導(dǎo)航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 機(jī)械安全論文>>正文

鋼絲繩無損檢測技術(shù)在寶鋼的應(yīng)用

文檔作者：安紅艷,羅云東文檔來源：上海寶鋼設(shè)備檢測公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年09月08日
下載地址：點(diǎn)擊這里	文件大?。?179.54 KB 共4頁	文檔格式： PDF	下載點(diǎn)數(shù)： 1 點(diǎn)（VIP免費(fèi)）

全屏查看

內(nèi)容預(yù)覽 [文件共4頁]

本文件共4頁，如需編輯使用，請下載。

注：預(yù)覽效果可能會(huì)出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大小：179.54 KB 共4頁文件格式：PDF 下載點(diǎn)數(shù)：1 點(diǎn)（VIP會(huì)員免費(fèi)）

下一篇：鋼絲繩受力特性對疲勞壽命的影響

上一篇：鋼絲繩選擇及提高使用壽命的措施

文本預(yù)覽

僅提取頁面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

試驗(yàn)研究
鋼絲繩無損檢測技術(shù)在寶鋼的應(yīng)用
安紅艷,羅云東
(上海寶鋼設(shè)備檢測公司,上海　201900)
摘　要:簡述LMA 型鋼絲繩無損檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。在寶山鋼鐵集團(tuán)公司利用該系統(tǒng)對
在線鋼絲繩進(jìn)行無損檢測,并結(jié)合傾向管理,可以保證在役鋼絲繩運(yùn)行的安全可靠,避免鋼絲繩更
換的盲目性,做到按照鋼絲繩的運(yùn)行狀態(tài)來進(jìn)行預(yù)知維修。
關(guān)鍵詞:磁性檢驗(yàn);鋼絲繩;磨損;斷裂
　　中圖分類號:TG115. 28 + 4 　　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 　　　文章編號:100026656 (2001) 0720302203
APPLICATION OF WIRE ROPE NONDESTRUCTIVE TESTING
TECHNOLOGY IN BAOSTEEL
AN Hong2yan , LUO Yun2dong
(Shanghai Baosteel Equipment Detection Corporation , Shanghai 201900 , China)
Abstract : The structure and characteristics of the NDT systemfor wire ropes were described. The system was applied to on2
line inspection of wire ropes. Combining with tendency management , it can not only insure the safety of wire ropes , but also avoid
unnecessary replacement of ropes. The condition2based maintenance of wire ropes was realized with the aid of the technology.
Keywords :Magnetic testing ; Wire rope ; Wear ; Fracture
　　寶鋼眾多的生產(chǎn)設(shè)備和起重設(shè)備上擁有各種規(guī)
格、不同產(chǎn)地、數(shù)量驚人的鋼絲繩。冶金設(shè)備由于作
業(yè)連續(xù)化、環(huán)境惡劣、設(shè)備復(fù)雜等原因,其中的鋼絲
繩會(huì)發(fā)生疲勞、銹蝕、磨損及斷絲等現(xiàn)象,從而影響
到設(shè)備和系統(tǒng)的安全運(yùn)行,而且寶鋼的許多設(shè)備采
用的是價(jià)格極高的進(jìn)口鋼絲繩,如何經(jīng)濟(jì)、安全地使
用鋼絲繩,是設(shè)備維護(hù)人員面臨的現(xiàn)實(shí)問題。
就寶鋼鋼絲繩的使用狀況來看,主要存在三個(gè)
方面的問題,第一是使用的安全性差,傳統(tǒng)的檢測方
法是由點(diǎn)檢或操作工人用手摸、目視的方法進(jìn)行檢
查,只能發(fā)現(xiàn)鋼絲繩中露在外部的缺陷,如斷絲等,
對于內(nèi)部缺陷則無能為力,檢查的準(zhǔn)確性、可靠性
差,增加了事故發(fā)生的幾率,影響安全生產(chǎn)。例如
1997 年某軋鋼廠鍍鋅機(jī)組鋼絲繩斷裂,造成機(jī)組故
障停機(jī)12h ,直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)十萬元,所幸無人員
傷亡。第二是使用的經(jīng)濟(jì)性差。由于人工目視、手
摸檢查的上述不足,很多單位采用定期更換鋼絲繩
收稿日期:1999212222
的方法,按照每根鋼絲繩額定的使用周期,到期不論
其狀況如何均予以報(bào)廢,一方面使得有潛在危險(xiǎn)的
鋼絲繩仍在使用,另一方面又將未使用到壽命期的
鋼絲繩提早報(bào)廢。1984 年,美國研究人員曾經(jīng)對
8 000多個(gè)從鋼絲繩實(shí)驗(yàn)室和應(yīng)用現(xiàn)場獲取的記錄
進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果表明,正在使用的鋼絲繩中,大
約有10 %強(qiáng)度損耗超過15 % ,其中20 %以上強(qiáng)度損
耗超過額定強(qiáng)度的30 % ,換句話說,工作中的鋼絲
繩中大約10 %工作在具有潛在危險(xiǎn)的狀態(tài),這其中
還有2 %以上工作在相當(dāng)危險(xiǎn)的狀態(tài);另一方面,已
被更換下來的鋼絲繩中,70 %以上僅有很少甚至沒
有強(qiáng)度損耗。日本的統(tǒng)計(jì)結(jié)果也表明,更換下來的
鋼絲繩中,50 %以上強(qiáng)度達(dá)新品的90 %以上。這種
現(xiàn)象在寶鋼也普遍存在,許多鋼絲繩需從國外進(jìn)口,
價(jià)格昂貴,一旦進(jìn)行不必要的更換,則造成很大浪
費(fèi);另一方面,有潛在危險(xiǎn)的鋼絲繩還在服役,沒有
被及時(shí)更換,一旦引發(fā)事故,其造成的經(jīng)濟(jì)損失將不
堪設(shè)想。第三是檢查效率低,人工目視、手摸檢查一
般只能以< 0. 3mm/ s 的速度進(jìn)行,而對于那些油泥
·302 ·
第23卷第7期
2 0 0 1 年7 月
無損檢測
NDT
Vol . 23 　No . 7
July 　2 0 0 1
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
較重的鋼絲繩段要清洗干凈后才能檢查,這無疑浪
費(fèi)了時(shí)間,降低了勞動(dòng)生產(chǎn)率。如果采用先進(jìn)科學(xué)
儀器對鋼絲繩進(jìn)行無損檢測,那么上述問題將會(huì)得
到解決。為此,本公司及時(shí)引進(jìn)LMA 型鋼絲繩無損
檢測系統(tǒng),以取代原始的檢測方法,為寶鋼在線鋼絲
繩的安全使用運(yùn)行提供了可靠保障[1 ] 。
1 　檢測原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1. 1 　檢測原理
鋼絲繩是由優(yōu)質(zhì)鋼材制成單絲,再經(jīng)過多重捻
制而組成的一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的鐵磁性構(gòu)件,具有良好
的導(dǎo)磁性能,因此,磁檢測法是目前被公認(rèn)為最可靠
的鋼絲繩檢測方法。其基本原理[2 ]是,用一磁場沿
鋼絲繩軸向磁化鋼絲繩段,一旦鋼絲繩存在缺陷,當(dāng)
其通過這一磁化磁場時(shí),則會(huì)在鋼絲繩表面產(chǎn)生漏
磁場,或者引起鋼絲繩磁路中的磁通量變化,應(yīng)用組
合整磁聚磁元,將漏磁場和磁通變化信號均化、聚
集、匯收及導(dǎo)向,磁敏元件就可獲取理想的鋼絲繩缺
陷信號。通過測量鋼絲繩表面局部區(qū)域中的漏磁
場,判別鋼絲繩斷絲、銹蝕等引起的局部突變?nèi)毕?
稱作局部缺陷檢測法,簡稱LF 法。通過鋼絲繩磁
化回路中主磁通變化,判別磨損、銹蝕等引起鋼絲繩
橫截面中金屬截面總和變化的缺陷,稱作截面積損
耗型檢測法,簡稱LMA 法。磁檢測裝置主要由兩大
部分組成,其一為磁化鋼絲繩的勵(lì)磁裝置;其二為檢
測磁場的磁檢測裝置。勵(lì)磁裝置對鋼絲繩磁化的程
度直接關(guān)系到缺陷能否被檢出以及探傷儀的體積和
重量,一般均采用將鋼絲繩磁化至接近飽和的程度。
磁檢測裝置是探傷傳感器的關(guān)鍵部分,關(guān)系著缺陷
檢測的空間位置分辨力、程度分辨力、信噪比及靈敏
度等。在LF 法中,采用了基于感應(yīng)線圈、霍爾元件
等多元件組合的檢測、基于整磁板技術(shù)的檢測以及
基于聚磁技術(shù)的檢測等漏磁檢測方法來克服因鋼絲
繩結(jié)構(gòu)給檢測信號帶來的干擾,提高缺陷漏磁檢測
靈敏度,防止漏檢;LMA 法中,通過選擇檢測元件的
布置位置來提高檢測信號的靈敏度和定性、定量分
辨力。本公司現(xiàn)有的鋼絲繩檢測系統(tǒng)可定量檢測鋼
絲繩中表面或內(nèi)部斷絲和因磨損、銹蝕等引起的鋼
絲繩金屬截面積總和的變化,采用了LF 法和LMA
法的探傷傳感器,實(shí)現(xiàn)雙重檢測。
1. 2 　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
整個(gè)儀器分三個(gè)部分,如圖1 所示。
圖1 　鋼絲繩檢測結(jié)構(gòu)原理圖
　　(1) 檢測系統(tǒng)　即探傷傳感器及磁化裝置,這
是檢測磁場畸變的主要部分,它將檢測獲得的信息
送到儀器主機(jī)進(jìn)行加工。另外還有光電式鋼絲繩位
置檢測器,它能以極小的間隔對鋼絲繩進(jìn)行分段定
位,并將信息送到主機(jī)。
(2) 主機(jī)系統(tǒng)　包括放大器和濾波器,放大從傳
感器送來的脈沖信號,并濾去對缺陷無關(guān)的噪聲及
干擾信號,再經(jīng)A/ D 轉(zhuǎn)換變成數(shù)字量,從串聯(lián)接口
送出,至筆記本計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。另一路從光電編
碼器送來的鋼絲繩位置信號,送到位置測量電路計(jì)
數(shù)及定位,也從串聯(lián)接口送到計(jì)算機(jī),這樣每處理一
個(gè)信號,同時(shí)就可知道其位置。
(3) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)　由筆記本計(jì)算機(jī)處理過的信
息,再由并行接口送回主機(jī),由打印機(jī)打印出來,打
印結(jié)果既顯示出缺陷信號的嚴(yán)重程度,又同時(shí)顯示
出其地址,以便驗(yàn)證。
探傷傳感器主要由勵(lì)磁裝置和漏磁檢測傳感頭
兩大部分組成,鋼絲繩在傳感器內(nèi)套中相對移動(dòng),勵(lì)
磁器對其磁化,傳感頭檢測斷絲等缺陷產(chǎn)生的漏磁
場。為保證內(nèi)側(cè)導(dǎo)向套緊貼于鋼絲繩表面作相對運(yùn)
動(dòng),同時(shí)要使導(dǎo)向套在遇到翹起斷絲時(shí)能夠自動(dòng)彈
起,讓鋼絲繩順利通過,故設(shè)計(jì)了整體隨動(dòng)定心式結(jié)
構(gòu)(圖2) 。
1. 3 　計(jì)算機(jī)工作框圖
圖2 　整體隨動(dòng)定心傳感器示意圖
1. 磁鐵　2. 下極靴　3. 襯套　4. 上極靴
5 ,8. 柔性環(huán)節(jié)　6. 霍爾元件　7. 鋼絲繩
·303 ·
安紅艷等: 鋼絲繩無損檢測技術(shù)在寶鋼的應(yīng)用
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
　　如圖3 所示,參數(shù)設(shè)置包括鋼絲繩直徑、金屬截
面積、捻距、采樣間隔及門限值的設(shè)置;在線檢測主
要完成受檢鋼絲繩的數(shù)據(jù)采集,采集數(shù)據(jù)以文件方
式存入計(jì)算機(jī)硬盤;數(shù)據(jù)分析是對已采集的信號波
形進(jìn)行斷絲、磨損等分析,判別受檢鋼絲繩的劣化程
度;結(jié)論包括受檢鋼絲繩長度、斷絲量、金屬截面積
磨損量及相關(guān)波形。
圖3 　計(jì)算機(jī)工作框圖
該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是①電磁無損檢測,不受油
污等影響。②計(jì)算機(jī)輔助檢測,漢化交互式操作方
式。③準(zhǔn)確測量鋼絲繩運(yùn)行位置。④精確定量評
價(jià)內(nèi)外斷絲根數(shù)。⑤ 穩(wěn)定測量鋼絲繩金屬截面積
變化。⑥ 大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ),一次最大檢測繩長度
> 1 000m。⑦直觀的數(shù)據(jù)顯示和打印。
該系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)有, ①被檢鋼絲繩運(yùn)行
速度為0～6m/ s ,最佳為0. 3～1. 5m/ s。② 位置精
度為30mm/ 100m。③斷絲定量判別準(zhǔn)確率為70 %
(單處集中斷絲無誤判) , > 95 %(單處集中斷絲允許
有±1 根誤判時(shí)) , > 90 %(一個(gè)捻距內(nèi)斷絲允許有
±1 根誤判時(shí)) 。④ 磨損判別精度為±0105 %。⑤
被檢鋼絲繩的范圍為<20～46mm。
2 　寶鋼應(yīng)用實(shí)例
借助于LMA 型鋼絲繩無損檢測系統(tǒng)對在線鋼
絲繩進(jìn)行無損檢測,并對其進(jìn)行傾向管理,可保證在
線鋼絲繩運(yùn)行的安全可靠,并且能在盡可能不影響
生產(chǎn)的前提下達(dá)到更換鋼絲繩的目的。為了確保使
用過程中鋼絲繩的安全運(yùn)行,針對不同的使用環(huán)境,
國家制訂了相應(yīng)的鋼絲繩報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn),如GB 5872 —
1986《起重機(jī)械用鋼絲繩檢驗(yàn)和報(bào)廢實(shí)用規(guī)范》、GB
9075 —1988《架空索道用鋼絲繩檢驗(yàn)和報(bào)廢規(guī)范》以
及GB 6067 —1985《起重機(jī)械安全規(guī)程》等,從這些標(biāo)
準(zhǔn)中可以看出,鋼絲繩上斷絲數(shù)量,特別是一定長度
內(nèi)的斷絲總數(shù)作為檢驗(yàn)鋼絲繩是否報(bào)廢的首要標(biāo)
準(zhǔn),其次是對磨損的定量指標(biāo)。因此,對在役鋼絲繩
斷絲及金屬截面積磨損量的檢測是我們判斷鋼絲繩
能否安全運(yùn)行的主要指標(biāo)。
2. 1 　實(shí)用實(shí)例一
某軋鋼廠連退機(jī)組活套小車上型號為6 ×Fi
(29)2<25mm 的鋼絲繩點(diǎn)檢目視檢查,發(fā)現(xiàn)外部有斷
絲,用本系統(tǒng)對其進(jìn)行在線檢測(圖4) ,發(fā)現(xiàn)雖然有
一處明顯斷絲,但是還遠(yuǎn)未到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn),且鋼絲繩基
本沒有磨損,建議繼續(xù)使用。該鋼絲繩繼續(xù)運(yùn)行約
半年后,再次用本系統(tǒng)對其進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)一個(gè)捻距
內(nèi)的斷絲有所發(fā)展,由數(shù)據(jù)分析得出斷絲量在一個(gè)
捻距內(nèi)為12 絲(圖5) ,已接近一個(gè)捻距13 絲斷絲的
報(bào)廢條件,建議在設(shè)備的定期維修期間對該鋼絲繩
進(jìn)行更換,因此,直接為該機(jī)組節(jié)約了數(shù)萬元的費(fèi)
用。
圖4 　活套小車鋼絲繩在線檢測波形圖
左列數(shù)值表示已檢鋼絲繩的長度;右列數(shù)值
表示圖中所示從左到右檢測鋼絲繩長度內(nèi)
最大相對磨損量( D實(shí)際- D標(biāo)定) / D標(biāo)定( %) ;
向下尖峰表示斷絲,斷絲數(shù)由數(shù)據(jù)分析得出;下同
圖5 　半年后活套小車鋼絲繩檢測波形圖
2. 2 　應(yīng)用實(shí)例二
某軋鋼廠板坯庫的四臺(tái)60/ 25T行車,由于現(xiàn)行
實(shí)際工作負(fù)荷稍大于設(shè)計(jì)的工作負(fù)荷,因此,需要對
這四臺(tái)行車中型號為6 ×Fi (29)2<20mm 主卷鋼絲繩
進(jìn)行斷絲及磨損的跟蹤檢測。這些工作以前只能依
賴于點(diǎn)檢人員的目視、手摸及用卡尺測量鋼絲繩外
徑等方法來進(jìn)行,因其可靠性較差,檢查過程所需時(shí)
間長,檢查效率低,直接影響了生產(chǎn)的正常運(yùn)行;采
用本系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤后,不僅檢查時(shí)間大大縮短,并且
可靠性也大為增加, 原來點(diǎn)檢人員以為沒有
斷絲的兩根鋼絲繩,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部已經(jīng)有大量
·304 ·
安紅艷等: 鋼絲繩無損檢測技術(shù)在寶鋼的應(yīng)用
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
2001 美國機(jī)械工程師學(xué)會(huì)國際機(jī)械工程大會(huì)與展覽
2001 ASME INTERNATIONAL MECHANICAL ENGINEERING
CONGRESS &amp;amp; EXPOSITION
November 11 - 16 , 2001 　　New York
Join thousands of colleagues in the heart of New York City for nearly a week of exchanging information , testing new
ideas , networking , and conducting business. At hundreds of technical sessions , special forums , exhibits , tours , and so2
cial events , you receive updates on current trends , learn new techniques , trade tips and insights , and explore the per2
spectives of colleagues from different companies , industries , and countries around the globe.
This year , the ASME Congress features extensive coverage of nanotechnology. Watch the program take shape by pe2
riodically logging onto the Congress website :www. asme. org/ conf/ congress01
請有意參加會(huì)議者與中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)外聯(lián)處田瑞珠女士聯(lián)系,電話:010268931721 ,010268595319。
《金屬磁記憶檢測技術(shù)》已出版
　　任吉林、林俊明等編著的《金屬磁記憶檢測技
術(shù)》已由中國電力出版社出版。
磁記憶檢測技術(shù)是無損檢測領(lǐng)域的一門新興學(xué)
科,它的獨(dú)特之處在于能對鐵磁金屬構(gòu)件的應(yīng)力集
中、失效、損傷等進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的早期診斷,以防設(shè)
備產(chǎn)生突發(fā)性的疲勞破壞。該技術(shù)在機(jī)械、電力、航
空、航天、鐵道、石油和化工等部門都有極廣闊的應(yīng)
用前景。
《金屬磁記憶檢測技術(shù)》介紹金屬磁記憶檢測技
術(shù),包括物質(zhì)的磁化、磁記憶檢測原理、磁記憶檢測
儀器和磁記憶檢測技術(shù)在工程中的應(yīng)用實(shí)例等,可
供從事無損檢測的工程技術(shù)人員、科研院所研究人
員以及大專院校師生參考。該書定價(jià)9. 00 元(郵購
需另加15 %郵資) ,欲購者可與上海材料研究所資
料發(fā)行中心聯(lián)系,地址:上海市邯鄲路99 號,郵編:
200437 ,電話: (021) 65556775 轉(zhuǎn)311 ,聯(lián)系人:王敏。
斷絲出現(xiàn)(圖6) ,其中一處經(jīng)數(shù)據(jù)分析已達(dá)6 絲,鑒
于此檢測結(jié)果,對照鋼絲繩報(bào)廢的有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)(如
GB 6067 —1985) ,并考慮到這四臺(tái)行車吊運(yùn)的是熾
熱金屬,故鋼絲繩報(bào)廢絲數(shù)確定為一般報(bào)廢絲數(shù)的
一半(13 絲×0. 5 = 6. 5 絲) 。檢測報(bào)告建議點(diǎn)檢更
換鋼絲繩, 由于及時(shí)采取了措施, 避免了事故的
發(fā)生。
圖6 　板坯庫331 號行車被檢鋼絲繩波形圖
以上兩個(gè)應(yīng)用實(shí)例表明,LMA 型鋼絲繩無損檢
測儀能夠避免鋼絲繩更換的盲目性,為鋼絲繩進(jìn)行
預(yù)知維修提供了科學(xué)的理論依據(jù)。
3 　結(jié)束語
鋼絲繩無損檢測技術(shù)作為一項(xiàng)新的檢測技術(shù),
對在線鋼絲繩進(jìn)行無損檢測,以儀器取代人工檢查,
并提高了檢測準(zhǔn)確性,增強(qiáng)了智能處理的能力,從檢
測結(jié)果的綜合分析評估來看,科學(xué)的檢測方法可以
保證在線鋼絲繩運(yùn)行的安全可靠,提高了鋼絲繩使
用的安全性和經(jīng)濟(jì)性[3 ] 。該技術(shù)在寶鋼的推廣應(yīng)用
已取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn):
[1 ] 　安紅艷,董信華.LMA 型鋼絲繩無損檢測系統(tǒng)的應(yīng)用探
討[A] . 全國無損檢測學(xué)會(huì)第二屆青年學(xué)術(shù)交流會(huì)論文
集[C] . 上海:1997.
[2 ] 　楊叔子,康宜華. 鋼絲繩斷絲檢測原理與技術(shù)[M] . 北
京:國防工業(yè)出版社,1996.
[3 ] 　宋大雷,張東來,等. 鋼絲繩無損檢測技術(shù)的歷史、現(xiàn)狀
及趨勢[J ] . 無損檢測,1999 ,21(5) :220 - 222.
·305 ·
第23卷第7期
2 0 0 1 年7 月
無損檢測
NDT
Vol . 23 　No . 7
July 　2 0 0 1
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.

網(wǎng)友評論 more

機(jī)械安全論文最新內(nèi)容

03-05