肖成珺
(甘肃省特种设备检验检测研究院 甘肃兰州 730050)
摘要:起重机械是现代城市运作、企业生产息息相关的生产工具，随着工业生产的快速发展变得越来越大,对其结构及性能的要求也越来越高，这使得强化起重机械的安全规范运行至关重要，无损检测是安装制造、修理、检验过程质量控制的重要保证手段,也是预防失效而发生伤害事故的有效手段。本文针对无损检测方法如目视、射线、超声波、磁粉、渗透、声发射等在起重机械安全检测方面的应用及其技术特点进行了总结，分析了各种无损检测技术的可取性和局限性。
关键词：起重机械 无损检测 综述
无损检验和评价技术是指在不破坏被检验物体的情况下，利用声波、光、电磁等方法，检验被测物体的物理特征，并确定被检验的物体有没有内部缺陷的一种手段，可在同一时间获得这些缺陷存在的情况，进而获得被检验物体的使用状况。然而起重机械种类繁多，不同的起重机械具有各自的设计、制造、检验、试验和验收等技术规范，应具有针对性的实施检验、检测，其中，无损检测主要针对不同部件和特殊结构易产生缺陷的类型而采用相应的检测工艺和标准进行探伤和评价，从而评价起重机械的安全评估和寿命预测。
起重机械（包括桥式和门式起重机、流动式起重机、塔式起重机、臂架起重机等）钢焊缝内部缺欠的超声无损检测技术和验收准则遵照JB/T 10559-2018，其他常规无损检测方法可采用NB/T 47013—2015《承压设备无损检测》、GB/T 3323—2019《焊缝无损检测》，其他的如磁粉、渗透等方法可采用各自的方法标准。起重机械金属结构的材质通常为普通碳素钢Q235，因此所有零部件如吊钩、电磁铁、真空吸盘、集装箱吊具及高强螺栓、钢丝绳套管、吊链、滑轮、卷筒、齿轮、制动器、车轮、锚链和安全钩等，以及金属结构的本体和焊缝，如主梁腹板、盖板和翼缘板等对接焊缝等，均不允许存在裂纹等损伤，且各机构在试验后也不允许出现裂纹和永久变形等损伤。在检验的时候必须严格控制检验过程，检验机构一定要有符合规范的相关资质证书，必须要有两名及以上的相关有经验的检测工作者在现场检测，人员也要有相关证书，检测所用的仪器设备必须要符合精度要求，并确保在检定或者校准的有效期之内。以下对起重机械检验中的无损检测方法进行了简要的说明：
1、起重机械定期检验时常用的无损检测方法
1)目视检测
目视检测主要是指利用眼睛或光学仪器来间接的观察和评价物体，旨在检测起重机械的整体质量和各功能部件的整体性能，包括：（1）机械部分金属结构的几何尺寸测量、表面质量检查、机械装置试验和安全保护装置试验等；（2）电气部分电控装置、电气保护装置、电路检验等。检验方法主要采用量具测量和机构试运行等 。这种方法通常可以用来检测所有材料表面上的一些缺陷，与其它检测方式相比，具有效率高、检出率大的特点。
2)射线检测
与锅炉、压力容器等承压设备相比，起重机械射线检测的对象主要是厚度均匀、形状较规则的钢板或钢管制工件和部件的对接焊缝，如吊钩钩片及悬挂夹板的焊缝、集装箱专用吊具的主要受力构件、金属结构焊缝、桥式和门式起重机主梁翼缘板和腹板的对接焊缝、主梁上下盖板和腹板的拼接对接焊缝、桥架的组装焊缝以及塔式起重机中主要钢结构的对接焊缝等。一般在制造和安装阶段对钢结构部分对接焊缝进行射线检测，定期检验中，一般不采用。
3)超声检测
起重机械在使用的过程中，设备材料中的角对接焊缝较为常见的易致缺陷。
可检测如锻造吊钩内部的裂纹、白点和夹杂等缺陷,自由锻造吊钩还料、吊钩钩柄圆柱部分的内部裂纹、 白点及夹杂物等缺陷,片式吊钩钩片及悬挂夹板的内部裂纹等缺陷,起重真空吸盘主受力构 件的裂纹等内部缺陷,集装箱专用吊具金属结构主要受力构件焊缝质量和高强度螺栓质量, 桥门式起重机原材料钢板质量,主梁盖板与腹板的拼接和对接焊缝质量,ｎ形梁内壁的焊缝质量,主梁翼缘板和腹板对接焊缝质量,塔式起重机主要结构的对接焊缝以及门座式起重机主要受力构件焊缝质量等 。
4)磁粉检测
磁粉检测只能检测表面和近表面裂纹，仅适用于铁磁性材料。起重机械的钢结构和零部件及焊缝表面都不允许存在裂纹，鉴于起重机械材料大多是钢材，磁粉检测也就成为其最常用的表面检测手段之一。磁粉检测有以下特点: (1)检测灵敏度高，可以发现极细小的裂纹以及其他缺陷；(2)检测成本低，速度快，操作便捷；（3)工件的形状和尺寸对检测有影响，有时因其难以磁化而无法检测。因此磁粉检测特别适合于起重机械铸件、锻件、焊缝和机械加工的零件等的表面缺陷。但缺点是无法判定缺陷的深度。
5)渗透检测
起重机械主要检测的缺陷类型是裂纹，其中表面开口裂纹的危险性更大。而有时因为材料和结构形状等原因，有些部件或部位不利于磁探仪的操作，用其它无损检测方法也难以取得理想的检测效果，此时，渗透检测便成为唯一可选的无损检测方法。
（5）漏磁检测
钢丝绳是起重设施的常用部件，一般采用漏磁方法进行检测。探头对进入其中的钢丝绳进行局部饱和磁化或技术磁化，根据缺陷引起的磁场特征参数（如磁场强度和磁通量等）的变化情况对钢丝绳的缺陷情况进行判别，并可进行定性（断丝或腐蚀等）和定量（断丝数或横截面积损失量）分析。钢丝绳检测时无需对不影响钢丝绳在检测仪上的正常行走的油污和灰垢进行清理。钢丝绳股间夹杂的铁磁性颗粒应进行清理，否则会影响检测结果。
（6）声发射技术
随着声发射技术的发展,声发射技术已广泛应用于许多领域,包括压力容器、管道、常压储罐、桥梁、大坝等的缺陷检测和结构完整性评价、水泥结构裂纹开裂和扩展的连续监视等。相比其他常规无损检测方法,其在大型结构缺陷检测、完整性评价方面优越性得到了充分的体现。声发射技术接收来自材料缺陷自身产生的声信号,而不检测无扩展的非危害性缺陷,同时可以利用时差等进行定位；声发射技术对检件的形状、结构尺寸不敏感,对大型结构能整体性检测,一次检测就能够评价整个结构中活性缺陷的状态,对于体积庞大且结构复杂的大型起重机械,更能够获得更多的准确的结构信息,有利于对其进行完整性评价；声发射技术能够在线检测、监测活性缺陷,对于受力情况复杂的起重机金属结构,相比超声、磁粉检测效果更好、更加真实，关键是检测时可以不停机，不影响正常工作。具有重要的工程应用价值和实际意义。
2.结束语
起重机械大多被安装在大型项目的施工工地以及人员相对较多的公共场合，其社会影响还是很大，为保证其安全平稳的运行、无损检测技术在保证其品质和安全中发挥着很重要的作用。长期以来，判断起重机械的失效模式的及其缺陷的检测是一个多因素得复杂问题，只靠一种检测手段的检测出检测结果往往是片面的，必须多种失效模式（磨损、变形、开裂、腐蚀）等出发考虑，所以要全面的探究无损检测技术，结合运用多种无损检测方法对起重机械的失效进行全面的综合诊断,如把应力测试，金属磁记忆等新技术应用在起重机械的检验中，以保证起重机械能够安全平稳运行。
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