摘要：起重机械指用于垂直升降或者水平移动重物的机电设备，在现代工业生产、建筑施工等领域广泛应用。由于起重设备属于特种设备，内部结构比较复杂，一旦出现问题会造成重大安全事故。无损检测技术是一种新型的检测技术，应用于起重机械安全检验中能够有效地发现机械设备缺陷。基于此，对无损检测技术在起重机械安全检验中的运用进行了探讨。
关键词：无损检测技术；起重机械；安全检验；运用探讨
引言
随着起重机械在工业、建筑业中的广泛应用，起重设备的安全问题受到了社会的广泛关注。2014年1月1日实施的《中华人民共和国特种设备安全法》对起重设备从事生产、经营、使用、检测和管理方面的安全责任作出了相关的法律规定。起重机械安全检验是预防起重事故发生的有效途径。近年来，随着信息技术的进步，无损检测技术逐渐应用在起重设备安全检测中，对设备的安全管理发挥重要作用。
一、起重机械应用无损检测技术的必要性
无损检测是指在不损害被检测对象使用性能的前提下，采用射线、超声、电磁、声学等原理并结合仪器对材料、零部件进行缺陷和其他物理化学参数检测的技术。应用于起重机械的无损检测技术主要有射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测和声发射检测等。起重机械的主要零部件如吊钩、钢丝绳、滑轮、卷筒和制动器等，以及金属结构本体和焊缝，均不允许存在裂纹和永久变形等缺陷，这些零部件在使用过程中，经常承受巨大的交变应力和冲击载荷，很容易使材料本身的内部缺陷或加工过程中因加工工艺产生的缺陷扩大，形成危险性裂纹。如果不能及时发现这些缺陷，就可能导致重要零部件或结构件突然开裂或断裂，从而引发重大安全事故。应用无损检测技术对在用起重机械设备的关键零部件和重要焊缝进行安全检测，及早发现故障隐患，及时进行处理，可以防患于未然。
二、无损检测技术在起重机械安装完成后的安全检验应用
无损检测技术在起重机械中的安全检验应用与起重机械的状态有关。在起重机械安装完成之后，应用无损检测技术进行设备的安全检验，需要应用无损检测技术中的目测检验、振动测试与射线检验。
2.1目视检测
目视检测技术的应用符合要求，在整个过程中了解注意事项。设备以及金属结构形态等需要符合要求，在当前检测过程中，可能存在检测类型多以及其他现象，在检测分析的阶段明确内容变化，如下：
①机械部分，在金属结构以及主要零部件几何尺寸检测和分析的过程中明确保护装置的类型，安全保护实验分析也是重点，在荷载阶段，提前进行安全测试。
②电气部分，电气安全检查也是个重要的过程，包括装置、馈电设备和电气元件等，连锁保护符合要求，在保护装置设置的过程中，
进行检验的阶段进行电工工具测量和机构运行。
③动刚度测试，动刚度是起重机金属结构在动荷载下抵抗变形的能力，起重机在起吊、卸载和制动过程中容易产生振幅，影响起重机
司机的心理状态和正常作业的影响因素多，起重机在设计阶段结合工作形式要求进行，对刚度指标控制的阶段，静刚度一般用结构在静载荷产生的变形大小来衡量，动刚度则是用结构的自振频率来衡量。
标准要求：当小车位于跨中时的满载自振频率要求≥2Hz。在实际测试阶段，小车开到跨中位置后，任选一个点作为检测点，根据定额管理的流程要求和引线类型等，等到稳定后全速下降，在定额分析的阶段，接近地面后进行紧急制动处理，结合曲线和实际频率值等，起重机的动刚度变化比较大，进行检验分析和指导后实施。
2.2振动检测
振动检测方法主要用于起重机的刚度测试，这是无损检测技术中的重点检测技术。起重机械设备主梁振动周期和频率在振动检测过程中，会出现振动衰减。振动检测环节中就是根据振动周期和频率衰减情况来判断起重设备的刚度。起重机械设备的不同结构进行振动检测的测试结构也不同。主梁振动检测中，由于主梁受到机械设备荷载的影响，会突然上升或者制动产生比较大的振动频率。在测试的时候，在主梁横跨上选择任何一点作为垂直方向上的振动监测点，然后将冰片贴合在检测点上，将引线直接接入到应变仪输入端，主梁在快速下降接近地面时进行紧急制动，整个过程示波器能够记录时间曲线和振动曲线的频率，而整个频率就是起重机械的刚度。起重设备大多数故障与机械运动或者振动相关，通过振动检测能够直接、快速检测设备存在的故障。同时，振动检测技术对检测人员的专业技术要求比较高，检测人员不仅要熟悉相关振动检测设备的操作方法，而且还要能够分析振动技术，对机械结构出现的故障诊断、环境控制，找到起重的薄弱环节，进行重点改进设计。
2.3射线检测
X 射线能够穿越可见光不能穿透的物体，并且在穿透物体的时候，可以让原子发生电离，产生光化学反应，所以如果机械设备零部件出现缺陷，X 射线在穿透的时候射线强度会发生变化，这个时候用胶片感光来检测透射强度就能判断机械零部件是否存在一定的缺陷，及时发现缺陷能锁定缺陷的位置和大小。射线检测一般用于起重机械设备受拉结构件的焊接接头处内部缺陷。起重机械与压力容器、锅炉等承压设备相比，它的承压壁厚度比较薄，用常规 X 射线就能检测起重设备零部件焊接处的内部缺陷。射线检测对象为形状规则、厚度均匀的钢板以及钢管件组成的连接焊缝，比如吊钩钩片、悬挂夹板的焊缝、桥式和门式起重设备的主梁翼缘板和腹板的角接焊缝、桥架组装焊缝、主梁上下盖板、塔式起重机主要结构件焊接裂缝以及钢管件的焊接。射线检测具有影像清洗、保存时间久的特点，所以在起重机械设备无损检测中应用广泛。如图1、2所示。
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三、无损检测技术在起重机械运行阶段的安全检验应用
在起重机械的运行阶段，还需要对其进行安全检验。符合起重机械运行环节中的无损检测技术有超声波检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测、声发射检测技术等。
3.1超声波检测
超声波是频率高于 20000Hz 的机械波，其中超声探伤常用的频率
1~5MHz。超声波的方向性好，能量也很高，整体穿透能力强，结合界面反射和折射和波形转换的特点进行处理。超声波一般应用到检测起重机械的金属结构和焊接接头内部缺陷，检测锻造吊钩内部的裂纹夹杂等缺陷，起重机金属结构的焊缝缺陷及高强度螺栓的内部缺陷等，超声波探伤的特点是检测灵敏度高，速度快，成本低，对人体无害，结合缺陷以及定位和定量类型等，进行探伤分析后，能提升检测优势。
3.2磁粉检测
铁磁性工件被磁化后，在工件表面有缺陷处会形成漏磁场，然后利用漏磁场吸附磁粉形成磁痕的原理，可以观察缺陷的位置、大小及形状。磁粉检测有以下特点：（1）可检测出铁磁性材料表面和近表面（一般小于 3 mm）开口和不开口的缺陷；（2）能直观地显示出缺陷的位置、大小和形状；（3）检测灵敏度高，可检测微米级宽度的缺陷；（4）检测成本低、速度快。因此磁粉检测特别适合于起重机械铸件、锻件、焊缝和机械加工件的表面及近表面缺陷检测。
3.3 渗透检测
渗透检测技术形式是一种毛细作用为原理的一种检测方式，检测到金属材料和非金属材料表面裂纹等现象，在细微表面进行处理。渗透检测很重要，考虑到物理性能和化学成分等，提前进行分析。水电和渗透检测比较重要，检测过程中受到几何形状和缺陷方向等影响，检测速度慢，使用的检测剂属于化学制剂，对人体健康和环境有一定的影响。
3.4涡流检测
结合交流电的线圈和检测类型等，在各个过程中确定磁场，试件检测过程中，对分布和大小等有严格的要求，根据电导率、形状等因素，在整个分析过程中确定缺陷的类型，及时检测分析。涡流检测的原理是采用激磁线圈进行电流处理，借助探测线圈进行测定后，了解电流的变化，在信息分析的阶段，考虑到电流变化以及检测到的信息种类等，涡流检测后线圈不需要进行再次应用，在整个测定过程中，了解材料表面和近表面缺点，结合实际缺陷和显示情况等，在整个检测过程中了解原理类型，在检测的阶段，进行饱和度分析。磁头包裹钢丝绳相对是匀速前行，在整个过程中可能存在漏磁量或者磁通量等变化，信号捕捉后转变为电信号，输出直观的模拟信号。
3.5声发射检测
声发射检测实际上是通过接收和分析材料的声发射信号来评定材料的性能、结构的完整性。当在对起重机械进行检验时，能够检测到声发射信号，对材料内部的变化进行连续监视。从状态上分析声发射检测技术，实际上是一种动态形式的无损检测技术。声发射检测仪器能够直接探测到来自于被测物体自身的能量，比较适合用于大型的起重机械作业过程中的安全评估。
四、结束语
综上，无损检测技术在起重机械中的安全检查应用与起重机械的状态有关。在起重机械安装完成之后，应用无损检测技术进行设备的安全检验，需要应用无损检测技术中的振动测试与射线检验。在起重机械的运行阶段中，还需要对其进行安全检验，符合起重机械运行环节中的无损检测技术有超声波检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测、声发射检测技术等。
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论文作者:郑爱本
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/17
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