斜井提升钢丝绳日常检查新方法.doc

斜井提升钢丝绳日常检查新方法 摘要：介绍了一种日检钢丝绳的新方法，该方法通过一个由电源、电流表、接线扣、导线和温度计组成的电路来检查钢丝绳的状况。这种日检方法具有操作简单，检测费用低，缺陷检测全面，劳动强度降低，查绳速度快，不易漏检缺陷等特点，适用范围广。 关键词：钢丝绳；日常检查；新方法；检测电路 中图分类号：TD532 文献标识码：A 文章编号：1004-4620（2006）04-0026-02 A New Method for Daily Checking Wire-rope During Slope-shaft Construction JING Tian-hu （Department of Civil Engineering, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China） Abstract：A kind of new method for daily checking wire rope is introduced, which checks the state of wire rope by means of a circuit consisting of one electrical source, one amperemeter, two connecting buttons, a piece of conducting wire and one thermometer. This method has such characters as simple operation, low cost of check, low expenditure on labors, uneasily omitting to flaws and extensive applicability. Key words：wire rope; daily check; new method; check circuit 目前，大多数使用钢丝绳的单位对提升钢丝绳的日常检查方法是工人用手撸、用眼睛看1，使用游标卡尺测量钢丝绳的直径2。这种日检法的主要缺陷是工人的劳动强度大，对工人工作经验要求高，对钢丝绳内部的钢丝磨损、锈蚀、断丝等缺陷很难查出。未发现的钢丝绳内部缺陷，往往表现为累积式的强度降低3，在使用高精度探伤仪检测前可能就积累到极限而导致发生严重的断绳事故。另外，当前由于高精度无损检测仪器检测的工序复杂，对运行环境状态要求严格，且一次性投资大等原因3，许多企业并未采用。针对上述情况，结合长梁山隧道某斜井的施工情况，设计了一种日检查绳的新方法。1 日检方法及步骤本方法是通过一个简单的电路来检查钢丝绳的状况。该电路由1个电源、1个电流表、2个接线扣、导线和1枚温度计组成。要求电压源能输出15V的稳定直流电压。经估算，该测量电路的电流变化范围为0100mA，故选用量程范围为0100mA的毫安电流表。接线扣用普通钢丝绳夹做成，绳夹的鞍座与导线相连。导线为带绝缘皮的普通导线，共长约25m。1.1 基本原理钢丝绳是金属导体。根据电阻定律4：R、S、L分别为导体的电阻、横截面面积和长度。钢丝绳在使用过程中钢丝磨损、锈蚀、疲劳、超载冲击等不利因素都会引起内部或表面断丝、绳径变细。钢丝绳在承受荷载情况下，上述不利因素都会使钢丝绳导体的横截面面积S（S=r2，r为导体截面半径）和长度L发生变化，电阻R的变化值为：在绞车卷筒和斜井口之间选取长度为20m的钢丝绳段作为标准检测段。在这段绳两端点的地面投影处设置固定标志。检测时根据投影标志把测量电路两端的接线扣接到钢丝绳的标准检测段上。这样检测电路与钢丝绳的检测段就形成了一个完整的直流电路回路。假设已知绝缘导线的电阻为R0，电流表测得电流为I，根据欧姆定律，该段钢丝绳的电阻为：由于钢丝绳为线性电阻，则可得出每米钢丝绳的平均电阻为： （1）若钢丝绳的捻距为l，一个捻距的平均电阻为： （2）基本原理就是根据钢丝绳电学特性随使用状态的变化而改变的情况，来推测其内、外部状况。1.2 基础数据的准备一方面，根据生产使用情况，估计出钢丝绳在未来使用中可能承受的最大冲击荷载，并考虑一定安全储备后，确定检绳时矿车的配载大小。各项技术性能验收合格的新钢丝绳，在挂绳后正式使用前，用上述的检测电路测量钢丝绳标准检测段和不足20m绳段的电阻，并根据（1）和（2）式推算出每米和每捻距钢丝绳的平均电阻。最后，把测量计算结果连同测量环境温度一起记录在案。另一方面，选取几条使用报废的、同一制绳厂生产的同规格、同技术性能的旧钢丝绳，从它们上面找出、或人为制造出具有典型报废特征的绳段，即符合国标5规定必须更换钢绳的条件：当钢绳直径收缩率达到7%时，或者在同一捻距内的断丝数达到总数的10%。然后采用与新绳同样的检测方法，求出包含上述典型报废缺陷的1m和1个捻距的平均电阻，把测量计算结果连同测量环境温度一起记录在案。1.3 操作方法每日查绳时，采用上述检查计算方法分段对在用钢丝绳进行检测计算，检测计算项目与新绳的相同。然后，把在用钢丝绳的数据分别与新绳的数据分项目进行对比分析。若在用钢丝绳的检测计算数据与新绳的数据相比，变化很小，则进行下段绳的检测；若发现在用绳的数据出现异常变化，则对该段绳进行目测与电测联合的详查，并把所得数据与报废钢丝绳的数据进行对比分析，看在用绳是否应报废，或者应采用其他措施确保安全。2 操作步骤（1）按图1所示的电路图准备测量电路。测量电路接好并检查无误后，直接连接电路的两端接线扣，测出检测电路自身的电阻（即R0），把测量计算结果和测量环境温度（即t0）一起记录在案。图1 斜井提升钢丝绳检测立面示意图（2）按1.2节的要求准备新、旧钢丝绳的基础数据。（3）按1.3节的方法测量某段在用钢丝绳的电流数据，利用电阻R0温度修正后的数值计算钢丝绳的各项电阻。电阻R0值的温度修正方法为：设测量环境温度为t，R0的温度修正值为：R0（1+t）/（1+t0）为电阻温度系数5，对钢丝绳可取6.210-3。（4）把在用钢丝绳的数据分别与新绳数据分项目进行对比分析。若发现数据异常，则进行联合详查；无异常，则进行下段钢丝绳的检查。3 新日检方法的优、缺点3.1 新方法的优点（1）操作简单，仪器造价低廉，缺陷检测全面。整套检测电路所需元件少，所花费用共计约200元，这大大低于现行的高精度钢丝绳无损探伤仪的价格，生产企业很容易承受。另外，长梁山隧道斜井施工所采用的钢丝绳日检的原来方法对钢丝绳的内部缺陷很难检出6。新方法的检测结果不仅能反映钢丝绳的外部缺陷，还能反映内部缺陷。（2）钢丝绳日检劳动强度降低，工作效率提高。本斜井每天要检查一千多米的钢绳，按原来的检查方法，工人体力消耗很大，用时较多6。采用该方法后，正常情况下，对钢丝绳每20m才测量数据一次；只有出现量测结果异常时才进行针对性的详查。（3）克服了不连续检查绳径可能存在的漏检。原方法是每50m测量一次绳径。新方法则是连续、间接地检查绳径缺陷，从而可减少漏检情况。3.2 新方法的缺点（1）检测电路不能区分缺陷类型。检测电路发现的缺陷是在用钢丝绳的所有内、外部缺陷的综合反映。要确定到底是哪种缺陷，还需要人工或借助更高精度的探伤仪检查。（2）检测电路不能准确定位缺陷位置。检测电路量测计算结果是某段在用钢丝绳的平均值。最后要准确定位缺陷位置，还需要人工或借助更高精度的探伤仪检查。4 应用注意事项（1）新方法适用于大多数提升钢丝绳的日常检查只要用绳现场允许使用低压电路，即可用该方法进行钢丝绳的日检。（2）检测电路应使用安全，不破坏钢丝绳的使用性能。应根据不同的使用场合，确定钢丝绳的标准检测段长度。再根据标准段电阻的大小，选择电压源，选择原则是：输出的电压应稳定精确，数值大小应在人使用安全的范围内，且使电路的电流不能太大，以免使钢丝绳发热过大而破坏其使用性能。电流表的量程应与检测电路配套。（3）处于潮湿、粉尘严重环境中的钢丝绳，应先洗净吹干绳后再检测由一般电学知识可知，水和一些导电粉尘会影响对钢丝绳电阻的准确量测。故检测前应首先消除它们的不利影响。参考文献:1 陈凤林.矿用钢丝绳的使用与维护J.山西煤炭，2002，（3）：51.2 王