鋼絲繩的檢測(cè)分:有損檢測(cè)和無損檢測(cè)兩大類。
有損檢測(cè)主要是針對(duì)鋼絲繩的彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、破斷拉應(yīng)力等特性在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的破壞性檢測(cè),可作新繩采購(gòu)的參考。無損檢測(cè)即非破壞性檢測(cè),主要是針對(duì)在役鋼絲繩的銹蝕、磨損、斷絲等情況進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),是預(yù)測(cè)在役鋼絲繩剩余壽命的主要依據(jù)。
1 國(guó)內(nèi)外行業(yè)現(xiàn)狀
2.1 國(guó)外行業(yè)現(xiàn)狀
十九世紀(jì)末,國(guó)際上就開展了鋼絲繩無損檢測(cè)儀的技術(shù)研究。二十世紀(jì)末,其鋼絲繩無損檢測(cè)技術(shù)已趨于成熟并得到了實(shí)踐應(yīng)用。
在歐洲,礦井提升鋼絲繩是根據(jù)專業(yè)、的檢測(cè)機(jī)構(gòu)、具有從業(yè)資質(zhì)的檢測(cè)人員、利用*的檢測(cè)儀器對(duì)鋼絲繩進(jìn)行定期檢測(cè),決定鋼絲繩是否繼續(xù)使用或報(bào)廢,從而*大限度的、科學(xué)合理利用鋼絲繩。其鋼絲繩無損檢測(cè)已經(jīng)發(fā)展成一種規(guī)范行業(yè),具有專業(yè)化的檢測(cè)單位(如德國(guó)DMT中心)、職業(yè)化的工作方法(商業(yè)檢測(cè)專業(yè)化、流程化、標(biāo)準(zhǔn)化)、科學(xué)化的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(如ASNT-TC-1A-1996無損檢測(cè)人員的鑒定資格及認(rèn)證)。
2.2 國(guó)內(nèi)行業(yè)現(xiàn)狀
我國(guó)從二十世紀(jì)70年代才開始進(jìn)行鋼絲繩無損檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)研究?,F(xiàn)雖已有多家企業(yè)生產(chǎn)出,但與國(guó)外產(chǎn)品相比,還是有很大差距,主要表現(xiàn)在:①多次檢測(cè)的重復(fù)性差;②檢測(cè)精度低,誤判率高;③宣傳和實(shí)際使用效果相差甚遠(yuǎn)。
目前,國(guó)內(nèi)礦山企業(yè)主要通過人工目測(cè)、手摸和卡尺測(cè)量的方法對(duì)鋼絲繩進(jìn)行日檢。傳統(tǒng)鋼絲繩檢測(cè)方法存在的缺陷有:①只能檢查出表面缺陷,無法檢測(cè)出內(nèi)部斷絲;②只能測(cè)量局部位置鋼絲繩的繩徑變化,無法精準(zhǔn)的測(cè)量整繩金屬橫截面積的變化;③人工勞動(dòng)強(qiáng)度大,時(shí)間消耗多;④基于主觀判斷,沒有客觀的依據(jù)和基礎(chǔ)。此外,為了保證生產(chǎn)安全,礦井提升鋼絲繩是按照《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定實(shí)施定期強(qiáng)制性報(bào)廢,造成資源的極大浪費(fèi)。
2 產(chǎn)品概述
3.1 用途及功能
鋼絲繩無損檢測(cè)儀(設(shè)備)是一種用于非破壞性、檢查在役鋼絲繩的儀器(設(shè)備),應(yīng)用于礦井提升機(jī)、起重機(jī)、電梯、升降機(jī)、架空索道、橋梁等領(lǐng)域。
鋼絲繩無損檢測(cè)儀(設(shè)備)可以檢測(cè)圓截面類型的鐵基鋼絲繩,包括圓股、三角股、異形股等多種結(jié)構(gòu)鋼絲繩。該系列產(chǎn)品滿足IP54(防塵防水等級(jí))要求,可用于煤礦、石油、采氣及其他惡劣環(huán)境。
3.2 檢測(cè)原理
鋼絲繩無損檢測(cè)儀(設(shè)備)采用強(qiáng)磁、漏磁原理。鋼絲繩采用上等碳素鋼作為材料,其具有高磁導(dǎo)率。檢測(cè)時(shí),采用長(zhǎng)久強(qiáng)磁對(duì)鋼絲繩勵(lì)磁,鋼絲在外加磁場(chǎng)作用下被磁化。
如果鋼絲連續(xù)、均勻且表面無損傷,則磁感應(yīng)線被約束在鋼絲內(nèi)部,如下圖:
當(dāng)鋼絲表面受損時(shí),如蝕坑、磨損等,在其受損處磁阻增大,磁通減小,造成其內(nèi)部磁感應(yīng)線變形、扭曲,大部分磁感應(yīng)線仍在材料內(nèi)部,一小部分磁感應(yīng)線穿過受損表面,從空氣中傳播。這樣,鋼絲內(nèi)部磁通量發(fā)生變化。如下圖:
如果鋼絲出現(xiàn)不連續(xù),比如斷絲,則磁力線則只能通過空氣傳播,在斷口處形成漏磁場(chǎng)。當(dāng)然,其中有部分磁力線會(huì)損失,損失程度與斷口的距離有關(guān)。如下圖。通過檢測(cè)漏磁場(chǎng)的強(qiáng)度大小,反應(yīng)斷絲位置和數(shù)量。
綜述原理:檢測(cè)時(shí),先用檢測(cè)儀使鋼絲繩磁飽和,然后,磁頭包裹著鋼絲繩相對(duì)勻速運(yùn)行。鋼絲繩中的斷絲、磨損、銹蝕等都會(huì)引起磁通量或漏磁量的變化,被霍爾傳感器捕捉,轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),輸出模擬信號(hào)。內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理如下圖:
3.3 檢測(cè)參數(shù)
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM E1571-01《鐵磁性鋼絲繩電磁檢測(cè)方法》規(guī)定,鋼絲繩無損檢測(cè)主要有兩個(gè)檢測(cè)參數(shù):LMA(金屬橫截面積損失)和LF(鋼絲繩局部損傷)。
LMA(金屬橫截面積損失)——指鋼絲繩的鋼絲由于疲勞磨損、腐蝕、擠壓等原因造成鋼絲金屬截面積減小,主要包括銹蝕、磨損、鋼絲繩繩徑縮小等。側(cè)重考察鋼絲繩中金屬橫截面積的缺損程度。其數(shù)值越大,說明金屬缺損越嚴(yán)重。
LF(局部損傷)——指鋼絲繩局部位置上產(chǎn)生的損傷,側(cè)重考察鋼絲的不連續(xù)性。主要包括內(nèi)外部斷絲、銹蝕蝕坑、機(jī)械損傷等。
3.4 輸出形式
圖1 典型斷絲
圖2 典型斷絲
典型斷絲:如果在某一位置,LMA圖中有波峰信號(hào),說明鋼絲繩金屬面積存在損失;LF圖中有對(duì)應(yīng)的波峰、波谷信號(hào),說明該位置出現(xiàn)不連續(xù)。那么,該位置一定存在斷絲。斷絲的數(shù)量根據(jù)峰值高度來確定(如圖1、圖2)。
圖3 典型磨損
典型磨損:整條繩在A點(diǎn)位置,LMA(金屬橫截面積損失)值*大,說明該位置鋼絲繩磨損*嚴(yán)重(如圖3)。
3.5 產(chǎn)品特性
INTRON鋼絲繩無損檢測(cè)儀具有以下特性:
? LMA和LF雙通道同步檢測(cè)
? 可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)標(biāo)定
? 可檢測(cè)外部和內(nèi)部缺陷
? 可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)輸出,方便現(xiàn)場(chǎng)停車檢查
? 具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器獨(dú)立下載功能
? 可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)波形同圖對(duì)比
? 具有聲、光報(bào)警功能
? 可存儲(chǔ)*多32000m的鋼絲繩檢測(cè)數(shù)據(jù)
? 具有通用的USB數(shù)據(jù)接口
3.6 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)
《國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》GBT 21837-2008 《鐵磁性鋼絲繩電磁檢測(cè)方法》
《煤礦安全規(guī)程》
ASTM E1571-01 《鐵磁性鋼絲繩電磁檢測(cè)方法》
GB/T 21837-2008 《鐵磁性鋼絲繩電磁檢測(cè)方法》
MT/T 970-2005 《鋼絲繩(纜)在線無損定量檢測(cè)方法和判定規(guī)則》
4 選用意義
4.1 代替目測(cè),降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度。4.2 可以**測(cè)量鋼絲繩的金屬橫截面變化情況。
4.3 對(duì)內(nèi)部、外部缺陷實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè)。
4.4 通過定期數(shù)據(jù)對(duì)比,可直觀掌握鋼絲繩的使用狀況和使用規(guī)律。
4.5 為鋼絲繩的檢查提供客觀、直觀依據(jù)。
4.6 應(yīng)用*鋼絲繩無損檢測(cè)儀器與傳統(tǒng)檢測(cè)方法的對(duì)比如下:
序號(hào) 對(duì)比項(xiàng)目 傳統(tǒng)檢測(cè)方法 應(yīng)用*儀器
1 作業(yè)方式 手摸、目測(cè)、卡尺測(cè)量 國(guó)際*的霍爾傳感技術(shù)2 采樣密度 間隔檢查,易漏檢 連續(xù)檢測(cè),不易漏檢
3 人員要求 有檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)、體能充沛 不受人為因素影響
4 作業(yè)難度 裸手檢查,環(huán)境惡劣 對(duì)環(huán)境要求低
5 檢測(cè)結(jié)果的可靠性 只能發(fā)現(xiàn)明顯的外部缺陷 對(duì)內(nèi)外部缺陷均實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè)
6 檢測(cè)結(jié)果的系統(tǒng)性 零散記錄,可追溯性差 保存所有檢測(cè)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)可追溯性
7 檢測(cè)結(jié)果的直觀性 需要人為記錄及分析 從輸出波形圖可直觀了解整繩狀況