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        岸橋小車軌道短軌損壞和缺陷形式分析及修復

        2023-01-02 17:23:37王少華
        中國設(shè)備工程 2022年5期
        關(guān)鍵詞:車輪小車焊縫

        王少華

        (上海振華重工股份有限公司,上海 200125)

        隨著我國港口的不斷發(fā)展,迫切地需要各種機械產(chǎn)品用于其中,因為港口機械產(chǎn)品的運用能夠在很大程度上減少人力、物力以及財力,這就推動了港口經(jīng)濟的快速增長??梢哉f,港口機械產(chǎn)品在港口的實際發(fā)展過程中發(fā)揮著十分重要的作用。隨著岸橋使用率和頻率的增加,使小車軌道損壞現(xiàn)象愈發(fā)頻繁。軌道破損不僅會產(chǎn)生噪聲和沖擊振動,如果情況嚴重,甚至會造成設(shè)備停止運行。本文將以岸橋小車短軌為主要研究對象,對其損壞和缺陷形式進行了闡述。

        1 岸橋小車軌道短軌的損壞和缺陷形式

        對于這些研究的成果而言,關(guān)于岸橋小車軌道短軌的損壞和缺陷形式,主要可以概括為以下幾個方面。

        1.1 短軌簡介

        承軌梁的前后大梁質(zhì)檢銜接處是負載能力最為脆弱的部分,而短軌就是位于前后大梁鉸點處的軌道,能夠與普通長軌有效銜接。通常來說,短軌屬于特殊制造,可以承受高于其他組件所能承受的沖擊力,并且一旦出現(xiàn)因短軌接頭承載力不足,導致承軌梁和軌道出現(xiàn)形變的問題,必然會造成小車的運行振動,形成軌道沖擊,影響裝置的正常使用。

        早期的短軌與長軌大多采用魚尾板加緊對接接頭的形式,用以保證設(shè)備的穩(wěn)定性。但由于此類形式的對接處容易出破損狀況,產(chǎn)生小車顛簸,因此,當前通常采用焊接連接軌道進行取代,確保小車行駛過程的安全性。

        1.2 短軌的損壞形式

        1.2.1 短軌邊緣崩裂

        短軌采用的是螺栓固定組成形式,在長時間的軌道振動中,容易在軌道外側(cè)邊緣出現(xiàn)金屬脫落的情況形成缺口、裂痕。如果此類問題得不到及時、有效的處理,不僅會導致小車輪表面和導向輪踏的結(jié)構(gòu)損壞,影響相關(guān)裝置的使用壽命,還會造成動力能源的大量耗損,產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟損失。通過分析多個實際案例可知,造成軌道振動,引發(fā)短軌邊緣崩裂的主要原因是小車運行線路角度設(shè)置不夠科學,導致軌道長期遭受導向輪的擠壓產(chǎn)生缺口。為了消除此類問題,當前制造商會在小車輪上安裝偏心套裝置,幫助小車進行直線度的調(diào)整調(diào)整,確保運行穩(wěn)定。

        1.2.2 短軌縱向開裂

        短軌縱向開裂屬于脆性斷裂,通常是由于材料質(zhì)量不佳,無法有保持高強度的抗震動能力,使得短軌所能承受的負載力遠低于材料的屈服強度,從而產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。同時,短軌是以高鉻合金結(jié)構(gòu)鋼作為構(gòu)成原料,在使用時需要進行材料的淬火熱處理,才能確保材料的高強度和耐腐蝕性,但由于鉻金屬本身容易引發(fā)高溫回火脆性,使材料的斷裂強度降低,加快裂紋擴散的速度,造成嚴重的安全隱患。因此,為了避免此類破損現(xiàn)象的產(chǎn)生,需要優(yōu)化熱處理技術(shù),提高材料的實際性能,避免回火脆性的發(fā)生。

        1.2.3 短軌接頭處崩裂

        短軌接頭崩裂,通常發(fā)生在短軌銜接處,裂紋形式為延性斷裂。其形成原因與縱向開裂的回火脆性有一定聯(lián)系,主要是由于軌道材質(zhì)和結(jié)構(gòu)與實際應(yīng)用情況不符,難以保證長時間、高質(zhì)量的使用,容易受環(huán)境因素的影響,使得結(jié)構(gòu)耐久性下降,為裂紋的分散提供了傳播路徑,導致安全隱患的產(chǎn)生。鑒于二者的故障聯(lián)系性,可采用相同的解決措施進行處理,即提高熱處理的質(zhì)量,選擇高質(zhì)量的原材料。

        1.3 短軌的缺陷形式

        1.3.1 對接焊縫缺陷

        (1)通常是由于焊接技術(shù)應(yīng)用不夠合理,使焊縫處存在凹坑狀破損。此類缺陷容易造成小車振動,導致小車輪嚴重受損并伴有軌道開裂狀況的產(chǎn)生。

        (2)在焊接時缺少對排裝工作的有效把控,使對接處出現(xiàn)結(jié)構(gòu)扭曲,這種缺陷同樣會造成小車振動、搖擺不定,干擾司機的駕駛舒適度。同時,還會導致小車軌道和小車輪的嚴重磨損。

        以上兩種缺陷通常采用具有針對性的電焊方法進行解決,如使用電阻焊,可以降低軌道的形變和錯位,適用于小車軌道的地面制造。而對于高空的維護修理需要使用手工電弧焊。同時,在工作開展前,需要進行預熱保溫,確保裝置具有一定的自由收縮能效,減少應(yīng)力的產(chǎn)生,保障焊接質(zhì)量。

        1.3.2 軌道排裝缺陷

        (1)軌道排裝缺陷體現(xiàn)為軌道一側(cè)的順環(huán)脫落,主要是由于短軌之間的間隙設(shè)置不夠合理,達不到實際建設(shè)的4MM應(yīng)用標準。

        (2)軌道底板道裂脫落,也是軌道排裝缺陷的表現(xiàn)形式之一,通常是因為軌道底板缺少定期的維護與保養(yǎng),受自然環(huán)境的影響,出現(xiàn)金屬銹蝕,降低材料結(jié)構(gòu)強度,引發(fā)貫通性裂紋的產(chǎn)生。

        1.3.3 小車輪排裝缺陷

        小車輪的軌跡呈現(xiàn)不斷變化的趨勢,較深的痕跡是小車輪與軌道間不斷滑動形成的。若小車輪端平面與軌道不平行或出現(xiàn)較大偏差,勢必會被其他3個輪子所影響,該車輪每轉(zhuǎn)動一周就被迫滑回回位,在軌道上留下了摩擦的痕跡。這種缺陷會產(chǎn)生異常響動,并加快車輪的磨損。

        2 岸橋小車短軌修復工藝方案

        2.1 檢查測量

        短軌焊接施工前后及焊接過程中,應(yīng)進行必要的檢查測量,以掌握相關(guān)零件尺寸及位置情況、影響焊接和安裝的輔助材料的布置情況,并根據(jù)測量結(jié)果和規(guī)范要求進行相應(yīng)調(diào)整和預留。測量方法如下:

        (1)短軌與長軌焊縫預留長度、短軌絞點處間隙。

        (2)前后短軌平行度。

        (3)短軌墊板規(guī)格與平面度。

        (4)短軌直線度。

        (5)長、短軌踏面高度、硬度。

        (6)前后大梁承軌梁高低差。

        (7)大梁下絞座高度(磨損情況)。

        (8)小車跑偏情況(包括水平輪磨擦軌道情況)。

        (9)焊接參數(shù)檢查測量。

        2.2 施工控制

        小車短軌與長軌焊接安裝質(zhì)量主要受到軌道焊接和安裝施工過程的各個工藝要素的影響。焊接工藝參數(shù)控制不當或不足,焊接區(qū)域?qū)a(chǎn)生較大應(yīng)力或變形,與軌道和焊縫狀態(tài)相關(guān)的岸橋零部件安裝工藝不符合規(guī)定要求,軌道和焊縫在小車運行中將會承受額外作用力,上述嚴重情形均會導致焊縫開裂。如何使小車軌道和軌道焊縫在小車運行中處于良好的狀態(tài),是一個比較系統(tǒng)的工作,需要在以下幾個方面進行工藝質(zhì)量控制,在施工中嚴格遵守工藝規(guī)程,執(zhí)行施工前后測量、過程檢測與記錄。

        2.2.1 焊接工藝控制

        (1)焊接參數(shù)(預熱,道間和后熱方式、溫度、時間,焊接電流、焊接速度)、施焊規(guī)范(焊縫清理、施焊方式):按照工藝規(guī)程GTC-18(NT)、焊接工藝規(guī)程WPSTP08-01&02執(zhí)行,保證焊接接頭分層進行,焊縫飽滿,焊接前后加熱長度、溫度和時間符合規(guī)定。

        (2)焊工技能。

        (3)環(huán)境因素(風速、天氣溫濕度、軌道焊縫清潔度):雨天和有霧情形下、相對濕度大于90%、氣溫小于-5℃、風速大于3級且無擋風措施、有結(jié)露的晚間室外環(huán)境,均不能進行焊接。

        (4)焊接材料工具(焊條規(guī)格及使用時間、保溫箱、保溫筒、測溫儀、焊機):焊條使用前,必須按照工藝規(guī)程GTC-18(NT)要求進行烘焙、防潮。

        2.2.2 安裝工藝控制

        (1)軌道對接焊縫寬度、定位:按工藝規(guī)程GTC-18(NT)進行對接,保證接頭間隙15~20mm,調(diào)整好長短軌之間的直線度,在長度2m內(nèi)小于1mm。

        (2)軌道與墊板支承面不平度在2m內(nèi)小于5mm,接觸度大于75%,軌道與承軌梁之間的間隙小于0.5mm。

        (3)軌道壓板壓緊要求,取預緊力矩30%,不能壓得過緊,以不影響短軌焊接收縮為準。

        (4)焊后打磨設(shè)備及打磨要求:采用磨軌機打磨軌道表面,2m內(nèi)平面度小于0.5mm。

        (5)前大梁下絞座中心至承軌梁上平面的高度偏差小于±2mm。

        2.2.3 檢查測量

        上述小車軌道焊接和安裝控制要素規(guī)范要求及檢測必須按照QW/GSZA-01-2012(港口機械和鋼結(jié)構(gòu)檢驗標準)、QW/GSZA-03-2012(岸邊集裝箱起重機安裝驗收規(guī)范)測量符合后,才能進行下一步施工安裝。

        3 結(jié)語

        綜上所述可知,目前岸橋軌道短軌的損壞和缺陷形式已相當清晰。短軌損壞體現(xiàn)在制造工藝,現(xiàn)場焊接,后期維保等各個方面。制造商加強出廠檢驗,合理避免和防止短軌損壞和減少缺陷,提高用戶方設(shè)備運營效率將帶來更多的經(jīng)濟效益。

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