饶喜平
广东省建设工程质量安全检测总站有限公司 510000
摘要：随着我国工程建设的快速发展，施工起重机械应用的数量逐渐增多。对于超过最大使用年限的施工起重机械，按照相关规定经安全评估合格后可以继续使用。然而目前很多地区对于超过最大使用年限的施工起重机械不允许继续使用。因而，对那些达到一定年限但设备状况较好的设备造成了一定的资源浪费。目前总体上起重机械安全评估工作还处在初级阶段,还有很大的空间可以提升。评估工作不能很好的发展主要原因在于检测人员的知识水平和判断能力,对起重机械投入使用后的损伤和缺陷发展研究无法深入,导致一些检测单位安全评估工作流于形式,不能发现隐藏在设备中的真正问题。因此，监管单位为了保证设备使用安全只能采取“一刀切”式的报废处理方式,导致企业怨声载道。监管部门的初衷是为了保证安全,但是这种做法却难以让起重机械行业真正健康安全发展。基于此，本文从常规无损检测技术着手，重点探讨不同无损检测方法在安全评估中的具体应用。每种无损检测方法都有其适用性和局限性，综合运用，最终才能更准确地评估风险,使得建筑起重机械得到合理、有效、安全地使用,如此不仅具有很好的经济效益,而且具有更好的社会效益,助推建筑起重机械行业规范、健康、安全发展。
关键词：无损检测；起重机械；安全评估
1 施工起重机械失效常见缺陷和形成原因
施工起重机械投入使用后，现场检查常见的两类缺陷是锈蚀和裂纹。
锈蚀跟施工起重机械的使用环境有很大的关系，平时检验中，我们经常发现在潮湿的环境中，设备更容易锈蚀。尤其是在临近海边的一些设备，短时间内锈蚀相当严重。原因是海边空气中的盐水含量大，与金属结构件发生电化学反应，电化学反应锈蚀比一般情况的锈蚀严重很多。如果锈蚀位置不能及时除锈做防腐处理，会进一步加快锈蚀的速度，因为氧化铁是疏松的，和铁的致密度不一样，更容易吸收空气中的水分，从而加快锈蚀速度。又类如固定式塔机基础被水浸泡，长时间没有清理积水，易使钢结构锈蚀，基础塌陷，造成塔吊倒塌事故。还有一些主要受力结构件因结构件内部积水锈蚀使其厚度减薄，强度降低，因此当设备按照实际载荷吊运时，容易出现结构件变形甚至导致设备整体失效发生事故。
裂纹也是设备投入使用后的常见缺陷，出现裂纹的主要原因有两个：第一是制造厂家工艺上、设计上可能存在不合理性，比如说平时检验中某一厂家塔式起重机塔帽位置容易出现裂纹，相比其他制造厂家同型号设备出现频次高出很多，这是出厂前制造工艺问题。第二是应力集中导致材料疲劳屈服，形成裂纹。一些安装单位，安装技术业务不精湛，对设备安装不按流程，生拉硬拽。使得设备安装完后存在一定内应力，在设备处于空载时，由于内应力的存在设备也处于受力状态。再加上设备在使用过程中承受各种旋转扭矩，集中应力和交变应力的作用，材料极易疲劳，形成疲劳源，一定循环次数后，形成裂纹。形成裂纹的受力部位，如果不能及时发现，会进一步扩展最后断裂，造成安全事故。
2 常规无损检测方法及其特点
2.1 定义
无损检测是在现代科学基础上产生和发展的检测技术,它借助先进的技术和仪器设备,在不损坏、不改变被检测对象理化状态的情况下,对被检测对象的内部及表面的结构、性质、状态进行高灵敏度和高可靠性的检查和测试,借以评判它们的连续性、完整性、安全性以及其他性能指标。常规无损检测有射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测。
2.2 射线检测
2.2.1射线检测的原理
射线穿过物体，因吸收和散射作用其强度会衰减。强度衰减量取决于物体的衰减系数和穿过物体的厚度。如果被检测物体的内部存在缺陷,且缺陷的衰碱系数不同于该物体,该缺陷位置透过的射线强度就会和该物体其他位置不一样。贴在物体另一面的胶片接收到的射线也不一样，因此胶片上黑度不一样，最终形成黑度差（也叫对比度）。我们通过观片灯可以看到胶片上的影像，根据影像位置和对比度从而判断物体内部是否存在不连续性。
2.2.2射线检测的特点
射线检测优缺点概括如下:
射线检测有结果可追溯性强，底片可长期保存；可获取缺陷的投影形状及位置，对缺陷定性定量判断准确；对一些体积型缺陷，检出率很高等优点；缺点有对面积型缺陷检出率低；穿过物体的厚度越厚能量就要求越高，所以对较厚工件不适应；对角焊缝检测效果较差，对厚度方向上定位困难；检测所用设备成本较大，检测效率低，检测时间相对较长；对人体有辐射伤害等缺点。
2.3 超声检测
2.3.1超声检测的原理
超声波在遇到不同声阻抗的两种介质时会发生反射，基于这样的传播特性，我们首先让超声波进入工件，当超声波遇到缺陷位置（声阻抗不一样），传播特性或方向发生改变，又通过探头接收缺陷位置反射的信号，并经过处理、分析，根据其接收信号的特征，判断工件中是否存在缺陷以及定位缺陷位置。
2.3.2超声检测的特点
超声波检测优缺点概括如下:
超声检测和射线检测不一样，很多方面与射线检测形成互补，超声检测对面积型缺陷检出率高，而对体积型缺陷检出率低；因为工件表面有表面波，对薄工件来说表面波与缺陷波难以区分，存在一定盲区，而超声波在钢中有足够穿透能力，所以超声对厚工件检测有更大优势；还有超声检测可对角焊缝检测，检测成本相对较低，仪器携带方便，检测速度快，能准确定位缺陷在工件厚度方向的定位等优点；然而检测时候对工件表面要求较高，表面过于粗糙会影响耦合效果，超声检测缺点有无法得到直观的图像，对缺陷定性定量困难，检测时候受人为因素影响较大，对检测结果无直接见证记录，可追溯性不强等。
2.4 磁粉检测
2.4.1磁粉检测的原理
正常情况下磁感应线是有规律的分布在磁体周围，工件（铁磁性材料）被磁化后,产生很强的磁感应强度，其磁力线密度增大数百倍至数千倍。当工件中存在缺陷,由于不连续性存在，磁力线就会逸出工件表面发生畸变,形成漏磁场。在漏磁场位置撒上磁粉，就会形成肉眼可见的磁痕，通过这种方法便可检测工件上缺陷位置。
2.4.2磁粉检测的特点
磁粉检测优缺点概括如下:
磁粉检测只适应检测铁磁性材料，对非铁磁性材料不能检测；可检测表面和近表面（一般5mm以下）缺陷，不能检测内部缺陷，检测灵敏度在常规检测中最高，能检测出极小的裂纹。而且检测成本低，检测速度快，但工件结构对检测有影响，有些工件会因结构难以磁化无法检测。
2.5 渗透检测
2.5.1渗透检测的原理
渗透检测原理是基于毛细管作用，在带有开口缺陷的工件表面施加渗透剂（红色或者荧光），由于毛细管作用，渗透剂会进入开口缺陷中，然后去除表面多余的渗透剂后，再在工件表面施加显像剂（白色），同样由于毛细管作用，留在开口缺陷中的渗透剂就被吸附出来，吸附出来的渗透剂在白底显像剂下显示出来（荧光渗透剂需在黑光灯下才能显示荧光），从而检测出缺陷的位置和大致形状。
2.5.2渗透检测的特点
渗透检测优缺点概括如下:
渗透检测的优点是不受工件材质影响，可检测材料包括钢材、塑料、陶瓷等，在常规检测中适用性最广泛，而且不受工件形状的影响，形状复杂的工件也可使用渗透检测，检测器材（喷灌）携带方便，特别是无水无电的场所也可以实施检测，一次操作可完成各个方向的缺陷检测；其缺点是只能检测表面开口缺陷，不能检测内部或者近表面缺陷，对工件表面要求较高，检测程序多，所以检测速度慢，检测程序过程处理不当容易造成漏检，检测灵敏度不及磁粉检测，检测出来的缺陷显示是放大后的显示，而且检测剂大多有毒易燃，密闭空间使用需要做好防护。
结束语
每一种无损检测方法有其适用性和局限性，在对施工起重机械进行安全评估时，应该综合考虑其特点合理运用，针对设备不同部位选取最有效的检测方法。类如对锈蚀部位厚度检测，应选择超声波对构件厚度测量，当锈蚀厚度达到报废标准时，该构件不允许继续使用。又类如对焊接位置规则的部位进行磁粉检测，可有效检测疲劳裂纹，对焊接位置不规则部位，可选择渗透检测来辅助。对于铁磁性材料,为检测表面或近表面缺陷,应优先采用磁粉检测方法,确因结构形状等原因不能采用磁粉检测时方可采用其他无损检测方法。关键受力部位采用一种无损检测方法检测后可采用另外一种无损检测方法对其结果验证。总而言之，无损检测只是安全评估的一个手段，安全评估也只是设备监管的一个手段。目前我国有很多新型检测技术也在发展和推广使用，检测评估工作是一个持续改进的过程，随着科学技术的进一步发展，相信建筑起重行业也会发展越来越好。
参考文献
[1]射线检测/强天鹏主编.-2版.-北京：中国劳动社会保障出版社,2007
[2]超声检测/郑晖，林树青主编.-2版.-北京：中国劳动社会保障出版社,2008
[3]磁粉检测/宋志哲主编.-2版.-北京：中国劳动社会保障出版社,2007
[4]渗透检测/胡学知主编.-2版.-北京：中国劳动社会保障出版社,2007