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【摘 要】本文对机电类特种设备钢丝绳安全现状和存在的隐患成因做出了论述,对目前机电类特种设备钢丝绳安全检验技术的发展和创新做出了探讨,以应用先进无损检测技术来推进钢丝绳安全检验,从而实现钢丝绳的安全和有效,从更大力度上保证人员的人身安全。
【关键词】钢丝绳;现状和隐患;检验技术;发展及创新
从机电类特种设备来看,大多数特种设备与人员的安全有很大联系,特种设备的质量将直接影响到人民的生命安全,且特种设备引发的事故在我国正逐年递增,因此做好特种设备的检验是做保证人民安全的重要措施。本文主要对机电类特种设备钢丝绳的使用现状和隐患作出了探讨,对其安全检验技术发展作出了论述,并对其相关创新作出了分析,现分析如下:
1 机电类特种设备钢丝绳安全现状和隐患成因
机电类特种设备钢丝绳是电梯、客运索道、起重机械等设备的重要承载构件,而电梯是目前人民使用较多的特种设备,数量占特种设备总体比例的25%以上,故电梯事故的发生更多。从我国目前服役的电梯来看,有很多地区仍在使用90年代电梯,由于使用时间长,钢丝绳极易断裂。其次,钢丝绳安全技术不过关或未实施安全检验也是导致钢丝绳损坏的重要因素,因检验、维护方面不过关造成事故发生的比例在2010年占特种设备事故的6.8%左右,而事故中多为钢丝绳断裂事故,其占钢丝绳事故的40%以上。再者,索道事故也是我国目前特种设备事故的重要方面,且危害巨大,事故发生后挽救人民安全困难,极易因钢丝绳断裂引发特大安全事故,故做好钢丝绳的安全检验是降低相关特种设备事故发生的重要措施。
从钢丝绳的的隐患成因来看,由于钢丝绳多应用于高强度力学工作中,高强度力学工作导致磨损、锈蚀、脆变等现象易发生,若安全检验方式单一、检验条件局限性、维护力度不够,极易引发钢丝绳断裂。从安全检验技术方面来看,钢丝绳应用环境具有多样性,钢丝绳结构较为复杂,钢丝绳缺陷检测较难,故存在检验方面隐患。其次,钢丝绳有异物混入、生锈、异常磨损、金属疲劳这三项因素也是引发钢丝绳断裂的重要因素,特别是金属疲劳造成断裂是最为常见的事故,其原因大多是因钢丝绳收到弯曲、扭转和拉伸等力学作用后,钢丝性能受到直接的物理因素影响,从而导致金属疲劳产生,且大多无法完全避免,此隐患具有潜伏性、暴发性,多从内部崩溃引发整体断裂。
2 特种设备钢丝绳检验技术发展与创新
由于机电设备钢丝绳必须面对高强度力学工作,且投入运用的时间较长,金属疲劳基本无法避免,且金属疲劳隐患具有潜伏性和暴发性,如何检验出钢丝绳即将断裂而停用、如何通过检验而采取措施来延长钢丝绳的寿命一直是国内外工作者研究的重心。从历来的检验研究进展来看,多为内部和外部检验两种方式,外部检验多观察其表面现象,如钢丝绳表面的腐蚀程度、变形程度和外部缺陷,而磨损程度可以使用游标卡尺来进行测量获得,常测量钢丝绳直径来获取磨损值,借用仪器或通过目测来观察钢丝绳断丝数量,检验其断丝数是否超标,若超标则做报废处理;在内部检验中,根据检验和报废经验来看通常会得知钢丝绳内部有正常的金属疲劳或腐蚀,这些情况无法通过外部检验获知,且金属疲劳的得知多由检验经验判断,故内部检验更具必要性;在内部检验中多使用夹钳处理,将两个夹钳固定于钢丝绳上,夹钳直接距离保持10~20cm,朝着与钢丝绳捻向相反方向对夹钳施力,带外层绳股脱离绳芯后再使用探针来做钢丝绳的内部清除工作,清除掉全部碎屑后再做观测。由于此些常规检验技术对检验人员的检验要求高,且内部检验中钢丝绳内部问题具有很高隐蔽性,且操作失误容易造成对钢丝绳的损害,因此在内部检验中目前多需用无损检测技术。
作为无损检测技术,是目前机电特种设备钢丝绳所常用的检验技术,此种技术是利用物质物理性质存在的缺陷或组织结构的差异使物理量发生改变,前提条件是不对被检物的性能和形态造成损伤,通过这样的测量手段来获知被检物的变化,从而通过变化来对被检物的性质、重量、状态等方面做出评价。机电特种设备钢丝绳的无损检测技术目前在国内外有:电涡流检测法、光学检测法、电磁检测法、超声波检测法、射线检测法等诸多方法,特别是1986年~1996年加拿大矿业能源技术中心研究组研究出了电磁检测探头,对钢丝绳缺陷定性和半定量检测开辟出了道路,以此种技术为原理所开发的检测仪器,在近些年国内外已有推广应用,但此种方法也有不足之处,如钢丝绳内部损伤无法高精度定量,金属疲劳损伤无法确切检出,不能有效评估钢丝绳剩余承重能力。
我国发改委2006年发布的MT/T 970-2005《钢丝绳(缆)在线无损定量检测方法和判定规则》,此规则属于全球第一部有判定规则的钢丝绳检验标准,且技术等级要高于大部分西方发达国家,此类标准主要是依据了弱磁检测新技术,以空间磁场态势的运动变化规律为理念开发出了弱磁检测技术,此种技术的重要意义在于,此类技术是目前世界唯一可以准确评估出钢丝绳的剩余承载能力和使用寿命的无损探伤技术,且此技术是以国际公认的钢丝绳安全承载能力的校核为检测依据,可以对磨损、金属疲劳、断丝等做出有效评估,能对大部分钢丝绳损伤造成的实际承载金属有效截面积损失率做出准确的定量检测,可以准确评价钢丝绳的使用寿命、剩余承载能力。此种技术不仅是此领域上较为重大的技术革新,同时也为钢丝绳检验发展做出了良好的铺垫。其次,基于弱磁检测技术的检验,在目前还研发出了针对机电特种设备钢丝绳的在线自动检测系统,可以有效实现对钢丝绳的在线检测或遥感检测,也实现了区域集中控制,对于断绳事故的控制有更强力的措施。再者,在线自动检测系统,实现了重大机电特种设备钢丝绳的监测,可以降低事故发生率,对人民的人生安全有更大的保障,具有良好的的社会效益。
3 结语
机电特种设备钢丝绳受到金属疲劳、磨损、生锈、断丝等各种因素的影响而造成事故出现,弱磁无损检测技术及在线系统监测可以对事故的发生率进行降低,从而从更大力度上保证人民安全。
参考文献:
[1]卢清华.浅析电梯钢丝绳检验技术与维护[J].中国信息化,2013(14).
[2]王志友,杨韵丽,鲍琳琳等.起重机与客运索道用钢丝绳选择及检测的相关标准的应用[J].起重运输机械,2010(4).
【关键词】钢丝绳;现状和隐患;检验技术;发展及创新
从机电类特种设备来看,大多数特种设备与人员的安全有很大联系,特种设备的质量将直接影响到人民的生命安全,且特种设备引发的事故在我国正逐年递增,因此做好特种设备的检验是做保证人民安全的重要措施。本文主要对机电类特种设备钢丝绳的使用现状和隐患作出了探讨,对其安全检验技术发展作出了论述,并对其相关创新作出了分析,现分析如下:
1 机电类特种设备钢丝绳安全现状和隐患成因
机电类特种设备钢丝绳是电梯、客运索道、起重机械等设备的重要承载构件,而电梯是目前人民使用较多的特种设备,数量占特种设备总体比例的25%以上,故电梯事故的发生更多。从我国目前服役的电梯来看,有很多地区仍在使用90年代电梯,由于使用时间长,钢丝绳极易断裂。其次,钢丝绳安全技术不过关或未实施安全检验也是导致钢丝绳损坏的重要因素,因检验、维护方面不过关造成事故发生的比例在2010年占特种设备事故的6.8%左右,而事故中多为钢丝绳断裂事故,其占钢丝绳事故的40%以上。再者,索道事故也是我国目前特种设备事故的重要方面,且危害巨大,事故发生后挽救人民安全困难,极易因钢丝绳断裂引发特大安全事故,故做好钢丝绳的安全检验是降低相关特种设备事故发生的重要措施。
从钢丝绳的的隐患成因来看,由于钢丝绳多应用于高强度力学工作中,高强度力学工作导致磨损、锈蚀、脆变等现象易发生,若安全检验方式单一、检验条件局限性、维护力度不够,极易引发钢丝绳断裂。从安全检验技术方面来看,钢丝绳应用环境具有多样性,钢丝绳结构较为复杂,钢丝绳缺陷检测较难,故存在检验方面隐患。其次,钢丝绳有异物混入、生锈、异常磨损、金属疲劳这三项因素也是引发钢丝绳断裂的重要因素,特别是金属疲劳造成断裂是最为常见的事故,其原因大多是因钢丝绳收到弯曲、扭转和拉伸等力学作用后,钢丝性能受到直接的物理因素影响,从而导致金属疲劳产生,且大多无法完全避免,此隐患具有潜伏性、暴发性,多从内部崩溃引发整体断裂。
2 特种设备钢丝绳检验技术发展与创新
由于机电设备钢丝绳必须面对高强度力学工作,且投入运用的时间较长,金属疲劳基本无法避免,且金属疲劳隐患具有潜伏性和暴发性,如何检验出钢丝绳即将断裂而停用、如何通过检验而采取措施来延长钢丝绳的寿命一直是国内外工作者研究的重心。从历来的检验研究进展来看,多为内部和外部检验两种方式,外部检验多观察其表面现象,如钢丝绳表面的腐蚀程度、变形程度和外部缺陷,而磨损程度可以使用游标卡尺来进行测量获得,常测量钢丝绳直径来获取磨损值,借用仪器或通过目测来观察钢丝绳断丝数量,检验其断丝数是否超标,若超标则做报废处理;在内部检验中,根据检验和报废经验来看通常会得知钢丝绳内部有正常的金属疲劳或腐蚀,这些情况无法通过外部检验获知,且金属疲劳的得知多由检验经验判断,故内部检验更具必要性;在内部检验中多使用夹钳处理,将两个夹钳固定于钢丝绳上,夹钳直接距离保持10~20cm,朝着与钢丝绳捻向相反方向对夹钳施力,带外层绳股脱离绳芯后再使用探针来做钢丝绳的内部清除工作,清除掉全部碎屑后再做观测。由于此些常规检验技术对检验人员的检验要求高,且内部检验中钢丝绳内部问题具有很高隐蔽性,且操作失误容易造成对钢丝绳的损害,因此在内部检验中目前多需用无损检测技术。
作为无损检测技术,是目前机电特种设备钢丝绳所常用的检验技术,此种技术是利用物质物理性质存在的缺陷或组织结构的差异使物理量发生改变,前提条件是不对被检物的性能和形态造成损伤,通过这样的测量手段来获知被检物的变化,从而通过变化来对被检物的性质、重量、状态等方面做出评价。机电特种设备钢丝绳的无损检测技术目前在国内外有:电涡流检测法、光学检测法、电磁检测法、超声波检测法、射线检测法等诸多方法,特别是1986年~1996年加拿大矿业能源技术中心研究组研究出了电磁检测探头,对钢丝绳缺陷定性和半定量检测开辟出了道路,以此种技术为原理所开发的检测仪器,在近些年国内外已有推广应用,但此种方法也有不足之处,如钢丝绳内部损伤无法高精度定量,金属疲劳损伤无法确切检出,不能有效评估钢丝绳剩余承重能力。
我国发改委2006年发布的MT/T 970-2005《钢丝绳(缆)在线无损定量检测方法和判定规则》,此规则属于全球第一部有判定规则的钢丝绳检验标准,且技术等级要高于大部分西方发达国家,此类标准主要是依据了弱磁检测新技术,以空间磁场态势的运动变化规律为理念开发出了弱磁检测技术,此种技术的重要意义在于,此类技术是目前世界唯一可以准确评估出钢丝绳的剩余承载能力和使用寿命的无损探伤技术,且此技术是以国际公认的钢丝绳安全承载能力的校核为检测依据,可以对磨损、金属疲劳、断丝等做出有效评估,能对大部分钢丝绳损伤造成的实际承载金属有效截面积损失率做出准确的定量检测,可以准确评价钢丝绳的使用寿命、剩余承载能力。此种技术不仅是此领域上较为重大的技术革新,同时也为钢丝绳检验发展做出了良好的铺垫。其次,基于弱磁检测技术的检验,在目前还研发出了针对机电特种设备钢丝绳的在线自动检测系统,可以有效实现对钢丝绳的在线检测或遥感检测,也实现了区域集中控制,对于断绳事故的控制有更强力的措施。再者,在线自动检测系统,实现了重大机电特种设备钢丝绳的监测,可以降低事故发生率,对人民的人生安全有更大的保障,具有良好的的社会效益。
3 结语
机电特种设备钢丝绳受到金属疲劳、磨损、生锈、断丝等各种因素的影响而造成事故出现,弱磁无损检测技术及在线系统监测可以对事故的发生率进行降低,从而从更大力度上保证人民安全。
参考文献:
[1]卢清华.浅析电梯钢丝绳检验技术与维护[J].中国信息化,2013(14).
[2]王志友,杨韵丽,鲍琳琳等.起重机与客运索道用钢丝绳选择及检测的相关标准的应用[J].起重运输机械,2010(4).