集 装箱码头岸吊(Quay Crane)的前桅杆(Forestay)上有多个连接处是用销钉(Forestay pins)连接的(见图1)，这些桅杆上销钉长期使用后也会出现金属疲劳断裂(见图2)。

如果销钉安装的方向不正确时更容易产生疲劳断裂事故。

如何在不拆卸的情况下检测和如何避免疲劳事故发生呢？请看以下我的分析。

（图1 Location of forestay pins）

（图2 销钉断口形状）

Forestay pin 在桅杆上有多个销钉，根据所承受力的大小有着不同的尺寸，但是左右是对称相同的，材料是ASTM 4140轴类材料。

结构很简单，一条全长直径一样的销钉，在销钉的一端中心钻孔至销钉的中间位置，然后从轴径外垂直90度钻孔相通，并且加工上一个很浅的环槽，这是方便从销钉端头打黄油入内起来润滑销钉的作用。

（图3 典型的销钉结构示意图）

从图2上我们可以清楚地看到裂纹的源头来自于垂直油孔的顶端，只要针对这个位置进行检测即可。

裂纹产生的原因是销钉孔安装的位置有关，如果垂直于弯曲应力时容易产生裂纹，见图4所示。

如果将它改变90度角安装就可以避开受弯曲应力。

销钉受弯曲应力有两种情况下：

1.工作时的拉应力(弯曲应力)； 

2.停机收回立放时自重压应力(弯曲应力)。

我们检测后发现这些销钉大多数没有考虑方向的，而且断裂和发现裂纹的销钉都是装在受弯曲应力的位置。

（图4 销钉孔垂直于受弯曲力方向时产生裂纹）

在 不拆卸的情况下只能做超声波检测，从销钉的两端任何一端都可以，不需要两端都做，因为在现场高空环境下有时候只能靠近一端。

超声波我们用直探头和小角度纵波探头检测，具体方法是向客户要一条报废不用的旧销钉，然后在垂直油孔的顶端一侧锯上1mm深槽，然后用超声波扫描，会得到两个回波，一个是孔顶端上1mm的锯齿槽回，另一个时环槽边缘的端角反射，将回波高调校到80%FSH来进行扫查。

先用直探头找出垂直轴径油孔的位置并且标志在现场构件旁，马上就可以知道销钉安装的位置是否正确。

然后用纵波斜探头对准油孔顶端的位置扫查，发现有两个回波时表示有裂纹，必要时可以用仪器上波形扩展功能将两回波展开来看，更进一步清楚分辨。见图7和图8示意图和真实的波形图。

通过检测发现出现断裂和有裂纹的销钉多数是与安装销钉油孔方向错误，(见图9和图10) 我们建议客户全部更改油孔方向，在机加工的时候就做好，保证无论是在工作状态还是在停机状态下都能避开受到弯腰应力。

这样为客户排除了产生断裂的隐患，保障了安全运作。图6是我们检测出有裂纹的销钉。

我个人认为把这个经验直接告诉码头岸吊的制造公司，在他们设计制造安装销钉时就避开受弯曲应力方向最少90度，这样就可以大大减少销钉的断裂事故。

（图5 将销钉孔错开90度就可以避开弯曲力）

（图6 超声波检出的典型起始裂纹）

（图7 小角度纵波斜探头发现裂纹时的波形）

（图8 真实的裂纹回波图形）

（图9 这个油孔位置无论是工作状态和停机状态下都是在受弯曲应力下）

（图10 这个油孔位置错开90度是正确的安装）

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