1、吊车铁路运输中主梁腹板裂纹的探讨吊车铁路运输中主梁腹板裂纹的探讨大连大起集团公司工艺部胡永祺摘要:本文对起重机在铁路运输中主粱腹板产生裂纹的原因进行分析探讨,并卉绍今后在运输中应采取的改进措施=叔词:起重机铁路运输主梁腹板裂纹前言我公司为昆明钢厂生产的 l0 台桥式起重机,在2001 年 8 月和 9 月陆续运抵昆钢.昆钢在起重机吊装时发现主粱腹板下部角焊缝部位有裂纹,当时昆钢认为是焊接质量问题.使焊缝发生开裂经我公司技术人员根据腹板裂纹的部位和裂纹的情况进行分析,认定为铁路运输中造成的腹板裂纹这次主粱腹板的裂纹在我公司引起很大的震动.在用户和安装公司中造成恶劣的影响,有必要对裂纹产生的原因进
2、行分析探讨,提出改进措施.1 对主梁腹板裂纹性质的认定根据 2:000 年 6 月国家质量技术监督局 l3 号令,特种设备质量监督与安全监察规定;起重机械属于特种设备,由国家质量技术监督局统一负责全国特种设备的质量监督与安全监察工作,国此昆钢在发现主粱下部腹板裂纹后,将此问题上报云南省质量技术监督局,由云南省质量技术监督局对我公司制造的 l0 台起重机进行全面检查1.1 首先是检验我公司使用的钢板质理是否合格,在裂纹处的腹板与下盖板钻 L 取样,我公司设计图样材质均为 Q235B 钢,实际化学成分化验结果:腹板为 Q235B 钢;下盖板 Z0mm 厚的为Q235 一 B 钢;下盖板 24ram
3、 厚的为 Q345B 钢,当时被判定为不合格,(实际上 Q345B 材质要优于Q235 一 B)1.2 对主粱角焊缝表面及两侧清陈油漆后.采用磁粉检查焊缝表面裂纹情况,经检验除已见的腹板裂纹外,角焊缝表面无裂纹.焊接质量是合格的.l3 对主粱腹板和上盖板的对接焊缝,在清除焊缝和两侧油漆后,用超声波探伤检验焊缝内部质量.经检验焊缝内部未发现有超标的焊接缺陷.焊接质量是合格的.但在上盖板对接焊缝附近发现钢板表面有较大面积的重皮,这是不允许的221.4 昆钢认为我公司在起重机制造过程中,由于腹板与下盖板组装焊接时,存在 34mm 较大的间隙,腹板与下盖板角焊缝的焊脚尺寸为 6mm,因此角焊缝与腹板的
4、交界区开裂为了验证昆钢的观点是否正确.我们在腹板与下盖板裂纹附近的角焊缝上多处钻 L,经检验证明腹板与下盖板基本上是紧贴的并无较大的间隙为此我公司技术人员在向昆钢及云南质量技术监督局介绍了我公司主粱的设计罔样和制造焊接工艺方法的同时,井将上述质量检验结果向其做以通报,并得到认可.经过检验和反复论证,大家认为开裂的是在角焊缝与腹板的交界区,是腹板裂纹,是由铁路长途运输,受冲击和疲劳而造成的.因为腹板的开裂正在运输装车的支点处,在主粱腹板上有两条明显的压痕,此处主粱腹板表面的油漆已被磨去,个别腹板的开裂处向内凹陷,裂纹长度基本在支点宽度 150ram 范围内.2 主梁腹板开裂原因的分析探讨我公司几
5、十年来制造的桥式起重机,在铁路运输过程中的装车方法,已经被铁道部规范化,从未发生过主梁下部腹板开裂的问题,现对开裂的原因作如下分析探讨2l 运往昆钢的 l0 台桥式起重机,其中 4 台跨度 Z0.3m,起重量为 35t 的起重机是卧放装车(主粱腹板与运输垫架接触)经铁路长途运输后.主粱下部与运输垫架接触的腹板出现裂纹,而发往昆钢的正放起重机(主粱下盖板与运输垫架接触)无任何问题.22 铁路提速是造成主粱腹板下部开裂的主要原因,我公司过去对起重量 50t 以下,跨度 00.5m以下的起重机,在铁路运输和公路运输中,一直采用卧放装车过去由于铁路运输车速较慢,公路运输车速更慢.因此没有出现过腹板开裂
6、的问题,而现在铁路一再提速,火车速度加快.在启动,刹车和运行过程中的振动加大.特别往云南,贵州高原地区运输,不仅路途遥远,而且路况很差,上下坡,急转弯和钻山洞.刹车的次数增多,已经多次出现吊车移位,封车钢丝绳断裂等问题2.3 为什么在主梁下部腹板处开裂呢?同样装车运输.为什么在主粱上部与上盖板处的腹板不开裂呢?原因很简单 ,在主梁的上部 .因箱形梁内焊有大,小筋板,筋板的间距约为 4O0500mm,大,小筋板不仅与腹板焊接,而且与上盖板焊接(均为连续焊缝)此处刚性较大,因此没有腹板开裂问题.而主粱的下部,因箱形粱内只有大筋板,且间距较大,一般为 20002500mm,大筋板只与腹板进行焊接是间
7、断焊缝,大筋板离下盖板有 51Omm 间隙,大筋板是不允许与下盖板焊接.因此在装车时,当运输垫架不能放在内部焊有大筋板处时,特别放在两块大筋板的中间部位时,此时腹板下部非常薄弱,在上下剧烈振动受力时很容易开裂2.4 为什么开裂发生在主粱下部腹板与角焊缝的交界区呢? 据介绍铁路部门认为我公司过去在采用卧放装车时,是主粱的上,下盖板与运输垫架上的垫术进行线接触,这样在运输中由于接触面较小不稳固.因此在近期铁路部门发文,规定在腹板与运输垫架问的空隙(一般为 2O50mm).添加垫板使主粱腹板通过垫板与运输垫架的垫木接触,目的是增加装车后的接触面积.但实际装车时,不可能使用与空隙厚度相等的木垫板,一般
8、使用轮厚的术垫板,这样在运输过程中主粱的上,下盖板不受力,而全面部有腹板受力,没有达到铁路部门预想的目的,这样在主粱下部腹板与角焊缝的交界区形成应力集中.经受冲击剪切力,反而成为腹板下部开裂的原因.2.5 运往昆钢腹裂纹的 4 台 35t 桥式起重机一由于是冶金吊,其主粱设计的自重特别,上,下盖板厚为 2024ram.腹板为 8ram;而一般 50t 同样跨度的主梁.上,下盖板的厚度与其相同,腹板为6mm 由于起重机自重大,上,下盖板又厚一因此在运输过程中,主粱的上,下盖板在接触运输垫架的垫术后(一般垫术的高度比运输垫架上部由两根角钢拼接成的槽钢高出 35ram),将垫木切断一最后上.下盖板与
9、运输垫架上的槽钢相接触,此时主梁腹板不仅与所垫的木板全面接触,而且垫的高度越高,在上下振动时腹板受的力越大,造成腹板开裂的可能性越大.由于在运输过程中,造成装车的高度下降,使封车的钢丝绳发生松动.吊车随之发生纵向前后串动,甚至发封车绳继裂的现象.2.6 据介绍发往昆钢的 10 台吊车,在运输过23程中由于铁路提速,使吊车封绳松劲而产生串动,在廊坊车站和成都车站先后两次吊车被,我公司派人前去重新加固封绳后才允许运输.这与吊车在运输过程中高度的下降有关.就是说运输垫架上的垫木过去是硬杂术,而现在制造的运输垫架的垫木是使用黄花松.硬度较低易切断,据介绍最严重时封好的吊车.从我公司专用线运到沙河口火车
10、站就发现封绳有松劲的现象.关于运输垫架的垫木,被主粱的上,下盖板所切断.这是发往昆钢的最后一台起重机,技术人员在未卸车检查时发现的,该台吊车主粱腹板下部开裂.3 起重机铁路运输中采取的措施为防止起重机在以后铁路运输中发生类似情况,我公司领导组织有关人员进行专题讨论分析裂纹原因,提出了以下几个措施.3.1 由设计部门将重量为 3050t,跨度大于16.522.5m 的桥式起重机的装车方式,进行改进,在桥架走台下设计装车运输支架,装车支点的间距为 9.35m.3.2 对小吨位,小跨度的桥式起重机,由于卧放装车时只需使用 3 个车皮,因此仍采用卧放装车.运输部门在运输垫架和腹板之间的空隙不再放术垫板
11、同时对制造的运输垫架提出改进的措施,即在运输垫架上部.由两根角钢拼接成的槽钢内安放着垫木,其高出槽钢的高度,由原来的 35mm 改为20mrn,以避免垫术与腹板在运输过程中接触,防止跟板产生裂纹对现有垫术超过高度的运输垫架,在修理垫木高度后再使用.3.3 对卧放装车运输的起重机,为防止吊车在运输过程中发生纵向串动,采取措施进行加固.即装车后在运输垫架槽钢两倒的主粱下盖板侧端面,各对接焊接一块 10100120mm 的加固钢板,并在 120n1m 长度开 30.坡口.将钢板紧靠运输垫架槽钢,3.4 最近发往各地的吊车,在铁路运输过程中发生不少问题.铁路提速是主要原因.运输部门在卧放装车时,应使装车点尽量接近主粱内的大筋板处,吊车和运输垫架一定要捆绑牢固,防止封车绳断裂.应提高运输垫架的焊接质量一防止运输过程中焊缝出现开裂吊车的装车支点间距为 9-35m,设计部门如果在主梁内的装车支点部位,增加大筋板将是一个有效的方法,但实施是很难的.
