悬臂起重机蚀化损裂的原因和保养办法

钢铁表面产生锈蚀特征基本上分为三个层次：1.底层为疏松、多孔的FeO结晶组织，易于破坏；2.中层为致密、无孔、裂纹的Fe3O4结晶组织，十分坚硬；3.外层为疏松、裂纹的Fe2O3结晶组织，多呈玻璃裂纹状。
　　裂纹产生的原因结构角焊缝未达到要求由于大车端梁结构焊缝较其它部位焊缝复杂，角焊缝的应力分布也较复杂，端缝与侧缝工作差别较大，故在筋板与腹板、筋板与翼板、筋板与工字梁主角焊缝间的交叉部位，应按照要求倒角。角焊缝的应力分析如下：a.角焊缝侧面在轴心力N作用下，产生的平行于焊缝长度方向的剪应力，由于剪应力沿侧缝长度方向的分布不均，两端大中间小，但侧缝的塑性变形性能较好，当焊缝的长度不大时，两端出现塑性变形后将产生应力重分布。破坏的起点在焊缝两端，导致焊缝断裂。
　　b.端缝承受轴心力N作用下的应力情况。应力沿焊缝长度方向分布比较均匀，中间部分比两端略高，但应力状态比侧缝复杂。在焊缝的根角处（a点）有正应力和剪应力，应力集中严重，故通常裂纹首先在根角处产生，破坏形式可能是沿焊缝的焊脚ab面的剪坏，或ac面的拉坏或有效厚度ad面的断裂破坏。正面角焊缝刚度大，强度比侧缝高，但塑性变形能力比侧缝差，常呈脆性破坏。
　　现场发现有部分角焊缝的补焊时间并不长，却有起重机械使用时间较短又有焊缝开裂现象，主要存在以下问题：1.低合金钢焊接时允许的环境温度为10，在低温下焊接，材料淬硬倾向增大；如果在焊后未进行保温，焊缝金属冷却速度很快，使焊缝中更容易出现淬硬的马氏体组织；2.在焊后还应进行消除应力热处理，如果未进行消除应力热处理，将导致焊缝区残余应力很大，部分焊缝区的残余应力达到材料的屈服极限，在这样的残余应力作用下焊缝金属产生塑性变形，当变形量超过材料的极限时产生裂纹。
　　钢材强度的变化由于钢材锈蚀，钢材的强度与刚度将会产生变化，均达不到设计要求。在正常使用时，钢梁在弯矩作用下，梁截面的正应力将经历弹性、弹塑性、塑性三个应力阶段。
　　a.弹性工作阶段：这时弯矩较小，截面上的弯矩应力是直线分布，其正应力：=W/Mnb.弹塑性工作阶段：随着荷载的增加，弯矩引起的正应力进一步加大，截面外边缘部分逐渐进入塑性状态，中间部分仍保持弹性。
　　c.塑性工作阶段：如果荷载继续增加，梁截面中间部分的应力全部达到屈服强度fy，弹性区消失，截面全部进入塑性工作阶段形成塑性铰。这时梁的截面弯矩（塑性弯矩）Mp：Mp=Wpnfy钢结构规范在考虑到梁在塑性阶段变形过大，受压翼缘可能过早丧失局部稳定，而取梁内塑性发展到一定深度（弹塑性阶段）作为梁拉弯设计的依据。取WpnWn，称为截面塑性发展系数。
　　因此，梁在竖向荷载作用下，会产生剪力V而引起剪应力。在主平面内受弯的实腹构件，其抗剪强度：=VS/Itwfv式中tw为腹板的厚度。由于锈蚀，钢结构的板材厚度会有一定的变化，起重机由于局部锈蚀的不一致，引起起重机局部应力产生变化，这种应力变化直接导致抗剪能力与抗拉能力均达不到设计的值，故起重机在荷载下，塑性发展到一定的情况下，导致起重机薄弱环节有产生裂纹的可能。
　　防治锈蚀与裂纹的措施做好钢结构表面的防腐措施钢铁表面产生锈蚀三个层次基本特征的中层虽为致密、无孔、裂纹的Fe3O4结晶组织，十分坚硬，但钢材上氧化铁皮的防护性能不足10.而在钢结构表面的防腐中，表面清理质量对防腐涂层体系的影响因素占5060.因此，清除钢材表面氧化铁皮及锈蚀已成为提高防腐能力的前提。
　　除锈传统方式有手工除锈、动力除锈、喷砂除锈、酸洗除锈等项，如何确定选择正确的除锈方式，在起重现场，根据实际一般选择手工除锈，缺点是工人体力强度较大，人工费用较高；或选择喷砂除锈，缺点是一次性设备购置费较高，需要不断补充磨料，运行中电耗费用较高，但可提供清洁度，又可提供粗糙度。以上二种方式均可达到除锈目的。
　　亦可用现代除锈方式：采用有机酸为主要基料，配以缓蚀剂、表面活性剂、除锈剂、防锈剂、成膜剂等复合材料，调制成具有除锈、防锈、底漆功能的酸洗溶液，达到除锈目的。
　　做好钢结构焊缝的焊接处理焊接连接中，应注重焊缝缺陷的处理，焊缝缺陷的存在将削弱焊缝的受力面积，在缺陷处引起应力力集中，故对连接的强度、冲击韧性及冷弯性能等均有不利影响。故分以下几个步骤：a.首先进行焊前准备工作，焊前准备包括坡口制备、预焊部位清理、焊条烘干、预热、预变形及高强度钢切割表面探伤等。B.钢结构角焊缝的焊缝长度过短，焊件局部受热严重，且施焊时起落弧坑相距过近。角焊缝在直接承受动力荷载的结构中，角焊缝表面应做成直线形或凹形。C.当角焊缝的端部在构件的转角处时，为避免起落弧缺陷，宜作长度为2hf的绕角焊且转角处必须连续施焊，以改善连接的受力工作。d.根据接缝位置、接头形式、焊条直径和性能、焊接电流、工件厚度等情况，采用下表的运条方式，就可以在焊接位置得到优质的焊缝。
　　焊接结束后的焊缝及两侧，应彻底清除飞溅物、焊渣和焊瘤等。无特殊要求时，应根据焊接接头的残余应力、组织状态、熔敷金属含氢量和力学性能决定是否需要焊后热处理。
　　结束语易锈蚀，这是钢材的弱点。据有关资料估算，约有10的钢材损耗是属于锈蚀损耗。钢材锈蚀严重时会影响起重机的使用与寿命，因此起重必须采取防锈措施，彻底除锈并涂以油漆和镀锌等。此外，在有条件的前提下，还应注意使起重机经常处于清洁和干燥的环境中，保持通风良好，及时排除侵蚀性气体和湿气。