门式起重机金属结构疲劳裂纹分析与修理方法
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钢制结构裂缝的修复方法1. 引言钢制结构裂缝的修复是确保结构安全和延长使用寿命的重要工作。
本文档将介绍一些常用的钢制结构裂缝修复方法。
2. 确定裂缝类型在进行裂缝修复之前,首先需要确定裂缝的类型。
常见的钢制结构裂缝类型包括疲劳裂缝、冷裂缝和焊缝裂缝。
不同类型的裂缝需要采用不同的修复方法。
3. 疲劳裂缝修复3.1 清理和准备对于疲劳裂缝的修复,首先需要清理和准备裂缝区域。
清理可以去除杂质和锈蚀物,以便于后续的修复工作。
3.2 探伤和检测在进行修复之前,需要进行裂缝的探伤和检测。
这可以帮助确定裂缝的长度、深度和扩展情况,为修复提供准确的依据。
3.3 补焊或加固针对疲劳裂缝,可以采用补焊或加固的方式进行修复。
通过焊接补强材料或添加补强构件,可以提高裂缝的强度和稳定性。
4. 冷裂缝修复4.1 热加工对于冷裂缝的修复,常用的方法是进行热加工。
通过应用适当的热力,可以使裂缝产生塑性变形,然后再进行填充和修补。
4.2 焊接另一种修复冷裂缝的方法是采用焊接。
通过进行局部焊接,可以将裂缝两侧的钢板牢固地连接在一起,达到修复的目的。
5. 焊缝裂缝修复5.1 清理和准备对于焊缝裂缝的修复,首先需要进行清理和准备工作。
清除焊缝周围的杂质和焊渣,以便于后续的修复处理。
5.2 焊接补强通过焊接补强材料或添加补强构件,可以提高焊缝裂缝的强度和稳定性。
焊接应符合相应的焊接标准和规范。
6. 结论钢制结构裂缝的修复方法多种多样,根据不同类型的裂缝采用相应的修复策略是确保结构安全和延长使用寿命的关键。
在进行裂缝修复时,应遵循相关的标准和规范,确保修复工作的质量和可靠性。
金属建筑结构裂纹的修复方法背景金属建筑结构裂纹是一种常见的问题,可能会导致结构弱化、甚至崩溃的风险。
因此,修复金属建筑结构裂纹是非常重要的。
本文将介绍几种常用的金属建筑结构裂纹修复方法。
方法1. 补焊法补焊法是一种常见的金属建筑结构裂纹修复方法。
该方法通过在裂纹处进行补焊来恢复结构的完整性和强度。
补焊时,应选择合适的焊接材料和焊接工艺,以确保修复后的结构具有良好的焊接质量。
2. 补强法补强法是另一种常用的金属建筑结构裂纹修复方法。
这种方法通过在裂纹附近加固材料,如钢板或钢筋,来增强结构的承载能力。
补强材料的选择应考虑其与原材料的匹配性和相互作用。
3. 替换法在某些情况下,修复金属建筑结构裂纹可能需要替换受损部件。
这种方法适用于严重损坏的结构部件或难以修复的裂纹。
替换部件时,应确保新部件与原部件的材质、尺寸和性能相匹配。
4. 封闭法封闭法是一种用于修复细小裂纹的方法。
该方法通过在裂纹处施加压力,使裂纹的两侧紧密贴合,从而防止裂纹继续扩展。
封闭法通常使用专用的封闭材料,如胶带或胶水。
5. 预防法除了修复已经出现的裂纹外,预防裂纹的发生也是非常重要的。
预防裂纹的方法包括定期检查和维护金属结构、合理设计和应用结构材料、避免过载等。
结论金属建筑结构裂纹的修复方法多种多样,选择合适的修复方法应根据裂纹的严重程度、结构的重要性以及可行性进行评估。
同时,预防裂纹的发生也应成为一个长期的目标。
请注意,本文所述方法仅供参考,具体修复方法应根据实际情况和专业建议而定。
【钢构知识】钢结构构件裂纹的修复与加固—施工操作1、一般规定(1)钢结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、安装不当等原因,可能会产生具有扩展性或脆断倾向性的裂纹。
当钢构件(节点)出现裂纹时,应当在分析裂纹产生的原因及其影响的严重性的基础上,有针对性地采取改善工作状况或进行加固的措施,对不宜修复加固的构件应予撤除更换。
(2)在结构构件上发现裂纹时,作为临时应急措施之一,可在板件裂纹的端外(0.5~1.0)t处钻孔(见图1 ,t为板件厚度),以防止其进一步急剧扩展(该孔称为止裂孔),并及时根据裂纹性质及扩展倾向再采取恰当措施修复加固。
(3) 在对有动力荷载构件加固设计时,应按《钢结构设计规范》的规定进行疲劳验算,必要时应作专门研究,进行抗脆性计算。
(4) 为提高结构的抗脆性断裂和疲劳破坏的性能,在结构加固的构造设计和制造工艺方面应遵循下列原则:降低应力集中程度,避免和减少各类加工缺陷,选择不产生较大残余拉应力的制作工艺和构造形式,以及采用厚度尽可能小的轧制板件等。
2、修复裂纹的方法修复裂纹应优先采用堵焊的方式,堵焊的施工顺序为:(1)清洗裂纹两边80mm以上范围,内板面油污至露出洁净的金属面;(2)用碳弧气刨、风铲或砂轮将裂纹边缘加工成坡口,直达纹端的止裂孔(见图2),坡口的形式应根据板厚和施工条件按现行《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》的要求选用。
用碳弧气刨加工坡口时,应用砂轮将坡口表面的渗碳层磨掉;(3)将裂纹两侧及端部金属预热至100~150°C,并在焊接过程中保持此温度;(4)用与钢材相匹配的低氢或超低氢型焊条施焊,并尽可能用小直径焊条分段分层逆向施焊,焊接顺序如(图3)所示。
每一道焊完后宜立即进行锤击;(5)按设计要求检查焊缝质量;(6)对承受动力荷载的构件,堵焊后其表面应磨光,使之与原构件表面齐平,摩擦痕迹线应大体与裂纹切线方向垂直;(7)对重要的结构或厚板构件,堵焊后应立即进行退火处理。
吊车梁疲劳裂缝产生原因及加固方案[摘要]本文通过对一根损伤有代表性的吊车梁进行疲劳模拟实验,发现疲劳裂缝多出现在小车频繁移动的区域、轨道偏离导致卡轨严重的区域及轨道接头处产生冲击荷载区域。
得出卡轨力、冲击力、偏心荷载是影响吊车梁疲劳破坏的主要因素;此外翼缘与腹板交接处的角钢加固是一种行之有效的加固方案。
[关键词]吊车梁;加固;疲劳引言目前,许多大型工业厂房的重级工作制焊接钢吊车梁的上翼缘与腹板连接焊缝处出现纵向水平疲劳裂缝。
针对这种裂缝产生的原因及防治的方法,国内外专家持各种不同的观点[1~2]。
但直到目前为止,尚未见到能够有效制止这种裂缝的措施出台,我国现行的《钢结构设计规范》(GB50017-2003)也没有明确提出预防这种裂缝出现的具体的计算方法或构造措施。
本文基于作者通过对一根损伤有代表性的吊车梁进行了疲劳模拟实验,对裂缝产生的规律、原因、机理以及防治的方法提出一些自己的看法,供今后出现类似裂缝的已有焊接钢吊车梁的加固处理及新设计重级工作制焊接钢吊车梁的构造处理时参考。
1 吊车梁概况该吊车梁设有3台15t硬钩电磁吊车,为特重级(A8)工作制式。
吊车梁为工字形截面钢吊车梁,梁高1.3m,上下翼缘板厚25mm,宽700mm,腹板厚12mm。
设有制动梁、制动梁辅助桁架、制动板、下翼缘支撑及吊车梁与制动系统的垂直支撑。
2 实验目的及内容该吊车梁已产生较为严重的疲劳裂缝,为全面了解吊车梁疲劳裂缝的发展情况及防治措施是否有效,对吊车梁加固前后进行详细的应力应变实验分析。
照片1 吊车梁实验装置实验装置见照片1,吊车梁的裂缝情况及加载点位置如图1所示;实验前1#裂缝长93mm;2#裂缝长85mm;3#裂缝分为上下两叉,上侧裂缝长116mm,下侧裂缝长62mm;4#裂缝长275mm;5#裂缝长450mm;6#裂缝长630mm。
图1 吊车梁裂缝及加载点位置为了对比裂缝的延伸情况,实验前在1#、4#、5#裂缝末端打孔(直径5mm)。
起重机金属结构裂纹的复合修复方法孔璞萍;刘志平;周凯;毛艳飞【摘要】针对起重机金属结构在长期疲劳交变载荷作用下易产生疲劳裂纹的问题,采用碳纤维复合材料(CFRP)加固止裂孔的方法对裂纹进行复合修复.建立不同载荷下止裂孔、CFRP以及复合修复的有限元模型,分析计算应力应变状态和应力集中系数;建立止裂孔打偏情况下复合修复的有限元模型,研究CFRP加固对止裂孔修复的影响;通过静拉伸强度试验,研究复合修复方法对损伤构件的修复效果,并与仿真结果进行对比,验证了CFRP与止裂孔复合修复这一技术的可行性.结果表明,复合修复方法相比于止裂孔及CFRP修复效果,不仅可以消除裂纹尖端的奇异性,减小名义应力,提高试件的承载能力,还可以弥补钻止裂孔修复焊缝裂纹的不足,为工程维修提供了参考.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2018(029)013【总页数】5页(P1610-1614)【关键词】碳纤维复合材料;止裂孔;复合修复;奇异性;名义应力;承载能力【作者】孔璞萍;刘志平;周凯;毛艳飞【作者单位】武汉理工大学物流工程学院,武汉,430063;武汉理工大学物流工程学院,武汉,430063;武汉理工大学物流工程学院,武汉,430063;武汉理工大学物流工程学院,武汉,430063【正文语种】中文【中图分类】TH2;TH170 引言起重机由于长期承受自重、外载、疲劳交变载荷和腐蚀等作用,会不可避免地产生金属结构损伤和破坏。
起重机属于大型结构,在出现疲劳损伤的时候,难以对单一构件进行更换,一般采取对裂纹进行加固的方法来延长金属结构的使用寿命。
传统的裂纹修复方法比较多,如在裂纹尖端制作止裂孔、在裂纹处补焊、对钢板补强等。
CHEN[1]采用推理计算方法确定了海洋和海上结构止裂孔的合适尺寸,并进一步分析了潜在极端海况、裂纹长度和环境安全系数对止裂孔剩余服役时间的影响;FANNI等[2]介绍了最优的止裂孔形状,它相似于裂纹尖端散发的塑性区轮廓,能够移除几乎所有的损坏材料,使材料处于原始状态。
工程机械开裂维修方案设计一、引言随着城市建设的不断发展,各类工程机械的使用也越来越广泛,而工程机械的开裂问题却时有发生。
开裂问题不仅会影响工程机械的工作性能,还会增加维修成本,降低工作效率,甚至可能带来安全隐患。
因此,制定一份科学可行的工程机械开裂维修方案至关重要。
二、开裂原因分析1. 设计缺陷:工程机械在设计时可能存在一些结构上的缺陷,如焊接不当、材料选择不当等,导致裂纹产生。
2. 操作不当:在使用过程中,操作人员可能会因为操作不当、超载等原因导致机械过载,从而产生开裂现象。
3. 材料问题:工程机械使用的材料可能出现质量问题,如钢板内部夹杂、焊接接头质量等问题,导致裂纹产生。
三、开裂维修方案设计1. 检测与分析首先,对开裂的工程机械进行全面检测和分析,找出裂纹的具体位置、原因和成因。
根据裂纹的形态、尺寸、位置和分布,确定裂纹的类型和等级,为后续维修工作提供依据。
2. 设计方案根据裂纹的类型和等级,制定相应的维修方案。
对于一些较轻微的表面裂纹,可以采取喷涂、打磨、焊接等方法进行修补;对于一些较严重的内部裂纹,需要进行局部修复,甚至更换受损部件。
3. 材料选择在进行开裂维修时,需要选择合适的材料进行修补。
对于钢铁结构的工程机械,可以选用焊条、电弧焊机、氩弧焊机等设备进行修复。
4. 维修方法针对不同的裂纹类型和等级,采取不同的维修方法。
对于一些表面裂纹,可以采用填充、打磨、喷涂等方法进行修复;对于一些较严重的内部裂纹,需要进行局部加强或更换受损部件。
5. 检测与验收在进行开裂维修后,需要对维修后的工程机械进行全面检测和验收。
通过各种验收测试,如超声波探伤、X射线探伤等检测方法,确保裂纹得到彻底修复,工程机械恢复完好。
四、防止开裂措施在进行开裂维修的同时,也需要采取一些措施来防止工程机械再次出现开裂现象。
主要包括以下几点:1. 加强人员培训,提高操作人员对工程机械的操作技能和安全意识,减少操作不当引发的开裂风险。
钢结构的裂缝控制与维修钢结构是现代建筑中常见的结构形式之一,其具有高强度、轻量化、施工周期短等诸多优点。
然而,在长期使用过程中,钢结构可能会出现裂缝问题,这不仅影响结构的稳定性,还可能导致安全隐患。
因此,正确有效地控制和维修钢结构的裂缝显得尤为重要。
一、钢结构裂缝的成因分析1.1 强度和刚度不匹配钢结构的开裂主要由于材料的强度和刚度不匹配引起。
这可能是由于在结构设计或制造过程中未充分考虑钢材的力学性能,或者是由于材料的质量问题。
1.2 温度变化钢结构在使用过程中,温度的变化导致结构的体积也发生变化,进而引发裂缝。
特别是在大气温差较大的地区或环境下,裂缝的形成常常与温度变化有关。
1.3 荷载影响荷载是引起钢结构裂缝的一个重要因素。
长期或重复荷载的作用下,钢结构可能会发生变形或超载,导致局部应力过大,从而引发裂缝。
1.4 施工和维修问题一些施工和维修问题也可能导致钢结构的裂缝。
例如,在焊接过程中,焊缝变形和应力分布的不均匀可能会导致裂缝的出现。
二、钢结构裂缝的控制措施2.1 结构设计阶段控制在结构设计阶段,应充分考虑钢结构的力学性能,合理选取材料,并采取合适的结构形式和连接方式,以减小应力集中和变形,从而控制裂缝的产生。
此外,还应根据实际情况考虑桥墩、梁体等部位的钢筋配筋,以提高结构的抗裂性能。
2.2 建筑施工过程控制在钢结构的建筑施工过程中,应严格按照相关规范和施工工艺要求进行操作,避免过度冲击、过度变形等问题的发生。
此外,对于焊接接头,应进行合理的预热、焊接顺序和冷却措施,以避免焊接引起的裂缝。
2.3 检测与监控通过定期的结构检测与监控,可以及早发现钢结构裂缝的迹象,并采取相应的控制措施。
常用的监测方法包括:测挠、应变、温度、振动等,这些数据的采集可以通过传感器进行实时监测和记录。
三、钢结构裂缝的维修方法3.1 补强加固对于出现裂缝的钢结构,在进行维修时,可以采用补强加固的方法。
首先需要通过有效的补强材料对结构进行加固,以提高结构的抗裂能力。
钢结构裂纹的修复方法裂纹修复的步骤1、分析产生裂纹的原因及其影响的严重性,对不宜采用修复加固的构件,应予拆除更换;对需要进行修复加固的带裂纹的构件,应采用临时性应急措施,以防止裂纹的进一步扩展。
2、对带裂纹的构件进行疲劳验算。
钢结构3、进行裂纹的可扩展性评估,了解裂纹的稳定性情况。
4、针对裂纹的不同稳定性进行修复加固设计,并在此基础上拟定裂纹的修复加固具体方案。
5、根据拟定的方案实施裂纹的修复加固。
裂纹的修复方法1.裂纹的临时止裂措施在裂纹端外顺其可能的扩展方向(0.5~1.0)t处钻孔(t为构件的板厚),孔的直径约取1.0t。
使裂纹端部的应力集中大为减弱,缓解裂纹继续扩展的趋势。
裂纹的修复加固方法大体可分为:焊补法修复、嵌板法修复和附加盖板法修复等。
裂纹的焊补法修复适用于单个裂纹或相距较远互不相交的裂纹群。
1、洗濯裂纹两边各80mm以上范围内板面油污至洁净的金属面;2、用碳弧气刨或风铲将裂纹边缘加工出坡口,直达裂纹端部的姑且止裂钻孔。
坡口形式根据板厚和施工条件按现行《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》的要求选用;3、将裂纹两侧及端部金属预热至100℃~150℃,并在焊接过程当中保持此温度;4、采用与母材相婚配的低氢型焊条或超低氢型焊条施焊;钢结构5、尽可能用小直径焊条以分层逆向焊施焊,每一焊道焊完后宜立即锤击;6、按设计和《钢结构工程施工及验收规范》的要求验收焊缝质量;7、对承受动力荷载的构件,焊补后其表面应磨光,使之与原构件表面齐平,磨削痕迹线应大体与裂纹切线方向垂直;8、对重要结构或厚板构件,焊补后应立即进行退火处理。
裂纹的嵌板法修复合用于网状、分叉裂纹区和有破碎、过烧或烧穿等缺点的梁、柱腹板部位裂纹。
1、检查肯定缺点的范围;2、将缺陷部位切除,宜切成带圆角的矩形孔、切除部分的尺寸均应比缺陷范围的尺寸大100mm;3、用等厚度同材质的嵌板嵌入切除部位,嵌入板的长宽边缘与切除孔间二个边应留有2~4mm的间隙,并将其边缘加工成对接焊缝要求的坡口形式;4、嵌板定位后,将孔口四角区域预热至100~150℃,按顺序采用分段分层逆向焊法施焊;5、检查焊缝质量,打磨焊缝余高,使之与原构件表面XXX。
起重机端梁增级疲劳分析及改造方案
近年来,由于经济的高速发展,起重机运用的范围日益扩大,以及使用量的大幅增加,使其在很多行业的发展中发挥了重要作用。
在起重机设备的使用过程中,端梁是最主要的结构部件,它承受着起重机用料重量及外力,承载着吊钩移动的重量,受到疲劳力考虑时,分析它的疲劳特性显得十分重要。
传统的起重机端梁结构类型采用的是矩形结构,其结构尺寸容许范围很宽,偏心应力比较大,构件受到弯矩影响,内部应力复杂,疲劳损伤易削弱。
在加上近年来起重机的操作规范的不严格和作业技术的不完善,以及某些构件材料的脆性增大,更容易出现疲劳裂纹。
因此,在起重机端梁的疲劳分析和改造方案上,更加重视性能分析和安全改造。
为此,针对起重机端梁的疲劳分析及改造方案,有以下几点改进措施:
首先,可以采用改进的结构类型,如曲线耳朵支架,可以有效地减少偏心应力,降低疲劳损伤。
其次,可以采用高强度金属材料替换传统起重机端梁的材料,降低构件脆性、改善构件的疲劳性能。
此外,还可以采用激光焊接技术,改变激光焊缝处构件的结构和材料,提高构件的疲劳强度,延长构件使用寿命。
最后,需要加强起重机操作规范的执行,特别是在超载作业时应予以严格管理,避免超载或过载作业。
上述是关于起重机端梁增级疲劳分析及改造方案的具体情况,通过这一增级方案,可以有效控制起重机的疲劳损伤,提高构件疲劳寿命,达到安全可靠的目的。
在起重机设备的使用过程中,可以有效防止设备事故的发生,从而更好地为工作和生产提供保障。
三、门式起重机的修理(一)门式起重机大修项目及其技术标准为了提高门式起重机的作业效率,延长服务期限。
必须合理使用,按期维修。
对门式起重机的检修分为:一级保养,二级保养,中修和大修。
这些检修保养级别是以连续运转小时数来计算的。
如门式起重机连续运转7200h,一般情况就要大修一次。
大修项目及其技术标准分为:机械部分、金属结构部分和电器设备部分。
各部分的零部件尽可能按检修的方法而排列(见表4-2-30)。
表4-2-30 门式起重机大修项目及其技术标准门式起重机在大修后要作运转试验,以检验大修后是否达到技术条件的要求。
在试验前,必须注意检查各电动机的接线是否正确,特别是大车运行机构的各电动机的运转方向必须一致,接地要符合技术条件要求。
司机室所有控制器手柄都要扳到零位,然后合上保护盘的刀闸开关,按下启动按钮使电路接通,起重机处于运转的预备状态。
门式起重机的运转试验可以分为3个步骤: 1.空负荷试验(1)小车行走:空负荷小车沿轨道往返运行3次。
此时,限位开关动作灵敏可靠。
(2)大车行走:小车开至某一支腿处,大车空负荷运行3次,每次行走距离在30m 左右。
此时,大车运行无异常噪声,无打滑啃轨现象。
(3)空钩升降:开动起升机构,空钩上下3次,制动器可靠,过卷扬限制器灵敏可靠。
2.静负荷试验(1)跨中试验:将小车开至支腿处,测量主梁的上拱度,当上拱度仍然保持在1000S时,可按新出厂的起重机作试验。
即:小车开到跨中,以渐加静载荷的方式,起吊额定起重量,离地面100mm ,停留10min ,然后测量主梁跨中下挠度不应超过700S。
卸载后不应有残余变形。
共作3次试验,每次试验间隔时间不少于10min 。
如果是使用年久的门式起重机,测量后发现有明显的上拱减少。
作试验时,应边加载荷边测量下挠值,当起吊额定载荷时,主梁弹性下挠度从水平线算起最大不应超过S 10005.0。
如果超过这一标准则说明主梁刚度不足,应修理加固。
若主梁上拱基本消失,可不作试验直接进行矫正处理。