关于索道用钢丝绳无损检测的思考

关于索道用钢丝绳无损检测的思考选煤科王永焰摘要：本文介绍了钢丝绳无损检测的原理，检测过程中的局限性，优缺点。阐述了钢丝绳管理的国内外现状，钢丝绳管理的科学的方法。对科学合理的钢丝绳管理提出了解决方案与发展思路。1国内钢丝绳检测的现状1．百年难题钢丝绳在线检测是一个百年未过关的难题，自从1906年南非发明了第一台电磁钢丝绳检测仪后，科学家一直在苦苦探索。随着科学技术的发展，近十余年来，人们确认应用漏磁和磁通原理是检测铁磁性钢丝绳的最好方法。2．偏门专业钢丝绳在线检测又是一个十分偏门的专业，中国唯有华中理工设置了该专业的博士站。由于各种设备起重机选用钢丝绳的安全系数很大，加之钢丝绳的生产制造成本不高，世界各国对该专业的科研投入极少极少。至今国外只有23家公司研发生产钢丝绳检测仪，国内也仅有三家。3．三家公司上世纪六十年代，我国就开始研发钢丝绳的在线检测，九十年代诞生了多家公司生产钢丝绳检测仪，经过大浪淘沙，坚持至今的唯有三家公司：序号公司名称成立时间型号产品名称原理背景1沈阳（鞍山）全安报警器材公司1992年KST电脑智能钢丝绳探伤仪磁通感应线圈单片机美国2洛阳逖悉开（涧西、先导、新导）钢丝绳检测技术公司1993年2005年TCK钢丝绳损伤定量检测系统剩磁、磁通门单片机加拿大3上海且华虚拟仪器技术公司（上海交大、华中理工、清华和中科院、煤科院、船舶院）1994年MTC钢丝绳电脑探伤仪漏磁、磁通霍尔元件计算机俄国德国美国2钢丝绳无损检测的基本原理从1906年世界出现第一台钢丝绳探伤仪到现在,理论上探讨过的钢丝绳无损检测方法很多,包括超声波、声发射、电涡流、射线、光学及磁检测法等,其中只有磁检测法得到了实践和推广，其它方法或因检测信号易受干扰,检测结果难以记录;或因设备费用太高,检测局限性太大,均未推广应用。目前，钢丝绳无损检测方法主要包括：截面积损失法LMA（lossofmetalliccross-sectionalarea）和局部损伤法LF（localflaw）截面积损失：通过传感器头，磁化一段钢丝绳。能通过霍尔效应传感器，有效的测定轴向钢丝绳中的总磁通。传感器输出的是电信号，在磁回路可感应范围内，其输出的电压与金属截面积变化成正比。该方法用于测定金属截面积变化（LMA），主要用于检测断丝，磨损，锈蚀等钢丝绳截面积总和变化的缺陷。图1局部损伤：永磁体提供恒定的磁通，通过传感器头来此换一段钢丝绳，钢丝绳中的不连续（如断丝）所引起的漏磁，能用不同传感器（如霍尔效应传感器）来检测。传感器输出的是电信号，并被记录。用于测定LF。但它不能明确给出有关损伤的确切数量信息，只能给出钢丝绳中断丝、内腐蚀和磨损等是否存在的提图4受到干扰后的波形3.3钢丝绳接头位置的检测由于索道运载索是一个循环的无极绳，存在至少一个接头，而钢丝绳接头是整根钢丝绳最为薄弱的地方，对于钢丝绳接头的无损检测可以得到钢丝绳接头编接长度、接头插入段长度、编接点分布、是否存在断丝等信息（图5），但无法对钢丝绳的编接质量做出具体判定。因为钢丝绳接头部分的结构复杂，波形有很大的干扰，无损检测无法对钢丝绳接头部分的松丝、断丝数量判断，但是通过经验可以总体看出钢丝绳接头编接质量，如果发现问题应进行目测检查，防止因误判造成钢丝绳的隐患。因此对于索道用钢丝绳接头的检查，不能仅仅依靠无损检测来判断，结合目测检查显得更为重要。图5接头部分波形4钢丝绳更换时间的判断钢丝绳无损检测是判断钢丝绳使用情况的重要手段，但是如何判断一根钢丝绳是否达到使用极限或者接近极限，则是需要相当丰富的经验来判断。按照索道用钢丝绳检验和报废规范中提出报废标准来看，按照断丝情况，索道用钢丝绳在正常情况极少因断丝达极限而报废的，因为大多索道对钢丝绳维护保养比较重视。索道用钢丝绳的报废主要原因是出现疲劳，无损检测是无法检测出钢丝绳的疲劳情况，所以只能通过钢丝绳的断丝增加率来判断钢丝绳是否疲劳或者接近疲劳。当一根钢丝绳使用超过五年，而且每次无损检测结果断丝数量都要增加，那就要缩短检测时间，加强对钢丝绳监控，当随着时间增加，钢丝绳断丝的增加数量随着上升的话，那判断钢丝绳接近疲劳，需要更换。因此钢丝绳的更换要通过钢丝绳的断丝数、断丝增加率、使用时间以及波形变化来综合判断。5钢丝绳管理的发展方向索道钢丝绳作为索道管理的重点，既有安全要求也有经济效益要求。钢丝绳无损检测的目的是确保钢丝绳的安全使用，钢丝绳缺陷的定性检测已经比较可靠,但因钢丝绳损伤的多样性、复杂性和外界干扰的影响,要定量地确定检测信号和钢丝绳损伤之间的关系仍然很困难。因此在无损检测中，要对钢丝绳数据的分析，了解所用仪器的局限，在特殊情况要和目测观察结合起来，避免造成漏判、误判，结合钢丝绳使用时间、周围环境、使用状况预测出钢丝绳更换时间。钢丝绳的更换要通过钢丝绳的断丝数、断丝增加率、使用时间以及波形变化来综合判断。作为