无损检测技术在起重机械安全检验中的应用

特种设备管理 2018-02-08 10:25:28
  [引言]:无损检测技术在起重机安全检验中不会对设备产生损害,借助射线、超声、电磁、声学等原理,与零部件、仪器材料以及相应的物理、化学等参数相互结合。在实际应用中,具体的无损检测技术并不单一,主要包含磁粉检测、渗透检测、声发检测、射线检测等。总体而言,无损检测技术在起重机械安全检验中的应用提升了起重机械的安全性。 
  1、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。 
  2、在起重机械安装完成后的安全检验 
  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。 
  2.1目测检验 
  当起重机械安装完成之后,需要工作人员借助肉眼,并结合工作经验检测起重机械的整体形态以及各个重要的结构的性能。在具体的检测环节中,主要的目测结构内容有起重机械部分金属结构的几何尺寸与说明书是否匹配、对起重机械的荷载进行检验、对安全保护装置进行试验。电力部分的安全检验内容包含对电气保护装置、保护接地、照明等内容的检验。 
  2.2振动测试 
  在起重机的振动测试环节,主要是针对起重机的刚度进行测试。该种测试实际上是无损检测技术中重点内容。起重机械的主梁振动周期和自振频率在进行振动测试之后,能够产生振动衰减。振动测试环节中能够直接根据振动周期的衰减情况来对起重机械的动刚度进行综合性评价。对起重机械的不同结构进行振动测试,得到测试结果不同。 
  2.3射线检测 
  由于起重机械的结构连接中含有焊接缝,在焊接缝连接不密实得情况下,起重机械就会出现运行故障,严重的情况下将会导致起重机械结构脱节。因此,需要采用无损检测技术对起重机械的焊接缝进行检验。射线检测技术是无损检测技术中的一种,射线能够针对结构焊接缝,分析出焊接结构的厚度、混匀程度和焊接参数。 
  3、在起重机械运行阶段的安全检验 
  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、声发射检测技术等。 
  3.1超声波检测 
  超声波的定义为频率高于20000Hz的机械波,其中,在起重机械超声探伤环节中,常用的频率为1~5MHz。由于超声波具有较好的方向性、高能量和较好的穿透能力,在遇到界面时能够产生反射、折射等变化。所以在起重机械的运行环节中进行超声波检测时,能够在波形转换中实现起重机械结构的探伤。例如,在对机械的吊钩内部裂纹、缺陷等进行检测时,借助超声波的结构探伤能够提升设备检测的灵敏度。同时,该种检验对于操控设备的技术人员和设备结构自身无影响,在厚度较大的零部件中都能够进行故障检测。 
  3.2磁粉检测 
  磁粉检测方式主要是借助磁场的原理进行检验,由于起重机械设备中包含铁磁性的工件,当这些工件被磁化之后,其功能丧失。为了检验出其故障所在,需要借助磁粉的作用进行问题检验。当铁磁性工件被磁化之后,工件表面上将会出现漏磁场,利用漏磁场吸附磁粉形成磁痕的原理,技术人员能够直接的观察到设备缺陷所在,并且根据磁痕的大小、形状来具体的判断设备故障。磁粉检测与其他无损检测技术相比,具有以下优势:①能够检测出开口或者是不开口的缺陷;②能够直接显示出设备缺陷;③检验的灵敏度比较高,能够精确到微米级别的宽度。 
  3.3声发射检测 
  材料在应力作用下的变形与裂纹扩展是结构失效的重要机制。材料中局部区域应力集中,进而快速释放能量并产生瞬态弹性波的现象称为声发射,也称为应力波发射。声发射技术是1950年由德国人凯撒开始研究的,20世纪60年代初,美国人格林等人开始了声发射技术在无损检测领域方面的研究,从此获得迅速发展。声发射检测就是通过接收和分析材料的声发射信号来评定材料性能或结构完整性的无损检测方法。材料的塑性变形、应力腐蚀、裂纹形成以及扩展的过程都会产生声发射现象。检测到声发射信号,就可以连续监视材料内部变化的整个过程,因此,声发射检测是一种动态无损检测方法。声发射检测的特点为:(1)声发射检测仪器探测到的能量来自被测试物体本身,而不像超声或射线那样由无损检测仪器提供;(2)可显示或提供工件缺陷随载荷、时间、温度等外变量变化而变化的实时信息,因此特别适用于大型起重机械作业过程的在线监控和安全性评估;(3)声发射检测对线性缺陷较为敏感,能探测到在外加应力下这些缺陷的活动情况,稳定的缺陷不产生声发射信号;(4)由于不要求接近被检工件,因此特别适合于危险环境下的检测,如高低温、核辐射、易燃、易爆及有毒等环境。 
  4、结语 
  起重机械是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备,在现代化工业大生产中起着十分重要的作用。强化起重机械安全检验是实现起重机械本质安全、预防事故发生的有效手段。近年来,随着电子信息技术的快速发展,无损检测在起重机械的制造和安全检验中发挥着越来越重要的作用,无损检测已成为检验在用起重机械的重要手段,为科学监管起重设备提供了有效的技术支撑。
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[责任编辑:花间一壶酒]