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起重機(jī)在用鋼絲繩的定期檢驗(yàn)

發(fā)布時(shí)間：2019-12-12 11:16　文章來(lái)源：未知　文章作者：admin　點(diǎn)擊數(shù)：

鋼絲繩是起重機(jī)的重要傳動(dòng)部件之一，其可靠性決定著整個(gè)起重機(jī)系統(tǒng)的正常工作和安全運(yùn)行。鋼絲繩在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)疲勞、磨損、斷絲、銹蝕等損傷，這些缺陷會(huì)導(dǎo)致鋼絲繩失效


      鋼絲繩是起重機(jī)的重要傳動(dòng)部件之一，其可靠性決定著整個(gè)起重機(jī)系統(tǒng)的正常工作和安全運(yùn)行。鋼絲繩在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)疲勞、磨損、斷絲、銹蝕等損傷，這些缺陷會(huì)導(dǎo)致鋼絲繩失效不能滿足其使用要求。在極限條件下，這些缺陷會(huì)演變成鋼絲繩斷裂，造成人員傷亡和設(shè)備損毀事故1-21。在起重機(jī)械檢驗(yàn)中，特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范和強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，如TSG Q0002-2008《起重機(jī)械安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程-橋式起重機(jī)》，TSG Q7015-2016《起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則》和GB6067-2010《起重機(jī)械安全規(guī)程》等[3-5]，對(duì)起重機(jī)鋼絲繩提出了強(qiáng)制性要求。這些規(guī)范和強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的制定主要參照的標(biāo)準(zhǔn)是GB/T5972-2016《起重機(jī)鋼絲繩保養(yǎng)、維護(hù)、檢驗(yàn)和報(bào)廢》和GB8918-2006《重要用途鋼絲繩》[6-7]，并將以上2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)明確引入了相關(guān)條文。所以起重機(jī)鋼絲繩選用、檢驗(yàn)和報(bào)廢通常引用這2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)作為重要的依據(jù)。在用起重機(jī)鋼絲繩檢驗(yàn)即鋼絲繩的定期檢驗(yàn)，就是在不降低鋼絲繩的安全程度的條件下，對(duì)鋼絲繩開展外觀檢查并進(jìn)行測(cè)量。在許可條件下，鋼絲繩內(nèi)部狀態(tài)也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行檢驗(yàn)。
    本文以GB/T5972-2016《起重機(jī)鋼絲繩保養(yǎng)、維護(hù)、檢驗(yàn)和報(bào)廢》為依據(jù)，按照鋼絲繩劣化模式對(duì)應(yīng)的不同報(bào)廢基準(zhǔn)，綜合利用計(jì)算、測(cè)量、觀察和無(wú)損檢測(cè)4種評(píng)價(jià)方法，通過(guò)合理安排檢驗(yàn)工藝流程和確定在用起重機(jī)鋼絲繩檢驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容、方法與判定規(guī)則，將鋼絲繩的定期檢驗(yàn)編制成1個(gè)獨(dú)立的模塊。這樣既可以作為1個(gè)單獨(dú)檢驗(yàn)項(xiàng)目，也可以作為起重機(jī)定期檢驗(yàn)鋼絲繩項(xiàng)目的延伸部分。
1檢驗(yàn)方法介紹
      在起重機(jī)定期檢驗(yàn)中，鋼絲繩檢驗(yàn)以人工檢查為主，使用的評(píng)價(jià)方法有計(jì)算、測(cè)量和觀察等。由于現(xiàn)場(chǎng)使用的鋼絲繩長(zhǎng)度較長(zhǎng)，有時(shí)達(dá)到幾百米甚至上千米，人工檢查存在檢查耗時(shí)量高、檢驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)內(nèi)部缺陷缺乏識(shí)別手段，檢驗(yàn)結(jié)果可靠性難以得到保證等問(wèn)題。目前，鋼絲繩檢驗(yàn)檢測(cè)出現(xiàn)了使用儀器檢測(cè)作為評(píng)價(jià)方法的趨勢(shì)。儀器檢測(cè)采用無(wú)損檢測(cè)的方法，對(duì)在用的鋼絲繩損傷情況進(jìn)行快速測(cè)試。
依據(jù)GB/T21837-2008《鐵磁性鋼絲繩電磁檢測(cè)方法》，鋼絲繩缺陷為2類：局部損傷（LF）和金屬橫截面積損失（LMA）[s]。這與常見鋼絲繩缺陷分類不同，局部損傷（LF）主要包括局部形狀異常、內(nèi)外部斷絲、銹蝕斑點(diǎn)等。金屬橫截面積損失（LMA）是指造成鋼絲繩橫截面上金屬截面積總和減小的損傷，是由于疲勞、腐蝕、擠壓、磨損、劃傷等傷害造成鋼絲繩的鋼絲截面積的減小。在無(wú)損檢測(cè)中，采用永磁類儀器可以測(cè)定金屬截面積損失（LMA）。采用漏磁類儀器用于測(cè)定局部損傷（LF），但該類儀器不能明確給出有關(guān)損傷的確切數(shù)量方面的信息，只能給出提示性信息表征鋼絲繩中斷絲、腐蝕和磨損等。所以鋼絲繩無(wú)損檢測(cè)就是用無(wú)損檢測(cè)（NDT）進(jìn)行外觀檢查，確定鋼絲繩上可能劣化區(qū)段的準(zhǔn)確位置。檢測(cè)過(guò)程為先用儀器對(duì)鋼絲繩充磁，接著用磁頭包裹著鋼絲繩相對(duì)勻速運(yùn)動(dòng)。鋼絲繩中的缺陷如斷絲、磨損、銹蝕等都會(huì)引起磁通量或漏磁量發(fā)生變化，從而被霍爾傳感器發(fā)現(xiàn)，最后檢測(cè)結(jié)果表示為可識(shí)讀的缺陷數(shù)據(jù)。如果計(jì)劃在鋼絲繩壽命周期內(nèi)對(duì)鋼絲繩的進(jìn)行電磁無(wú)損檢測(cè)，宜在鋼絲繩壽命期的初期進(jìn)行儀器檢定，記錄鋼絲繩的初始狀態(tài)并作為將來(lái)進(jìn)行對(duì)比的參考點(diǎn)（鋼絲繩識(shí)別標(biāo)志）。

2檢驗(yàn)內(nèi)容及流程
     在用鋼絲繩檢查范圍要求為：沿整個(gè)長(zhǎng)度對(duì)每根鋼絲繩進(jìn)行檢查。檢查的關(guān)鍵區(qū)域和部位[6]是：（1）卷筒上的鋼絲繩固定點(diǎn)；（2）鋼絲繩繩端固定裝置上附近的區(qū)段；（3）經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)滑輪的區(qū)段；（4）經(jīng)過(guò)安全載荷指示器滑輪的區(qū)段；（5）經(jīng)過(guò)吊鉤滑輪組的區(qū)段；（6）進(jìn)過(guò)重復(fù)作業(yè)的起重機(jī)，吊載時(shí)位于滑輪上的區(qū)段；
（7）位于平衡滑輪的區(qū)段；（8）經(jīng)過(guò)纏繞裝置的區(qū)段；（9）纏繞在卷筒的區(qū)段，特別是多層纏繞時(shí)交又重疊區(qū)域；（10）因外部原因?qū)е履p的區(qū)段；（11）暴露在熱源下的部位。檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的劣化模式劃分為可見繩股斷裂、鋼絲繩直徑減小、腐蝕、變形、斷絲數(shù)量、機(jī)械損傷、熱損傷等。
檢驗(yàn)流程如圖1所示，依次為記錄鋼絲繩信息、儀器檢定、檢測(cè)、數(shù)據(jù)分析、人工檢查、缺陷認(rèn)定、綜合評(píng)定等。首先記錄被測(cè)鋼絲繩的參數(shù)信息，并與實(shí)測(cè)鋼絲繩核對(duì)，并檢查鋼絲繩的整體狀況。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)鋼絲繩直徑，選擇合適的霍爾傳感器和襯套。使用便攜式鋼絲繩檢測(cè)儀對(duì)鋼絲繩進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要對(duì)鋼絲繩檢測(cè)儀進(jìn)行懸掛固定。為了保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性，檢測(cè)前需要對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)定。檢查現(xiàn)場(chǎng)在用鋼絲繩，找到一段沒有磨損或者磨損較輕微，不存在局部缺陷（如斷絲、銹坑等），將該部分作為標(biāo)定基準(zhǔn)，認(rèn)為L(zhǎng)MA為零。檢測(cè)前必須對(duì)鋼絲繩進(jìn)行整繩充磁，移動(dòng)需要被測(cè)鋼絲繩的部分勻速通過(guò)檢測(cè)磁頭。充磁結(jié)束后進(jìn)行鋼絲繩的檢測(cè)步驟。檢測(cè)時(shí)以不大于2m/s的速度移動(dòng)需要檢測(cè)的鋼絲繩部分勻速通過(guò)檢測(cè)磁頭。在線分析實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)，標(biāo)記LMA、LF和LF密集度超過(guò)報(bào)警值的數(shù)據(jù)，并確認(rèn)這些數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的鋼絲繩部位。人工檢查階段對(duì)鋼絲繩無(wú)損檢測(cè)異常部分進(jìn)行復(fù)查并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行定量，人工檢查結(jié)果需填寫在定期檢驗(yàn)記錄上。根據(jù)發(fā)現(xiàn)的所有缺陷進(jìn)行綜合評(píng)級(jí)，檢驗(yàn)檢測(cè)的結(jié)果最終反映在檢驗(yàn)報(bào)告中。

3嚴(yán)重程度分級(jí)與實(shí)例
起重機(jī)鋼絲繩是易損件，從安全角度看鋼絲繩自身狀態(tài)已經(jīng)降低并達(dá)到報(bào)廢等級(jí)，就需要更新。當(dāng)缺少起重機(jī)有關(guān)鋼絲繩的使用說(shuō)明，無(wú)準(zhǔn)確報(bào)廢要求時(shí)，鋼絲繩的報(bào)廢基準(zhǔn)應(yīng)按照GB/T5972要求進(jìn)行。
鋼絲繩在用嚴(yán)重程度分級(jí)應(yīng)使用“綜合影響”方法進(jìn)行評(píng)定，具體過(guò)程如下：
（1）檢驗(yàn)并記錄發(fā)生的每種獨(dú)立的劣化模式和劣化情況；
（2）定量化評(píng)價(jià)每種獨(dú)立劣化模式的單獨(dú)的嚴(yán)重程度；
（3）當(dāng)在同一區(qū)域出現(xiàn)多種獨(dú)立的劣化模式時(shí)，應(yīng)將該區(qū)域上各種獨(dú)立的劣化級(jí)別相加，對(duì)綜合嚴(yán)重程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)級(jí)結(jié)果有5種，依次表述為“輕度、中度、重度、嚴(yán)重、報(bào)廢”。“綜合影響”評(píng)價(jià)方法中有一個(gè)重要假設(shè)，即劣化的過(guò)程是漸進(jìn)式的，而不是突發(fā)式的。如果綜合分級(jí)是多個(gè)不相關(guān)的劣化模式平均分擔(dān)的結(jié)果（如：30%來(lái)自斷絲，30%來(lái)自直徑減?。瑒t認(rèn)為其嚴(yán)重程度不如任意給定區(qū)段上單一作用的劣化模式高（如：60%來(lái)自斷絲，無(wú)直徑減小和腐蝕）。
實(shí)例：有一直徑為22mm的18×7WSCsZ型鋼絲繩用于電動(dòng)單梁起重機(jī)（工作級(jí)別A4），單層纏繞。GB/T8972-2016報(bào)廢的外部鋼絲斷絲數(shù)在6d長(zhǎng)度范圍內(nèi)是2，在30d長(zhǎng)度范圍內(nèi)是4。從參考直徑算起的直徑等值減小量的報(bào)廢基準(zhǔn)為公稱直徑的5%。實(shí)測(cè)鋼絲繩在6d長(zhǎng)度范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)1根斷絲，但在30d長(zhǎng)度范圍內(nèi)沒有超過(guò)4根，則對(duì)應(yīng)的單一模式劣化的嚴(yán)重程度等級(jí)為50%。從參考直徑算起的直徑等值減小量的報(bào)廢基準(zhǔn)為公稱直徑的5%，等于1.10mm。參考直徑是22.6mm，檢測(cè)時(shí)的測(cè)量直徑為21.8mm，則直徑減小表示為公稱直徑的百分比是[（22.6-21.8）/22]×100%=3.6%，嚴(yán)重程度等級(jí)為60%。以上劣化發(fā)生在鋼絲繩的統(tǒng)一部位，綜合后的嚴(yán)重程度等級(jí)為110%。嚴(yán)重程度分級(jí)對(duì)應(yīng)的判定結(jié)論為報(bào)廢。
4結(jié)束語(yǔ)
定性的無(wú)損檢測(cè)設(shè)備可以快速及時(shí)地發(fā)現(xiàn)缺陷，是檢驗(yàn)檢測(cè)手段的進(jìn)步。然而定性的檢測(cè)設(shè)備只能檢測(cè)鋼絲繩是否有缺陷狀況，而無(wú)法檢測(cè)缺陷的量值，但鋼絲繩報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)是以鋼絲繩缺陷的程度來(lái)評(píng)定的。而檢測(cè)的直接目的是不但要了解缺陷的有無(wú)，更重要的是要知道缺陷的多少或大小，即定量化。充分利用無(wú)損檢測(cè)、測(cè)量、計(jì)算、觀察4種鋼絲繩評(píng)價(jià)方法各自的優(yōu)點(diǎn)，按照無(wú)損檢測(cè)快速識(shí)別保證效率，人工檢查準(zhǔn)確定量缺陷保證質(zhì)量的目標(biāo)，將4種評(píng)價(jià)方法合理化安排到檢驗(yàn)檢測(cè)的整個(gè)工藝流程，最終綜合所有缺陷可靠地得出判定結(jié)論。該工藝流程不僅適用于起重機(jī)在用鋼絲繩的定期檢驗(yàn)，也可以推廣到電梯、客運(yùn)索道、大型游樂(lè)設(shè)施等機(jī)電類特種設(shè)備在用鋼絲繩的定期檢驗(yàn)。