王冬彬（東營(yíng)市特種設(shè)備檢驗(yàn)所，山東 東營(yíng) 257091）

基于受損橋式起重機(jī)的檢驗(yàn)探討

王冬彬（東營(yíng)市特種設(shè)備檢驗(yàn)所，山東 東營(yíng) 257091）

依據(jù)《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》，起重機(jī)是一種極具危險(xiǎn)性的特種設(shè)備，需依法檢驗(yàn)其質(zhì)量。據(jù)此，本案筆者以橋式起重機(jī)為例，探討受損橋式起重機(jī)的檢驗(yàn)，并談及逆向工程技術(shù)在其中的應(yīng)用。

受損橋式起重機(jī)；逆向工程；檢驗(yàn)

橋式起重機(jī)是一種應(yīng)用十分廣泛的起重機(jī)，其包括控制系統(tǒng)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)及金屬結(jié)構(gòu)三大組成部分。金屬結(jié)構(gòu)由橋架、小車(chē)組成，其在起重機(jī)吊裝運(yùn)行中常因疲勞、超載等原因而出現(xiàn)斷裂、下?lián)稀⑴詮?、裂紋等；運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由吊鉤鋼絲繩、車(chē)輪、軌道及制動(dòng)器等組成，其中吊鉤鋼絲繩易因超載、磨損而出現(xiàn)斷裂、裂紋和變形等故障，制動(dòng)器易因油污、磨損、彈簧失效而出現(xiàn)制動(dòng)臂張不開(kāi)、制動(dòng)輪溫度高、制動(dòng)器不靈活及制動(dòng)力不足等機(jī)械故障，車(chē)輪、軌道常因制動(dòng)不一致、磨損不均勻、安裝存在跨度誤差而出現(xiàn)啃軌故障?？刂葡到y(tǒng)常因起重機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行、電氣設(shè)備老化而出現(xiàn)電氣故障和安全附件故障，其中安全附件包括起重量限制器、行程及高度限位器等。為了提高受損橋式起重機(jī)的檢驗(yàn)質(zhì)量，本文擬采用逆向工程技術(shù)。

1 逆向推導(dǎo)的檢驗(yàn)重點(diǎn)

逆向工程（RE）是一種興起于20世紀(jì)80年代的先進(jìn)制造技術(shù)，其以零件原型構(gòu)造產(chǎn)品、工程設(shè)計(jì)模型為前提條件，全面剖析、檢驗(yàn)以往的產(chǎn)品，從而對(duì)其進(jìn)行改善。目前，逆向工程常用來(lái)復(fù)制以往的零件、復(fù)原磨損或受損件，注意逆向工程技術(shù)并非仿制，而是先根據(jù)材料學(xué)、工程學(xué)及現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)等進(jìn)行分析，再快速制出技術(shù)含量高、附加值高的新產(chǎn)品，具體操作流程如下：數(shù)據(jù)采樣→數(shù)據(jù)處理→建構(gòu)三維模型→快速成型制造→虛擬現(xiàn)實(shí)。

下面，筆者簡(jiǎn)述逆向工程技術(shù)在受損橋式起重機(jī)檢驗(yàn)中的應(yīng)用，其逆向推導(dǎo)的檢驗(yàn)重點(diǎn)包括：

1.1 金屬結(jié)構(gòu)

橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)的重點(diǎn)是監(jiān)測(cè)金屬零部件的疲勞、健康狀況，以判定起重機(jī)的安全性與安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)是否相符。綜合前文，可歸納出金屬結(jié)構(gòu)的失效模式包括整體失穩(wěn)、非整體失穩(wěn)及塑性變形。其中，疲勞是引起金屬結(jié)構(gòu)失效的內(nèi)因，即：在交變應(yīng)力的影響下，金屬構(gòu)造易出現(xiàn)微裂紋，并緩慢延伸成可見(jiàn)性裂紋，且在超過(guò)一定限度后引起金屬結(jié)構(gòu)斷裂，最后失效；超載是外因，即：當(dāng)應(yīng)力遠(yuǎn)比金屬材料的極限彈性值大時(shí)，根除外力后仍無(wú)法完全恢復(fù)變形，而殘留的變形是一種塑性變形，易引起金屬結(jié)構(gòu)（非）整體失穩(wěn)。據(jù)此，監(jiān)測(cè)金屬結(jié)構(gòu)的疲勞、健康狀況是檢驗(yàn)受損橋式起重機(jī)的有效手段。

1.2 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

針對(duì)橋式起重機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的檢驗(yàn)，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)零部件的磨損與裂紋、制動(dòng)器有無(wú)油污及其縫隙與標(biāo)準(zhǔn)是否相符，并就出現(xiàn)的啃軌現(xiàn)象，檢驗(yàn)跨度差異的影響。

1.3 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)失效的主因是操作失誤、未按要求維護(hù)保養(yǎng)，具體歸結(jié)為人為因素。因此，在控制系統(tǒng)檢驗(yàn)中，既要檢驗(yàn)設(shè)備，又要嚴(yán)格監(jiān)管操作人員的行為，并制定特種設(shè)備安全監(jiān)管體制加以約束。

2 受損橋式起重機(jī)的修復(fù)

橋式起重機(jī)在受損后，需進(jìn)行更換或修復(fù)，并在修復(fù)結(jié)束后，先確認(rèn)其與安全標(biāo)準(zhǔn)相符，再繼續(xù)投入使用，具體修復(fù)內(nèi)容包括：

2.1 主梁斷裂的修復(fù)

倘若起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)因主梁斷裂而受損，則需整體更換電氣控制系統(tǒng)與受損部件，而對(duì)于斷裂的主梁，要求先用砂輪機(jī)打磨斷裂處，以提高其表面的光滑平整度，再去除雜質(zhì)，然后用一塊新的Q345T鋼板進(jìn)行焊接，注意在這一過(guò)程中，要求取消受損部件的裝配工藝圓孔，并設(shè)法無(wú)限提高焊接處的剛度和強(qiáng)度。

例如，一輛QD400∕150-28.9受損橋式起重機(jī)在吊升時(shí)，用于綁扎主梁的鋼絲繩被拉斷，導(dǎo)致主梁從7.5m高處墜落。事故造成主梁的兩端受損、金屬結(jié)構(gòu)的局部、電氣元件大部分受損、“三合一”電機(jī)的減速機(jī)受損、司機(jī)室與其內(nèi)設(shè)的聯(lián)動(dòng)控制臺(tái)受損。為此，整體更換電氣控制系統(tǒng)、“三合一”電機(jī)的減速機(jī)、司機(jī)室與其內(nèi)設(shè)的聯(lián)動(dòng)控制臺(tái)。對(duì)于主梁結(jié)構(gòu)件的不同受損部位，要求采取下列修復(fù)方案：1.對(duì)于司機(jī)室一端，主梁副腹板變形且呈波浪狀，要求先采取冷作變形校正法恢復(fù)副腹板與下蓋板至原位，再用槽鋼加強(qiáng)局部結(jié)構(gòu)，以提高其剛度和強(qiáng)度；2.對(duì)于另一端，行走機(jī)構(gòu)的平衡臂劇烈擺動(dòng)導(dǎo)致副腹板頂處材料變形，要求先采取氧割法割除變形部位，再用手動(dòng)砂輪機(jī)打磨切割處，然后用一塊新的Q345-B鋼板焊補(bǔ)，并取消受損部位的Φ 250裝配工藝圓孔及提高補(bǔ)焊處的剛度、強(qiáng)度。

2.2 裂紋的修復(fù)

對(duì)于橋式起重機(jī)而言，裂紋極具危害性。鑒于橋式起重機(jī)在材質(zhì)、結(jié)構(gòu)上都具有明顯的差異，則裂紋的整體表現(xiàn)也會(huì)存在區(qū)別，即：出現(xiàn)裂縫的部位可能是焊縫、焊接熱影響區(qū)、焊縫表面或是其內(nèi)部；部分裂紋具有宏觀性，而部分則具有微觀性，且需用顯微鏡觀察。鑒于起重機(jī)上裂縫具有差異性，則要求從客觀實(shí)際出發(fā)進(jìn)行修復(fù)，具體如下：首先了解缺陷的具體部位、材質(zhì)、尺寸和板厚等信息，然后再清除干凈，并在必要時(shí)進(jìn)行表面探傷檢查。

3 結(jié)語(yǔ)

橋式起重機(jī)性能的衡量指標(biāo)是安全性，而整機(jī)的安全性通常體現(xiàn)在金屬結(jié)構(gòu)上。因此，在受損橋式起重機(jī)檢驗(yàn)中，引入逆向工程原理非常必要，并從客觀實(shí)際出發(fā)擬定修復(fù)方案，以提高起重機(jī)整體結(jié)構(gòu)的剛度與強(qiáng)度。

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