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吊钩起重用钢丝绳无损检测及安全分析

发布时间:2022-02-02 12:01 文章来源:未知 文章编辑:admin 点击数:

钢丝绳使用过程中的质量检测大多是通过无损检测手段辅以人工检测来分析。人工目检钢丝绳效率不高且受人为主观影响因素较大,同时内部缺陷一般不易被发现,还可能造成钢丝绳更


       钢丝绳使用过程中的质量检测大多是通过无损检测手段辅以人工检测来分析。人工目检钢丝绳效率不高且受人为主观影响因素较大,同时内部缺陷一般不易被发现,还可能造成钢丝绳更换的盲目性,存在很大的局限性[1-2]。钢丝绳无损检测方法有很多种,包括无损检测常用的超声波检测法、射线检测法、声发射检测法、电涡流检测法、电磁检测法以及机械检测法、声学检测法、电流检测法、光学检测法、振动检测法等[]。
国内外在钢丝绳无损检测领域主要是以电磁检测法为主。GB/T21837-2008《铁磁性钢丝绳电磁检测方法》规定了使用电磁、磁通、漏磁、剩磁等方法对钢丝绳的局部损伤(LF)和金属横截面积损失(LMA)进行缺陷检测。LF检测法是检测钢丝绳中的不连续性,如断丝、钢丝的蚀坑、较深的钢丝磨损或其他钢丝绳局部物理状态的退化等;LMA检测法是通过比较检测点与钢丝绳上象征最大金属横截面积的基准点进行的检测[4]。

1检测任务与方法
某船舶企业使用的钢丝绳均为进口钢丝绳,价格昂贵,日常检查方式长期主要依靠传统的人工目检来估算钢丝绳的安全性和使用寿命。该企业对一根使用近5年时间的主吊钩起重钢丝绳是否能继续使用存疑,委托国家钢丝绳产品质量监督检验中心对其进行无损检测。待检钢丝绳如图1所示。
笔者使用MH80-120设备采用磁通、漏磁原理对钢丝绳的LMA和LF同时进行了检测。

2检测与分析
待检钢丝绳型号为Flexpack39(W)×K7-
WSC,直径96mm,长度2225m。横截面如图2所示,钢丝绳公称金属横截面积5344mm2,钢丝绳公称面积7235mm²。图2钢丝绳结构示意图
Fig.2Diagram of wire rope construction检测开始前对缠绕钢丝绳的卷盘机进行检查,确认设施在检测时不会对钢丝绳运行造成影响,避免钢丝绳可能被过度磁化而影响检测结果。与主吊钩相连的约90m长钢丝绳与海水有更多接触,作为检查重点。前90m平均检测速度0.10m/s,后2135m平均检测速度0.17m/s。根据前90m钢丝绳无损检测曲线(横坐标为检测长度,m;lMA通道纵坐标为钢丝绳金属横截面积损失,%;LF通道纵坐标为钢丝绳局部电压信号,mV),LF通道内没有出现断丝信号,前90m无损检测曲线如图3所示,钢丝绳LMA检测曲线局部放大如图4所示。其中6~20m段钢丝绳金属横截面积损失峰值为4.47%(图4a),位置在9m处;20~40
m段钢丝绳金属横截面积损失峰值为3.97%(图4b),位置在20m处;40~90m钢丝绳金属横截面积损失峰值为7.64%(图4c),位置在79m处。
结合LMA曲线和LF曲线,判断钢丝绳在位置77~81m处磨损最严重,金属横截面积损失峰值达
7.64%。
第2段2135m钢丝绳LF通道中没有出现断丝信号,第2段2135m检测波形如图5所示。结合1MA曲线和IF曲线,判断钢经绳在位置6~i60m处出现均匀磨损。在181m及l507.5~1508m位置出现局部磨损,不同位置局部磨损放大如图6所示,最大金属横截面积损失量达1.08%。
该绳整体未出现断丝情况,在前90m出现金属横截面积损失较严重情况,该段钢丝绳与吊钩相连长期进出海水,初步判断是由于钢丝绳长期被海水浸泡,内部产生腐蚀磨损造成的。为验证检测结果,将钢丝绳72~85m处分别截开两处,将钢丝绳拆股后发现外层和内层均出现明显的锈蚀,钢丝绳72~
75m处锈蚀情况如图7所示,钢丝绳80~85m处锈蚀情况如图8所示。
根据GB/T5972-2016《起重机钢丝绳保养、维护、检验和报废》中表6《腐蚀报废基准和严重程度分级》规定,对钢丝绳如果发现明显可见迹象的内部腐蚀,应马上报废1。
第2段2135m中有750m几乎未经使用,因而未出现磨损情况,仅在前1600m出现正常的均匀磨损,181m和l507.5~1508m的局部异常磨损经验证,确认为机械损伤(磕碰),需在后续使用和检查中关注该情况。

3结论及建议
该钢丝绳前90m内层钢丝腐蚀严重,剩余长度钢丝绳属于正常磨损,针对该情况应马上采取措施按要求采用切割滑移方法进行处置,避免突发事件发生。处置后的钢丝绳满足继续使用的要求,但应加强日常保养。
钢丝绳海上作业使用环境较为恶劣,对钢丝和绳芯均有较严重的腐蚀作用。该钢丝绳外部无明显锈蚀,说明日常对使用后的钢丝绳进行了清洁等保养行为,但内部锈蚀严重,说明钢丝绳内部由于受到海水侵蚀后清洁不彻底,保养不到位。
多层股钢丝绳由于结构复杂,即使按要求定期进行注油保养,但油脂可能无法完全进入钢丝绳内部,在恶劣环境中长期使用可能会造成内部腐蚀,建议该企业在解决钢丝绳旋转问题的前提下对钢丝绳重新选型,更换其他结构的钢丝绳或选择其他镀层的钢丝绳(如锌铝镀层、锌铝镁镀层),以此缓解钢丝绳的内部腐蚀。
建议新钢丝绳在投入使用前应进行无损检测,作为钢丝绳初始数据,留待比对并通过制定检测周期,定期监测数据变化,为钢丝绳建立对应的数据库,掌握钢丝锅的使用状态以及损伤发展情况.同时可融入大数据、云计算等技术,实现钢丝绳的安全管理。


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