摘要：港口起重机是港口装卸作业的主要设备，具有短暂、周期性循环的工作特点，其金属结构是起重机的支撑骨架，如果出现故障，不仅会影响起重机的装卸作业能力，甚至会造成潜在的危险，导致断臂事故的发生，严重的影响相关工作人员的生命财产安全，本文将从港口起重机金属结构裂纹的产生原因和位置，深入研究港口起重机金属结构裂缝诊断及维修措施。
关键词：港口起重机；故障管理；裂纹；巡检周期
作为一种常见的港口装卸设备，港口起重机在港口的生产和工作中起到十分重要的作用，一旦港口起重机出现问题，极容易引起支撑圆筒结构这段的大事故，从而影响港口作业的安全性，本文将立足于疲劳裂纹断面的特点，探讨港口起重机金属结构裂纹的维修措施，以供相关从业人员借鉴学习。
一、港口起重机金属结构裂纹概述
（一）裂缝容易产生的部位
裂纹主要产生于焊缝区以及结构截面转折区的突变部位。例如在臂架两端叉口板，就可能在上下耳孔板根部附近出现裂纹。在港口起重机臂架部分，就可能在腹板及内部纵筋处出现裂纹。[1]在港口起重机臂架铰支座部分，就可能在拉杆处出现裂纹。在港口起重机大拉杆部分，就可能在组件对接处出现裂纹。在港口起重机支撑水平轮，极容易在齿条铰支座处出现裂纹，在港口起重机转台部分，就可能在耳孔板处出现裂纹。在港口起重机的转柱部分，就可能在对接螺栓空间出现裂纹。由于起重机金属构件一般体积大、造价高，因此相关工作人员要以维修为主，不到万不得已的时候不能随意的更换。此外，要按照重要性的原则检查港口起重机金属结构，比如在周期巡检时，首先要检查港口起重机的臂架铰支座、支撑水平轮、转台部分，然后再检查港口起重机的臂架、大拉杆、小拉杆部分。相关工作人员在检查港口起重机金属结构的裂纹时，首先应该检查裂纹的长度、开裂情况，并以此来判断港口起重机金属结构的损伤情况。其次，要做好记录工作，有些裂纹由来已久，经过裂纹修补后仍然出现多次开裂，这就需要引起维修人员的注意，并进行细致的检查，检查在港口起重机日常装卸工作中是否存在违规操作的现象，由于港口起重机体积较大，因此结构发生突然性的断裂，会造成严重的后果，并威胁到相关工作人员的生命安全，相关工作人员要重视港口起重机的日常巡检工作，并对起重机金属裂纹扩展进行预测，从而保证港口日常装卸工作的生产安全。
（二）疲劳裂纹的产生特点
为了提高港口运输产量和效率，部分企业过于频繁的使用港口起重机，这大幅度的增加了港口起重机疲劳裂纹产生的可能性，疲劳裂纹是威胁港口起重机安全性能的主要原因，在港口起重机所引起的事故当中，有百分之九十以上，都是由于疲劳裂纹扩展引起的，因此相关工作人员应该重视港口起重机的疲劳裂纹问题，并深入研究疲劳裂纹产生的特点。港口起重机是一种间歇动作机械，具有重复、周期性循环的特点，尤其在连接铰支座、转台、转柱、臂架部分，每天都在频繁的运行，长期以往，会逐渐形成局部永久积累性的损伤，也就是疲劳裂纹。[2]此外，港口起重机的任务繁重，港口起重机金属结构在循环应力作用下，会导致金属应力值超过港口起重机金属结构的极限，从而发生破坏效应，引起臂架、转柱的突然断裂，从而给港口装卸作业造成不可挽回的经济损失。除此之外，港口起重机在使用当中，不可避免的会出现变形、锈蚀等情况，这都会引起港口起重机金属结构的裂纹，因此相关工作人员应该注意日常的维护工作，减少裂纹产生的条件，并适当的进行加工处理。相关工作人员在日常的装卸作业当中，存在着操作不当的现象，这都会引起疲劳裂纹的产生，随着应力循环次数的增加，裂纹会随之扩展，直到发生断裂事故。因此管理人员应该注意操作人员的操作规范问题，将操作人员的因素考虑在内，避免裂纹的产生。
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二、港口起重机金属结构裂纹的诊断与维修
（一）裂纹敏感区的确定
港口起重机受环境因素的影响，长期在较为恶劣的条件下工作，因此在诊断港口起重机金属结构裂纹之前，需要根据港口起重机作业的环境，确定港口起重机的裂纹敏感区，一般来说，港口起重机都在沿海的区域工作，因此容易造成锈蚀的情况，尤其在门腿与支撑环连接处、主梁与转柱连接处、把杆头部交叉处、转柱上部转折处出现疲劳裂纹，因此相关工作人员在港口起重机长时间工作滞之后，需要检查这几处部分。[4]此外，港口起重机焊接处具有天然的缺陷，因此在检查工作中，要着重的检查港口起重机的焊接处有无损伤情况，操作人员在日常的装卸工作中，也要注意避免违规操作，保证焊接处的拉应力控制在适当的范围内。在符合荷载作用下的港口起重机金属结构，也会因为荷载的反复作用趋近临界值，这些地方也是裂纹的敏感区域，需要引起巡检工作人员的关注。在确定了港口起重机金属结构裂纹的敏感区后，要防止裂纹的扩展，可以使用计算机，对裂纹的扩展情况进行预测，并做好科学的防范措施。相关工作人员在日常的巡检工作中，可以只检查裂纹的敏感区域，从而减少检查的工作量，还能提高工作的效率，保证港口起重机正常运行。
（二）港口起重机金属结构裂纹的维修措施
在港口起重机的日常作业当中，不可避免的存在变形、老化、腐蚀、裂纹等情况，不管港口起重机金属结构设计多么完美，都不可能避免故障情况的发生，因此相关工作人员不仅需要加强日常的巡检工作，还要加强对突发情况的应变能力，能够及时发现港口起重机金属结构裂纹，并在短时间内修复，保证港口起重机的工作的连续性。首先，相关工作人员需要消除港口起重机结构承载的消极影响，消除应力的集中性，这不仅依靠维修人员，还需要操作人员的配合，根据港口起重机实际的工作状态，做出相应的调整，这对保证港口起重机安全高效的运行起到重要的作用。一般来说，可以把港口起重机金属裂纹维修分为两个部分，第一部分是裂纹的失稳止裂，第二部分是裂纹的稳态维修。由疲劳引起的港口起重机金属结构裂纹大致分为临街扩展和失稳扩展，在临街扩展阶段，金属结构裂纹的情况并不明显，因此需要特殊的检测仪器才能发现，如果在金属结构裂纹临界扩展阶段失察，就会进入失稳阶段，相关工作人员要马上采取必要的维修措施，可以适当的铺设弹性钢板，从而消除应力的分布问题，也可以在失稳扩展状态的金属结构裂纹处进行适当的焊接处理，以降低裂纹扩展力。[5]
结语：
综上所述，相关工作人员应该加强港口起重机金属结构裂纹的诊断，以便在港口起重机金属裂纹的疲劳扩展阶段，采取补救措施，防止裂纹的扩大，相关工作人员还应该注意及时的更换损伤段的母材，保证港口起重机正常运转。
参考文献：
[1]胡浩亮,张志坚,柯韬,丁高耀,吴文祥,赵章焰.港口起重机风灾事故机理研究[J].起重运输机械,2016,12:87-92.
[2]甘世红,俞渊,褚建新,顾伟.港口起重机变幅机构润滑油温度控制器[A].中国仪器仪表学会.第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C].中国仪器仪表学会:,2010:3.
[3]赵章焰.港口起重机金属结构裂纹监控方法[A].中国机械工程学会物流工程分会.自主创新实现物流工程的持续与科学发展——第八届物流工程学术年会论文集[C].中国机械工程学会物流工程分会:,2012:4.
[4]张冲,姚海子,赵俊,钟舜聪,郭金泉,雷绍群,万当,杨晓翔.基于光纤光栅应变传感系统的在役港口起重机结构健康监测[J].机电工程,2013,04:426-429.
[5]徐承军.基于名义应力法的港口起重机金属结构安全使用期估算[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2014,02:293-295+355.
论文作者:徐高林
论文发表刊物:《基层建设》2016年35期
论文发表时间:2017/3/24
标签：起重机论文; 裂纹论文; 港口论文; 金属结构论文; 工作人员论文; 工作论文; 疲劳论文; 《基层建设》2016年35期论文;