[发明专利]用于检测提升构件中的裂缝形成的方法和设备

说明书

本发明涉及用于检测提升构件（诸如像扭锁）中的裂缝形成的方法。这种扭锁被大规模地用于附接集装箱（container）。

集装箱通常在其八个拐角点处设置有所谓的角铸件，在这些角铸件中形成有适于形成扭锁的头部的开口。当集装箱必须例如通过起重机从船舶转移至码头或从码头转移至船舶时，使通过提升绳从起重机悬挂下来的提升架（所谓的吊具（spreader））降低至集装箱正上方的一位置。吊具在其四个角处设置有扭锁，然后通过小心地操作吊具将这些扭锁设置在角铸件中，之后使扭锁转动四分之一圈，以将每个扭锁的头部锁定在角铸件中。然后通过提升绳的牵引将吊具以及其上的集装箱吊起。

速度在集装箱的转移中是非常重要的，因为使集装箱船在港口停留很长一段时间是非常昂贵的。由于以高速降低和提升吊具，因此出现高且急剧变化的负载，这带来在扭锁中形成裂缝的风险。扭锁最终可能由于裂缝形成而损坏，从而剩余的扭锁被更重地加载，这本身也可能导致裂缝形成和损坏。因为一个或多个扭锁的损坏可能导致集装箱从吊具上脱落，这可具有灾难性的后果，所以在实践中在裂缝形成的风险变得过大之前频繁地更换扭锁。因为在此通常设置有安全余量，所以扭锁一般更换得过早且过于频繁，从而吊具频繁地处于不必要的非操作状态。

现在本发明的目的是提供一种方法，通过该方法能以可靠的方式且在好时机内（即正好在裂缝将形成危险之前）检测提升构件（诸如扭锁）中的裂缝形成。根据该方法，这通过包括以下步骤的方法实现：

-至少在提升构件的两个点处测量负载下的应力，

-比较测得的应力，以及

-当测得的应力彼此相差太多时产生警告信号。

通过测量提升构件中的两个以上点处的应力并将它们彼此进行比较，以快速、简单且可靠的方式获得提升构件的状态的图片。当确定在测得的应力之间具有过大的变化时，这表明提升构件在一个测量点处的有效支承表面已变得比基于已知的几何形状所预期的小，这表示裂缝的出现。

每个点处的应力优选地通过测量该点处的相应变形而测量。变形毕竟比应力容易测量。

当在提升构件的相对轻负载点处测得第一变形并且在提升构件的相对重负载点处测得第二变形时，第一变形能作为参考。可能的裂缝形成将毕竟首先出现在提升构件的较重负载部分中。对于扭锁类型的提升构件，能有利地在提升构件的轴中测得第一变形，而然后能靠近附接至提升架的提升构件的外端测得第二变形。

根据提升构件安装在提升架上的方式，第二变形能在螺纹（优选地为第一螺纹，其将具有最重负载）处或者在轴环（collar）处测得。对于如在申请人的较老专利EP1385772Bl中所述的具有双轴环的提升构件，变形能在每个轴环处测得，所以除了第二变形之外还具有第三变形。于是在此也将第三变形与第一变形进行比较。

虽然可设想出用于测量变形的不同方法，但是建议光学地测量变形。光学测量能快速且准确地进行，并只需要对提升构件进行略微修改。

本发明还涉及一种设备，通过该设备能执行上述方法。根据本发明，这样的裂缝检测设备包括：至少设置在提升构件的两个点处以用于测量负载下的应力的装置；连接至测量装置以用于比较测得的应力的装置；以及连接至比较装置以用于当测得的应力彼此相差太多时产生警告信号的装置。警告信号产生装置能连接至提升架或甚至起重机的控制系统，这样只要在提升构件中检测到裂缝，就能立即中断提升操作。

根据本发明的裂缝检测设备的优选实施例在从属权利要求10-16中进行描述。

当测量装置包括连接至提升构件并且其变形能光学地测量的光纤时，获得简单、可靠且紧凑的设备。

不同测量装置优选地包括沿相关测量点延伸的共用光纤。因此对提升构件的必要修改受到进一步限制。

为了获得光纤的变形的可靠图片并且由此获得提升构件的变形的可靠图片，光纤在测量点附近具有产生特定光反射的已处理部分是有利的。光纤中的确定点能通过这些特定光反射（例如由布拉格光栅引起）进行识别。

当光纤被接收在提升构件中的孔中时，获得可靠的裂缝检测设备。因此事实上提升构件形成对该设备的保护。在此建议使孔形成在提升构件的中心轴线附近，使得变形仍然限于伸长或收缩，并且扭转和弯曲对其没有影响。

用于产生警告信号的装置能设置在提升架上，提升构件安装在该提升架上。这些产生装置能因此操作地连接至用于多个不同的提升构件的比较装置。产生装置也能因此居中地连接至提升架或起重机的控制系统。