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国家标准《钢丝绳失效分析规范》解读

发布时间:2022-01-31 13:15 文章来源:未知 文章编辑:admin 点击数:

GB/T38803-2020《钢丝绳失效分析规范》(以下简称本标准)已于2020年6月2日由国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会联合发布,并于2020年12月1日实施。本标准填补了国内外钢丝绳


       GB/T38803-2020《钢丝绳失效分析规范》(以下简称本标准)已于2020年6月2日由国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会联合发布,并于2020年12月1日实施。本标准填补了国内外钢丝绳失效分析规范的空白,是笔者所在单位30余载钢丝绳产品失效分析、质量事故争议仲裁检验、司法鉴定分析技术和经验的总结和提炼。本标准对钢丝绳失效、失效分析、断口分析、宏观检查、微观检验等相关术语和定义,失效分析的承担机构和人员能力,失效分析的一般程序和试验方法,失效分析报告的内容以及编写、审核和签发,残样保留等进行了描述和规定。为了使钢丝绳制造单位、使用单位、争议双方当事人、失效分析承担机构、司法或行政监管部门等标准的相关使用方更好地理解和实施本标准,笔者对本标准的编制情况及关键内容进行重点解读。

1标准任务来源和制定过程
1.1任务来源
2016年12月国家标准化管理委员会以国标委综合[2016]89号文《国家标准委关于下达2016年第四批国家标准制修订计划的通知》下达了本国家标准的制定任务,项目编号为20162413-T-605,项目名称为《钢丝绳失效分析规范》。
1.2标准化对象简要情况
本标准适用于钢丝绳服役过程中出现的断裂、断丝、磨损、腐蚀、损伤、过早报废等失效现象进行分析和鉴定,也适用于由于产品质量事故导致的产品质量争议双方、监管部门委托的产品质量事故的分析和鉴定。
1.3制定过程
计划下达后,标准起草工作组对国内外相关的标准和技术资料进行搜集整理,对国内外钢丝绳产品质量水平与使用情况进行调研,同时对笔者所在国家金属制品质量监督检验中心30余年来积累的300余起司法部门、行政监管部门、产品质量争议双方当事人、制造单位、使用单位等委托的钢丝绳产品质量事故鉴定、失效分析报告进行全面总结和归纳,在此基础上编制了标准初稿。经标准起草工作组及有关专家研讨后,对标准初稿进行了修改,于2018年7月形成了标准征求意见稿及其编制说明等相关附件,报全国钢标委钢丝绳分委员会秘书处。
2018年8月,由全国钢标委钢丝绳分委员会秘书处将标准征求意见稿和编制说明发送到钢丝绳分委员会委员及有代表性的相关方广泛征求意见,同时在《钢铁标准网》网站上公开征求社会意见。调整后的标准起草工作组根据分委会委员及行业专家提出的意见和建议,并结合原国家质量技术监督局颁布的《产品质量仲裁检验和产品质量鉴定管理办法》,对征求意见稿的主要章节、内容和附录等进行了大幅度的修改,重新编制后的文本重点突出钢丝绳失效分析的规范性、合规性、程序性、公正性、科学性、客观性和严谨性要求,强调承担现场勘查、检验检测、分析报告编制审核和批准人员的专业技术能力要求。基于承担钢丝绳失效分析必须由专业技能强、精通测试分析方法、熟悉设计制造使用常识的专业技术人员来承担的缘由,大大简化了失效分析样品制备处理、分析测试步骤、测试注意事项、检验依据的方法步骤、试验规范等常识性的描述。按照失效分析的总体原则和人员能力要求、分析一般程序、分析方法、分析报告、残样保存等章节理顺了标准的总体框架。
2019年8月,标准讨论稿提交宁夏银川全国钢标委钢丝绳分委员会讨论会,讨论稿新的框架结构、条款设置、内容表述等得到了各位专家委员和参会代表充分认可,顺利通过讨论会。会后标准起草工作组根据委员和代表提出的意见和建议做了进一步修改和完善,并很快提交了标准审定稿。
2019年9月,全国钢标委钢丝绳分委员会在陕西省咸阳市召开《钢丝绳失效分析规范》审查会,经与会委员和代表的审定,顺利通过并一致评定该规范为国际先进水平。

2标准制定的目的和意义
钢丝绳产品由于其优异的、不可替代的特性,广泛应用于提升机、起重机、电梯、架空索道等特种设备的提升、承载和传动等,其服役性能与生产安全、财产安全及人身安全密切相关。但钢丝绳是易损部件,其使用条件和使用环境千差万别,再加上从业人员专业技能参差不齐,很容易在制造、选型、运输、贮存、安装、使用和维保等环节出现质量缺陷、损伤或损坏等问题,一日在使用过程中发生过早失效或报废,达不到预期的使用寿命,或因钢丝绳断裂造成重大财产损失或人身伤亡,就会引发各种产品质量争议、索赔甚至司法诉讼[],为了解决这些问题,需要对已经失效、断裂或报废的钢丝绳产品进行失效分析或质量事故鉴定。
多年来,由于缺少钢丝绳失效分析规范给予引导,笔者经常遇到不符合《产品质量仲裁检验和产品质量鉴定管理办法》规定或钢丝绳产品失效分析或质量事故鉴定不规范的现象:委托人要求对已经使用且出现断丝断绳等质量问题的钢丝绳进行产品质量仲裁检验;要求对发生事故的钢丝绳进行责任鉴定分析,但事故现场、物证等遭到破坏且缺少必要的证实资料;委托人提供的事故样品没有得到有效保护,发生严重锈蚀或污染;有的失效分析承担机构仅仅对已经失效的钢丝绳样品进行拆股拉力、弯曲、扭转等常规的检测,就做出产品质量是否合格的结论,没有分析钢丝绳失效的原因。
因此,制定本标准的目的是给需要进行钢丝绳失效分析或事故鉴定钢丝绳制造方、使用方、争议双方当事人、承担机构、监管部门等提供一个规范的依据,避免由于未按照有关管理部门的规定实行失效分析,或者质量事故鉴定的程序不规范,导致失效分析活动不被认可。

3主要技术内容解读
3.1标准名称
本标准定名为“钢丝绳失效分析规范”而没有使用“钢丝绳失效分析方法”命名,其背景是本标准的侧重点为如何从机构、人员、程序、方法、报告等方面规范地去开展钢丝绳失效分析和事故鉴定,而不是重点地去具体描述钢丝绳失效分析的原理、样品处置、分析步骤、数据和结果处理等内容。
3.2适用范国
本标准适用于各种用途钢丝绳的失效分析和事故鉴定,钢丝及钢丝绳制品的失效分析亦可参照采用。
本标准以备注的形式特别说明了“本标准为分析钢丝绳由于制造缺陷,或装卸、贮存、安装损伤,或断丝、断股、断绳、腐蚀、过载等原因导致的失效提供引导。通常情况下,由于失效的钢丝绳已经承受了载荷、弯曲、挤压、旋转等复杂应力的作用,钢丝绳及绳中钢丝的外观、尺寸、力学性能及工艺性能发生了变化,因此其外观、尺寸、力学性能及工艺性能测试结果不能作为判定钢丝绳出厂是否合格的依据”。具体来说,一是已经使用的钢丝绳不能简单地以其外观、尺寸、力学性能及工艺性能检查、测量、测试结果来判定钢丝绳出厂是否合格,而应当以其检查、测量、测试结果来判定是否导致钢丝绳失效或质量事故;二是已经投入使用的钢丝绳,无论是从卷筒上还是从钢丝绳端部截取的样品,都已经承受了磨损、载荷、弯曲、挤压、振动、旋转等复杂应力的作用,其外观、尺寸、力学性能及工艺性能与交付前相比都会发生变化,将已经使用、失效或发生事故的产品质量状况与产品标准要求进行判定显然是不科学、不合理的,因此其检查、测量、测试结果不能作为判定钢丝绳出厂是否合格的依据。
3.3规范性引用文件
本标准列出了失效分析和事故鉴定分析时可能用到的19个试验方法标准,而与之相关的产品标准通常在办理委托事项或现场勘查时,在此不予列出。
3.4术语和定义
本标准仅给出了失效、失效分析、宏观检查和微观检验的术语和定义。
3.5总体原则及人员能力要求(1)总体原则明确规定了承担钢丝绳失效分析或事故鉴定的技术机构应具备独立法人资格。要求独立法人资格的目的是证明技术机构有能力承担从事分析和鉴定业务所产生的法律责任,包括由于出具错误报告、不公正不诚实出具报告、分析或鉴定结论错误导致公共伤害等所带来的经济索赔甚至刑事责任。
(2)总体原则还明确规定了承担钢丝绳失效分析或事故鉴定的技术机构应具备相关技术能力。失效分析或事故鉴定不是简单的测试分析,需要将观察到的缺陷损伤、分析测试得到的数据与导致失效和事故的现象有机结合起来,通过调查、分析、推理和判断,得出导致失效和事故的准确致因。因此相关技术能力要求的核心是人员的专业技术能力,本标准特别列出了3个方面的专业技能要求:现场勘查人员应熟悉钢丝绳使用与维护方面的相关常识;检验检测人员应具备金属材料和机械原理等方面的专业常识;负责失效分析报告编制、审核和批准人员应熟悉钢丝绳的设计、制造、检测、安装、使用与维护方面的相关常识。
3.6一般程序
3.6.1委托人
当钢丝绳因断丝、断股、断绳、损伤或缺陷发生失效和质量事故,钢丝绳的制造方、使用方需要弄清原因或责任时,制造方和使用方可以作为独立的委托人或双方作为共同的委托人进行失效分析和事故鉴定;当双方不能就失效和事故原因协商一致时,可以委托仲裁机构或司法部门组织产品质量鉴定;当发生重大财产损失和人员伤亡时,通常政府监管部门都会介入事故调查处理,如涉及相关的失效分析和事故鉴定则由监管部门组织实施。
3.6.2委托事项
委托事项是钢丝绳失效分析工作开展前的一个必不可少的环节,委托人与被委托方签订委托合同或协议前,委托人应与承担失效分析的技术机构(被委托方)进行充分沟通,先容委托失效分析的目的、要求和产品的使用情况、失效现象,是否具备进行现场勘查的条件;提供产品实行标准、规格型号及相关技术参数,产品服役工况条件、使用环境及检查维护情况;与被委托方协商确定是否进行现场勘查,失效样品的取送方式,失效分析的检查、测量、分析测试项目,分析方法、报告和完成时间要求以及费用等。
3.6.3现场勘查
(1)现场勘查建立在现场得到有效保护,没有遭到破坏,具备勘查条件基础上。现实工作中很多失效事故现场,有的由于缺乏相关常识保护不好,有的急于恢复生产而遭到破坏,致使现场勘查无法进行。
(2)承担现场勘查的人员应熟悉钢丝绳安装、使用与维护方面的常识,了解与钢丝绳相关设备方面的常识。
(3)现场勘查应重点查看钢丝绳的失效特征、失效部位、使用环境以及与钢丝绳接触的卷筒、滑轮、支撑辊、连接等装置的特征及现状,必要时测量卷筒、滑轮及绳槽等装置的尺寸、偏角;问询钢丝绳失效过程及失效前的异常现象;调阅钢丝绳日常检查、维护、保养记录;收集相关设备设计规范,钢丝绳产品质量证明书、验收检验报告、安装记录文件。
3.6.4样品及其保护
无论是委托人自行取样还是被委托方现场勘查人员取样,在截取失效分析样品前应仔细检查、辨别,找到最先发生断丝、断股、断绳或损伤的部位,截取足够数量的样品;取样、装卸和运输过程均应采取有效的防护措施,避免对样品造成二次损伤或腐蚀。
3.6.5失效分析项目
本标准列出钢丝绳失效可能需要进行的所有检查、测量、测试和观察的项目,但是在实际工作中应结合具体案例,经济地选择确定必要的分析项目,因此委托事项中规定了“失效分析项目和要求”。失效分析项目包括了钢丝绳外观、尺寸和失效特征检查测量,钢丝绳力学性能及工艺性能、成分及镀层性能、绳芯及油脂性能测试,钢丝绳损伤及缺陷宏观微观观察与分析。
3.7失效分析方法
本标准列出了与“失效分析项目”相对应的试验方法,如钢丝绳破断拉力试验实行GB/T8358,拆股钢丝抗拉强度试验实行GB/T228.1,拆股钢丝化学成分测定实行GB/T20123和GB/T20125,绳芯的含油率、含水率及油脂的理化性能实行YB/T
4182或NB/SH/T0387,损伤或缺陷特征及断裂源等微观形貌检验实行YJ/T010,损伤、腐蚀、断丝、断口等典型损伤或缺陷的微区成分分析实行GB/T
17359,钢丝的金相组织检验实行GB/T13298,钢丝的非金属夹杂物检验实行GB/T10561等2-]。这些检查测量、性能测试、微观观察分析项目的取样制样、分析步骤、观察记录、编制报告,对于承担失效分析的有丰富实践经验的专业技术人员已经是轻车熟路,在本标准中做了简化处理。
对于本标准中未列入但失效分析需要用到的其他试验方法标准也可采用,但应在办理委托事项时经双方协商一致后写人委托合同或协议。
3.8失效分析报告
钢丝绳失效分析报告不是简单的检验检测数据、结果与技术要求、指标的比较和判定,而是需要根据检查情况、测量和测试数据,观察到的现象,进行统计、分析、推理、归纳、判断等,综合分析失效原因,由此得出是哪一个或几个因素导致钢丝绳失效的结论。因此本标准明确规定了钢丝绳失效分析报告的编制、审核和签发人员应为熟悉或资深的钢丝绳的设计、制造、检测、安装、使用与维护等方面常识的专业技术人员。
钢丝绳失效分析报告也有别于常规的检测检验报告,本标准规定了钢丝绳失效分析报告应至少包括下列内容:a)委托人信息先容;b)产品名称、规格型号、实行标准;c)制造单位名称、钢丝绳技术参数(必要时);d)钢丝绳失效分析样品外观描述,配以必要的图表;e)钢丝绳安装、服役工况、失效现象及其他相关背景信息;f)现场勘查情况描述(必要时);g)钢丝绳失效分析项目和所采用的方法;h)逐项描述并分析检查情况、测量和测试数据、观察到的现象,配以必要的图表;i)钢丝绳失效原因综合分析;j)钢丝绳失效分析结论;k)建议和/或说明(必要时)。
3.9失效分析残样保存
通常情况下,委托人申请失效分析大多都是争议双方当事人对造成失效的原因和责任存在争议时,委托公正的第三方技术机构解决争议所采取的解决办法。在第三方技术机构出具失效分析报告后,有时争议不能马上解决,有时当事人还可能对失效分析结果提出质疑或者异议,因此完成失效分析后的残样应妥善保存,保留期限一般应不少于12个月。对于涉及司法鉴定分析的残样保存期应符合司法管理部门的相关管理规定。

4结语
本标准为钢丝绳的失效分析给出了一个规范的程序,规定了钢丝绳失效分析的总体原则、人员能力、一般程序、分析方法、分析报告和残样保留等要求,重点在承担失效分析的技术机构和人员的专业技术能力,失效分析工作公正公平、程序合法、方法科学、专业规范、证据确凿、结论可靠是赢得委托人或社会认可的根本。本标准的实施将为钢丝绳失效分析工作提供引导,为钢丝绳产品质量的提高和正确使用提供技术支撑。
本标准的制定填补了国内外钢丝绳失效分析规范的空白,但在制定过程中缺少可供参考和借鉴的国内外标准和技术文件,可能存在一些瑕疵,需要在今后的应用和实践中不断总结和完善。


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