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工程機械鋼絲繩的安全使用與報廢
發(fā)布時間：2019-12-18 14:27 文章來源：未知 文章作者：admin 點擊數：
1工程機械用鋼絲繩的選擇 （1）鋼絲繩的強度，鋼絲的抗拉強度所決定的鋼絲繩的破斷拉力是鋼絲繩最重要的性能指標，抗拉強度高可以提高鋼絲承受動載荷和抗擠壓的能力，但抗拉強
1工程機械用鋼絲繩的選擇
（1）鋼絲繩的強度，鋼絲的抗拉強度所決定的鋼絲繩的破斷拉力是鋼絲繩最重要的性能指標，抗拉強度高可以提高鋼絲承受動載荷和抗擠壓的能力，但抗拉強度提高的同時，鋼絲繩的韌性降低、脆性增加，在重載且反復彎曲的使用條件下容易斷裂，所以，鋼絲繩并不是抗拉強度越高越好，而需要綜合考慮，抗拉強度在1550Ma級左右的鋼絲繩，其抗拉、抗擠壓、耐磨損、柔韌性等綜合特性較好，是起重機工作機構的優(yōu)先選擇。
（1）鋼絲繩的強度，鋼絲的抗拉強度所決定的鋼絲繩的破斷拉力是鋼絲繩最重要的性能指標，抗拉強度高可以提高鋼絲承受動載荷和抗擠壓的能力，但抗拉強度提高的同時，鋼絲繩的韌性降低、脆性增加，在重載且反復彎曲的使用條件下容易斷裂，所以，鋼絲繩并不是抗拉強度越高越好，而需要綜合考慮，抗拉強度在1550Ma級左右的鋼絲繩，其抗拉、抗擠壓、耐磨損、柔韌性等綜合特性較好，是起重機工作機構的優(yōu)先選擇。
（2）鋼絲繩的韌性。韌性是保證鋼絲繩可靠性的重要參數，由單根鋼絲的試驗結果決定，按照國家標準，鋼絲繩的韌性分為特級、I級、Ⅱ級3個等級.特級韌性最好，用于重要場合，如載客電梯、礦井的載人提升機等；1級韌性比特級稍低，但可靠性也不錯，一般作為起重機的各個工作機構用繩；Ⅱ級韌性較低，但成本也低，常用于次要、更換頻繁的場合，如捆綁繩、吊索等。
（3）鋼絲繩的耐腐蝕性，根據鋼絲繩使用環(huán)境條件、按照鋼絲是否進行表面處理，可分為光面鋼絲。繩和表面鍍鋅鋼絲繩2種，光面鋼絲繩的鋼絲表面不做任何處理，用于無腐蝕性環(huán)境的起重機。表面鍍鋅鋼絲繩根據鋼絲鍍層的耐腐蝕性能分為3個等級，甲級用于嚴重腐蝕條件，乙級用于一般腐蝕條件，丙級用于較輕腐蝕條件，普通鋼絲繩在單根使用時，都有向鋼絲繩繞向相反方向旋轉的現象，在滑輪組中使用時會因鋼絲繩旋轉而造成起吊鋼絲繩旋扭，俗稱打絞。相對于普通鋼絲繩，不旋轉鋼絲繩己開始大量應用，當在卷筒上進行多層纏繞時，普通股的鋼絲繩外股層與層之間擠壓較嚴重，鋼絲繩表面磨損較快，而緊密股的鋼絲繩則有較高的抗磨損和抗擠壓能力。
鋼絲繩的選擇正確與否，直接影響其使用壽命。
推薦選用原則：（1）當進行1次無導向重物提升或在較大高度下進行多次無導向重物提升時，選用不旋轉鋼絲繩；（2）當進行1次有導向重物提升或在較小高度下進行多次有導向重物提升（如行車）或左旋和右旋繩成對使用時，選用普通鋼絲繩，鋼絲繩旋向的確定應遵循：右旋繩槽的卷筒推薦使用左旋鋼絲繩：反之，左旋繩槽的卷簡應使用右旋鋼絲繩.對于單層纏繞的不旋轉鋼絲繩，必須嚴格遵守上述原則，否則易引起鋼絲繩結構的永久變形；對于多層纏繞的情況，繩的旋向由卷筒繩槽的方向決定，以便為下一層打好基礎。
多層繞卷筒的鋼絲繩相互間摩擦力及受到的擠壓力都較大，易產生亂繩現象，因此應選用直徑略小于繩槽節(jié)距和繩槽直徑的鋼絲繩，以增加鋼絲繩與卷簡間的接觸面積，減少相鄰鋼絲繩間的摩擦力，從而提高鋼絲繩的壽命。實踐證明，鋼絲繩的直徑比繩槽節(jié)距小1%，有助于排繩緊密，能有效地消除爬繩、亂繩現象.
在相同直徑下，鋼絲繩外股數目越多，股直徑則越細，單根鋼絲也越細，這種鋼絲繩的撓性好，能很好地克服鋼絲繩多次進出卷筒時受到的反向彎折力，穿繩也容易：較粗的外股，其鋼絲也較粗，則能更好地抵抗磨損、機械損傷、腐蝕和擠壓力。只有將2種優(yōu)點綜合考慮，才能合理選用鋼絲繩.此外，鋼絲繩在選用過程中還要注意其最小直徑和最小破斷拉力應符合RD4308的規(guī)定。
2工程機械鋼絲繩使用和維護注意要點
21使用要點GB6067-85《起重機械安全規(guī)程》中規(guī)定；起重機械用的鋼絲繩應符合GB1102-74圓股鋼絲繩》.必須有產品檢驗合格證；鋼絲繩在卷筒上，應能按順序整齊排列；載荷由多根鋼絲繩支承時，應設有各根鋼絲繩受力的均衡裝置：提升機構和變幅機構不得使用編結的鋼絲繩.使用其他方法接長鋼絲繩時，必須保證接頭連接強度不小于鋼絲繩破斷拉力的90%.提升高度較大的起重機，宜采用不旋轉、無松懈領向的鋼絲繩.采用其他鋼絲繩時應有防止鋼絲繩和吊具旋轉的裝置和措施；當吊鉤處于工作位置最低點時，鋼絲繩在卷筒上的纏繞除固定繩尾的圈數外，必須不小于2圈；吊運熔化或熾熱金屬的鋼絲繩，應采用石棉芯等耐高溫的鋼絲繩.
22繳護注意要點
在從鋼絲繩工字輪上取繩時，為避免打結、松散，應使工字輪支在架子上把鋼絲繩拉直展開，然后按需截取。對鋼絲繩的維護應做到以下幾點：（1）防止因鋼絲繩損傷，腐蝕和其他物理、化學原因造成的性能降低；（2）鋼絲繩開卷時，防止打結或扭曲：
（3）鋼絲繩切斷時，有防止繩股散開的措施；（4）鋼絲繩要保持良好的潤滑狀態(tài)，所用潤滑脂符合該繩的要求：（5）每天檢查，包括對端部的固定連接，平衡輪處鋼絲繩，并作出安全判斷。
3鋼絲繩連接要求及損傷防止措施
31連接要求
鋼絲繩繩端在卷筒上固定時，要求安全可靠，行車用壓板固定法，壓板數不得少于2個；采用繩扎頭法時，繩扎頭數不少于3個，繩扎頭間距不小于鋼絲繩直徑的6倍，最后一個扎頭距繩端不小于140~150mm用編結法連接鋼絲繩時，編結長度不小于規(guī)定，連接后承載力不小于鋼絲繩破斷拉力的75%.以錐形套澆鑄法和鋁合金套壓編法連接鋼絲繩時，其連接后承載能力達到鋼絲繩的破斷拉力。
3.2損傷防止描施
321磨損
磨損是鋼絲繩最常見的損傷現象，一般分為外部磨損、變形磨損和內部磨損3種情況。外部磨損鋼絲繩在使用過程中，其外周與滑輪槽、卷筒壁、鉤頭等物體表面接觸而引起外部磨損，繩徑將變細，外周表面的細鋼絲被磨平，承受載荷的鋼絲截面積減小，鋼絲繩的破斷拉力也相應降低。單周磨損較全周磨損更嚴重，盡可能地使單周磨損改為全周均勻磨損，在鋼絲繩的全長范圍內盡量做到均勻磨損。如在使用中期換頭可延長鋼絲繩使用壽命30%~%。
變形磨損是由于振動、碰撞而造成的鋼絲繩表面撞損，是一種局部磨損現象。如卷筒表面的鋼絲繩受到其他物體的撞擊、提升鋼絲繩相互打纏或者由于滑輪與卷簡中心偏斜而產生的咬繩現象，都會使鋼絲繩產生變形磨損。
由于鋼絲繩的彎曲使內部各根細鋼絲相互作用產生滑移，股與股之間接觸應力增大，相鄰股間的鋼絲產生局部壓痕深凹，當反復循環(huán)拉伸彎曲時，在深凹處則產生應力集中而折斷，構成了內部磨損。通常細鋼絲表面的壓力與鋼絲繩的壓力成正比，在張力相同情況下，由于受壓面積不同，單位面積承受的壓力也不同。從表面受壓磨損來看，鋼絲繩采用線接觸比采用點接觸較為有利，采用面接觸比采用線接觸更有利，因此選擇線接觸或者面接觸類型的鋼絲繩是減少內部磨損的有效途徑。此外鋼絲繩的彎曲程度，運動速度對內部磨損均有影響。
322疲勞
鋼絲繩在使用過程中主要承受彎曲疲勞和拉伸、扭曲、振動引起的疲勞。彎曲疲勞是鋼絲繩無數次地彎曲、重復繞過滑輪或卷筒時，使鋼絲產生疲勞、韌性下降，最終導致斷絲的現象。疲勞斷絲一般出現在股的彎曲程度最厲害一側的外層鋼絲上，通常情況下，疲勞斷絲的出現意味著鋼絲繩已經接近使用后期.拉伸、扭曲和振動引起的疲勞是由起重機在起動和制動的始末，承受載荷的前后，變化的拉伸應力引起的，此外，鋼絲繩經常受到扭曲和振動也是產生疲勞的原因。疲勞損傷的原理是在變應力的作用下鋼絲表面形成初始裂紋，裂紋尖端在切應力的反復作用下擴展直至斷裂。疲勞引起的斷絲斷口一般平齊，多半出現在表層鋼絲上，很有規(guī)律。防止疲勞損傷的主要途徑：（1）在條件許可的情況下，盡可能使卷筒和滑輪的直徑加大：（2）在安排滑輪布局時，盡量避免使鋼絲繩反向彎曲，試驗表明反向彎曲的破壞約為同向彎曲的2倍；（3）盡可能選擇結構好的鋼絲繩，如WSTX型等線接觸鋼絲繩.
323銹蝕
鋼絲繩一般露天使用，日曬雨淋受到腐蝕，尤其在有害氣體與惡劣環(huán)境下使用損傷更嚴重。因為，受損的鋼絲繩的表面存在氧親和性的差異，形成了大量的原電池，從而產生很多圓形腐蝕坑并逐步加深，這些坑就成了應力集中點、疲勞裂紋源.腐蝕使鋼絲繩的截面積減小，彈性和承受沖擊的能力降低。防止鋼絲繩銹蝕損傷的方法有2種：（1）勤涂油；（2）使用環(huán)境惡劣、相對運動較少的鋼絲繩可選擇鍍鋅、鍍鋁等特種鋼絲繩來有效地防止腐蝕。
324變形
很多斷繩事故是因為鋼絲繩事先受到過變形損傷卻沒有引起足夠重視。幾種主要變形原因及防止措施如下。（1）操作中鋼絲繩與其他設備不正常的接觸而造成外傷。最明顯的外傷是鋼絲繩在滑輪里滑槽、在卷筒上跳出擋板，結果致使幾十米乃至數百米的鋼絲繩因為局部軋壞面報廢。防止外傷的關鍵在于完善起重機設備，滑輪應設置可靠的防滑槽擋圈，擋圈與滑輪外圈的間隙不大于鋼絲繩直徑的1/5卷筒上的鋼絲繩不能松弛太多，以防繩圈跳出擋板在纏緊時被軋壞。（2）鋼絲繩在卷筒上卷亂后相互傾軋，易產生壓潰現象，操作時發(fā)出略吱咯吱的聲響，并在局部迅速出現斷絲與壓扁的痕跡.防止措施是按設計規(guī)范選擇滑輪與卷筒的偏角，必要時在提升機構中設置排繩器或壓繩裝置；（3）鋼絲繩在局部扭曲后產生的永久變形叫扭結，扭曲的方向與鋼絲繩旋向一致的稱為正扭結，反之稱為負扭結。普通鋼絲繩帶有自轉性，如果繩股端部不加捆扎便施加張力，則繩股會向倒捻方向旋轉，這是造成扭結的內在因素，防止結可采取以下措施；
（1）在重要的起重設備上選用不旋轉鋼絲繩；（2）在鋼絲繩的自由端設置轉子；（3）發(fā)現扭結跡象立即停止操作，并釋放還原。
（1）在重要的起重設備上選用不旋轉鋼絲繩；（2）在鋼絲繩的自由端設置轉子；（3）發(fā)現扭結跡象立即停止操作，并釋放還原。
325咬繩
鋼絲繩咬繩現象一般發(fā)生在多層卷繞的起重機卷簡上，帶桔起重卷筒雙層卷繞時，咬繩現象更嚴重.多層卷繞卷筒要徹底消除咬繩現象有困難，但能采取一些措施減少其不良影響，如正確選擇鋼絲繩在卷繞過程中的軸向位移方向對第二層鋼絲繩是否產生咬繩關系極大。根據卷筒上前若干圈鋼絲繩不經常使用但又不能缺少的特點，可將這若干圈鋼絲繩繞存在卷筒的一側，而把工作頻繁的重載受力區(qū)段單層卷繞，極大地改善鋼絲繩的接觸狀況，也消除了咬繩現象.對多層卷繞的鋼絲繩也可采取定期截頭的方法.即先把新的鋼絲繩有意識地放長2～3圈，以后根據情況定期地從繩端截去半圈，以避免鋼絲繩在節(jié)點處損傷過快.另外根據整根鋼絲繩在卷筒上的受載情況采用變截面卷筒，可延長鋼絲繩的使用壽命4~5倍。
326過載
鋼絲繩隨著載荷的增加會有微量的伸長，當載荷超過彈性極限時鋼絲繩就可能斷裂。因過載而破斷鋼絲繩的斷口呈松散狀，6股鋼絲繩的斷口位置大多數不在一起，繩芯外露，這是鋼絲繩因過載而斷裂的特征。過載的鋼絲繩即使不發(fā)生斷裂事故也會大大縮短使用壽命。為了防止鋼絲繩過載應采取以下措施：正確選用安全系數，力求減少靜載荷以外的其他載荷對鋼絲繩的影響，如通過加大滑輪和卷筒直徑來減小彎曲載荷，通過提高司機的操作水平、改進起重機性能減少動載荷，調整滑輪槽的形狀及補充潤滑油來減少摩擦阻力等；嚴格遵守安全操作規(guī)程，杜絕人為的超載現象；在起重機上安裝負荷指示器、超負荷限制器或報警器，以預報過載現象.
4判斷鋼絲繩報廢的標準
工程機械的總體設計不允許鋼絲繩具有無限長的壽命。對于6股和8股的鋼絲繩，斷絲主要發(fā)生在外層。而對于多層繩股的鋼絲繩（典型的多股結構）就不同，這種鋼絲繩斷絲大多數發(fā)生在內部，因而是“不可見的“斷裂。
41挑廢的一般原剎
判斷鋼絲繩是繼續(xù)使用還是報廢，主要依據鋼絲繩斷絲程度和一些其他條件.報廢標準為鋼絲繩在1個捻距內斷絲數達鋼絲繩總絲教的10%。如，鋼絲繩有6×19=l14根絲，當斷絲數達12根時即應報廢更新：繩有6×37=222根絲，當斷絲數達22根絲時即應報廢更新。對于由粗、細絲組成的鋼絲繩，斷絲數的計算是細絲1根算1根，粗絲1根算L根：鋼絲徑向磨損或腐蝕量超過原直徑的40%
則應報廢，當不到4（%時，可按規(guī)定折減斷絲數報廢：吊運熾熱金屬或危險品的鋼絲繩的報廢絲數.取一般起重機用鋼絲繩報廢標準的一半數：對于符合ISO2408《一般用途鋼絲繩特性斷規(guī)定的結構鋼絲繩，報廢的斷絲數應按GB5972-86中規(guī)定數執(zhí)行；整條繩股斷裂的鋼絲繩應報廢；當鋼絲繩直徑相對于公稱直徑減小或更多時，即使未發(fā)現斷絲，該鋼絲繩也應報廢；麻芯外落應報廢：鋼絲繩有明顯的腐蝕應報廢；局部外層鋼絲伸長呈籠型狀態(tài)應報廢；對照GB5972-86中鋼絲繩可能出現的典型示例，損壞與典型示例相同者應報廢。
42局部損壞
當繩端或其附近出現斷絲時，即使數量很少也表明該部位應力很高，可能是由于繩端安裝不正確造成的，應查明損壞原因。如果繩長允許，應將斷絲的部位切去重新合理安裝。
如果斷絲緊靠一起形成局部聚集，則鋼絲繩應報廢。如這種斷絲聚集在小于6倍于鋼絲繩直徑的繩長范圍內，或者集中在任一支繩股里，應考慮鋼絲繩報廢。
微小的損壞，特別是當各繩股中應力處于良好平衡時，用通常的檢驗方法可能是不明顯的。然而這種情況會引起鋼絲繩的強度大大降低。所以，有任何內部細微損壞的跡象時，均應對鋼絲繩內部進行檢驗。一經證實損壞，該鋼絲繩報廢。
43疲勞損壞
在某些使用場合，疲勞是引起鋼絲繩損壞的主要原因，斷絲則是在使用一段時期以后才開始出現，但斷絲數逐漸增加，其時間間隔越來越短。在此情況下，為了判定斷絲的增加率，應仔細檢驗并記錄斷絲增加情況。判明這個規(guī)律可用來確定鋼絲繩未來報廢的日期.如果出現整根繩股的斷裂，則鋼絲繩報廢。當鋼絲繩的纖維芯損壞或鋼芯（或多層結構中的內部繩股）斷裂而造成繩徑顯著減小時，鋼絲繩報廢。
44彈性降低
在某些情況下（通常與工作環(huán)境有關）.鋼絲繩的彈性會顯著減小、若繼續(xù)使用則是不安全的。鋼絲繩的彈性減小較難發(fā)覺，如檢驗人員有任何懷疑，則應征詢鋼絲繩專家的意見。彈性減小通常伴隨的現象：（1）繩徑減??；（2）鋼絲繩捻距伸長；（3）由于各部分相互壓緊，鋼絲之間和繩股之間缺少空隙；
（4）繩股凹處出現細微的褐色粉末；（5）雖未發(fā)現斷絲，但鋼絲繩明顯的不易彎曲和直徑減小，且比單純的由于磨損而引起的要快得多。這種情況會導致在動載作用下突然斷裂，應立即報廢。
45磨損損壞
外部及內部磨損是產生磨損的2種情況：（1）
內部磨損及壓坑，這種情況是由于繩內各個繩股和鋼絲之間的摩擦引起的，特別是當鋼絲繩經受彎曲時更是如此；（2）外部磨損，鋼絲繩外層繩股的鋼絲表面的磨損，是由于在壓力作用下與滑輪和卷簡的繩槽接觸摩擦造成的.這種現象在吊載加速和減速運動時，鋼絲繩與滑輪接觸的部位特別明顯，并表現為外部鋼絲磨成平面狀。
潤滑不足或不正確的潤滑以及存在灰塵和砂粒都會加劇磨損.磨損使鋼絲繩的截面積減小、因而破斷力降低.當外層鋼絲磨損達到其直徑的40%
時，鋼絲繩報廢；當鋼絲繩直徑相對于公稱直徑減小
%或更多時，即使未發(fā)現斷絲，鋼絲繩也應報廢。
46腐蝕引起的報廢
腐蝕在海洋或工業(yè)污染的大氣中特別容易發(fā)生，不僅減少鋼絲繩的金屬面積，從而降低了破斷拉力，而且還將引起表面粗糙，并產生裂紋以至加速疲勞.嚴重的腐蝕還會引起鋼絲繩彈性的降低。外部鋼絲的腐蝕可用肉眼觀察。當表面出現深坑.鋼絲相當松弛時應報廢。
內部腐蝕比外部腐蝕難發(fā)現.但下列現象可供識別：（1）鋼絲繩直徑的變化.鋼絲繩在繞過滑輪的彎曲部位直徑通常變小，但對于靜止段的鋼絲繩則常由于外層繩股銹跡而引起鋼絲繩直徑的增加。
（2）鋼絲繩外層繩股間的空隙減小，還經常伴隨外層繩股之間斷絲。如果有任何內部腐蝕的跡象，則由主管人員對鋼絲繩進行內部檢驗。若確認有嚴重的內部腐蝕，鋼絲繩立即報廢。