趙世軍

摘 要：鋼絲繩是起重機(jī)械的一個(gè)重要零部件，但在對(duì)鋼絲繩的檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，由于其使用環(huán)境、頻率、強(qiáng)度均存在較大差異，且目前的檢驗(yàn)方法難以保證鋼絲繩檢驗(yàn)檢測(cè)工作的需要。因此需要從實(shí)際工作出發(fā)，提出解決鋼絲繩檢驗(yàn)的方法。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)械鋼絲繩；檢驗(yàn)方法；探討

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，起重機(jī)械越來越成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于各種物料的起重、運(yùn)輸、裝卸等環(huán)境中。鋼絲繩作為起重機(jī)械中的一個(gè)重要零部件，由于其具有強(qiáng)度高、撓性好、自重輕、運(yùn)行平穩(wěn)、極少突然斷裂等優(yōu)點(diǎn)，又被廣泛用于起重機(jī)械的起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、牽引機(jī)構(gòu)，還被用作司索繩、張緊繩、承載索等。

1 鋼絲繩的分類

（1）根據(jù)鋼絲韌性的不同，將鋼絲分為三級(jí)：特級(jí)，用于載客電梯；Ⅰ級(jí)，用于一般起重機(jī)；Ⅱ級(jí)，用于司索繩、張緊繩等次要場(chǎng)合。

（2）根據(jù)適用的場(chǎng)合不同，繩芯分為以下幾種

金屬芯：用軟鋼絲制成，可耐高溫并能承受較大的擠壓應(yīng)力；

有機(jī)芯：用滲透潤滑油的麻繩制成，亦有采用棉芯的；

石棉芯：用石棉繩制成，可耐高溫。

（3）根據(jù)鋼絲繩捻繞的次數(shù)分

單繞繩：由若干斷面相同或不同的鋼絲一次捻制而成；

雙繞繩：先由鋼絲繞成股，再由股繞成繩。

（4）根據(jù)股中相鄰二層鋼絲的接觸狀態(tài)分

點(diǎn)接觸鋼絲繩：繩股中各層鋼絲直徑相同，每層鋼絲的螺旋升角近似相等；

線接觸鋼絲繩：這種鋼絲繩股中的鋼絲直徑不同，但每層鋼絲的節(jié)距相同，外層鋼絲位于內(nèi)層鋼絲的溝槽中，內(nèi)外鋼絲的接觸形成一條螺旋線；

面接觸鋼絲繩：鋼絲繩在捻繞后，相鄰鋼絲形成接觸面。

（5）根據(jù)鋼絲繩捻繞的方向分

順繞繩：由鋼絲繞成股和由股繞成繩的繞向相同；

交繞繩：由鋼絲捻成股的捻制螺旋方向與由股捻成繩的方向相反；

混繞繩：由兩種相反繞向的股捻制而成。

2 影響鋼絲繩使用壽命的因素

鋼絲繩受力復(fù)雜，受載時(shí)，鋼絲中產(chǎn)生拉伸應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、擠壓應(yīng)力以及鋼絲繩捻制時(shí)的殘余應(yīng)力等。當(dāng)鋼絲繩繞過滑輪時(shí)，受有交變應(yīng)力作用，使金屬材料產(chǎn)生疲勞，最后由于鋼絲之間的摩擦、鋼絲繩與繩槽的摩擦使鋼絲磨損而破斷。

2.1 鋼絲繩的彎曲曲率半徑對(duì)鋼絲繩壽命的影響很大，這是因?yàn)槔K輪直徑減小時(shí)，鋼絲的彎曲變形加劇，彎曲應(yīng)力加大，因而鋼絲的磨損加快，疲勞損傷加快，鋼絲和繩的壽命就降低。

2.2 鋼絲繩繞過繩輪時(shí)，繩輪與鋼絲接觸面間的壓力和相對(duì)滑動(dòng)，使鋼絲磨損斷絲，接觸應(yīng)力越大，斷絲越迅速。

2.3 鋼絲繩的結(jié)構(gòu)型式對(duì)其壽命影響也很大。點(diǎn)接觸鋼絲繩由于鋼絲間接觸應(yīng)力大，鋼絲的交叉又增大了橫向壓力，強(qiáng)度損失要比線接觸型大，抗疲勞性能也較差。

2.4 當(dāng)鋼絲繩一個(gè)捻距間的斷絲數(shù)達(dá)到全部鋼絲的10%時(shí)，繼續(xù)使用繩的斷絲速率明顯加快，短期內(nèi)即出現(xiàn)斷股。

3 鋼絲繩的檢驗(yàn)

3.1 檢驗(yàn)分類

（1）日常檢驗(yàn)：每個(gè)工作日都要對(duì)鋼絲繩的任何可見部位進(jìn)行觀察，以便發(fā)現(xiàn)損壞與變形情況。

（2）定期檢驗(yàn)：對(duì)吊運(yùn)熔融金屬或熾熱金屬、酸溶液、易燃易爆物品及有毒物品的起重機(jī)械所用鋼絲繩，應(yīng)保證每周至少檢驗(yàn)二次；對(duì)一般起重機(jī)械所用的鋼絲繩，應(yīng)保證每周至少檢驗(yàn)一次；預(yù)期鋼絲繩能較長期工作的，每月至少檢驗(yàn)一次。

（3）特殊檢驗(yàn)：遇有發(fā)生重大自然災(zāi)害或發(fā)生事故，及停用一個(gè)月以上的起重機(jī)械，應(yīng)進(jìn)行特殊檢驗(yàn)，合格后方能投入使用。

3.2 鋼絲繩檢驗(yàn)部位（見表1）

4 鋼絲繩的檢驗(yàn)方法

按照《起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則》（TSG Q7015-2008）中的規(guī)定，對(duì)鋼絲繩的檢驗(yàn)主要有兩種。一是目測(cè)。在檢驗(yàn)時(shí)通過目測(cè)，判斷是否出現(xiàn)斷絲、磨損、腐蝕、變形、電弧及火烤，是否處于良好的潤滑狀態(tài)。二是通過簡(jiǎn)單的儀器。如使用游標(biāo)卡尺測(cè)量鋼絲繩的直徑，使用放大鏡觀察鋼絲繩的磨損情況等。

目前多數(shù)鋼絲繩用戶都是依靠人工檢查和定期更換鋼絲繩來預(yù)防鋼絲繩斷繩事故，然而從檢驗(yàn)鋼絲繩和將其從使用中報(bào)廢所獲得的經(jīng)驗(yàn)表明，內(nèi)部損傷是許多鋼絲繩失效的原因。由于腐蝕和正常疲勞的擴(kuò)展所致的內(nèi)部損傷，通過上述常規(guī)的檢驗(yàn)方法不僅難以發(fā)現(xiàn)，而且容易造成誤判，使檢驗(yàn)員在檢驗(yàn)過程中得出錯(cuò)誤的檢驗(yàn)結(jié)論，給起重機(jī)的安全運(yùn)行帶來了嚴(yán)重的事故隱患。

Ⅱ使用鋼絲繩探傷儀

（1）磁通平衡式

原理介紹：

圖1

勵(lì)磁源可以采用直流電源也可以采用交流電源，A線圈和B線圈產(chǎn)生的磁力線大小相等方向相反（A、B線圈的匝數(shù)相同），在C線圈產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)為零，無論是鋼絲繩抖動(dòng)和移動(dòng)，C線圈的輸出均為零，當(dāng)鋼絲繩由缺陷時(shí)，如圖1所示：先經(jīng)過線圈A，線圈磁通量會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)打破磁通平衡，C線圈中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)ε+；當(dāng)缺陷經(jīng)過線圈B時(shí)，引起B(yǎng)線圈磁通量的變化，C線圈中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)ε-，無論鋼絲繩內(nèi)部缺陷還是外部缺陷都會(huì)引起磁通量的變化，即無論是鋼絲繩內(nèi)部斷絲和外部斷絲，傳感器均能測(cè)量出來，且輸出正負(fù)信號(hào)。由于是采用平衡原理，所以測(cè)量靈敏度非常高，只要鋼絲繩斷1絲和直徑變化2mm都可測(cè)量出來。

（2）電磁感應(yīng)式

原理介紹：

圖2

如圖2所示，先磁化鋼絲繩，鋼絲繩磁化到磁飽和程度即強(qiáng)磁，也可適當(dāng)磁化鋼絲繩即弱磁。鋼絲繩如果沒有斷絲則無漏磁，鋼絲繩如有斷絲，就會(huì)有漏磁，傳感器A用于磁化鋼絲繩，傳感器B用于采集漏磁，為提高采集漏磁，可采用聚磁原理，提高傳感器的靈敏度，即在B傳感器中，增加磁性材料構(gòu)成漏磁探測(cè)傳感器，鋼絲繩斷絲越多，傳感器輸出越大。

（3）優(yōu)點(diǎn)

使用鋼絲繩探傷儀測(cè)量鋼絲繩，可以克服目測(cè)難以觀察到的內(nèi)、外部鋼絲繩缺陷的難題，使鋼絲繩檢驗(yàn)檢測(cè)工作更加科學(xué)化、準(zhǔn)確化、數(shù)字化。還可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋼絲繩的安全狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)鋼絲繩日常檢測(cè)的自動(dòng)化，降低使用單位鋼絲繩用繩成本，提高鋼絲繩的利用率?？捎糜谳^高、較長鋼絲繩設(shè)備的檢驗(yàn)檢測(cè)，如大型橋門式起重機(jī)、客運(yùn)、拖牽索道、礦井提升設(shè)備等。

（4）缺點(diǎn)

在檢驗(yàn)檢測(cè)過程中，如鋼絲繩存在較大的彎折、斷股或繩股擠出的情況，會(huì)發(fā)生鋼絲繩在通過傳感器時(shí)運(yùn)行不暢造成的檢驗(yàn)檢測(cè)事故，輕則損壞檢測(cè)儀器，重則造成特種設(shè)備事故。且特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)工作通常處于高空、高溫等場(chǎng)所，加之設(shè)備安裝維修空間狹小，從方便檢驗(yàn)檢測(cè)工作和人員、設(shè)備安全的角度考慮，檢驗(yàn)儀器設(shè)備必須要便攜、簡(jiǎn)單、功能全，但目前在用的鋼絲繩探傷儀在這方面還存在缺陷。

5 結(jié)束語

鋼絲繩作為起重機(jī)械的主要零部件，其運(yùn)行狀況直接影響起重機(jī)械的安全使用，如檢驗(yàn)檢測(cè)不及時(shí)、不到位，容易引發(fā)人身傷害及吊運(yùn)設(shè)備的損壞，造成嚴(yán)重的特種設(shè)備事故。根據(jù)目前在用起重機(jī)械的狀況，建議在檢測(cè)起升高度較低、無維修人員位置及小型起重機(jī)械時(shí)盡量采用游標(biāo)卡尺、放大鏡等常規(guī)檢驗(yàn)儀器，在檢測(cè)起升高度較高、鋼絲繩運(yùn)行軌跡較長、具備符合安全技術(shù)規(guī)范的維修空間及位置及大型起重機(jī)械時(shí)可采用鋼絲繩探傷儀，同時(shí)建議鋼絲繩探傷儀生產(chǎn)廠家能開發(fā)更加便攜、簡(jiǎn)單的檢驗(yàn)檢測(cè)儀器設(shè)備。

參考文獻(xiàn)

[1]王福綿.起重機(jī)械技術(shù)檢驗(yàn)[M].北京；學(xué)苑出版社，2000，12；31-41.

[2]GB 6067.1-2010.起重機(jī)械安全規(guī)程[S].北京；中國國家標(biāo)準(zhǔn)委，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010，9：6-8.endprint

摘 要：鋼絲繩是起重機(jī)械的一個(gè)重要零部件，但在對(duì)鋼絲繩的檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，由于其使用環(huán)境、頻率、強(qiáng)度均存在較大差異，且目前的檢驗(yàn)方法難以保證鋼絲繩檢驗(yàn)檢測(cè)工作的需要。因此需要從實(shí)際工作出發(fā)，提出解決鋼絲繩檢驗(yàn)的方法。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)械鋼絲繩；檢驗(yàn)方法；探討

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，起重機(jī)械越來越成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于各種物料的起重、運(yùn)輸、裝卸等環(huán)境中。鋼絲繩作為起重機(jī)械中的一個(gè)重要零部件，由于其具有強(qiáng)度高、撓性好、自重輕、運(yùn)行平穩(wěn)、極少突然斷裂等優(yōu)點(diǎn)，又被廣泛用于起重機(jī)械的起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、牽引機(jī)構(gòu)，還被用作司索繩、張緊繩、承載索等。

1 鋼絲繩的分類

（1）根據(jù)鋼絲韌性的不同，將鋼絲分為三級(jí)：特級(jí)，用于載客電梯；Ⅰ級(jí)，用于一般起重機(jī)；Ⅱ級(jí)，用于司索繩、張緊繩等次要場(chǎng)合。

（2）根據(jù)適用的場(chǎng)合不同，繩芯分為以下幾種

金屬芯：用軟鋼絲制成，可耐高溫并能承受較大的擠壓應(yīng)力；

有機(jī)芯：用滲透潤滑油的麻繩制成，亦有采用棉芯的；

石棉芯：用石棉繩制成，可耐高溫。

（3）根據(jù)鋼絲繩捻繞的次數(shù)分

單繞繩：由若干斷面相同或不同的鋼絲一次捻制而成；

雙繞繩：先由鋼絲繞成股，再由股繞成繩。

（4）根據(jù)股中相鄰二層鋼絲的接觸狀態(tài)分

點(diǎn)接觸鋼絲繩：繩股中各層鋼絲直徑相同，每層鋼絲的螺旋升角近似相等；

線接觸鋼絲繩：這種鋼絲繩股中的鋼絲直徑不同，但每層鋼絲的節(jié)距相同，外層鋼絲位于內(nèi)層鋼絲的溝槽中，內(nèi)外鋼絲的接觸形成一條螺旋線；

面接觸鋼絲繩：鋼絲繩在捻繞后，相鄰鋼絲形成接觸面。

（5）根據(jù)鋼絲繩捻繞的方向分

順繞繩：由鋼絲繞成股和由股繞成繩的繞向相同；

交繞繩：由鋼絲捻成股的捻制螺旋方向與由股捻成繩的方向相反；

混繞繩：由兩種相反繞向的股捻制而成。

2 影響鋼絲繩使用壽命的因素

鋼絲繩受力復(fù)雜，受載時(shí)，鋼絲中產(chǎn)生拉伸應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、擠壓應(yīng)力以及鋼絲繩捻制時(shí)的殘余應(yīng)力等。當(dāng)鋼絲繩繞過滑輪時(shí)，受有交變應(yīng)力作用，使金屬材料產(chǎn)生疲勞，最后由于鋼絲之間的摩擦、鋼絲繩與繩槽的摩擦使鋼絲磨損而破斷。

2.1 鋼絲繩的彎曲曲率半徑對(duì)鋼絲繩壽命的影響很大，這是因?yàn)槔K輪直徑減小時(shí)，鋼絲的彎曲變形加劇，彎曲應(yīng)力加大，因而鋼絲的磨損加快，疲勞損傷加快，鋼絲和繩的壽命就降低。

2.2 鋼絲繩繞過繩輪時(shí)，繩輪與鋼絲接觸面間的壓力和相對(duì)滑動(dòng)，使鋼絲磨損斷絲，接觸應(yīng)力越大，斷絲越迅速。

2.3 鋼絲繩的結(jié)構(gòu)型式對(duì)其壽命影響也很大。點(diǎn)接觸鋼絲繩由于鋼絲間接觸應(yīng)力大，鋼絲的交叉又增大了橫向壓力，強(qiáng)度損失要比線接觸型大，抗疲勞性能也較差。

2.4 當(dāng)鋼絲繩一個(gè)捻距間的斷絲數(shù)達(dá)到全部鋼絲的10%時(shí)，繼續(xù)使用繩的斷絲速率明顯加快，短期內(nèi)即出現(xiàn)斷股。

3 鋼絲繩的檢驗(yàn)

3.1 檢驗(yàn)分類

（1）日常檢驗(yàn)：每個(gè)工作日都要對(duì)鋼絲繩的任何可見部位進(jìn)行觀察，以便發(fā)現(xiàn)損壞與變形情況。

（2）定期檢驗(yàn)：對(duì)吊運(yùn)熔融金屬或熾熱金屬、酸溶液、易燃易爆物品及有毒物品的起重機(jī)械所用鋼絲繩，應(yīng)保證每周至少檢驗(yàn)二次；對(duì)一般起重機(jī)械所用的鋼絲繩，應(yīng)保證每周至少檢驗(yàn)一次；預(yù)期鋼絲繩能較長期工作的，每月至少檢驗(yàn)一次。

（3）特殊檢驗(yàn)：遇有發(fā)生重大自然災(zāi)害或發(fā)生事故，及停用一個(gè)月以上的起重機(jī)械，應(yīng)進(jìn)行特殊檢驗(yàn)，合格后方能投入使用。

3.2 鋼絲繩檢驗(yàn)部位（見表1）

4 鋼絲繩的檢驗(yàn)方法

按照《起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則》（TSG Q7015-2008）中的規(guī)定，對(duì)鋼絲繩的檢驗(yàn)主要有兩種。一是目測(cè)。在檢驗(yàn)時(shí)通過目測(cè)，判斷是否出現(xiàn)斷絲、磨損、腐蝕、變形、電弧及火烤，是否處于良好的潤滑狀態(tài)。二是通過簡(jiǎn)單的儀器。如使用游標(biāo)卡尺測(cè)量鋼絲繩的直徑，使用放大鏡觀察鋼絲繩的磨損情況等。

目前多數(shù)鋼絲繩用戶都是依靠人工檢查和定期更換鋼絲繩來預(yù)防鋼絲繩斷繩事故，然而從檢驗(yàn)鋼絲繩和將其從使用中報(bào)廢所獲得的經(jīng)驗(yàn)表明，內(nèi)部損傷是許多鋼絲繩失效的原因。由于腐蝕和正常疲勞的擴(kuò)展所致的內(nèi)部損傷，通過上述常規(guī)的檢驗(yàn)方法不僅難以發(fā)現(xiàn)，而且容易造成誤判，使檢驗(yàn)員在檢驗(yàn)過程中得出錯(cuò)誤的檢驗(yàn)結(jié)論，給起重機(jī)的安全運(yùn)行帶來了嚴(yán)重的事故隱患。

Ⅱ使用鋼絲繩探傷儀

（1）磁通平衡式

原理介紹：

圖1

勵(lì)磁源可以采用直流電源也可以采用交流電源，A線圈和B線圈產(chǎn)生的磁力線大小相等方向相反（A、B線圈的匝數(shù)相同），在C線圈產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)為零，無論是鋼絲繩抖動(dòng)和移動(dòng)，C線圈的輸出均為零，當(dāng)鋼絲繩由缺陷時(shí)，如圖1所示：先經(jīng)過線圈A，線圈磁通量會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)打破磁通平衡，C線圈中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)ε+；當(dāng)缺陷經(jīng)過線圈B時(shí)，引起B(yǎng)線圈磁通量的變化，C線圈中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)ε-，無論鋼絲繩內(nèi)部缺陷還是外部缺陷都會(huì)引起磁通量的變化，即無論是鋼絲繩內(nèi)部斷絲和外部斷絲，傳感器均能測(cè)量出來，且輸出正負(fù)信號(hào)。由于是采用平衡原理，所以測(cè)量靈敏度非常高，只要鋼絲繩斷1絲和直徑變化2mm都可測(cè)量出來。

（2）電磁感應(yīng)式

原理介紹：

圖2

如圖2所示，先磁化鋼絲繩，鋼絲繩磁化到磁飽和程度即強(qiáng)磁，也可適當(dāng)磁化鋼絲繩即弱磁。鋼絲繩如果沒有斷絲則無漏磁，鋼絲繩如有斷絲，就會(huì)有漏磁，傳感器A用于磁化鋼絲繩，傳感器B用于采集漏磁，為提高采集漏磁，可采用聚磁原理，提高傳感器的靈敏度，即在B傳感器中，增加磁性材料構(gòu)成漏磁探測(cè)傳感器，鋼絲繩斷絲越多，傳感器輸出越大。

（3）優(yōu)點(diǎn)

使用鋼絲繩探傷儀測(cè)量鋼絲繩，可以克服目測(cè)難以觀察到的內(nèi)、外部鋼絲繩缺陷的難題，使鋼絲繩檢驗(yàn)檢測(cè)工作更加科學(xué)化、準(zhǔn)確化、數(shù)字化。還可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋼絲繩的安全狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)鋼絲繩日常檢測(cè)的自動(dòng)化，降低使用單位鋼絲繩用繩成本，提高鋼絲繩的利用率?？捎糜谳^高、較長鋼絲繩設(shè)備的檢驗(yàn)檢測(cè)，如大型橋門式起重機(jī)、客運(yùn)、拖牽索道、礦井提升設(shè)備等。

（4）缺點(diǎn)

在檢驗(yàn)檢測(cè)過程中，如鋼絲繩存在較大的彎折、斷股或繩股擠出的情況，會(huì)發(fā)生鋼絲繩在通過傳感器時(shí)運(yùn)行不暢造成的檢驗(yàn)檢測(cè)事故，輕則損壞檢測(cè)儀器，重則造成特種設(shè)備事故。且特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)工作通常處于高空、高溫等場(chǎng)所，加之設(shè)備安裝維修空間狹小，從方便檢驗(yàn)檢測(cè)工作和人員、設(shè)備安全的角度考慮，檢驗(yàn)儀器設(shè)備必須要便攜、簡(jiǎn)單、功能全，但目前在用的鋼絲繩探傷儀在這方面還存在缺陷。

5 結(jié)束語

鋼絲繩作為起重機(jī)械的主要零部件，其運(yùn)行狀況直接影響起重機(jī)械的安全使用，如檢驗(yàn)檢測(cè)不及時(shí)、不到位，容易引發(fā)人身傷害及吊運(yùn)設(shè)備的損壞，造成嚴(yán)重的特種設(shè)備事故。根據(jù)目前在用起重機(jī)械的狀況，建議在檢測(cè)起升高度較低、無維修人員位置及小型起重機(jī)械時(shí)盡量采用游標(biāo)卡尺、放大鏡等常規(guī)檢驗(yàn)儀器，在檢測(cè)起升高度較高、鋼絲繩運(yùn)行軌跡較長、具備符合安全技術(shù)規(guī)范的維修空間及位置及大型起重機(jī)械時(shí)可采用鋼絲繩探傷儀，同時(shí)建議鋼絲繩探傷儀生產(chǎn)廠家能開發(fā)更加便攜、簡(jiǎn)單的檢驗(yàn)檢測(cè)儀器設(shè)備。

參考文獻(xiàn)

[1]王福綿.起重機(jī)械技術(shù)檢驗(yàn)[M].北京；學(xué)苑出版社，2000，12；31-41.

[2]GB 6067.1-2010.起重機(jī)械安全規(guī)程[S].北京；中國國家標(biāo)準(zhǔn)委，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010，9：6-8.endprint

摘 要：鋼絲繩是起重機(jī)械的一個(gè)重要零部件，但在對(duì)鋼絲繩的檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，由于其使用環(huán)境、頻率、強(qiáng)度均存在較大差異，且目前的檢驗(yàn)方法難以保證鋼絲繩檢驗(yàn)檢測(cè)工作的需要。因此需要從實(shí)際工作出發(fā)，提出解決鋼絲繩檢驗(yàn)的方法。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)械鋼絲繩；檢驗(yàn)方法；探討

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，起重機(jī)械越來越成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于各種物料的起重、運(yùn)輸、裝卸等環(huán)境中。鋼絲繩作為起重機(jī)械中的一個(gè)重要零部件，由于其具有強(qiáng)度高、撓性好、自重輕、運(yùn)行平穩(wěn)、極少突然斷裂等優(yōu)點(diǎn)，又被廣泛用于起重機(jī)械的起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、牽引機(jī)構(gòu)，還被用作司索繩、張緊繩、承載索等。

1 鋼絲繩的分類

（1）根據(jù)鋼絲韌性的不同，將鋼絲分為三級(jí)：特級(jí)，用于載客電梯；Ⅰ級(jí)，用于一般起重機(jī)；Ⅱ級(jí)，用于司索繩、張緊繩等次要場(chǎng)合。

（2）根據(jù)適用的場(chǎng)合不同，繩芯分為以下幾種

金屬芯：用軟鋼絲制成，可耐高溫并能承受較大的擠壓應(yīng)力；

有機(jī)芯：用滲透潤滑油的麻繩制成，亦有采用棉芯的；

石棉芯：用石棉繩制成，可耐高溫。

（3）根據(jù)鋼絲繩捻繞的次數(shù)分

單繞繩：由若干斷面相同或不同的鋼絲一次捻制而成；

雙繞繩：先由鋼絲繞成股，再由股繞成繩。

（4）根據(jù)股中相鄰二層鋼絲的接觸狀態(tài)分

點(diǎn)接觸鋼絲繩：繩股中各層鋼絲直徑相同，每層鋼絲的螺旋升角近似相等；

線接觸鋼絲繩：這種鋼絲繩股中的鋼絲直徑不同，但每層鋼絲的節(jié)距相同，外層鋼絲位于內(nèi)層鋼絲的溝槽中，內(nèi)外鋼絲的接觸形成一條螺旋線；

面接觸鋼絲繩：鋼絲繩在捻繞后，相鄰鋼絲形成接觸面。

（5）根據(jù)鋼絲繩捻繞的方向分

順繞繩：由鋼絲繞成股和由股繞成繩的繞向相同；

交繞繩：由鋼絲捻成股的捻制螺旋方向與由股捻成繩的方向相反；

混繞繩：由兩種相反繞向的股捻制而成。

2 影響鋼絲繩使用壽命的因素

鋼絲繩受力復(fù)雜，受載時(shí)，鋼絲中產(chǎn)生拉伸應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、擠壓應(yīng)力以及鋼絲繩捻制時(shí)的殘余應(yīng)力等。當(dāng)鋼絲繩繞過滑輪時(shí)，受有交變應(yīng)力作用，使金屬材料產(chǎn)生疲勞，最后由于鋼絲之間的摩擦、鋼絲繩與繩槽的摩擦使鋼絲磨損而破斷。

2.1 鋼絲繩的彎曲曲率半徑對(duì)鋼絲繩壽命的影響很大，這是因?yàn)槔K輪直徑減小時(shí)，鋼絲的彎曲變形加劇，彎曲應(yīng)力加大，因而鋼絲的磨損加快，疲勞損傷加快，鋼絲和繩的壽命就降低。

2.2 鋼絲繩繞過繩輪時(shí)，繩輪與鋼絲接觸面間的壓力和相對(duì)滑動(dòng)，使鋼絲磨損斷絲，接觸應(yīng)力越大，斷絲越迅速。

2.3 鋼絲繩的結(jié)構(gòu)型式對(duì)其壽命影響也很大。點(diǎn)接觸鋼絲繩由于鋼絲間接觸應(yīng)力大，鋼絲的交叉又增大了橫向壓力，強(qiáng)度損失要比線接觸型大，抗疲勞性能也較差。

2.4 當(dāng)鋼絲繩一個(gè)捻距間的斷絲數(shù)達(dá)到全部鋼絲的10%時(shí)，繼續(xù)使用繩的斷絲速率明顯加快，短期內(nèi)即出現(xiàn)斷股。

3 鋼絲繩的檢驗(yàn)

3.1 檢驗(yàn)分類

（1）日常檢驗(yàn)：每個(gè)工作日都要對(duì)鋼絲繩的任何可見部位進(jìn)行觀察，以便發(fā)現(xiàn)損壞與變形情況。

（2）定期檢驗(yàn)：對(duì)吊運(yùn)熔融金屬或熾熱金屬、酸溶液、易燃易爆物品及有毒物品的起重機(jī)械所用鋼絲繩，應(yīng)保證每周至少檢驗(yàn)二次；對(duì)一般起重機(jī)械所用的鋼絲繩，應(yīng)保證每周至少檢驗(yàn)一次；預(yù)期鋼絲繩能較長期工作的，每月至少檢驗(yàn)一次。

（3）特殊檢驗(yàn)：遇有發(fā)生重大自然災(zāi)害或發(fā)生事故，及停用一個(gè)月以上的起重機(jī)械，應(yīng)進(jìn)行特殊檢驗(yàn)，合格后方能投入使用。

3.2 鋼絲繩檢驗(yàn)部位（見表1）

4 鋼絲繩的檢驗(yàn)方法

按照《起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則》（TSG Q7015-2008）中的規(guī)定，對(duì)鋼絲繩的檢驗(yàn)主要有兩種。一是目測(cè)。在檢驗(yàn)時(shí)通過目測(cè)，判斷是否出現(xiàn)斷絲、磨損、腐蝕、變形、電弧及火烤，是否處于良好的潤滑狀態(tài)。二是通過簡(jiǎn)單的儀器。如使用游標(biāo)卡尺測(cè)量鋼絲繩的直徑，使用放大鏡觀察鋼絲繩的磨損情況等。

目前多數(shù)鋼絲繩用戶都是依靠人工檢查和定期更換鋼絲繩來預(yù)防鋼絲繩斷繩事故，然而從檢驗(yàn)鋼絲繩和將其從使用中報(bào)廢所獲得的經(jīng)驗(yàn)表明，內(nèi)部損傷是許多鋼絲繩失效的原因。由于腐蝕和正常疲勞的擴(kuò)展所致的內(nèi)部損傷，通過上述常規(guī)的檢驗(yàn)方法不僅難以發(fā)現(xiàn)，而且容易造成誤判，使檢驗(yàn)員在檢驗(yàn)過程中得出錯(cuò)誤的檢驗(yàn)結(jié)論，給起重機(jī)的安全運(yùn)行帶來了嚴(yán)重的事故隱患。

Ⅱ使用鋼絲繩探傷儀

（1）磁通平衡式

原理介紹：

圖1

勵(lì)磁源可以采用直流電源也可以采用交流電源，A線圈和B線圈產(chǎn)生的磁力線大小相等方向相反（A、B線圈的匝數(shù)相同），在C線圈產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)為零，無論是鋼絲繩抖動(dòng)和移動(dòng)，C線圈的輸出均為零，當(dāng)鋼絲繩由缺陷時(shí)，如圖1所示：先經(jīng)過線圈A，線圈磁通量會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)打破磁通平衡，C線圈中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)ε+；當(dāng)缺陷經(jīng)過線圈B時(shí)，引起B(yǎng)線圈磁通量的變化，C線圈中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)ε-，無論鋼絲繩內(nèi)部缺陷還是外部缺陷都會(huì)引起磁通量的變化，即無論是鋼絲繩內(nèi)部斷絲和外部斷絲，傳感器均能測(cè)量出來，且輸出正負(fù)信號(hào)。由于是采用平衡原理，所以測(cè)量靈敏度非常高，只要鋼絲繩斷1絲和直徑變化2mm都可測(cè)量出來。

（2）電磁感應(yīng)式

原理介紹：

圖2

如圖2所示，先磁化鋼絲繩，鋼絲繩磁化到磁飽和程度即強(qiáng)磁，也可適當(dāng)磁化鋼絲繩即弱磁。鋼絲繩如果沒有斷絲則無漏磁，鋼絲繩如有斷絲，就會(huì)有漏磁，傳感器A用于磁化鋼絲繩，傳感器B用于采集漏磁，為提高采集漏磁，可采用聚磁原理，提高傳感器的靈敏度，即在B傳感器中，增加磁性材料構(gòu)成漏磁探測(cè)傳感器，鋼絲繩斷絲越多，傳感器輸出越大。

（3）優(yōu)點(diǎn)

使用鋼絲繩探傷儀測(cè)量鋼絲繩，可以克服目測(cè)難以觀察到的內(nèi)、外部鋼絲繩缺陷的難題，使鋼絲繩檢驗(yàn)檢測(cè)工作更加科學(xué)化、準(zhǔn)確化、數(shù)字化。還可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋼絲繩的安全狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)鋼絲繩日常檢測(cè)的自動(dòng)化，降低使用單位鋼絲繩用繩成本，提高鋼絲繩的利用率?？捎糜谳^高、較長鋼絲繩設(shè)備的檢驗(yàn)檢測(cè)，如大型橋門式起重機(jī)、客運(yùn)、拖牽索道、礦井提升設(shè)備等。

（4）缺點(diǎn)

在檢驗(yàn)檢測(cè)過程中，如鋼絲繩存在較大的彎折、斷股或繩股擠出的情況，會(huì)發(fā)生鋼絲繩在通過傳感器時(shí)運(yùn)行不暢造成的檢驗(yàn)檢測(cè)事故，輕則損壞檢測(cè)儀器，重則造成特種設(shè)備事故。且特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)工作通常處于高空、高溫等場(chǎng)所，加之設(shè)備安裝維修空間狹小，從方便檢驗(yàn)檢測(cè)工作和人員、設(shè)備安全的角度考慮，檢驗(yàn)儀器設(shè)備必須要便攜、簡(jiǎn)單、功能全，但目前在用的鋼絲繩探傷儀在這方面還存在缺陷。

5 結(jié)束語

鋼絲繩作為起重機(jī)械的主要零部件，其運(yùn)行狀況直接影響起重機(jī)械的安全使用，如檢驗(yàn)檢測(cè)不及時(shí)、不到位，容易引發(fā)人身傷害及吊運(yùn)設(shè)備的損壞，造成嚴(yán)重的特種設(shè)備事故。根據(jù)目前在用起重機(jī)械的狀況，建議在檢測(cè)起升高度較低、無維修人員位置及小型起重機(jī)械時(shí)盡量采用游標(biāo)卡尺、放大鏡等常規(guī)檢驗(yàn)儀器，在檢測(cè)起升高度較高、鋼絲繩運(yùn)行軌跡較長、具備符合安全技術(shù)規(guī)范的維修空間及位置及大型起重機(jī)械時(shí)可采用鋼絲繩探傷儀，同時(shí)建議鋼絲繩探傷儀生產(chǎn)廠家能開發(fā)更加便攜、簡(jiǎn)單的檢驗(yàn)檢測(cè)儀器設(shè)備。

參考文獻(xiàn)

[1]王福綿.起重機(jī)械技術(shù)檢驗(yàn)[M].北京；學(xué)苑出版社，2000，12；31-41.

[2]GB 6067.1-2010.起重機(jī)械安全規(guī)程[S].北京；中國國家標(biāo)準(zhǔn)委，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010，9：6-8.endprint