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起重机在用钢丝绳的定期检验

发布时间:2019-12-12 11:16 文章来源:未知 文章编辑:admin 点击数:

钢丝绳是起重机的重要传动部件之一,其可靠性决定着整个起重机系统的正常工作和安全运行。钢丝绳在使用过程中会出现疲劳、磨损、断丝、锈蚀等损伤,这些缺陷会导致钢丝绳失效


      钢丝绳是起重机的重要传动部件之一,其可靠性决定着整个起重机系统的正常工作和安全运行。钢丝绳在使用过程中会出现疲劳、磨损、断丝、锈蚀等损伤,这些缺陷会导致钢丝绳失效不能满足其使用要求。在极限条件下,这些缺陷会演变成钢丝绳断裂,造成人员伤亡和设备损毁事故1-21。在起重机械检验中,特种设备安全技术规范和强制标准,如TSG Q0002-2008《起重机械安全技术监察规程-桥式起重机》,TSG Q7015-2016《起重机械定期检验规则》和GB6067-2010《起重机械安全规程》等[3-5],对起重机钢丝绳提出了强制性要求。这些规范和强制标准的制定主要参照的标准是GB/T5972-2016《起重机钢丝绳保养、维护、检验和报废》和GB8918-2006《重要用途钢丝绳》[6-7],并将以上2个标准明确引入了相关条文。所以起重机钢丝绳选用、检验和报废通常引用这2个标准作为重要的依据。在用起重机钢丝绳检验即钢丝绳的定期检验,就是在不降低钢丝绳的安全程度的条件下,对钢丝绳开展外观检查并进行测量。在许可条件下,钢丝绳内部状态也应当进行检验。
    本文以GB/T5972-2016《起重机钢丝绳保养、维护、检验和报废》为依据,按照钢丝绳劣化模式对应的不同报废基准,综合利用计算、测量、观察和无损检测4种评价方法,通过合理安排检验工艺流程和确定在用起重机钢丝绳检验项目、内容、方法与判定规则,将钢丝绳的定期检验编制成1个独立的模块。这样既可以作为1个单独检验项目,也可以作为起重机定期检验钢丝绳项目的延伸部分。
1检验方法先容
      在起重机定期检验中,钢丝绳检验以人工检查为主,使用的评价方法有计算、测量和观察等。由于现场使用的钢丝绳长度较长,有时达到几百米甚至上千米,人工检查存在检查耗时量高、检验人员劳动强度大,对内部缺陷缺乏识别手段,检验结果可靠性难以得到保证等问题。目前,钢丝绳检验检测出现了使用仪器检测作为评价方法的趋势。仪器检测采用无损检测的方法,对在用的钢丝绳损伤情况进行快速测试。
依据GB/T21837-2008《铁磁性钢丝绳电磁检测方法》,钢丝绳缺陷为2类:局部损伤(LF)和金属横截面积损失(LMA)[s]。这与常见钢丝绳缺陷分类不同,局部损伤(LF)主要包括局部形状异常、内外部断丝、锈蚀斑点等。金属横截面积损失(LMA)是指造成钢丝绳横截面上金属截面积总和减小的损伤,是由于疲劳、腐蚀、挤压、磨损、划伤等伤害造成钢丝绳的钢丝截面积的减小。在无损检测中,采用永磁类仪器可以测定金属截面积损失(LMA)。采用漏磁类仪器用于测定局部损伤(LF),但该类仪器不能明确给出有关损伤的确切数量方面的信息,只能给出提示性信息表征钢丝绳中断丝、腐蚀和磨损等。所以钢丝绳无损检测就是用无损检测(NDT)进行外观检查,确定钢丝绳上可能劣化区段的准确位置。检测过程为先用仪器对钢丝绳充磁,接着用磁头包裹着钢丝绳相对匀速运动。钢丝绳中的缺陷如断丝、磨损、锈蚀等都会引起磁通量或漏磁量发生变化,从而被霍尔传感器发现,最后检测结果表示为可识读的缺陷数据。如果计划在钢丝绳寿命周期内对钢丝绳的进行电磁无损检测,宜在钢丝绳寿命期的初期进行仪器检定,记录钢丝绳的初始状态并作为将来进行对比的参考点(钢丝绳识别标志)。

2检验内容及流程
     在用钢丝绳检查范围要求为:沿整个长度对每根钢丝绳进行检查。检查的关键区域和部位[6]是:(1)卷筒上的钢丝绳固定点;(2)钢丝绳绳端固定装置上附近的区段;(3)经过一个或多个滑轮的区段;(4)经过安全载荷指示器滑轮的区段;(5)经过吊钩滑轮组的区段;(6)进过重复作业的起重机,吊载时位于滑轮上的区段;
(7)位于平衡滑轮的区段;(8)经过缠绕装置的区段;(9)缠绕在卷筒的区段,特别是多层缠绕时交又重叠区域;(10)因外部原因导致磨损的区段;(11)暴露在热源下的部位。检查过程中发现的劣化模式划分为可见绳股断裂、钢丝绳直径减小、腐蚀、变形、断丝数量、机械损伤、热损伤等。
检验流程如图1所示,依次为记录钢丝绳信息、仪器检定、检测、数据分析、人工检查、缺陷认定、综合评定等。首先记录被测钢丝绳的参数信息,并与实测钢丝绳核对,并检查钢丝绳的整体状况。根据现场检测钢丝绳直径,选择合适的霍尔传感器和衬套。使用便携式钢丝绳检测仪对钢丝绳进行检测时,需要对钢丝绳检测仪进行悬挂固定。为了保证检测的准确性,检测前需要对仪器进行标定。检查现场在用钢丝绳,找到一段没有磨损或者磨损较轻微,不存在局部缺陷(如断丝、锈坑等),将该部分作为标定基准,认为LMA为零。检测前必须对钢丝绳进行整绳充磁,移动需要被测钢丝绳的部分匀速通过检测磁头。充磁结束后进行钢丝绳的检测步骤。检测时以不大于2m/s的速度移动需要检测的钢丝绳部分匀速通过检测磁头。在线分析实时检测数据,标记LMA、LF和LF密集度超过报警值的数据,并确认这些数据对应的钢丝绳部位。人工检查阶段对钢丝绳无损检测异常部分进行复查并对检测结果进行定量,人工检查结果需填写在定期检验记录上。根据发现的所有缺陷进行综合评级,检验检测的结果最终反映在检验报告中。

3严重程度分级与实例
起重机钢丝绳是易损件,从安全角度看钢丝绳自身状态已经降低并达到报废等级,就需要更新。当缺少起重机有关钢丝绳的使用说明,无准确报废要求时,钢丝绳的报废基准应按照GB/T5972要求进行。
钢丝绳在用严重程度分级应使用“综合影响”方法进行评定,具体过程如下:
(1)检验并记录发生的每种独立的劣化模式和劣化情况;
(2)定量化评价每种独立劣化模式的单独的严重程度;
(3)当在同一区域出现多种独立的劣化模式时,应将该区域上各种独立的劣化级别相加,对综合严重程度进行评价。评级结果有5种,依次表述为“轻度、中度、重度、严重、报废”。“综合影响”评价方法中有一个重要假设,即劣化的过程是渐进式的,而不是突发式的。如果综合分级是多个不相关的劣化模式平均分担的结果(如:30%来自断丝,30%来自直径减小),则认为其严重程度不如任意给定区段上单一作用的劣化模式高(如:60%来自断丝,无直径减小和腐蚀)。
实例:有一直径为22mm的18×7WSCsZ型钢丝绳用于电动单梁起重机(工作级别A4),单层缠绕。GB/T8972-2016报废的外部钢丝断丝数在6d长度范围内是2,在30d长度范围内是4。从参考直径算起的直径等值减小量的报废基准为公称直径的5%。实测钢丝绳在6d长度范围内发现1根断丝,但在30d长度范围内没有超过4根,则对应的单一模式劣化的严重程度等级为50%。从参考直径算起的直径等值减小量的报废基准为公称直径的5%,等于1.10mm。参考直径是22.6mm,检测时的测量直径为21.8mm,则直径减小表示为公称直径的百分比是[(22.6-21.8)/22]×100%=3.6%,严重程度等级为60%。以上劣化发生在钢丝绳的统一部位,综合后的严重程度等级为110%。严重程度分级对应的判定结论为报废。
4结束语
定性的无损检测设备可以快速及时地发现缺陷,是检验检测手段的进步。然而定性的检测设备只能检测钢丝绳是否有缺陷状况,而无法检测缺陷的量值,但钢丝绳报废标准是以钢丝绳缺陷的程度来评定的。而检测的直接目的是不但要了解缺陷的有无,更重要的是要知道缺陷的多少或大小,即定量化。充分利用无损检测、测量、计算、观察4种钢丝绳评价方法各自的优点,按照无损检测快速识别保证效率,人工检查准确定量缺陷保证质量的目标,将4种评价方法合理化安排到检验检测的整个工艺流程,最终综合所有缺陷可靠地得出判定结论。该工艺流程不仅适用于起重机在用钢丝绳的定期检验,也可以推广到电梯、客运索道、大型游乐设施等机电类特种设备在用钢丝绳的定期检验。


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