顏世峰+姜曉鋒

摘 要：港口起重機在港口是一種主要的運卸貨物的設(shè)備，但是正是因為其的重要性，讓港口的起重機只要出現(xiàn)故障就會帶來巨大的風險，因此本文將從港口起重機的金屬結(jié)構(gòu)裂紋的診斷以及維修這一方面來進行分析，希望能通過本文的研究，能夠?qū)Ω劭谄鹬貦C金屬結(jié)構(gòu)裂紋的診斷以及維修上提供一些幫助，為港口提供更多的安全保障。

關(guān)鍵詞：港口起重機；裂紋；診斷；維修

一、前言

起重機對于港口的作業(yè)來說起到了重要的作用，港口起重機在港口中主要負責的就是貨物的運卸，這樣循環(huán)的工作對于起重機的金屬結(jié)構(gòu)來說是一種很大的挑戰(zhàn)，因為只要起重機的金屬結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題就會影響工作的繼續(xù)，還會給港口的工作人員帶來不小的危險，因此關(guān)于港口起重機金屬結(jié)構(gòu)的裂紋必須予以重視，避免危險的出現(xiàn)。在港口起重機的調(diào)查中，不少起重機都有或多或少的耗損，其中裂紋更是占到了其中的的百分之八十，但是雖然起重機出現(xiàn)為裂紋等故障，但是因為起重機的價格昂貴以及起重機結(jié)構(gòu)零件體積重量過大，一出現(xiàn)問題就更換的事情是不允許的因此關(guān)于起重機金屬結(jié)構(gòu)裂紋方面的研究是十分有價值的，這樣才能夠保證港口的經(jīng)濟效益以及人員的人身安全。

二、港口起重機裂紋的診斷

在港口起重機上金屬結(jié)構(gòu)的裂紋是一種非常常見的問題，雖然這些問題的存在并不影響起重機正常的工作，但是卻是一種潛在的危險，假如這些裂紋加速裂開就會成為金屬結(jié)構(gòu)斷裂的事故，因此雖然裂紋暫時不影響起重機的正常工作，但是仍然要把診斷以及維修看成一件重要的事情。關(guān)于起重機裂紋的診斷也是根據(jù)手里以及結(jié)構(gòu)等多種原因分析的出結(jié)論決定起重機是否應(yīng)該繼續(xù)的工作還是停止工作進行修理。

在工程斷裂力學中，裂紋存在著一個臨界的裂紋長度，當達到了這個臨界值就說明機器不能繼續(xù)使用，當裂紋的長度沒有達到這個臨界值時，就說明仍然可以繼續(xù)使用。這個臨界的裂紋長度是根據(jù)公式測出，裂紋長度是ac：

其中一般情況下σmin=0，這是因為在不吊重的時候，金屬結(jié)構(gòu)的裂紋地方的受力應(yīng)該是0，這樣的情況下ac的數(shù)值就比真正的數(shù)值小，這樣也就更能夠保證起重機的安全。其中f代表的是修正的參數(shù)。

三、起重機裂紋的維修

在根據(jù)起重機金屬結(jié)構(gòu)的裂紋診斷系統(tǒng)進行一些的判斷后，就能夠確定港口起重機的金屬結(jié)構(gòu)是應(yīng)該進行更換還是應(yīng)該維修。對于起重機的金屬結(jié)構(gòu)的裂紋一般情況下就是用焊接的方法對那些裂紋進行維修。對于這些應(yīng)該進行維修的裂紋首先需要做的就是判斷裂紋產(chǎn)生的原因，一般情況下裂紋產(chǎn)生主要是因為使用強度大、銹蝕、焊接等，之后就可以根據(jù)裂紋產(chǎn)生的原因來進行對應(yīng)的維修手段，除此之外還應(yīng)該對裂紋自身的情況進行確定，比如裂紋的長度以及深度，對這些進行檢查后就可以確定是屬于穿透性的裂紋還是非穿透性的裂紋，之后再根據(jù)實際的情況對維修的方法進行選擇。對于穿透性的裂紋進行補救的時候，就應(yīng)該對整個裂紋部分進行揭露，并對整個裂紋長度的地方進行焊接，對裂紋長度的方向進行焊縫邊的處理。之后對于裂紋的尾部還應(yīng)該進行止裂孔操作。除此之外，有時還會對焊縫的反面進行底焊，有時也會借助墊板來進行焊接，讓焊接的過程進行的更加的順利。在對非穿透性裂紋進行維修的時候，應(yīng)該使用沿裂縫深度進行整個焊透的單面焊接，之后對裂紋的尾部加上止裂孔，止裂孔不需要進行補焊，或者使用反向補焊的方法進行對接焊縫實行焊接。在進行維修時，還應(yīng)該對焊縫有裂紋或者是有其他需要維修的地方，應(yīng)該對裂紋的長度進行一定長度的增加之后再進行補焊。這時候就會運用到氣割的方法來進行焊接，直到對有其他缺陷的焊縫維修到有金屬光澤的時候才算焊接的完成。補焊的時候還應(yīng)該有溫度的要求，達到一定的溫度高度之后在進行補焊，除此之外對于補焊的次數(shù)也有一定的要求，最好是不應(yīng)該超過三次，三次之后這個部位再有裂紋出現(xiàn)后就應(yīng)該對這個裂紋所處的部件進行替換，這是因為焊接的焊縫已經(jīng)與母體已經(jīng)脆化。在焊縫后在同一位置再次出現(xiàn)裂紋也是需要重點關(guān)注的，主要有幾種可能，首先是再次出現(xiàn)裂紋的地方已經(jīng)出現(xiàn)脆化，所以就算再次進行焊接之后還是會有裂紋的出現(xiàn)，還有一種可能在裂紋部分的力流不順暢，這就讓裂紋所處的部位受力過大也會讓同一部位出現(xiàn)裂紋，還有的可能性是裂紋附近不問的橫隔板等有問題，這些橫隔板的問題引起了裂紋部位出現(xiàn)問題，最后就是起重機運載的貨物太重，已經(jīng)超過了起重機的荷載重量，這樣也會對起重機造成一定的影響，讓起重機的金屬結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂紋。假如裂紋出現(xiàn)的時間過短也有可能是上一次的焊接不到位，或者是停止工作時間過短。起重機的金屬結(jié)構(gòu)裂紋的修補質(zhì)量對于港口的經(jīng)濟效益的提高有很大的幫助，因此必須保證修補程序的準確進行，這樣才能夠保證起重機金屬結(jié)構(gòu)的安全性。

四、起重機裂紋出現(xiàn)的原因

對于起重機金屬結(jié)構(gòu)的裂紋除了要對金屬結(jié)構(gòu)的裂紋進行診斷以及維修之外，還應(yīng)該對裂紋出現(xiàn)的原因進行研究，這樣才可以在一定程度上從根源來避免裂紋的出現(xiàn)。裂紋大部分都是因為起重機疲勞造成的，起重機的金屬結(jié)構(gòu)的母材也會對裂紋的出現(xiàn)產(chǎn)生一定的影響。鋼材在反復(fù)負載的情況下，會出現(xiàn)一種突發(fā)性的破壞，主要是鋼材在彈塑性的階段，反復(fù)進行負載甚至超出負載量就會讓鋼材的變形，這樣就讓鋼材變硬從而含有一定的脆性，這樣就會導致一些微小的裂紋的出現(xiàn)。沸騰鋼的表面是一個雜質(zhì)很少的、基本上是純鐵的薄層。中間含有許多的碳、磷等物質(zhì)，就會形成正偏析，再加上有毒氣體就會產(chǎn)生比較嚴重的偏析現(xiàn)象。這樣沸騰鋼的缺點就顯現(xiàn)了出來，沸騰鋼在焊接的時候極其容易產(chǎn)生裂紋，因此可焊性就比較差，再加上有害氣體的原因就加強了它的冷脆性。在我國早期港口起重機的金屬結(jié)構(gòu)大本分使用的是沸騰鋼，這也是那時金屬結(jié)構(gòu)極易開裂的一個原因。鎮(zhèn)定鋼是起重機主要受力的金屬結(jié)構(gòu)使用的母材，這是因為鎮(zhèn)靜鋼的偏析程度小，相對于沸騰鋼來說它的冷脆性更小，鎮(zhèn)靜鋼的可焊性以及抗腐蝕能力也比沸騰鋼好上不少，但是鎮(zhèn)靜鋼并不具備所有的優(yōu)點，在塑性上沸騰鋼就比鎮(zhèn)靜鋼要高上不少，這是因為鎮(zhèn)靜鋼中硅的含量比較高的緣故。

在起重機進行應(yīng)力時，一般都是雙向或者三向的應(yīng)力，這樣就會讓材料的受力狀態(tài)比較復(fù)雜，這時候就會讓剛才變得更加的脆弱。因此在選擇母體材料的時候，一般就會選擇材料本身缺點比較少的鋼材。

起重機的金屬結(jié)構(gòu)的裂紋診斷以及維修是一個復(fù)雜的問題，整個過程所牽扯的學科也很多，因此想要對港口起重機的金屬結(jié)構(gòu)裂紋有一個詳細深入的了解，是需要時間以及經(jīng)歷的一件事情。隨著科技的不斷發(fā)展，對金屬結(jié)構(gòu)的研究也會起到很大的幫助，只有在研究上進行的更加深入、全面才能夠讓港口的起重機以及港口工作人員的安全得到保障。

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