李國忠

（廣東省珠海市特種設備檢驗所，廣東 珠海 519002）

應力測試在履帶起重機行業(yè)中的應用

李國忠

（廣東省珠海市特種設備檢驗所，廣東 珠海 519002）

簡要介紹了中國履帶起重機行業(yè)的現(xiàn)狀，對履帶起重機應力測試的必要性和重要性作了進一步的思考和探索，并說明應力測試在履帶起重機行業(yè)中的作用和重要意義。

履帶起重機；應力測試；應用

履帶起重機是將起重作業(yè)部分裝在履帶底盤上，行走依靠履帶裝置的流動式起重機，可以進行物料起重、運輸、裝卸和安裝等作業(yè)。其具有接地比壓小，轉(zhuǎn)彎半徑小，爬坡能力強，起重性能好，可帶載行駛等優(yōu)點，并可借助更換吊具或增加特種裝置實現(xiàn)一機多用，進行其他作業(yè)，被廣泛地應用于核電建設、搭建橋梁、安裝發(fā)電設備以及安裝煉油設備等施工項目。近年來，隨著我國基礎設施建設的加強，國內(nèi)履帶起重機行業(yè)得到持續(xù)、快速發(fā)展。

履帶起重機屬于國家規(guī)定的特種設備之一，設備本身容易發(fā)生事故，且一旦發(fā)生事故會造成人身傷亡及重大經(jīng)濟損失，與其他起重機械有著本質(zhì)區(qū)別。因此，保證履帶起重機的安全使用對國家和企業(yè)都是一個十分重要的課題。應力測試利用測量應變的方法檢測履帶起重機中金屬結(jié)構的受力，掌握結(jié)構的變形，了解履帶起重機的工作情況，隨時提供信息，以便預報險情，對履帶起重機的安全使用具有重要的意義。

1 履帶起重機的現(xiàn)狀

在中國經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，國內(nèi)起重機械制造和安裝、使用行業(yè)也高速發(fā)展。履帶起重機更以其獨有的特點和優(yōu)勢具有其它起重設備無法替代的地位。目前重達數(shù)千噸的超大型設備的吊裝作業(yè)越來越多，履帶起重機也從小噸位、大噸位發(fā)展到超大噸位。

目前履帶起重機在中國銷售的國外廠家越來越多，中國本土的生產(chǎn)廠家也越來越多，使用場所也越來越復雜，履帶起重機的設計與制造水平參差不齊，出現(xiàn)了許多安全事故，如2011年10月，酒泉市風電施工現(xiàn)場中聯(lián)重科1000T履帶起重機臂架折斷，造成5死1傷的慘?。?008年7月19日，美國休斯頓·深南TC36000(2268t)上下車斷離，造成4死7傷的慘劇，并砸倒輔助吊車CC2400-1(400t)。

很多重大事故的發(fā)生，要求政府部門對包括履帶起重機在內(nèi)的特種設備的制造、安裝、使用維修加強規(guī)范和管理，并出臺一系列的政策和法規(guī)。2003年3月11日，中華人民共和國國務院第373號令《特種設備安全監(jiān)察條例》發(fā)布，其中對履帶起重機制造的主要的管理方式之一就是實行制造許可制度和進行型式試驗，應力測試就是型式試驗中尤其重要的一項內(nèi)容。

2 應力測試的一般步驟

通過以往應力測試的工作可知，一個完整的應力測試流程大概可以分為以下三個階段：試驗準備、實施測試、結(jié)果分析。

2.1 試驗準備

試驗準備階段最重要的就是測試點的選擇。選擇測試點可以從以下幾個方面綜合考慮。

（1）可以根據(jù)有限元計算結(jié)果選擇應力值較大的點；

（2）選擇表面曲率變化大的點，如角點等；

（3）選擇結(jié)構中應力復雜的點或者產(chǎn)品項目組人員關心的點，如焊縫等；

（4）選擇用力學公式可以計算出應力值的點，這樣做可以用理論值與測試值比較，以便驗證測試結(jié)果的可靠性。

選擇好測試點后，需要整理出測試方案，包括測試點編號、選擇測試儀器、統(tǒng)計所用電阻應變片種類及數(shù)量。

2.2 實施測試

實施測試階段主要包括應變片粘貼和應力現(xiàn)場檢測。

應變片粘貼時需要注意定位測試點，沿構件主應力方向粘貼，不同的粘貼位置和方向?qū)y試結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。另外，應變片粘貼后需要用防護膠進行密封保護，防止應力測試過程中應變片損壞。

應力現(xiàn)場檢測過程中需要特別關注應力值較大的點，一旦應力值超出金屬結(jié)構材料的屈服強度，就需要停止試驗，待整改后再繼續(xù)進行試驗。

結(jié)果分析階段，對于有理論值的測點，可用理論值和測試值相比較，驗證測試結(jié)果的準確性；出具應力測試報告，描述測試點的應力狀態(tài)，為修改理論模型及改進設計提供第一手的現(xiàn)場資料。

3 應力測試在國內(nèi)履帶起重機行業(yè)中的現(xiàn)狀

應力測試是國家型式試驗中尤為重要的一項，也是企業(yè)不斷修改理論模型、改進結(jié)構設計的重要依據(jù)。目前，國內(nèi)一部分履帶起重機生產(chǎn)廠家已經(jīng)建立了自己的應力測試隊伍，例如，上海三一科技有限公司成立了應力測試小組，負責所有新產(chǎn)品應力測試的工作，為產(chǎn)品的研發(fā)升級提供了第一手的現(xiàn)場資料。

隨著國內(nèi)履帶起重機行業(yè)的不斷發(fā)展，應力測試在履帶起重機行業(yè)中的發(fā)展也經(jīng)歷了一個從無到有，從有到精的過程。雖然，國內(nèi)履帶起重機公司已經(jīng)越來越認識到應力測試的重要作用，并在積極組建應力測試隊伍。但是，與國外履帶起重機公司中應力測試的發(fā)展相比，國內(nèi)應力測試工作還是存在著一定的差距。

首先，國內(nèi)履帶起重機公司應力測試團隊的建設不夠全面。國內(nèi)許多履帶起重機生產(chǎn)廠家雖已組建了應力測試團隊，但是專業(yè)測試人員缺乏，應力測試輔助設備缺乏，需要各個公司加強對應力測試的支持。

其次，國內(nèi)應力測試零點的采集狀態(tài)不夠準確。目前，國內(nèi)履帶起重機在進行應力測試時，整機已經(jīng)裝配完畢，此時進行應變片粘貼及零點采集工作，無法保證測試點精確的零點狀態(tài)，從而無法精確保證測試數(shù)據(jù)的精確性。因此，國內(nèi)履帶起重機廠家可以建立專門的測試車間，對于需要做應力測試的車型，按部件在測試車間進行應變片粘貼及零點采集工作，保證應力測試數(shù)據(jù)的精確性。

4 應力測試的意義

履帶起重機在吊裝作業(yè)時，一旦出現(xiàn)事故，將給國家的經(jīng)濟建設帶來難以估計的損失，而且履帶起重機吊裝事故，常常伴隨著人身安全事故，更是國家難以接受的損失。履帶起重機吊裝作業(yè)時的質(zhì)量事故，也將給企業(yè)帶來災難性的后果，不但嚴重影響企業(yè)信譽，制約企業(yè)發(fā)展，更為嚴重的是，相應的經(jīng)濟損失及賠償，足以拖垮一個企業(yè)。例如，1999年7月14日·美國威斯康星·藍色巨人蘭普森LTL1500傾翻，三名遇難工人遺孀獲賠近1億美元，租賃商三菱重工賠償1億3千多萬美元，整個事故造成經(jīng)濟損失約10億美元。應力測試是衡量起重機能否正常工作的指標之一，履帶起重機試制完成后和在其使用維修過程中，嚴格進行金屬機構應力測試，可以避免由于結(jié)構強度問題而引起的履帶起重機事故的發(fā)生。

（1）應力測試是履帶起重機機構故障診斷的有效手段。履帶起重機金屬結(jié)構從出現(xiàn)故障到發(fā)生破壞有一發(fā)展過程，對于履帶起重機金屬結(jié)構這樣的大型構件，在工作狀態(tài)是難于直觀檢查發(fā)現(xiàn)故障的。實踐證明，通過應力測試，從應力值異常來發(fā)現(xiàn)故障是一種行之有效的方法。

（2）應力測試可以找出履帶起重機結(jié)構的故障原因，為改造修復提供依據(jù)。履帶起重機的金屬結(jié)構及其受力比較復雜，采用常規(guī)方法設計的構件，雖然在理論上能滿足使用要求，但是在使用過程中構件彎折事故時有發(fā)生。事故發(fā)生后，從理論上分析往往找不出事故原因，采用應力測試等手段不僅能夠找到事故原因，而且能為構件的修復改造提供技術依據(jù)。

（3）應力測試為校核設計和改進設計提供依據(jù)。履帶起重機結(jié)構設計是否合理，與力學模型的簡化密切相關，若力學模型的簡化與實際相差較大，設計出的結(jié)構就不合理，就難以保證履帶起重機的正常工作。理想的力學模型簡化來自于實踐，應力測試既能校核設計也能改進設計。

5 結(jié)束語

應力測試是研究結(jié)構強度、檢驗結(jié)構實際承載能力的重要手段。事實證明，金屬結(jié)構應力測試在履帶起重機設計、制造和故障診斷中發(fā)揮了重要的作用，是保證起重機安全生產(chǎn)不可缺少的一個環(huán)節(jié)。嚴格進行應力測試具有重要的意義，不但可以提高履帶起重機的安全使用，更可提高制造企業(yè)的競爭力，也是中國制造走向世界、享譽世界的保證。

[1]潘 宏.淺析大型構件靜態(tài)應力測試流程[J].一重技術，2007，(02)：47-48.

[2]孫昌之.起重機金屬結(jié)構應力測試的作用[J].港口裝卸，1995，(22)：22-23.

[3]王嘉豐.保證應力測試成功的幾點要素[J].水運科技情報，1997，（03）：29-30.

[4]李小華.淺談應變電測在工程中應用及應注意問題[J].計量與測試技術，2002，(3)：22-25.

Stress Testing in the Craw ler Crane Industry in the Application

LI Guo-zhong
(Zhuhai Institute of Special Equipment Inspection Guangdong，Zhuhai Guangdong 519002，China)

China is briefly introduced the current situation of industry of crawler crane,crawler crane stress test the necessity and importance of further reflection and exploration,and stress testing in crawler crane industry in the role and significance of.

crawler crane；stress test；application

TH213.7

B

1672-545X（2013）01-0137-03

2012-10-04

李國忠（1979—），男，廣東從化人，工程師，工學學士，主要研究方向：特種設備的技術監(jiān)督檢驗與安全管理。

book=339,ebook=339