文/楊波、王東 煙臺市特種設(shè)備檢驗研究院 山東蓬萊 265600

起重機(jī)械無損檢驗技術(shù)探究

文/楊波、王東 煙臺市特種設(shè)備檢驗研究院 山東蓬萊 265600

在起重機(jī)械檢驗中，加強無損檢測技術(shù)的應(yīng)用，可以將以前只能定性分析的問題科學(xué)準(zhǔn)確地拿出定量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對問題的定性定量分析，提升了起重機(jī)械的檢驗質(zhì)量。鑒于此，本文對起重機(jī)械無損檢驗技術(shù)進(jìn)行了分析探討，僅供參考。

起重機(jī)械；無損檢測；檢測方法應(yīng)用

一、起重機(jī)械無損檢測概述

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，根據(jù)不同的生產(chǎn)需求，起重機(jī)械的品種也越來越多。針對起重機(jī)械的不同作用，根據(jù)其具體應(yīng)用，在結(jié)構(gòu)、設(shè)計、制造等方面都有不同的特點。在起重機(jī)械的檢測過程中，尤其是鋼結(jié)構(gòu)本身的檢測和對焊縫的對接，要求非常嚴(yán)格。這就需要對起重機(jī)械的檢測必須嚴(yán)格按照操作標(biāo)準(zhǔn)，使用各種不同的方法進(jìn)行檢測，從而保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。起重機(jī)械的結(jié)構(gòu)大多是由鋼制成，而鋼件的一個特點是表面容易開裂。重型機(jī)械的結(jié)構(gòu)和焊縫開裂痕跡是不允許存在的，而無損檢測方法，可以很容易地發(fā)現(xiàn)一些小裂紋在重型機(jī)械，這是其他方式做，不會損壞重型機(jī)械的功能和完整性。

二、起重機(jī)械檢驗檢測時常用的無損檢測方法

1.射線檢測

X射線可以穿透可見光不能穿透物體，同時通過物體可以使原子電離，產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)。因此，如果局部缺陷可導(dǎo)致透射X射線強度的變化，在這個時候，用膠片顯影強度檢測，可以判斷和確定位置和工件中存在的缺陷尺寸的缺陷。提升機(jī)械拉伸結(jié)構(gòu)件焊接接頭內(nèi)部缺陷的檢測。起重機(jī)械和鍋爐、壓力容器等壓力設(shè)備，相比于壁厚薄，使用常規(guī)的X射線可以用來檢查起重機(jī)械的重量。射線檢測的對象主要是連接鋼板或鋼管焊接工件的厚度、形狀規(guī)則，如鉤板和夾板焊縫的主要結(jié)構(gòu)、橋式、門式起重機(jī)主梁翼緣板和腹板焊接梁和上、下蓋板、平板對接焊縫，焊縫和塔橋式起重機(jī)零部件對接焊接等。X射線檢測有一個清晰的圖像，并可以永久保存的功能，所以更多的應(yīng)用程序，如圖1，圖2。

2.超聲波檢測

超聲波是頻率高于20000Hz的機(jī)械波，其中超聲探傷常用的頻率為1～5MHz。超聲波因具有方向性好，能量高，穿透能力強，遇界面產(chǎn)生反射、折射和波形轉(zhuǎn)換的特點常被用來進(jìn)行探傷。

超聲波一般用于重型機(jī)械的金屬結(jié)構(gòu)和焊接接頭的內(nèi)部缺陷的檢測。如裂紋檢測、鍛造鉤內(nèi)夾雜物等缺陷，焊縫缺陷和高強度螺栓吊車結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷等。超聲波探傷的優(yōu)點是靈敏度高、速度快、成本低、對人體無害，并能定位和定量的缺陷；缺點是對缺陷的顯示不直觀，檢測結(jié)果易受主觀因素的影響，適用于厚度較大的零件的檢測，如圖3所示。

3.磁粉檢測

鐵磁性工件被磁化后，漏磁場可以形成對工件表面，然后，缺陷的位置、大小和形狀可以通過觀測原理，磁場是由漏磁磁場吸收。磁粉檢測具有以下特點：（1）可檢測鐵磁性材料表面和近表面（通常小于3毫米）的缺陷，在開放和不開放；（2）可直接顯示缺陷的位置、大小和形狀；（3）檢測靈敏度高，可檢測缺陷（4微米寬；低成本、快速檢測）。因此，磁粉探傷特別適用于起重機(jī)械鑄件、鍛件、焊縫及機(jī)加工件的表面和近表面缺陷檢測。圖4對鋼對接焊縫磁粉探傷的檢測。

4.滲透檢測

滲透測試是一種基于毛細(xì)管作用原理的無損檢測方法。金屬材料和非金屬材料中可檢測到表面裂紋、疏松、夾渣等缺陷。這些微妙的表面開口是很難通過直接目視檢查來檢測。滲透測試不受被檢測工件的物理性質(zhì)和化學(xué)成分的限制，并且可以檢查磁性材料和非磁性材料、金屬材料和非金屬材料。由于水和電的使用，滲透測試是特別適合于現(xiàn)場檢測。滲透檢測不受工件的幾何形狀和缺陷的影響，但檢測速度慢，因為使用了化學(xué)試劑的檢測劑，對人體健康和環(huán)境有較大的影響，如圖5所示。

5.聲發(fā)射檢測

應(yīng)力作用下材料的變形和裂紋擴(kuò)展是結(jié)構(gòu)失效的重要機(jī)制。在材料的局部區(qū)域，應(yīng)力集中，可以迅速釋放能量，產(chǎn)生瞬態(tài)彈性波，稱為聲發(fā)射。聲發(fā)射技術(shù)是在1950由德國凱塞（Kaiser）開始研究，60年代初，美國Green（綠色）誰在無損檢測領(lǐng)域開始了聲發(fā)射技術(shù)的研究，并獲得了快速發(fā)展。聲發(fā)射檢測是一種通過接收和分析材料的聲發(fā)射信號來評價材料的性能或結(jié)構(gòu)完整性的無損檢測方法。塑性變形過程、應(yīng)力腐蝕、裂紋萌生和擴(kuò)展過程可以產(chǎn)生聲發(fā)射現(xiàn)象。聲發(fā)射信號可以連續(xù)檢測，監(jiān)測材料內(nèi)部變化的全過程。因此，聲發(fā)射檢測是一種動態(tài)無損檢測方法。聲發(fā)射檢測如圖7和圖8所示。聲發(fā)射檢測的特點：（1）聲發(fā)射檢測儀檢測被測對象本身的能量，而不是通過超聲波或X射線無損檢測儀器提供的；（2）實時信息可顯示或提供工件缺陷與載荷、時間、溫度等變量的變化，在線監(jiān)測安全評估，因此特別適用于大型起重機(jī)的操作過程；（3）聲發(fā)射檢測是線性缺陷敏感，可以在這些缺陷的外部應(yīng)力活動的情況下檢測到，一個穩(wěn)定的缺陷不產(chǎn)生聲發(fā)射信號；（4）接近工件的要求，所以適合特殊檢測危險環(huán)境，如高溫、輻射、易燃、易爆和有毒的環(huán)境。在起重機(jī)的安全性能的過程中，除了上述的無損檢測方法外，還存在視覺檢測和振動試驗對起重機(jī)各部件的整體性能和金屬結(jié)構(gòu)的試驗。

結(jié)語：

無損檢測這一現(xiàn)代技術(shù)手段在起重機(jī)械安全檢驗中的廣泛應(yīng)用，必將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益、安全效益和社會效益。

[1]張凱,王健.無損檢測與評價在起重機(jī)械檢驗中的應(yīng)用[J].機(jī)械工程與自動化,2014,01:220-222.

[2]喬宇.基于起重機(jī)械無損檢測的常見技術(shù)研究[J].山東工業(yè)技術(shù),2014,13:67.

[3]賈華龍.聲發(fā)射在機(jī)械結(jié)構(gòu)缺陷檢測中的應(yīng)用[D].昆明理工大學(xué),2014.

[4]蔡福海.起重機(jī)桁架臂疲勞壽命與可靠性研究[D].大連理工大學(xué),2014.