江苏省特种设备安全监督检验研究院常州分院 江苏常州 213016
摘要：冶金起重机吊钩长期使用于吊装钢水包等高危物品而不进行定期检查，或只进行目视、磨损、开口宽度等宏观检查，对一些细小的裂纹难以发现，存在着较大的安全隐患，吊钩断裂造成人员伤亡事故时有发生。本市一钢铁企业也曾发生吊钩断裂事件，幸未酿成事故，因此相关钢铁企业生产安全部门便委托我院对全厂行车的吊钩进行检测。
关键词：起重机；吊钩；检测工艺
一、检测部位的确定
根据吊钩的结构和受力状况，吊钩有Ⅰ－Ⅰ、Ⅱ－Ⅱ、Ⅲ－Ⅲ三个危险断面，如图１所示。
在Ⅰ－Ⅰ、Ⅱ－Ⅱ两个断面出现裂纹的概率最高，特别是Ⅰ－Ⅰ断面受到钢丝绳的挤压，使开口的裂纹闭合，裂纹扩展到较大尺寸时才易被人发现。根据企业的要求，此次检测仅做下面两个断面部位Ⅰ－Ⅰ、Ⅱ－Ⅱ部位的检测。
二、探伤工艺
因吊钩在重力载荷的作用下，弯部上表面受拉，下表面受压，在起升和停止时还会产生较大的冲击载荷，有时存在一定的斜吊作业，长期使用后，在吊钩的内表面易产生疲劳裂纹，方向主要为环向，且吊钩材质多为碳钢或合金钢，故而采用磁粉探伤法进行表面裂纹的检测最为有效。
三、探伤工艺的优化选择
磁粉检测能否有效检测出缺陷，关键是磁场方向和工件内的磁感应强度。为检测出吊钩上危害性大的缺陷必须使磁力线沿吊钩长度方向，并使磁化器材与工件表面有较大的接触面积和适当的磁化规范才能使工件内有较强的磁感应强度。
１、磁化方式
对冶金起重吊钩进行磁化有线圈（缠绕电缆）磁化、触头式磁化和电磁轭磁化三种方式。
按我院磁粉探伤设备及吊钩结构构造，采用缠绕电缆的方法进行磁化工件，一次磁化可以检测出电缆两端１００mm表面，是较佳的磁化方法。但按磁化公式：
从公式可以得出，磁化电流大小与电缆匝数和吊钩长Ｌ与吊钩直径Ｄ的比值有关，一般吊钩的长径比Ｌ／Ｄ的值在３～１０之间。大吨位吊钩直径较大，缠绕电缆匝数多，则影响检测长度，缠绕电缆匝数少，则需要的磁化电流较大，易超过额定电流，所以只适合对５吨以下的吊钩进行磁化。
触头式磁化方式，磁化方向灵活。但与工件接触不良时会烧伤工件表面，而一般吊钩的含碳量、合金元素含量较高，一旦打火易产生表面微小裂纹，且触头式磁化仪器操作不便需多人配合，所以尽量避免采用。
电磁轭磁化法也较灵活，磁轭两端接触面的尺寸为１８㎜×１８㎜，在工件上较平整处有良好的接触，但吊钩不是一平面，必须选用带活动关节的电磁轭，才能确保磁轭与吊钩表面有较大的接触面积，所以适合对吨位较大的吊钩进行磁化。不过应注意每次磁化前都应当调整磁轭角度，确保磁轭与工件有较大的接触面积。
2、磁化电流与磁化规范
磁化电流有直流与交流，直流磁化时磁力线可以到工件较深处，但吊钩厚度较大，反而会使磁力线在厚度方向均布而降低表面磁感应强度，不利表面裂纹的检测。交流电磁化有集肤效应，磁力线主要集中在工件表面，有利于吊钩上表面裂纹，特别是疲劳裂纹检出。
３、磁粉与磁悬液
磁粉检测时磁粉的选择原则是使产生的磁痕在工件表面形成较大颜色反差，才能有利于识别。常用的磁粉有荧光磁粉、普通黑磁粉和红磁粉三种，当采用荧光磁粉检测时，灵敏度是最高的，但荧光检测必须在较暗的环境下进行，现场检测时光线和安全无法满足条件。由于使用中的吊钩长期沾染油泥，无法将表面全部打磨出金属光泽，表面颜色都较黑，所以应优先选用红色磁粉进行检测。
湿法磁粉检测时采用油或水作为磁粉载体。由于吊钩工作中多多少少接触过油污，检测现场环境导致无法清洗彻底，采若用水为载体的磁悬液进行检测时，磁悬液不能很好地润湿工件表面，磁粉无法至漏磁处堆积成磁痕，使磁粉检测达不到要求，而要进行彻底清洗成本和工时都是不允许的，所以采用油作为载体的磁悬液较好。
四、探伤结果
采用电磁轭法对东方特钢有限公司20～100吨的60个吊钩进行检测，共发现20个有裂纹，裂纹主要在集中在吊钩内表面，Ⅰ－Ⅰ、Ⅱ－Ⅱ两个断面上皆有分布，方向为环向，裂纹长度不一，长至50~60mm短则3~5mm。有的裂纹磁痕不明显，全凭检测人员经验确认，经打磨后，打磨深度达５～８㎜深，远超过起重机安全规范上磨损量不超过原截面尺寸１０％的规定，对吨位较小的吊钩直接进行判废处理。
五、讨论
《起重机械安全技术监察规程》中规定吊钩不得有裂纹，对吊钩进行外观检查，必要时用２０倍放大镜检查，用磁粉、着色探伤检查，目前检查时基本都是放大镜目视检查，吊钩内表面由于钢丝绳的磨压以及使用环境造成的油泥覆盖，会使裂纹的开口闭合或被遮盖，用放大镜或着色探伤时都难发现。在这次检测中，有多个吊钩，外观良好，表面光滑，放大镜检查根本无异常，即使采用磁粉检测，去掉磁痕堆积，仍难以发现裂纹，所以对危险性高的冶金起重吊钩不进行磁粉检测，有一定的技术风险。
本次检测未对吊钩的Ⅲ－Ⅲ段进行检测，主要因为该位置拆卸难度大，企业仍处于生产状态，吊钩不能长时间停置，再加现场环境复杂，无法保证拆卸工作的顺利进行。不过在Ⅲ－Ⅲ段存在应力集中现象，易出现疲劳裂纹，所以应建议对使用频率高的吊钩拆缷后用缠绕电缆的方法检测吊钩的Ⅲ－Ⅲ段。
参考标准：NB/T47013.4-2015承压设备无损检测第4部分磁粉检测.
论文作者:陆欣
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/8/3
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