
单悬臂门式起重机结构应力测试是验证金属结构承载能力、防范断裂倾覆风险的核心技术手段,其实施需紧密围绕设备受力特性与作业场景,严格遵循特种设备检测标准。依据《起重机械安全技术规程》(TSG 51-2023)及《起重机试验规范和程序》,应力测试需满足 “测点精准、工况全面、数据可靠” 的核心要求,目前已形成以应变电测法为核心,覆盖静载、动载工况的成熟测试体系,在设备验收、定期检验及故障诊断中广泛应用。

关键测试部位的精准定位是应力测试的前提,需聚焦应力集中的危险截面。悬臂根部是单悬臂门机最典型的应力危险区,当小车运行至悬臂端部时,此处承受最大弯矩,同时叠加车轮挤压应力与剪应力,上盖板受拉、下盖板受压,需在轨道附近及腹板焊缝处重点布置测点。主梁区域需关注跨中及 1/4 跨度位置,跨中下盖板在小车居中时承受最大正应力,1/4 跨度处的主腹板与上盖板焊缝则因弯矩变化易出现高应力幅值,成为疲劳损伤高发区。支腿部位的测试重点在离根部 2/3 高处的变截面区域,此处兼具受压与受弯特性,受力复杂且直接影响设备稳定性,而下横梁与支腿的连接法兰座则需监测压应力、剪应力的复合作用。
测试实施以应变电测法为核心技术,分静载与动载两类工况开展。静载测试旨在验证结构静态承载能力,需按空载、额定载荷、1.25 倍额定载荷的顺序逐级加载。测试前在危险截面粘贴应变片,单向应力区沿受力方向单点布置,复杂应力区则采用 0°-45°-90° 三轴应变花获取全面数据。加载后保持载荷稳定 10-15 分钟,记录各测点应力值,确保最大应力不超过材料许用应力的 80%。动载测试侧重模拟实际作业中的动态受力,需设置小车往返运行、吊物起升制动、悬臂变幅等典型工况,使用多通道动态数据采集仪记录应力变化历程,重点监测启动、制动瞬间的应力峰值与应力幅,如某 40t 门机在动载测试中,悬臂根部测点应力幅达 174.27MPa,被判定为疲劳风险重点监控区域。
场景化测试细则需适配作业环境与载荷特性精准调整。散货码头的门机因频繁承受物料冲击,需增加吊物突然起升、下落的冲击载荷测试,在悬臂根部与抓斗连接部位加密测点。物流仓储场景中,设备长期轻载高频运行,测试需延长小车往返循环次数,重点评估主梁 1/4 跨度处的疲劳应力累积。电站等重载场景则需强化支腿与下横梁的静载测试,采用标准砝码精准加载,结合焊缝磁粉检测排查应力集中引发的裂纹缺陷,某电站门机曾通过应力测试发现支腿焊缝存在 1300mm 裂纹,及时避免了结构失效风险。
测试结果的应用需形成闭环管理,直接服务于设备安全管控。合格判定以应力值未超限、无异常应力集中为核心标准,若出现局部应力骤升,需结合无损检测确认是否存在结构裂纹或焊接缺陷。测试数据需纳入设备档案,与历次检测结果对比分析,建立应力变化趋势曲线,为预防性维护提供依据。对老旧设备,通过应力测试评估剩余寿命,如某使用 15 年的门机经测试发现主梁应力增长速率异常,被提前纳入大修计划。
从应用现状看,正规企业已将应力测试纳入设备全生命周期管理,新设备验收时必须提供第三方测试报告,在用设备每 3-5 年开展一次全面检测。这种以 “危险截面定位 - 分级工况测试 - 场景精准适配 - 数据闭环应用” 为核心的测试体系,既是特种设备监管的法定要求,更是单悬臂门式起重机安全运行的技术保障。
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