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【摘 要】通过对一起受损桥式起重机检验情况的分析，说明根据起重机的受损部位和受损程度，增加相应检验项目和内容，以及对修复后技术状况的综合检验后，来有效评价安全状况。
【关键词】桥式起重机；检验；评价
起重机作为国务院《特种设备安全监察条例》明确规定的特种设备之一，其安全性受到各级部门的高度重视。其检验工作的优劣直接关系到人民生命财产的安全，因此，国家规定起重机的监督检验和定期检验，必须由经过核准的检验检测机构负责实施。但是，受损桥式起重机的检验，与完好的未受损的桥式起重机检验相比，有其特殊之处，下面介绍一起检验实例，供相关人员参考。
一、受损起重机概况
1、起重机主要参数：见表1。
2、起重机损坏、修复情况
事故过程：2007年8月19日，南昌凯马有限公司为韩国SK建设（南京）有限公司制作的桥式起重机的电气主梁在由南通兴国起重有限公司吊升时，在均高7.5m处因捆绑主梁的钢丝绳拉断发生坠落事故。主梁坠落时，下部司机室先行落地，而后，另一端落到枕木上。主梁落地的瞬间，主梁两端的司机室和枕木均对主梁起到了缓冲保护作用。
该次事故虽未造成任何人员伤亡，但造成了如下损坏：a、电气主梁两端金属结构件局部损坏；b、主梁内电气控制系统控制屏上的电气元件大部分被振落、损毁，九个电气控制屏架全部变形损坏；c、安装在主梁上的四套大车行走的西门子“三合一”电机减速机损坏；d、安装在主梁下部的司机室和其内的联动控制台损坏。
主梁受损部位为两端：a、司机室一端的主梁副腹板变形，变形呈波浪状失稳状况，最大波浪达20mm；b、另一端大车行走机构平衡臂强烈摆动造成副腹板顶端处材料严重变形。
3、修复方案：电气控制系统全部整体更换。损坏的“三合一”电机减速机全部整体更换。司机室和其内的联动控制台全部整体更换。主梁结构件受损部位Ⅰ，选择冷作变形的校正方法使下盖板和副腹板恢复到原有位置，用槽钢对整形过的副腹板处进行局部结构刚度和强度的加强。受损部位Ⅱ，按变形区域大小用氧割方法割去变形处，切割后用手动砂轮机打磨光滑平整，用一块新下料的Q345-B钢板将其部位进行焊补，受损部位原有的Φ250装配工艺圆孔予以取消，增加该补焊处的强度和刚度。
二、检验方案概要
将修复后的主梁与另一件完好主梁以及二根端梁共同重新组装成桥架，检测重新组装后的桥架能否达到出厂标准要求。针对这台起重机的受损情况和修复技术方案，制定出如下检验方案：
1、吊装前地面检测，以受损主梁的金属结构为主，重点检查冷作整形后的下盖板与副腹板垂直度、整形后的副腹板波浪度是否达到标准要求，用100%超声波无损探伤方法检验补焊焊缝是否达到出厂标准要求，检查补焊后的钢板尺寸、平面度和垂直度是否达到出厂标准要求。具体内容包括：下盖板与副腹板垂直度、主梁腹板局部平面度、补焊后的钢板尺寸、上拱度、上翼缘板水平偏斜、腹板垂直偏斜、盖板与腹板的焊缝错开量、桥架对角线差、跨度极限偏差、起重机车轮垂直偏斜、起重机车轮水平偏斜、端梁车轮同位差、主梁所有对接焊缝超声波检测、补焊焊缝100%超声波无损探伤、受损主梁主要对接焊缝X射线检测。
2、吊装后空中检测，内容为：主梁典型部位声发射检验、静载应力测试、动载应力测试以及技术资料、作业环境及外观、金属结构、大车轨道、主要零部件与机构、电气、安全装置与防护措施、试验等综合检验。
3、有限元分析计算。
三、有关检验项目测点布置示意图
1、主梁所有对接焊缝超声波检测测点布置见图1。
2、受损主梁主要对接焊缝X射线检测测点布置见图2。
3、主梁典型部位声发射检验测点布置见图3。
4、应力测试测点布置见下图。
四、检验结果及分析
1、主梁地面检测结果均符合要求，在此不列表一一赘述。
2、声发射检测
本次检测是从起重机加载开始，进行声发射局部监测和数据采集的。根据GB/T18182-2000《金属压力容器声发射检测及结果评价方法》，整个监测过程中得到15个有效的声发射定位源信号。检测结果评定为：以上15个声发射源不需要复验。
3、静应力测试
采用相对对称的方法进行布片，测点A1和A2、B1和D1、D2和B4、C4和C5、C1和C6的应力数值基本相等，只有两组数值D3和B3、E1和E2相差稍大，D3和B3是由于布片的时候有错位差而引起，E1和E2是因为E2点经过贴板加强，截面惯性矩加大，所以剪力明显变小。从受力的基本一致性可以得出，修复后的电气梁满足要求。应力最大的点为C1点，折算成400t负载时C1点测试数值为58.3Mpa，计算书设计数值为58.6MPa，测试结果基本吻合，强度符合设计要求。
4、动应力测试
选择静载应力值较大及动力效应较明显的点为动载应力测点。测试的结果表明应力最大的测点为C2点，应力值为76.4Mpa，动载系数最大的测点是C3点为1.10，测试结果表明起重机运行平稳。
5、有限元分析计算
从分析结果图上可以清晰得到不同工况下整体模型的应力分布（包括最大应力）及最大位移。其结果汇总如表3所示。
集中力的作用会使材料产生挤压变形致使某点产生较大的集中应力，这是按照通常规范设计梁分析不能得到的结果，数值结果表明，考虑局部挤压等应力集中后，最大应力也低于材料的屈服极限， 起重机结构是安全的。从整体平均应力情况分析，四种工况下得到的应力也均在材料的许用应力范围内，故结构是安全的。
计算得到的结构最大位移为23mm，小于跨度的1/1000，符合规范要求。
6、综合检验
综合检验根据现行有效的《起重机械监督检验规程》，对该起重机的技术资料、作业环境及外观、金属结构、大车轨道、主要零部件与机构、电气、安全装置与防护措施、载荷试验等進行了综合检验，结果均符合相关要求。
五、小结
安全性是衡量起重机性能的一个重要指标，而整机的安全性则主要是通过起重机金属结构的安全性来体现的。因此，需要着重对受损主梁的安全性进行检测，分别采用超声波检测法、X射线照相术对主梁的主要受力焊缝的内部缺陷进行了无损探测，采用声发射检测法对主梁结构受拉部位的裂纹的产生和生长速率情况进行了检测，采用有限元分析计算对起重机金属结构的受力状况进行了全面分析，并采用应变法对主梁的受力关键点进行了静态和动态应力测试，均未发现异常情况。
根据现行有效的《起重机械监督检验规程》，对该起重机的进行了综合检验，结果均符合相关要求。
综上所述，根据检测检验结果，该起重机金属结构技术状况良好，整机性能满足设计要求，能满足起重机安全使用的需要。
通过上述检验案例，可以了解到这类检验的特别之处在于：根据起重机的受损部位和受损程度，制定针对性强的检验方案，增加相应的检验项目和内容，检验修复后设备的技术状况，并通过综合检验，来全面评价修复后设备的安全状况。
【关键词】桥式起重机；检验；评价
起重机作为国务院《特种设备安全监察条例》明确规定的特种设备之一，其安全性受到各级部门的高度重视。其检验工作的优劣直接关系到人民生命财产的安全，因此，国家规定起重机的监督检验和定期检验，必须由经过核准的检验检测机构负责实施。但是，受损桥式起重机的检验，与完好的未受损的桥式起重机检验相比，有其特殊之处，下面介绍一起检验实例，供相关人员参考。
一、受损起重机概况
1、起重机主要参数：见表1。
2、起重机损坏、修复情况
事故过程：2007年8月19日，南昌凯马有限公司为韩国SK建设（南京）有限公司制作的桥式起重机的电气主梁在由南通兴国起重有限公司吊升时，在均高7.5m处因捆绑主梁的钢丝绳拉断发生坠落事故。主梁坠落时，下部司机室先行落地，而后，另一端落到枕木上。主梁落地的瞬间，主梁两端的司机室和枕木均对主梁起到了缓冲保护作用。
该次事故虽未造成任何人员伤亡，但造成了如下损坏：a、电气主梁两端金属结构件局部损坏；b、主梁内电气控制系统控制屏上的电气元件大部分被振落、损毁，九个电气控制屏架全部变形损坏；c、安装在主梁上的四套大车行走的西门子“三合一”电机减速机损坏；d、安装在主梁下部的司机室和其内的联动控制台损坏。
主梁受损部位为两端：a、司机室一端的主梁副腹板变形，变形呈波浪状失稳状况，最大波浪达20mm；b、另一端大车行走机构平衡臂强烈摆动造成副腹板顶端处材料严重变形。
3、修复方案：电气控制系统全部整体更换。损坏的“三合一”电机减速机全部整体更换。司机室和其内的联动控制台全部整体更换。主梁结构件受损部位Ⅰ，选择冷作变形的校正方法使下盖板和副腹板恢复到原有位置，用槽钢对整形过的副腹板处进行局部结构刚度和强度的加强。受损部位Ⅱ，按变形区域大小用氧割方法割去变形处，切割后用手动砂轮机打磨光滑平整，用一块新下料的Q345-B钢板将其部位进行焊补，受损部位原有的Φ250装配工艺圆孔予以取消，增加该补焊处的强度和刚度。
二、检验方案概要
将修复后的主梁与另一件完好主梁以及二根端梁共同重新组装成桥架，检测重新组装后的桥架能否达到出厂标准要求。针对这台起重机的受损情况和修复技术方案，制定出如下检验方案：
1、吊装前地面检测，以受损主梁的金属结构为主，重点检查冷作整形后的下盖板与副腹板垂直度、整形后的副腹板波浪度是否达到标准要求，用100%超声波无损探伤方法检验补焊焊缝是否达到出厂标准要求，检查补焊后的钢板尺寸、平面度和垂直度是否达到出厂标准要求。具体内容包括：下盖板与副腹板垂直度、主梁腹板局部平面度、补焊后的钢板尺寸、上拱度、上翼缘板水平偏斜、腹板垂直偏斜、盖板与腹板的焊缝错开量、桥架对角线差、跨度极限偏差、起重机车轮垂直偏斜、起重机车轮水平偏斜、端梁车轮同位差、主梁所有对接焊缝超声波检测、补焊焊缝100%超声波无损探伤、受损主梁主要对接焊缝X射线检测。
2、吊装后空中检测，内容为：主梁典型部位声发射检验、静载应力测试、动载应力测试以及技术资料、作业环境及外观、金属结构、大车轨道、主要零部件与机构、电气、安全装置与防护措施、试验等综合检验。
3、有限元分析计算。
三、有关检验项目测点布置示意图
1、主梁所有对接焊缝超声波检测测点布置见图1。
2、受损主梁主要对接焊缝X射线检测测点布置见图2。
3、主梁典型部位声发射检验测点布置见图3。
4、应力测试测点布置见下图。
四、检验结果及分析
1、主梁地面检测结果均符合要求，在此不列表一一赘述。
2、声发射检测
本次检测是从起重机加载开始，进行声发射局部监测和数据采集的。根据GB/T18182-2000《金属压力容器声发射检测及结果评价方法》，整个监测过程中得到15个有效的声发射定位源信号。检测结果评定为：以上15个声发射源不需要复验。
3、静应力测试
采用相对对称的方法进行布片，测点A1和A2、B1和D1、D2和B4、C4和C5、C1和C6的应力数值基本相等，只有两组数值D3和B3、E1和E2相差稍大，D3和B3是由于布片的时候有错位差而引起，E1和E2是因为E2点经过贴板加强，截面惯性矩加大，所以剪力明显变小。从受力的基本一致性可以得出，修复后的电气梁满足要求。应力最大的点为C1点，折算成400t负载时C1点测试数值为58.3Mpa，计算书设计数值为58.6MPa，测试结果基本吻合，强度符合设计要求。
4、动应力测试
选择静载应力值较大及动力效应较明显的点为动载应力测点。测试的结果表明应力最大的测点为C2点，应力值为76.4Mpa，动载系数最大的测点是C3点为1.10，测试结果表明起重机运行平稳。
5、有限元分析计算
从分析结果图上可以清晰得到不同工况下整体模型的应力分布（包括最大应力）及最大位移。其结果汇总如表3所示。
集中力的作用会使材料产生挤压变形致使某点产生较大的集中应力，这是按照通常规范设计梁分析不能得到的结果，数值结果表明，考虑局部挤压等应力集中后，最大应力也低于材料的屈服极限， 起重机结构是安全的。从整体平均应力情况分析，四种工况下得到的应力也均在材料的许用应力范围内，故结构是安全的。
计算得到的结构最大位移为23mm，小于跨度的1/1000，符合规范要求。
6、综合检验
综合检验根据现行有效的《起重机械监督检验规程》，对该起重机的技术资料、作业环境及外观、金属结构、大车轨道、主要零部件与机构、电气、安全装置与防护措施、载荷试验等進行了综合检验，结果均符合相关要求。
五、小结
安全性是衡量起重机性能的一个重要指标，而整机的安全性则主要是通过起重机金属结构的安全性来体现的。因此，需要着重对受损主梁的安全性进行检测，分别采用超声波检测法、X射线照相术对主梁的主要受力焊缝的内部缺陷进行了无损探测，采用声发射检测法对主梁结构受拉部位的裂纹的产生和生长速率情况进行了检测，采用有限元分析计算对起重机金属结构的受力状况进行了全面分析，并采用应变法对主梁的受力关键点进行了静态和动态应力测试，均未发现异常情况。
根据现行有效的《起重机械监督检验规程》，对该起重机的进行了综合检验，结果均符合相关要求。
综上所述，根据检测检验结果，该起重机金属结构技术状况良好，整机性能满足设计要求，能满足起重机安全使用的需要。
通过上述检验案例，可以了解到这类检验的特别之处在于：根据起重机的受损部位和受损程度，制定针对性强的检验方案，增加相应的检验项目和内容，检验修复后设备的技术状况，并通过综合检验，来全面评价修复后设备的安全状况。