黄建明实战案例专栏 | 【案列04】RTG轮胎龙门吊钢缆筒断裂事故分析

文章来源:微信公众号:航空无损检测
04RTG 轮胎龙门吊钢缆筒断裂事故分析

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我们在做NDT时多留意下人家的设计,让我们学会更多知识,对我们的检测工作肯定有很大的帮助



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实战案例专栏 /   案例04

RTG (Rubber Tyred Gantry Crane) 轮胎式龙门吊是货柜码头常用的一种移动式龙门吊。


其吊升货柜时用的钢缆缆筒,有次在操作的过程中被工人听到不正常的震动响声,即被马上停机检查;


经初步外观检查,已看到在端板与主轴的焊缝边缘有裂纹,再做渗透检测就清楚看见裂纹了,之后用超声波检测则发现整圈焊缝都有裂纹,部份更已穿透了缆筒端板几乎快断掉,幸好工人及时发现,否则会造成严重的倒塌事故。


他们将其拆卸后送到工厂解剖,让我们可以清楚地看到所有的裂纹以及全部的结构。


(图1 红圈处为裂纹源头)


图1您能从这些图片中分析出什么?


你能看出裂纹的源头吗?有什么建议?用什么NDT方法在最少条件下有效地检测出裂纹?



从这些图片中,我看到的疲勞裂纹源头是在横隔板与环形板的角焊位置,这个「死角」锐角位置是最容易产生应力集中的位置,由它开始向端板方向扩展至端板与轴的环焊缝最终引起断裂,从图片中看到六个横隔板与环形板的裂口最大。


这个大裂口也就是裂纹源头的一个最典型的象征。


寻找起源裂纹就应该检查这个位置,若只检测端板位置是否有裂纹,则只能治标不治本,而没有真正解决问题, 因为「病根」没有查出和解决,那么迟早就会再生病(产生裂纹),使用一段时间后由源头开裂继续扩展到端板时又会发生断裂事故。


在判断事故原因时,我们往往被最后断裂的位置误导以为这就是事故的源头,若只针对这最后断裂的位置检测是不准确的,也不能真正解决问题


我这个客户在我们之前曾修理局部端板焊缝和用超声渗透检测,可是使用一段时间后又再裂开了,所以才找我前去看看。


他们给我看到这些图片后,我马上告诉他们裂纹的源头不在端板与主轴的环焊缝位置,而是在缆筒里面的六个横隔与环形板的角焊位置,这个位置才是真正的疲勞裂纹源头


若只修理外面的环焊缝是不能解决问题的,必须先检查这个位置。


这个密封在里面的位置无法用常规的五种NDT方法 (RT,UT,MT,PT,ET) 去检测出裂纹, 那该怎么办?


我想到了用「内窥镜」,就像人体检查的「照胃镜」一样,在缆筒的外壳六个横隔板之间对称的位置離端板约90mm的位置,在不影响其结构安全的情况下钻六个Ø12mm的小孔,然后伸入内窥镜检查。


首先重点要检测的就是横隔板与环形板的角焊锐角位置,再顺道检查其他位置,包括端板与主轴的筒内焊缝,要到达这锐角位置必须将光纤的Ø6.1mm的镜头用一柔性金属导管套住,并弯曲成「J」形,通过钻孔伸入到达锐角位置才能有效地检视。


在九台RTG的检测中,我们发现一台缆筒的六个横隔板已有五个位置有裂纹了(见图2)。这样才是真正地找到问题根源


(图2 红圈处为裂纹 )


作为无损检测人员的职责來说,我已经完成应有的任务。


但是客户仍然没有彻底解决问题,因为这个是设计的问题,即使其他八台没有发现裂纹,并不代表它们不会再产生裂纹,而且这个位置是无法修理的,只能拆开重新焊接,若要修理不如重新再做。


怎么办? 这可不是我们的职责了。后来码头公司的总经理告我。


根据美国岸吊顾问公司专家的建议,只要改进横隔板与环形板的尺寸,就可以避免这類裂纹的产生了(见图3)。


(图3 )


图3左侧是原设计在横隔板与尾环板的角位出现裂纹,右侧是改进的设计,就可以避免这類裂纹的产生了。


这是由国际权威专家的经验总结出來,新的设计既简单又实用,还省了材料!


我相信他们也是通过很多这样事故,从中总结经验和改进才逐步完善设计的。


码头公司在以后的订购缆筒合同时就要求按这个设计去做就不会再出现这种问题了。


其实断裂事故对我们来说也是一个很好的反面教材和教训,使我们可以从中学习和改进。


我们在做NDT时多留意下人家的设计,让我们学会更多知识,对我们的检测工作肯定有很大的帮助


                           


关于作者



黄建明长期从事在役无损检测技术工作近40年。任职于香港安捷材料试验有限公司,北京理工大学珠海学院“应用物理(无损检测方向)”本科专业兼职教授。美国焊接学会会员,美国无损检测学会会员,中国机械工程学会会员暨无损检测分会理事。英国焊接和无损检测人员考试发证章程(CSWIP)焊接检验督察,英国无损检测人员考试发证章程(PCN)II级焊缝射线照相评片员,美国焊接学会(AWS)高级焊接检验督察,AWS焊接导师,美国无损检测学会(ASNT)NDT检验师-UT、RT、MT、ET III级(高级)技术资格,中国机械工程学会无损检测分会RT、UT 3级(高级)技术资格。


联系方式:

邮箱:kmwong@aes.hk

公司:香港安捷材料试验有限公司 


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