后再繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。

結(jié)果分析階段，對(duì)于有理論值的測(cè)點(diǎn)，可用理論值和測(cè)試值相比較，驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性；出具應(yīng)力測(cè)試報(bào)告，描述測(cè)試點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，為修改理論模型及改進(jìn)設(shè)計(jì)提供第一手的現(xiàn)場(chǎng)資料。

3 應(yīng)力測(cè)試在國(guó)內(nèi)履帶起重機(jī)行業(yè)中的現(xiàn)狀

應(yīng)力測(cè)試是國(guó)家型式試驗(yàn)中尤為重要的一項(xiàng)，也是企業(yè)不斷修改理論模型、改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。目前，國(guó)內(nèi)一部分履帶起重機(jī)生產(chǎn)廠家已經(jīng)建立了自己的應(yīng)力測(cè)試隊(duì)伍，例如，上海三一科技有限公司成立了應(yīng)力測(cè)試小組，負(fù)責(zé)所有新產(chǎn)品應(yīng)力測(cè)試的工作，為產(chǎn)品的研發(fā)升級(jí)提供了第一手的現(xiàn)場(chǎng)資料。

隨著國(guó)內(nèi)履帶起重機(jī)行業(yè)的不斷發(fā)展，應(yīng)力測(cè)試在履帶起重機(jī)行業(yè)中的發(fā)展也經(jīng)歷了一個(gè)從無(wú)到有，從有到精的過(guò)程。雖然，國(guó)內(nèi)履帶起重機(jī)公司已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到應(yīng)力測(cè)試的重要作用，并在積極組建應(yīng)力測(cè)試隊(duì)伍。但是，與國(guó)外履帶起重機(jī)公司中應(yīng)力測(cè)試的發(fā)展相比，國(guó)內(nèi)應(yīng)力測(cè)試工作還是存在著一定的差距。

首先，國(guó)內(nèi)履帶起重機(jī)公司應(yīng)力測(cè)試團(tuán)隊(duì)的建設(shè)不夠全面。國(guó)內(nèi)許多履帶起重機(jī)生產(chǎn)廠家雖已組建了應(yīng)力測(cè)試團(tuán)隊(duì)，但是專業(yè)測(cè)試人員缺乏，應(yīng)力測(cè)試輔助設(shè)備缺乏，需要各個(gè)公司加強(qiáng)對(duì)應(yīng)力測(cè)試的支持。

其次，國(guó)內(nèi)應(yīng)力測(cè)試零點(diǎn)的采集狀態(tài)不夠準(zhǔn)確。目前，國(guó)內(nèi)履帶起重機(jī)在進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試時(shí)，整機(jī)已經(jīng)裝配完畢，此時(shí)進(jìn)行應(yīng)變片粘貼及零點(diǎn)采集工作，無(wú)法保證測(cè)試點(diǎn)精確的零點(diǎn)狀態(tài)，從而無(wú)法精確保證測(cè)試數(shù)據(jù)的精確性。因此，國(guó)內(nèi)履帶起重機(jī)廠家可以建立專門(mén)的測(cè)試車間，對(duì)于需要做應(yīng)力測(cè)試的車型，按部件在測(cè)試車間進(jìn)行應(yīng)變片粘貼及零點(diǎn)采集工作，保證應(yīng)力測(cè)試數(shù)據(jù)的精確性。

4 應(yīng)力測(cè)試的意義

履帶起重機(jī)在吊裝作業(yè)時(shí)，一旦出現(xiàn)事故，將給國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來(lái)難以估計(jì)的損失，而且履帶起重機(jī)吊裝事故，常常伴隨著人身安全事故，更是國(guó)家難以接受的損失。履帶起重機(jī)吊裝作業(yè)時(shí)的質(zhì)量事故，也將給企業(yè)帶來(lái)災(zāi)難性的后果，不但嚴(yán)重影響企業(yè)信譽(yù)，制約企業(yè)發(fā)展，更為嚴(yán)重的是，相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)損失及賠償，足以拖垮一個(gè)企業(yè)。例如，1999年7月14日·美國(guó)威斯康星·藍(lán)色巨人蘭普森LTL1500傾翻，三名遇難工人遺孀獲賠近1億美元，租賃商三菱重工賠償1億3千多萬(wàn)美元，整個(gè)事故造成經(jīng)濟(jì)損失約10億美元。應(yīng)力測(cè)試是衡量起重機(jī)能否正常工作的指標(biāo)之一，履帶起重機(jī)試制完成后和在其使用維修過(guò)程中，嚴(yán)格進(jìn)行金屬機(jī)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試，可以避免由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問(wèn)題而引起的履帶起重機(jī)事故的發(fā)生。

（1）應(yīng)力測(cè)試是履帶起重機(jī)機(jī)構(gòu)故障診斷的有效手段。履帶起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)從出現(xiàn)故障到發(fā)生破壞有一發(fā)展過(guò)程，對(duì)于履帶起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)這樣的大型構(gòu)件，在工作狀態(tài)是難于直觀檢查發(fā)現(xiàn)故障的。實(shí)踐證明，通過(guò)應(yīng)力測(cè)試，從應(yīng)力值異常來(lái)發(fā)現(xiàn)故障是一種行之有效的方法。

（2）應(yīng)力測(cè)試可以找出履帶起重機(jī)結(jié)構(gòu)的故障原因，為改造修復(fù)提供依據(jù)。履帶起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)及其受力比較復(fù)雜，采用常規(guī)方法設(shè)計(jì)的構(gòu)件，雖然在理論上能滿足使用要求，但是在使用過(guò)程中構(gòu)件彎折事故時(shí)有發(fā)生。事故發(fā)生后，從理論上分析往往找不出事故原因，采用應(yīng)力測(cè)試等手段不僅能夠找到事故原因，而且能為構(gòu)件的修復(fù)改造提供技術(shù)依據(jù)。

（3）應(yīng)力測(cè)試為校核設(shè)計(jì)和改進(jìn)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。履帶起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，與力學(xué)模型的簡(jiǎn)化密切相關(guān)，若力學(xué)模型的簡(jiǎn)化與實(shí)際相差較大，設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)就不合理，就難以保證履帶起重機(jī)的正常工作。理想的力學(xué)模型簡(jiǎn)化來(lái)自于實(shí)踐，應(yīng)力測(cè)試既能校核設(shè)計(jì)也能改進(jìn)設(shè)計(jì)。

5 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)力測(cè)試是研究結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)實(shí)際承載能力的重要手段。事實(shí)證明，金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試在履帶起重機(jī)設(shè)計(jì)、制造和故障診斷中發(fā)揮了重要的作用，是保證起重機(jī)安全生產(chǎn)不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)。嚴(yán)格進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試具有重要的意義，不但可以提高履帶起重機(jī)的安全使用，更可提高制造企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，也是中國(guó)制造走向世界、享譽(yù)世界的保證。

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Stress Testing in the Craw ler Crane Industry in the Application

LI Guo-zhong
(Zhuhai Institute of Special Equipment Inspection Guangdong，Zhuhai Guangdong 519002，China)

China is briefly introduced the current situation of industry of crawler crane,crawler crane stress test the necessity and importance of further reflection and exploration,and stress testing in crawler crane industry in the role and significance of.

crawler crane；stress test；application

TH213.7

B

1672-545X（2013）01-0137-03

2012-10-04

李國(guó)忠（1979—），男，廣東從化人，工程師，工學(xué)學(xué)士，主要研究方向：特種設(shè)備的技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)與安全管理。

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