攀枝花市特种设备监督检验所 617000
摘要：起重机械是我国法律规定的特种设备，起重机械的安全检验是保障起重机械运作良好、避免事故发生的重要环节，所以强化起重机械安全的检验是目前起重机械作业中的重中之重。文中通过对起重机械无损检测技术的使用必要性进行了探讨，并讲述了多种常用的无损检测方法，望为各位起重机械检验技术人员提供参考。
关键词：无损检测；起重机械；安全检验
起重机械，指用于垂直升降或垂直升降后水平移动重物的特种设备，起重机械目前在道路桥梁、隧道、土木建设、工业生产等多个领域都有着广泛的应用。正由于起重机械的应用面广泛、作用重要，所以起重机械的安全工作不可忽视。为了保障起重工作的顺利、安全进行，国家在2014年出台了特种设备安全法，其中包含起重机械从生产、经营到使用乃至监督管理的各项法律规定。在近几年由于科技和信息技术的发展，起重机械安全检验的方法也在不停进步，其中无损检测逐渐成为了起重机械安全检验的主要手段，为精准、科学检验起重机械安全提供了重要保障。
一、无损检测技术在起重机械安全检验中的必要性
无损检测，指的是监测设备通过射线、电磁波、超声波、化学物质等方式对材料或者零部件进行穿透式分析，在保证不对目标造成损害的情况下探查故障、缺陷或构造的技术。无损检测在起重机械安全检验中主要使用磁粉、超声波、渗透、涡流、射线、声发射等检测方式。
起重机械由于长时间、高强度的负重，其内部构造要求十分严格，不论是内部主要零部件还是整体金属结构均不允许存在裂痕、变形等缺陷，一旦存在这些问题，起重机械在承载重物时势必会对各个零部件造成巨大的应力，很容易让缺陷扩大、产生裂纹或大幅弯曲，这种情况长期以往会很容易导致零部件损坏、断裂，从而引发安全事故。无损检测技术在不对零部件和金属结构造成影响的前提下能够准确快速的发现关键位置和焊缝的缺陷，让安全人员可以第一时间进行维修或更换，极大程度的避免了事故的发生，能真正做到防患于未然[1]。
二．无损检测技术在起重机械安全检验中的检测方式
无损检测技术在起重机械安全检验中的检测方式主要分为射线、超声波、磁粉、渗透、涡流和声发射检测六种方式，以下为六种检测方式的原理、使用方法及适用面。
1.射线检测
射线检测采用X射线，这种射线能够穿透大多数物体，且在穿透物体的时候能够电离被照射位置的原子并使其产生光化学反应。借助这个特性，在检测中可以通过透照射线强度的不同来判断缺陷的状态和大小。一般情况下检测透照射线强度的装置为胶片，目前已经有了电子底片的透照射线强度检测装置。
射线检测的应用面主要在受拉结构位置的焊接头内部，相比于其他承压设备，起重机械的外壁较薄，常规强度X射线即可穿透外壁检查内部焊接情况。射线检测的对象主要是厚度一致、形状规整的钢板或者夹板焊缝、角接焊缝等位置。由于射线检测成像清晰、成像后影响可长时间保存，所以经常应用于起重设备安全检测[2]。
2.超声波检测
超声波指的是频率高于20000Hz的声波，一般情况下检测用超声波的频率为1M-5MHz。由于超声波优秀的物理特性，穿透力、能量、方向性均符合标准，且遇到物体会发生反射或折射、波形转换，所以常常用来探测设备内部缺陷或伤痕。
超声检测的应用面主要是起重设备的金属结构和焊接接头等，比如吊钩内部裂纹、焊缝缺陷、高强度螺栓暗伤等问题。超声波探伤有着灵敏度高、检测速度快、检测成本低廉、定位准确等优点，但同时也存在着显示不够直观、探伤结果过于依赖人工经验和主观因素等问题。
3.磁粉检测
磁粉检测，是指将铁磁性工件磁化后会从缺陷处形成漏磁场，而漏磁场会对磁粉产生吸附效果，通过判断磁粉吸附的痕迹来判断缺陷位置和大小的方式。
磁粉检测有着诸多优点，首先磁粉检测能够检测到铁磁性材料的几乎各个位置缺陷，即使是不开口的缺陷也能精准测量，且能直观的显示出缺陷的形态和位置[3]；其次是检测灵敏度高，最小可以检测到微米级的缺陷，相比其他检测方式更加精准；最后是检测的成本和速度都非常良好。所以磁粉检测往往用在铸件、锻件、焊缝和机械加工件的表面位置。
4.渗透检测
渗透检测的原理是毛细作用，通过化学试剂和检测件的细小缺陷产生的毛细作用来判断那些目视无法发现的细小裂纹、疏松和残渣。这种检测方式不会受到工件物理性能和化学成分的影响，所有类型的材料均可进行检测；同时由于不需要电力和水力，渗透检测的灵活性更强，也更适合野外检测。但由于速度慢且使用化学试剂，所以渗透检测往往只在野外检测复杂几何形状工件时使用。
5.涡流检测
涡流检测的原理是电磁力，将一个通电的线圈放在检测物上方，由于线圈内部和附近产生了交变磁场，检测试件中便会产生涡流，检测人员通过对涡流的分布及大小来判断试件表面的缺陷。
由于涡流检测的原理限制，这种检测无法绕过集肤效应，也就只能反映出检测物件表面的缺陷；但该种检测方式速度快、自动化效率高、无需接触工件且技术升级余地大，所以该技术正在逐渐成为表面检测的重要方式。
6.声发射检测
声发射检测的原理是对工件进行持续的声音检测，如果工件产生小幅度变形或裂纹扩展，便会快速释放应力带来的能量并产生弹性波。这种技术的核心原理便在于材料在受力时不论是出现变形、腐蚀还是裂痕都会出现声发射现象，只要检测到这种现象并对声发射信号加以分析就可以判断出材料的具体情况。这种检测方式可以有效的判断工件在一段时间内的持续信息并可以获得实时数据，所以非常适合在起重机械作业过程中进行持续监控。但由于工件一旦不接受外界应力的情况下是不会产生声发射的，所以并不适用于静态设备检测。
三、起重机械无损检测检验案例
某铁路转运货场型号为MG36/26-22、MG40-18A6的两台集装箱门式起重机进行大修监督检验，检验中发现端梁底面外漆皮异常脱落，吊钩磨损较重。为确保安全，在进一步检验中增加了超声波和磁粉、渗透无损检测项目。
使用超声波对端梁、吊钩进行检测，未发现端梁内部有缺陷。吊钩经扫查，发现钩颈处有小夹渣，属铸造缺陷，经分析计算，符合使用标准，可不做处理。
使用磁粉、渗透进行表面探伤，端梁底面发现浅表裂纹三条，最长一条实测为14mm最短为9mm。均为底端焊缝收弧处热影响区内，经打磨处理，裂纹消除，可正常使用。吊钩未发现表面缺陷。
使用工作级别为A6以上（含A6）、户外使用起重机及使用年限较长的起重机械大多作业环境及工况恶劣，大梁、端梁等为起重设备主要承重部件，运行频繁的工况下更容易产生各类缺陷，而裂纹类缺陷属重大危害缺陷，绝不允许出现在设备当中。因此，如按目前起重机常规检验项目则无法检出损伤性缺陷，易出现重大缺陷漏检的情况。建议在该类起重设备检验检测中根据设备状况有针对性地增加无损检测项目。
结语：
在如今的起重机械安全检验中，无损检测技术的应用正在逐步取代传统检测方式，远程、安全、准确、快速的检测方式让起重机械安全检验的强度更上一层楼，也让起重作业变得更加安全。从前只能定性分析的问题如今也可以用实时的数据进行准确判断，同时检测结果也有了充足的科学依据。未来无损检测也将会在起重机械安全检验中得到进一步的广泛应用。
参考文献：
[1]张尚书.基于机械设备维修中无损检测技术的应用分析[J].科学技术创新，2019（2）.
[2]黄小辉，梁伟杰.无损检测技术在承压类特种设备检验中的应用[J].石油和化工设备，2019（6）.
[3]方雁.浅析无损检测技术在机械焊接结构中的运用[J].山东工业技术，2018（15）.
[4]张弛 攀枝花市特种设备监督检验所 检验报告 WTQ2015407