电梯曳引钢丝绳的检验

1、·36·安全工程工业安全与环保2009年第35卷第11期IndustrialSafetyandEnvironmentalProtectionNovember2009电梯曳引钢丝绳的检验薛艳梅(北京市特种设备检测中心北京100029)摘要曳引钢丝绳的安全关系着电梯运行的安全。首先介绍了电梯钢丝绳的基本构造及如何选择,然后着重阐述了电梯定期检验过程中发现的主要问题,这些问题包括运行中产生的钢丝绳磨损、变形、断丝、锈蚀,使用条件不好产生的钢丝绳表面油泥或表面干燥及钢丝绳张力调节不均等问题。讨论了钢丝绳报废条件,同时有针对性地给出了钢丝绳使用保养的建议。关键词电梯曳引钢丝绳检验报废

2、保养InspectionofElevatorWireRopeXUEYan-mei(BeijingSpecialEquipmentInspectionandTestingCenterBeijing100029)AbstractSafetyofwireropesiscrucialtoelevator.Thepaperfirstlyintroducesthestructureofwireropeandhowtoselectrighthoistropes.Nextthepaperstressesontheproblemsexistedinperiodicinspectiononwireropes,in

3、cludingabrasion,distortion,breaking,rusting,oilmudordrynessonwireropesurfaceunderpoorcircumstance,aswellastheunevenlymodulatedtensileforceofwireropes.Finallytheauthordiscussestherequirementsofdiscardingwireropeandgivessomesuggestionsonhowtomaintainthewireropes.Keywordselevatorwireropeinspectiondisca

4、rdmaintenance电梯曳引钢丝绳是电梯重要的悬挂装置,承受着轿厢和对重的全部重量,并依靠曳引轮槽的摩擦力驱动轿厢升降。曳引钢丝绳的安全是电梯安全的重要保障。1曳引钢丝绳的选择电梯钢丝绳由绳股、绳股钢丝和绳芯组成,常用形式有西鲁型(外粗式)、瓦灵顿型(粗细式)和T型(填充式)。目前,我国电梯钢丝绳普遍使用西鲁型,其结构和直径应符合表11的规定。单一强度级别钢丝绳用钢丝抗拉强度级别为1570N/mm2或1770N/mm2。GB7588规定,选用电梯钢丝绳公称直径不应小于8mm2。表1钢丝绳结构和直径钢丝绳规格6×19S+NF8×19S+NF公称直径/mm6,8,10,1

5、1,13,16,19,228,10,11,13,16,19,22级别适中的钢丝组成的钢丝绳;钢丝绳直径的收缩率要小,尤其是制造商能担保正常使用1年后钢丝绳直径最大收缩率不大于5%的应首选;天然绳芯储油性好,但容易造成钢丝绳起鼓。人造绳芯难保持稳定的物理和化学特性。2曳引钢丝绳的检验根据使用经验,电梯钢丝绳在正常工况下突然断裂的现象少见,其损坏一般是在长期运行中由于磨损、弯曲疲劳、锈蚀或外伤逐渐形成的4。2.1钢丝绳磨损和变形检查磨损包括钢丝绳表面、股与股之间、丝与丝之间的磨损。钢丝绳的机械磨损主要为外部均匀磨损、变形磨损和内部磨损3种。纯机械磨损,一般来说,电梯钢丝绳在使用过程由于其硬度比绳槽

6、高,磨损很慢。但由于张力、槽型、钢丝绳在槽中打滑、偏磨、打滚,而与绳槽产生磨损,这种磨损在正常情况下是均匀的。变形磨损,是指电梯钢丝绳在某一段内的局部磨损,由于电梯钢丝绳和绳轮经常发生慢性移位或电梯钢丝绳在绳轮上剧烈振动、冲击使电梯钢丝绳局部挤压变形,虽然电梯钢丝截面积并未减小,但局部挤压处的钢丝材质已受损,容易断丝。内部磨损,由于电梯钢丝绳经常弯曲,股中钢丝间产生相对移位,股与股之间接触压力增大,使相邻股间的钢丝产生局部压痕,时间一长会因应力集中而折断。检验时首先观察钢丝绳直径变细情况,除目测外还要用游标卡尺测量绳径。电梯监督检验规程5中规定,当钢丝绳公称直径减少7%时,即使未发现断丝,该绳

7、也应报废。2.2钢丝绳锈蚀的检查,目前各国电梯用钢丝绳规格并不一致,各国钢丝绳系列中优先选用的直径和法定最小直径见表2优先选用的直径/mm10131112.7(1/2)1233。强度级别/(N·mm-2)157017701180/17701180/17701570/17701320/16201620表2国际上常用钢丝绳直径国家法国德国英国美国日本法定最小直径/mm8889.53(3/8)10(允许8),·37·锈蚀,使机械性能降低,钢丝直径变细、股间松动,以致发生脆性断裂。这种断裂是“雪崩式”的断裂,它比一般的断丝或磨损更危险。检验中凡遇到钢丝绳锈蚀要加倍重视,仔

8、细观察,如发现锈蚀严重已形成麻坑或绳股外层钢丝有松动现象,不论断丝与否或绳径变细多少都应更换;如发现钢丝绳出现“红油”,说明绳芯无油,内部生锈,应引起注意,必要时可剁绳头检查钢丝绳的内部锈蚀情况。防止钢丝绳锈蚀的方法是在绳上涂油保护。2.3钢丝绳断丝的检查过载断丝。电梯钢丝绳承受过载负荷或冲击负荷造成的,其断口呈现杯状塑性收缩,由于电梯钢丝绳的安全系数大,这种断丝少见。疲劳断丝。出现在股的弯曲程度最大一侧的外层钢丝,金属疲劳产生的断丝,断口形状平齐。磨损断丝。钢丝绳同曳引轮之间摩擦打滑造成,这种断丝是在钢丝磨损极其严重且发生在外层钢丝,断口两侧呈斜茬,断口扁平。锈蚀断丝。断口不整齐,呈钎尖状。

9、剪切断丝。被硬性拉断或受较大外力打击、挤压造成,断口呈剪切状。扭结断丝。这种断丝在正常使用中很少出现,只有在钢丝绳出现松驰造成扭结才出现。断口形状平整、光滑。根据经验,电梯钢丝绳存在内部断丝时,电梯钢丝绳在运行中能听到“咔嚓”的响声。传统检验中上述3方面的检验主要靠检验员自身经验进行判断,电梯监督检验规程中提到必要时使用钢丝绳探伤仪全长检测或分段抽测。现在普遍使用的是钢丝绳超声波探伤仪,它能够检测出钢丝绳的疲劳断丝、磨损、腐蚀、变形、机械损伤、松股和松丝等损伤,不仅能够解决人的检验效率低、无法检验内部断丝和腐蚀及人为因素影响等问题,而且能够帮助检验人员迅速找到损伤部位,给出定量结论。2.4钢丝

10、绳张力的测量电梯监督检验规程要求曳引绳张力应均衡,每根绳的张力与全部绳张力的平均值偏差不大于5%。轿厢停在井道适当的高度(一般用弹簧测力计水平拉对重钢丝绳时,用100N的力可位移100-150mm左右即可),用弹簧测力计将对重侧钢丝绳逐根水平拉动,拉动的距离应相同,一般不小于100mm。记录每根钢丝绳的拉力值(一般以80-100N为宜)。计算其平均值,再将每根绳拉力与平均值比较。这种检验方法精度较差,人为影响因素较多。现在有一种新的设备钢丝绳张紧力测试仪,其基本原理是通过径向力的测量推导出纵向力的大小。数据采集盒中的嵌入式计算机系统采用人工智能、模糊处理等技术对由传感器传来的信息进行分析处理,

11、通过特定的数学模型计算出曳引绳张力的均匀度情况。与传统方法(弹簧秤拉等)相比,具有自动在线检测、人为因素少、准确度高、支持张紧力在线调整、直接给出是否合格的判断等优点。除上述几项重点检验项目外,还应检查绳头及其组合情况,全长有无其他异常情况,比如绳的异常伸长变化等。3曳引钢丝绳的报废钢丝绳型号6×19S-NF8×19S-NFA24-3032-40B8-1210-16C12-2016-24瓦灵顿式填充式西鲁式6×198×196×198×19钢丝绳类型6d610101330d12191926电梯监督检验规程中规定钢丝绳断丝数不应超过报废标

12、准。在选定部位的6d或30d长度范围内(绳端处也应作为选择范围之一),目测检查钢丝绳的可见断丝数。规定报废标准见表3。表3曳引绳报废标准测量长度范围(d为钢丝绳直径)美国ASME/A17.2升降机和自动过道的检验员手册6中对传动比11和21的电梯曳引绳的报废有如下规定:(1)如果断丝均布在各股中,则在整根曳引绳破坏最严重段里,1个捻距中的断丝数超过表4中A栏的数值时,应报废。(2)如断丝数不均匀,明显集中于1股或2股中时,则在破坏最严重段里,1个捻距中的断丝数超过表4中B栏的数值时,应报废。(3)如并排破断的4根或5根钢丝穿过任何一股凸出,则在破坏最严重段里,1个捻距中的断丝数超过表4中C栏的

13、数值时,应报废。(4)如曳引绳存在腐蚀、股中个别钢丝过度磨损、绳的拉力不均匀、绳槽粗糙等任一情况,此时上述3种情况中任一种破断丝数超过表4值的50%,应报废。(5)当曳引绳的直径实际减小值超出表5的值时,应报废。捻距的估算:一般以6.5倍绳径为1个捻距,如8×(19)西鲁式钢丝绳8股 16mm的捻距约为6.5×16mm=100mm。表4美国ASME曳引绳报废标准表5美国ASME曳引绳的允许最小实际直径公称直径/mm11.1112.7014.2915.8817.4619.05最小实际直径/mm10.3211.7713.4914.6816.2717.86减少的百分比/%6.25

14、5.567.506.826.256.25除参考上面的规定外,在定期检验中还可以遵循以下原则:钢丝绳出现断股应报废;钢丝绳直径减少7%应报废;钢丝绳表面有严重锈蚀、发黑、斑点、麻坑以及外层钢丝松动应报废。使用中,若发现内部的润滑油被挤出有如流汗现象时,表示钢丝绳已达超载状态,发生此现象要立即检查,找出原因,必要时应更换新绳。至今还没有规范或标准对钢丝绳有特定的寿命规定,但一般在钢丝绳的服务寿命大于10a后应经常且仔细检查。(下转第40页)·40·表1冲击波超压与距离数据超压Ps/105Pa15.29701.15290.63210.48680.42100.3838图3冲击波超压

15、与距离的三维等高线0.36000.34360.33150.32220.31500.30910.30420.30020.29670.29370.29110.28880.2868距离R/m0.0000010.0000020.0000030.0000040.0000050.0000060.0000070.0000080.0000090.00000100.00000110.00000120.00000130.00000140.00000150.00000160.00000170.00000180.00000190.00000参考文献1艾唐伟,陆愈实,徐小贤.MATLAB在储罐区蒸气云爆炸分析中的运用.

16、工业安全与环保,2009,35(2):31-32.2魏伴云.火灾与爆炸灾害安全工程学.武汉:中国地质大学出版社,2004.3鄢小清,王振国,黎勤武,等.UDMH/N2O4爆炸冲击波特性研究.掘进技术,1996,17(4):77-81.4Willoughby,Wilton,Mansfield.Liquidpropellantexplosivehazards.AFR-PL-TR-68-92,1-3.5周南,田宙.爆炸冲击波参数计算的普适公式.兵工学报,1995(3):23-27.作者简介王颖,女,中国地质大学(武汉)工程学院硕士研究生。(收稿日期:2009-05-19)Ps/105Pa0.2850

17、0.28340.28190.28060.27940.27830.27730.27640.27550.27470.27400.27330.27260.27200.27150.27090.27040.27000.26950.2691距离R/m200.00000210.00000220.00000230.00000240.00000250.00000260.00000270.00000280.00000290.00000300.00000310.00000320.00000330.00000340.00000350.00000360.00000370.00000380.00000390.00000&

18、gt;>R=0:10:400;Pa=101300. (0.137.(0.137.R). (-3)+0.199.(0.137.R). (-2)+0.269.(0.137.R). (-1)-0.119)依据上文1.2节,对于重伤区半径,取Ps=44kPa;对于轻伤区半径计算,取Ps=17kPa。由表1可得,轻伤半径R=180m,死亡半径依据式(3)计算,可得R=21.8m。3结论(1)通过MATLAB软件进行编程能够快速和精确地完成原本复杂的计算和分析,大大减少安全分析及评价过程中的繁琐计算。(2)依靠MATLAB软件的绘图功能,将事故后果的计算结果多样化地表示出来,有利于安全工作者比较直观和迅速地判断事故后果的伤害区域,比较适合安全分析和评价,以得到很好的预防控制措施。(3)利用MATLAB软件的编程功能,将影响冲击波效应的各个参数(如波阵面的传播速度,粒子速度,密度,温度,音速等)有效地表达,能够快速地得出精确的模型,从而进行模拟运算和评价。(4)根据事故后果计算中不同的精确度要求,安全人员可以自主调节步长,以达到更好的计算和模拟效果。(上接第37页)4曳引钢丝绳保养的建议(1)一般钢丝绳出厂时