方迎軍　郭萬里

【摘? 要】隨著時(shí)代的發(fā)展，我國的工業(yè)設(shè)備種類越來越多，在性能上也比以前有了很大的提升。盡管如此，腐蝕問題一直我國金屬設(shè)備正常運(yùn)行的主要問題?；诖?，本文首先介紹了腐蝕環(huán)境對(duì)臂架結(jié)構(gòu)應(yīng)力影響，接著分析了腐蝕檢測(cè)方法，最后介紹了起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)腐蝕預(yù)防措施，希望能夠提供相關(guān)借鑒，切實(shí)保障起重機(jī)結(jié)構(gòu)的承載性能。

【關(guān)鍵詞】腐蝕環(huán)境;起重機(jī);金屬結(jié)構(gòu);影響及防護(hù)

引言

一般情況下，起重機(jī)都是在比較潮濕或者是露天的環(huán)境中的，這種情況使得起重機(jī)的表皮油漆很可能會(huì)受到損壞，從而導(dǎo)致起重機(jī)的性能大大下降。在導(dǎo)致起重機(jī)腐蝕的因素中主要包括了作業(yè)環(huán)境的酸堿性介質(zhì)排布狀況、溫度以及濕度等，在這些因素中，影響最為明顯的就是濕度，作業(yè)環(huán)境的濕度如果超過了正常值，就會(huì)導(dǎo)致起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)腐蝕。據(jù)調(diào)查，全世界因?yàn)楦g問題而報(bào)廢的金屬設(shè)備大概有金屬產(chǎn)量的20%～40%。所以說，為了節(jié)約資源，就一定要采取相關(guān)的防護(hù)措施來解決起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕問題。

1.起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)腐蝕機(jī)理

起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕機(jī)理是比較簡(jiǎn)單的，起重機(jī)在很多作業(yè)中都是在常溫大氣環(huán)境中進(jìn)行的，這使得起重機(jī)很容易受到空氣中的水分以及其它污染物的電化學(xué)、化學(xué)的作用。另外，其中金屬結(jié)構(gòu)表面有一層很薄的水膜，這種水膜是空氣中水分的直接沉降以及大氣溫度的突然變化而產(chǎn)生的凝露，能夠和大氣中的水、二氧化碳、二氧化硫以及塵土、鹽類等相融合.還需要注意的是，在起重機(jī)的正常生產(chǎn)、運(yùn)輸、甚至是在使用過程中也會(huì)受到來自自然環(huán)境以及人為因素而導(dǎo)致的污染。這些因素使得起重機(jī)表面水膜的導(dǎo)電性大幅度增強(qiáng)，腐蝕的速度也就變得越來越快。通常情況下，部分均勻腐蝕以及局部腐蝕是起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)腐蝕的兩種主要的腐蝕種類。其中部分均勻腐蝕指的是腐蝕的介質(zhì)不能夠?qū)ΡＷo(hù)膜材料表面進(jìn)行保護(hù)，部分均勻腐蝕會(huì)使得起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的厚度變得越來越薄，導(dǎo)致金屬結(jié)構(gòu)的韌性發(fā)生變化。局部腐蝕指的是能造成腐蝕的各種因素通過各種不同的形式對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的局部造成影響，從而產(chǎn)生腐蝕的問題。局部腐蝕包含的種類是很多的，其中最為常見的就是縫隙腐蝕、孔腐蝕、晶間腐蝕以及氫腐蝕等?？p隙腐蝕主要在起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)焊接的焊縫處，在這個(gè)位置是很容易有一些腐蝕物質(zhì)的，這些物質(zhì)哎堆積到一定程度以后就會(huì)慢慢的擴(kuò)大腐蝕面積;孔腐蝕在起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的保護(hù)膜和鈍化膜上較為常見，如果保護(hù)膜或者是鈍化膜被破壞的話，在破壞的部分會(huì)形成電化腐蝕;晶間腐蝕主要是從起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的表面從晶界慢慢的向里面深入，主要會(huì)對(duì)金屬的塑性以及強(qiáng)度造成影響;最后就是氫腐蝕了，氫腐蝕主要是在高溫以及高壓的情況下進(jìn)行的，在高溫高壓條件下，氫氣會(huì)侵入金屬的表面，在和某種元素發(fā)生了反應(yīng)以后就會(huì)造成金屬腐蝕。需要注意的是，部分均勻腐蝕和局部腐蝕都是起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)腐蝕，它們兩種腐蝕類型發(fā)生的機(jī)理幾乎是一樣的。

2.腐蝕檢測(cè)方法研究

目前鋼結(jié)構(gòu)腐蝕損傷的檢測(cè)技術(shù)有了很大的發(fā)展，檢測(cè)技術(shù)也在不斷提高。由于起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)腐蝕存在局部性，金屬表面局部有腐蝕坑，且不均勻分布，采用常規(guī)的檢驗(yàn)方法無法準(zhǔn)確描述其表面特征，檢驗(yàn)人員應(yīng)根據(jù)起重機(jī)實(shí)際使用環(huán)境和檢驗(yàn)條件采取有針對(duì)性的檢驗(yàn)方法，一般可以選用的方法包括超聲波法、渦流法等。

2.1超聲波法

超聲波法是一種重要的腐蝕檢測(cè)方法之一，超聲波監(jiān)測(cè)的原理就是超聲波在金屬的內(nèi)部反射的響應(yīng)關(guān)系，這種方法主要可以用來檢測(cè)監(jiān)護(hù)的厚度以及裂紋缺陷。脈沖反射法是對(duì)起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行超聲波檢測(cè)時(shí)最常用的一種方法。首先需要對(duì)待測(cè)的位置進(jìn)行除銹打磨，接著再使用超聲波測(cè)厚儀對(duì)起重機(jī)進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量出的數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)時(shí)候的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果當(dāng)時(shí)測(cè)量的主要受力結(jié)構(gòu)件斷面腐蝕達(dá)設(shè)計(jì)厚度的10%并且沒有辦法進(jìn)行修復(fù)的時(shí)候，就能夠判斷這個(gè)設(shè)備已經(jīng)達(dá)到了報(bào)廢的標(biāo)準(zhǔn)。超聲波檢測(cè)方法有著靈敏度高、操作靈活以及缺陷可以直接定位的優(yōu)點(diǎn)，到目前為止是一種較為常見的檢測(cè)方法。但是超聲波檢測(cè)方法有著一定的缺點(diǎn)，如果說所需要檢測(cè)的起重機(jī)長(zhǎng)期一直在腐蝕性的環(huán)境中、表面腐蝕的情況較為嚴(yán)重、粗糙度較高的話，金屬接觸面就沒有辦法和超聲波探頭完全的貼合，回波信號(hào)就很可能收不到，示值的測(cè)量就無法保障準(zhǔn)確性。

2.2渦流檢測(cè)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新型技術(shù)應(yīng)用到了腐蝕檢測(cè)中。渦流檢測(cè)技術(shù)就是一種新型的無損檢測(cè)方法，起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)出現(xiàn)腐蝕或者是缺陷的時(shí)候，渦流的強(qiáng)度和分布就會(huì)受到很大的影響，相應(yīng)的檢測(cè)線圈的阻抗和電壓會(huì)因?yàn)闇u流的變化而產(chǎn)生變化，通過這種方式就可以發(fā)現(xiàn)金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)部的腐蝕情況。相較于超聲波檢測(cè)方法，渦流的檢測(cè)方法可以說是有著很大的優(yōu)勢(shì)，這種方法不需要耦合介質(zhì)，檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確性要高很多。然而，渦流檢測(cè)方法對(duì)檢面表面的要求是很高的，檢面的表面在進(jìn)行檢測(cè)之前必須進(jìn)行清潔，在檢測(cè)的過程中不能夠有粉塵等污染物。還需要注意的是，在探頭離開檢測(cè)表面的時(shí)候，檢測(cè)信號(hào)會(huì)受到很大的影響，所以需要有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員進(jìn)行操作。

3.起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)腐蝕預(yù)防措施

3.1選材

在當(dāng)前市場(chǎng)中，起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)主要使用的是型號(hào)為Q235B的鋼材料，這種鋼材料在大部分情況下是滿足標(biāo)準(zhǔn)的。但是在一些特殊的情況下，施工環(huán)境中的腐蝕性介質(zhì)濃度是較高的，普通的鋼材料就沒辦法滿足需求，這時(shí)候就需要使用諸如16MnCu等的合金鋼，這種合金鋼不僅對(duì)金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，還保障了鋼材的化學(xué)穩(wěn)定性，在一定程度上提高了耐腐蝕性。

3.2結(jié)構(gòu)規(guī)劃

在對(duì)腐蝕性強(qiáng)或者是濕度高等施工環(huán)境中的起重機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)規(guī)劃過程中，首先需要注意的事情就是降低死角區(qū)域的產(chǎn)生率，這樣能夠?qū)o法進(jìn)行噴涂或者是積水的現(xiàn)象進(jìn)行避免。其次就是對(duì)焊接方法和銜接的形式進(jìn)行明確，這個(gè)過程一定要建立在縫隙等過渡性區(qū)域產(chǎn)生的影響效果被充分考慮基礎(chǔ)上才能進(jìn)行。其中，為了對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的防腐性能進(jìn)行強(qiáng)化，可以選擇面積較小的圓管或者是方管，并且密封處理截面封閉端口位置，避免二氧化硫等氣體或者是雨水等液體對(duì)金屬結(jié)構(gòu)造成侵襲，保障其穩(wěn)定性。

3.3表面涂裝

表面涂裝是一種較為直接的防腐措施，主要是使用相關(guān)的涂料在起重機(jī)金屬的表面進(jìn)行涂抹，這樣金屬的表面就會(huì)出現(xiàn)一層薄膜，這層薄膜可以很好的對(duì)空氣中的水分或者是其它的污染物進(jìn)行屏蔽，延遲了金屬的腐蝕速度。然而表面涂裝這種方法的屏蔽作用并沒有很強(qiáng)，在維護(hù)時(shí)長(zhǎng)上有著很大的局限性，隨著時(shí)間的推移，涂膜層的完整性還是會(huì)受到腐蝕性氣體或者是液體的破壞，接著漆膜的表層也會(huì)遭到腐蝕，導(dǎo)致涂抹的油漆掉落。除此之外，由于油漆涂膜的特性，其很容易受到外界各種因素的影響，尤其是一些高濕度和高溫度的環(huán)境中，油漆涂膜老化的速度會(huì)比其它的情況要快許多，這時(shí)候其起到的作用也就大大降低?，F(xiàn)如今，在起重機(jī)行業(yè)中，表面涂層以及噴涂是較為常見的方法，對(duì)于起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)防護(hù)來說，是一種比較有目的性的防腐手段。為了達(dá)到防護(hù)的目的，主要使用鋼絲繩表層鍍鋅的措施來對(duì)市政、民生工程進(jìn)行防護(hù)，使用鋼絲繩鍍鉻的方法來對(duì)長(zhǎng)期處于高濕度、腐蝕介質(zhì)濃度高等環(huán)境中的起重機(jī)金屬設(shè)備。在起重機(jī)構(gòu)件中，最為重要的構(gòu)件之一就是鑄鍛件。在對(duì)鑄鍛件進(jìn)行防腐的時(shí)候使用最多的就是熱噴法，這種方法能夠在很大程度上提升起重機(jī)的防腐性能。比如說，可以將粉末噴涂在起重機(jī)加速器的表面，還可以另涂一層環(huán)氧漆來強(qiáng)化金屬結(jié)構(gòu)的防腐性能。在起重機(jī)中，最為關(guān)鍵性的受力裝備就是主梁、小車架以及端梁等金屬結(jié)構(gòu)，如果不好好對(duì)這些金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行防腐，起重機(jī)的整體質(zhì)量和使用價(jià)值就會(huì)大打折扣，所以說一定要采取合適的措施來對(duì)這些金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行防腐。防腐措施可以采取以下步驟：（1）為了將構(gòu)件上的銹跡給清除掉，可以使用酸洗除銹、人工除銹以及噴砂除銹的方法，保障清除以后的構(gòu)件符合相關(guān)的精細(xì)度標(biāo)準(zhǔn)和涂裝工藝清潔度。（2）對(duì)涂料進(jìn)行選擇。一般情況下，如果起重機(jī)是一直在酸性介質(zhì)環(huán)境下工作的話，可以選擇一些耐酸性較好的酚醛樹脂漆來對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的表皮進(jìn)行處理。相反，如果起重機(jī)是一直在堿性介質(zhì)的環(huán)境中工作的話，在金屬結(jié)構(gòu)表皮的處理中可以使用優(yōu)良的環(huán)氧樹脂漆。（3）為了保證防腐到位，在施工之前一定要對(duì)施工的氣候、環(huán)境以及土壤的酸堿性等進(jìn)行綜合的分析，保障萬無一失。

3.4優(yōu)化車間布局

優(yōu)化起重機(jī)設(shè)備制造單位的車間分布對(duì)預(yù)防起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕是很重要的。比如說，可以使用隔絕處理的生產(chǎn)工藝清除車間生產(chǎn)過程中形成的酸堿性氣體，這樣能夠?qū)⒖諝庵酗h散的腐蝕性介質(zhì)的濃度進(jìn)行大幅度的降低，保障金屬介質(zhì)的穩(wěn)定性。為了構(gòu)建優(yōu)質(zhì)型的車間，在進(jìn)行選址的時(shí)候可以對(duì)雨水季節(jié)積水流動(dòng)的方向、風(fēng)向等進(jìn)行考慮。

4.結(jié)束語

總而言之，化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕是造成起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)腐蝕的兩大重要原因，所以說，為了保障起重機(jī)的正常運(yùn)行一定要對(duì)腐蝕的機(jī)理進(jìn)行仔細(xì)研究，并且采取相關(guān)的防護(hù)措施來進(jìn)行防護(hù)。另外還要對(duì)起重機(jī)進(jìn)行定期的檢查，對(duì)在檢查過程中發(fā)現(xiàn)的問題要給予足夠的重視，并且及時(shí)采取措施進(jìn)行解決，提高起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的防腐工作質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]張盾，王毅，王鵬，吳佳佳，戚鵬，陳士強(qiáng)，孫艷.海水環(huán)境生物腐蝕污損與防護(hù) [J].裝備環(huán)境工程，2016.

[2]陳利紅.金屬鐵、銅表面綠色緩蝕劑緩蝕機(jī)理的研究 [D].上海大學(xué)，2015.

[3]陳金貴. 掌上型數(shù)字渦流探傷儀的研制[D]. 南昌航空大學(xué)，2007.

[4]張瑞軍.基于參數(shù)不確定性安全評(píng)估技術(shù)的穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究 [D].北京郵電大學(xué)，2015.

（作者單位：上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司）