橋架型起重機再制造毛坯無損檢測研究

王允 劉愛國 郭倩

摘 要：本文探討了無損檢測在橋架型起重機再制造中的應用，提出了根據起重機再制造毛坯的材質、結構、形狀、制造工藝、服役條件和檢測目的來選擇適用的無損檢測方法，并指出不同的再制造起重機工件適用的無損檢測方法和檢測的內容。

關鍵詞：橋架型起重機；再制造；無損檢測

中圖分類號：TG115.28；TJ05 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）19-0046-04

Study on Nondestructive Testing about Remanufacturing

Old Parts of Bridge Crane

WANG Yun1，2 LIU Aiguo1，2 GUO Qian1

（1. Special Equipment Safety Inspection and Research Institute of Henan Province，Zhengzhou Henan 450000；2.National Center for Quality Supervision and Inspection of Overhead， Gantry Cranes and Lightweight Hiosts（Henan），Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： This paper discussed the application of nondestructive testing in the remanufacture of bridge type cranes， and put forward the application of nondestructive testing methods based on the material， structure， shape， manufacturing process， service conditions and testing purposes of the remanufacture of the crane. It also pointed out the applicable NDT methods and contents of different remanufacturing cranes.

Keywords： bridge crane；remanufacture；nondestructive detection

1 研究背景

再制造屬于先進制造技術范疇，國務院頒布的《中國制造2025》[1]中明確提出：“大力發(fā)展再制造產業(yè)，實施高端再制造，智能再制造，促進再制造產業(yè)可持續(xù)發(fā)展。”“十三五”規(guī)劃也把再制造業(yè)納入發(fā)展規(guī)劃中。我國再制造產業(yè)的發(fā)展速度加快，再制造初見成效。目前，再制造技術在汽車發(fā)動機領域應用較為廣泛，而在起重機行業(yè)所占比例并不突出，對起重機再制造領域的研究也較少[2]。我國是起重機械制造和在用起重機使用大國，全國在用橋架型起重機約130萬臺，到2020年將有80%的在用橋架型起重機達到大修期，或面臨退役，而再制造可以對起重機進行修復或升級改造，再制造的成本費用只是新品的50%，是典型的綠色制造，將來橋架型起重機再制造的應用越來越多，對再制造的橋架型起重機安全和質量進行判定的要求愈發(fā)迫切。

零部件內部的損傷或缺陷，單單從外觀上很難進行全面檢測，而無損檢測可以在不破壞構件的前提下，利用材料物理性質的變化來判斷構件內部和表面是否存在缺陷，且不會對被測試件造成損傷。目前，無損檢測在再制造領域獲得了廣泛應用，成為控制再制造產品質量的重要技術手段。

圖1是起重機再制造的流程圖[3]，從圖中可以看出，首先要對起重機進行檢查，然后進行拆解和清洗，接著進行第一次檢測，本文主要對此階段的無損檢測技術進行探討。

2 再制造毛坯無損檢測前的準備

2.1 一般檢查

為了確保再制造過程符合國家有關資源利用、安全技術、環(huán)境保護法律法規(guī)及相關國家標準的規(guī)定，進行再制造前，首先要對再制造的起重機進行宏觀檢查，并查閱其相關資料。通過對起重機毛坯的宏觀檢查，根據《起重機械安全規(guī)程 第1部分 總則》（GB/T 6067.1—2010）的要求，對達到報廢條件的金屬結構、機構和零部件，直接定為不可制造件，進入報廢流程，確保僅對有價值的毛坯件進行再制造。查閱起重機再制造毛坯的相關資料，包括產品設計、制造和檢驗檢測文件及產品質量證明文件等制造文件；日常使用狀況記錄、維護保養(yǎng)記錄、運行故障和事故記錄等使用記錄；歷次檢驗報告檢驗資料；修理和改造的文件其他資料等。通過對起重機再制造毛坯的宏觀檢查及對相關資料的查詢，摸清再制造起重機的狀況，便于開展后續(xù)工作。

2.2 拆解

起重機再制造毛坯進行無損檢測前，應進行相應拆解。拆解是指將整機分解為總成和部件，再繼續(xù)拆解成單個零部件的過程，其是再制造生產過程的第一步，也是一道十分關鍵的工藝[4]。如何通過再制造獲得較高的經濟效益，必須從拆解過程開始考慮。合理地規(guī)劃拆解過程，能提高可回收零部件率和材料利用率。拆解按照最終完好程度可分為無損拆解、部分損傷拆解和破壞性拆解。對于起重機零部件如車輪、吊鉤和滑輪等零部件，主要考慮無損拆解，而對主梁、支腿和小車架等主要以焊接方式連接的結構，多采用部分損傷拆解。按照零件最終存在的狀態(tài)，拆解又可分為部分拆解和完全拆解。在實際應用過程中，起重機基本上不采用完全拆解，一般都是部分拆解，即當產品或部件拆解到一定程度后，不再拆解。

2.3 清洗

由于使用時間和工作環(huán)境的原因，廢舊起重機械表面沾滿了各種污垢和油漬，因此，對產品零部件表面進行清洗是再制造過程中的重要工序之一，是檢測零件表面尺寸、幾何形狀精度、表面性能、粗糙度、磨蝕磨損及黏著情況的前提，是零件進行再制造的基礎[5]。零件表面清洗的質量直接影響零件表面分析、表面檢測、再制造加工和裝配精度，進而影響再制造起重機的質量。

再制造過程中的清洗主要包括2方面：拆解前廢舊產品的外部清洗和拆解后零部件的清洗。起重機械拆解前的外部清洗主要是對回收的起重機部件進行外部清洗，如除油、污垢和泥沙等。由于起重機械使用工況比較惡劣，使得清洗難度較大。拆解后，零部件的清洗不僅要除油和除污垢，同時還要去除銹蝕、積炭、水垢和油漆等，這些清洗工作需要采用特定的設備來完成，如噴砂機、拋丸機、通過式清洗機和振動研磨機等。

3 起重機再制造毛坯的無損檢測

3.1 起重機再制造毛坯無損檢測方法

起重機整機拆解后的關鍵零部件主要有結構件、軸類零件、電動葫蘆和齒輪等，這些零部件關鍵部位的缺陷，如零件內部應力分布情況、零件表面磨損狀況和零件內部是否存在裂紋等，是無法通過肉眼觀察得到可靠數據的，必須通過特定的設備來獲得實施再制造工程需要的一些關鍵數據。然而，傳統(tǒng)測量方法勢必對零件的表面造成二次傷害。因此，為了保證現(xiàn)有零件的完整性，在測量時，必須采用一些對零部件表面及內部均沒有損害的技術。因此，無損檢測技術的作用就被凸顯出來。無損檢測技術是起重機械再制造工程中的重要部分。

對起重機再制造毛坯的無損檢測分為外觀質量和內部質量檢測。外觀質量的檢測方法如表1所示。

起重機再制造毛坯外觀質量檢測方法主要涉及表面缺陷檢測和表面疲勞檢測，可以采用的檢測方法有滲透、磁粉、磁記憶、聲發(fā)射和紅外檢測，對起重機主梁、端梁、支腿和小車架等金屬結構件的表面裂紋及其焊縫的表面裂紋、氣孔于夾雜；車輪、吊鉤、滑輪、卷筒、制動器和傳動齒輪等零部件的表面裂紋；承受疲勞載荷的起重機主梁、端梁、支腿和小車架等金屬結構件及其焊縫的損傷進行檢測。

內部質量的檢測方法如表2所示，采用的檢測方法主要有射線、超聲和聲發(fā)射，對起重機主梁、端梁、支腿和小車架等金屬結構件的內部裂紋及其焊縫的內部裂紋、氣孔與夾雜；車輪、吊鉤、滑輪、卷筒、制動器和傳動齒輪等零部件的內部裂紋進行檢測。

開展無損檢測所選用的方法主要是根據起重機再制造毛坯的材質、結構、形狀、制造工藝、服役條件和檢測目的來確定的。為了保證起重機再制造毛坯檢測有據可查、有章可循，以全面地指導無損檢測工作，控制檢測質量一般要編制起重機再制造毛坯質量檢測工藝規(guī)程或作業(yè)指導書，其內容主要包括以下要素：適用范圍；引用標準和法規(guī)；檢測人員資格；檢測儀器設備、器材和材料；被檢測起重機再制造毛坯件信息；名稱、型號、使用工況、使用年限、額定起重量等；檢測表面制備；檢測過程和數據分析；檢測結果的評定和分類；檢測記錄、報告和資料存檔；檢測、編制和審核人員和編制日期等。

3.2 無損檢測后的處置

根據起重機再制造毛坯質量檢測結果，可以區(qū)分出直接使用件、可再制造件和棄用件，針對不同的工件做相應的記錄，并進行分類存放，特別是直接使用件、可再制造件應妥善存放，采取必要的防塵、防腐蝕及防物理性損壞等措施。

3.3 起重機再制造毛坯無損檢測應用

以本地區(qū)一臺退役的MG16T型門式起重機再制造為例，經過宏觀檢查和查閱其相關資料，初步確定該起重機的端梁狀況良好。在此基礎上，對該門機進行無損拆解，人工手動清洗，重點清洗端梁的角焊縫，并對焊縫表面進行打磨，然后對其進行超聲檢測，檢測信息見表3所示。經檢測，該端梁沒有明顯的缺陷，按照標準《焊縫無損檢測超聲檢測技術、檢測等級和評定》（GB/T 11345—2013）的B級檢測等級檢測，焊縫符合驗收等級，為2級，最終確定該端梁為直接使用件。

4 結語

本文結合無損檢測技術，提出了科學地對再制造毛坯件的質量做出檢測，為企業(yè)的橋架型起重機再制造行為提供技術參考，為橋架型起重機再制造事業(yè)健康發(fā)展貢獻力量。

參考文獻：

[1]中華人民共和國國務院.中國制造2025[EB/OL].（2015-05-19）[2018-06-08]. https：//baike.sogou.com/v100554851.htm？fromTitle=%E4%B8%AD%E5%9B%BD%E5%88%B6%E9%80%A02025.

[2]徐濱士.再制造技術與應用[M].北京：化學工業(yè)出版社，2014.

[3]金涵遜，殷晨波，郭明，等.再制造技術在起重機械上的應用探究[J].起重運輸機械， 2014（10）：8-10.

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[5]陳寶慶，張國勝，張金興，等.工程機械整機再制造初探[J].設備管理與修，2011（7）：41-42.