黃建明實(shí)戰(zhàn)案例專欄 | 【案列04】RTG輪胎龍門吊鋼纜筒斷裂事故分析+ 查看更多
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實(shí)戰(zhàn)案例專欄 / 案例04
RTG (Rubber Tyred Gantry Crane) 輪胎式龍門吊是貨柜碼頭常用的一種移動(dòng)式龍門吊。
其吊升貨柜時(shí)用的鋼纜纜筒,有次在操作的過(guò)程中被工人聽到不正常的震動(dòng)響聲,即被馬上停機(jī)檢查;
經(jīng)初步外觀檢查,已看到在端板與主軸的焊縫邊緣有裂紋,再做滲透檢測(cè)就清楚看見裂紋了,之后用超聲波檢測(cè)則發(fā)現(xiàn)整圈焊縫都有裂紋,部份更已穿透了纜筒端板幾乎快斷掉,幸好工人及時(shí)發(fā)現(xiàn),否則會(huì)造成嚴(yán)重的倒塌事故。
他們將其拆卸后送到工廠解剖,讓我們可以清楚地看到所有的裂紋以及全部的結(jié)構(gòu)。

(圖1 紅圈處為裂紋源頭)
圖1您能從這些圖片中分析出什么?
你能看出裂紋的源頭嗎?有什么建議?用什么NDT方法在最少條件下有效地檢測(cè)出裂紋?

從這些圖片中,我看到的疲勞裂紋源頭是在橫隔板與環(huán)形板的角焊位置,這個(gè)「死角」銳角位置是最容易產(chǎn)生應(yīng)力集中的位置,由它開始向端板方向擴(kuò)展至端板與軸的環(huán)焊縫最終引起斷裂,從圖片中看到六個(gè)橫隔板與環(huán)形板的裂口最大。
這個(gè)大裂口也就是裂紋源頭的一個(gè)最典型的象征。
尋找起源裂紋就應(yīng)該檢查這個(gè)位置,若只檢測(cè)端板位置是否有裂紋,則只能治標(biāo)不治本,而沒(méi)有真正解決問(wèn)題, 因?yàn)椤覆「箾](méi)有查出和解決,那么遲早就會(huì)再生病(產(chǎn)生裂紋),使用一段時(shí)間后由源頭開裂繼續(xù)擴(kuò)展到端板時(shí)又會(huì)發(fā)生斷裂事故。
在判斷事故原因時(shí),我們往往被最后斷裂的位置誤導(dǎo)以為這就是事故的源頭,若只針對(duì)這最后斷裂的位置檢測(cè)是不準(zhǔn)確的,也不能真正解決問(wèn)題。
我這個(gè)客戶在我們之前曾修理局部端板焊縫和用超聲滲透檢測(cè),可是使用一段時(shí)間后又再裂開了,所以才找我前去看看。
他們給我看到這些圖片后,我馬上告訴他們裂紋的源頭不在端板與主軸的環(huán)焊縫位置,而是在纜筒里面的六個(gè)橫隔與環(huán)形板的角焊位置,這個(gè)位置才是真正的疲勞裂紋源頭;
若只修理外面的環(huán)焊縫是不能解決問(wèn)題的,必須先檢查這個(gè)位置。
這個(gè)密封在里面的位置無(wú)法用常規(guī)的五種NDT方法 (RT,UT,MT,PT,ET) 去檢測(cè)出裂紋, 那該怎么辦?
我想到了用「內(nèi)窺鏡」,就像人體檢查的「照胃鏡」一樣,在纜筒的外殼六個(gè)橫隔板之間對(duì)稱的位置離端板約90mm的位置,在不影響其結(jié)構(gòu)安全的情況下鉆六個(gè)Ø12mm的小孔,然后伸入內(nèi)窺鏡檢查。
首先重點(diǎn)要檢測(cè)的就是橫隔板與環(huán)形板的角焊銳角位置,再順道檢查其他位置,包括端板與主軸的筒內(nèi)焊縫,要到達(dá)這銳角位置必須將光纖的Ø6.1mm的鏡頭用一柔性金屬導(dǎo)管套住,并彎曲成「J」形,通過(guò)鉆孔伸入到達(dá)銳角位置才能有效地檢視。
在九臺(tái)RTG的檢測(cè)中,我們發(fā)現(xiàn)一臺(tái)纜筒的六個(gè)橫隔板已有五個(gè)位置有裂紋了(見圖2)。這樣才是真正地找到問(wèn)題根源。

(圖2 紅圈處為裂紋 )
作為無(wú)損檢測(cè)人員的職責(zé)來(lái)說(shuō),我已經(jīng)完成應(yīng)有的任務(wù)。
但是客戶仍然沒(méi)有徹底解決問(wèn)題,因?yàn)檫@個(gè)是設(shè)計(jì)的問(wèn)題,即使其他八臺(tái)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)裂紋,并不代表它們不會(huì)再產(chǎn)生裂紋,而且這個(gè)位置是無(wú)法修理的,只能拆開重新焊接,若要修理不如重新再做。
怎么辦? 這可不是我們的職責(zé)了。后來(lái)碼頭公司的總經(jīng)理告我。
根據(jù)美國(guó)岸吊顧問(wèn)公司專家的建議,只要改進(jìn)橫隔板與環(huán)形板的尺寸,就可以避免這類裂紋的產(chǎn)生了(見圖3)。

(圖3 )
圖3左側(cè)是原設(shè)計(jì)在橫隔板與尾環(huán)板的角位出現(xiàn)裂紋,右側(cè)是改進(jìn)的設(shè)計(jì),就可以避免這類裂紋的產(chǎn)生了。
這是由國(guó)際權(quán)威專家的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái),新的設(shè)計(jì)既簡(jiǎn)單又實(shí)用,還省了材料!
我相信他們也是通過(guò)很多這樣事故,從中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和改進(jìn)才逐步完善設(shè)計(jì)的。
碼頭公司在以后的訂購(gòu)纜筒合同時(shí)就要求按這個(gè)設(shè)計(jì)去做就不會(huì)再出現(xiàn)這種問(wèn)題了。
其實(shí)斷裂事故對(duì)我們來(lái)說(shuō)也是一個(gè)很好的反面教材和教訓(xùn),使我們可以從中學(xué)習(xí)和改進(jìn)。
我們?cè)谧鯪DT時(shí)多留意下人家的設(shè)計(jì),讓我們學(xué)會(huì)更多知識(shí),對(duì)我們的檢測(cè)工作肯定有很大的幫助。
關(guān)于作者

黃建明 ,長(zhǎng)期從事在役無(wú)損檢測(cè)技術(shù)工作近40年。任職于香港安捷材料試驗(yàn)有限公司,北京理工大學(xué)珠海學(xué)院“應(yīng)用物理(無(wú)損檢測(cè)方向)”本科專業(yè)兼職教授。美國(guó)焊接學(xué)會(huì)會(huì)員,美國(guó)無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì)會(huì)員,中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)會(huì)員暨無(wú)損檢測(cè)分會(huì)理事。英國(guó)焊接和無(wú)損檢測(cè)人員考試發(fā)證章程(CSWIP)焊接檢驗(yàn)督察,英國(guó)無(wú)損檢測(cè)人員考試發(fā)證章程(PCN)II級(jí)焊縫射線照相評(píng)片員,美國(guó)焊接學(xué)會(huì)(AWS)高級(jí)焊接檢驗(yàn)督察,AWS焊接導(dǎo)師,美國(guó)無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì)(ASNT)NDT檢驗(yàn)師-UT、RT、MT、ET III級(jí)(高級(jí))技術(shù)資格,中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)無(wú)損檢測(cè)分會(huì)RT、UT 3級(jí)(高級(jí))技術(shù)資格。
聯(lián)系方式:
郵箱:kmwong@aes.hk
公司:香港安捷材料試驗(yàn)有限公司
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