機(jī)電類特種設(shè)備鋼絲繩檢測中無損檢測技術(shù)的應(yīng)用

戚云崗

[摘? ? 要]主要圍繞機(jī)電類特種設(shè)備鋼絲繩檢測無損檢測技術(shù)、特種設(shè)備鋼絲繩安全現(xiàn)狀、無損檢測技術(shù)的運(yùn)用、發(fā)展創(chuàng)新四個方面進(jìn)行探究。在我國機(jī)電類特種設(shè)備中容易發(fā)生的事故之一就是鋼絲繩斷裂，設(shè)備和人員的生命安全和鋼絲繩的使用狀況有著緊密的聯(lián)系，主要從機(jī)電類特種設(shè)備鋼絲繩安全使用狀況出發(fā)，結(jié)合鋼絲繩安全檢驗，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)電類特種設(shè)備高效安全運(yùn)作。

[關(guān)鍵詞]機(jī)電類;特種設(shè)備;鋼絲繩檢測;無損檢測技術(shù)

[中圖分類號]TG115.28 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）02–0–03

Application of Non-destructive Testing Technology in Wire Rope Testing

of Electromechanical Special Equipment

Qi Yun-gang

[Abstract]The article mainly explores four aspects： non-destructive testing technology for wire rope detection of electromechanical special equipment， safety status of wire rope for special equipment， application， development and innovation of non-destructive testing technology for reference. One of the accidents that are prone to occur in my country's electromechanical special equipment is wire rope breakage. The life safety of equipment and personnel is closely related to the use of wire ropes. This article mainly starts from the safe use of wire ropes for electromechanical special equipment， combined with wire rope safety inspections， so as to achieve efficient and safe operation of electromechanical special equipment.

[Keywords]electromechanical; special equipment; wire rope testing; nondestructive testing technology

鋼絲繩在電梯中的重要性是不言而喻的。因此，現(xiàn)階段在機(jī)電類特種設(shè)備鋼絲繩檢測中，無損檢測技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探究具有至關(guān)重要的現(xiàn)實(shí)意義。鋼絲繩是特種設(shè)備的主要承載器件，安全性能和人員的生命安全，有著緊密的聯(lián)系。現(xiàn)階段電子行業(yè)快速發(fā)展，特種設(shè)備無損檢測技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生，以提高特種機(jī)械設(shè)備的檢測質(zhì)量。

1 機(jī)電類特種設(shè)備鋼絲繩檢測中無損檢測技術(shù)

現(xiàn)階段在進(jìn)行機(jī)電類特種設(shè)備鋼絲繩檢測無損檢測技術(shù)應(yīng)用分析時發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)主要是指在不損壞或不影響被檢測對象使用性能的前提下，利用材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)異?；蛉毕菀鸬臒峁怆姶诺确磻?yīng)。結(jié)合現(xiàn)代化的信息技術(shù)，對器件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、缺陷、位置分布等進(jìn)行檢測。機(jī)電類特種設(shè)備、鋼絲繩無損檢測技術(shù)在一定程度上和該區(qū)域發(fā)展水平有著緊密的聯(lián)系，常見的有射線檢測、磁粉檢測、超聲檢測等。該技術(shù)在應(yīng)用過程中，能有效地對特種設(shè)備的使用狀況進(jìn)行把控，方便人員進(jìn)行操作。

在機(jī)電類特種設(shè)備中，對鋼絲繩的安全性要求較高，鋼絲繩也容易出現(xiàn)問題。為了保障鋼絲繩在使用過程中安全可靠，要進(jìn)行鋼絲繩受力狀態(tài)分析。鋼絲繩的有限元分析是疲勞壽命仿真分析的基礎(chǔ)，主要是為了獲取鋼絲繩在軸向拉伸以及繞滑輪彎曲狀態(tài)下的應(yīng)力分布。

2 機(jī)電類特種設(shè)備鋼絲繩安全現(xiàn)狀

在機(jī)電類特種設(shè)備鋼絲繩無損檢測技術(shù)應(yīng)用過程中：①要遵循破壞性檢測與需求相結(jié)合的模式，無損檢測技術(shù)主要是在不影響材料以及結(jié)構(gòu)的條件下進(jìn)行檢測的，也并不意味著它能完全地代替破壞性檢測，無損檢測技術(shù)需要和破壞性檢測進(jìn)行融合。②要把握機(jī)電類特種設(shè)備無損檢測的時機(jī)，結(jié)合自身的運(yùn)作狀態(tài)、制造工藝等進(jìn)行分析，選擇合適的時機(jī)和方法。在機(jī)電類特種設(shè)備中，鋼絲繩主要是為了提高設(shè)備的承載力，從投入運(yùn)行就會產(chǎn)生各種各樣的缺陷，常見的有斷絲疲勞、銹蝕形變等。鋼絲繩結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，運(yùn)行環(huán)境多樣。在進(jìn)行鋼絲繩缺陷檢測過程中，要分析鋼絲繩在使用時的隱患、浪費(fèi)、低效。電梯鋼絲繩部分?jǐn)嗔褧o人員造成嚴(yán)重的威脅，金屬疲勞是鋼絲繩常見的一種問題，鋼絲繩內(nèi)部外部斷絲主要是由于受到彎曲、拉伸等力學(xué)作用，鋼絲繩的性能和金屬疲勞有著緊密的聯(lián)系。金屬疲勞在積累過程中很難檢測，積累到一定程度會迅速地發(fā)生形變，形成密集的斷絲，還未來得及處理，就會產(chǎn)生斷繩。鋼絲繩疲勞損傷基本是無法避免的。鋼絲繩疲勞損傷的潛伏性較強(qiáng)，危險征兆相當(dāng)隱蔽，爆發(fā)的速度卻極快（表1）。

也就是說，鋼絲繩安全隱患具有較高的潛伏性、內(nèi)部性和復(fù)雜性，需要采取有效的方式進(jìn)行預(yù)防。據(jù)不完全統(tǒng)計，機(jī)電類特種設(shè)備、鋼絲繩安全現(xiàn)狀不容樂觀。在8類特種設(shè)備中，電梯排名第2。尤其是在我國充斥著大量來自于20世紀(jì)90年代以及21世紀(jì)初的電梯鋼絲繩成為普遍面臨的問題，甚至它會嚴(yán)重威脅乘客的安全。日本五大電梯公司僅一年的時間，就發(fā)生了42起電梯鋼絲繩的斷裂事故。在國內(nèi)報道中也發(fā)現(xiàn)，電梯鋼絲繩斷裂事件時有發(fā)生。對于現(xiàn)有的客運(yùn)索道來說，在我國屬于一種新興行業(yè)。為我國山地客運(yùn)、江河擺渡、旅游景區(qū)等起到重要的作用，鋼絲繩斷裂對索道安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。由于在以上環(huán)境中，鋼絲繩自然腐蝕現(xiàn)象日益嚴(yán)重，客運(yùn)索道已經(jīng)集體步入故障易發(fā)期和多發(fā)期。

3 機(jī)電類特種設(shè)備鋼絲繩檢測中無損檢測技術(shù)的運(yùn)用

3.1 原材料檢測

在現(xiàn)有的機(jī)電類特種設(shè)備鋼絲繩無損檢測過程中，可以將其應(yīng)用在原材料檢測。為了保障設(shè)備運(yùn)行安全，需要對原材料進(jìn)行無損檢測。對于金屬部分，需要進(jìn)行超聲檢測，使用超聲波檢測法判斷材料的危害性缺陷，尤其是在管材方面更應(yīng)該進(jìn)行無損檢測。其中，無縫鋼管使用超聲波液浸法以及接觸法結(jié)合金屬管材，利用渦流的方式進(jìn)行檢測，如果鋼螺栓構(gòu)件直徑超過5 cm，可以使用超聲縱波進(jìn)行氣孔、夾雜等缺陷檢測。

3.2 生產(chǎn)過程檢測

在機(jī)電類特種設(shè)備、鋼絲繩無損檢測技術(shù)應(yīng)用過程中，需要建立完善的專項檢查制度。各部門需要將每日專項檢查做好，檢查保養(yǎng)記錄工作。在檢查和工作中如果發(fā)現(xiàn)鋼絲繩出現(xiàn)異常情況，應(yīng)該及時停機(jī)檢查，避免違規(guī)操作。如果發(fā)現(xiàn)整根繩股斷裂，鋼絲繩應(yīng)該報廢。一般情況下，鋼絲繩容易發(fā)生疲勞斷裂，要根據(jù)實(shí)際工況關(guān)注它的直徑、強(qiáng)度，通過合理選型來控制或延遲疲勞發(fā)生時間。在使用時，需要做好鋼絲繩的維護(hù)保養(yǎng)工作，定期檢查鋼絲繩的磨損情況，出現(xiàn)斷絲磨損的，應(yīng)該及時的更換或報廢，相關(guān)人員需要填寫鋼絲繩專項檢查記錄表。在特種設(shè)備生產(chǎn)過程中使用無損檢測，能嚴(yán)格地控制設(shè)備加工成型以及焊接質(zhì)量問題，在此過程中，可以使用射線檢測、表面檢測等多種方式。根據(jù)無損檢測結(jié)果，分析制造過程中不同零件的性質(zhì)，選擇正確合理的檢測方式。

3.3 使用過程中的檢測

機(jī)電類特種設(shè)備鋼絲繩無損檢測，也可以在使用過程中進(jìn)行定期檢測。由于設(shè)備不同，檢驗周期也有所不同，要重點(diǎn)分析介質(zhì)荷載、溫度、環(huán)境等諸多因素，避免鋼絲繩在使用過程中出現(xiàn)開裂、磨損、材料老化等各種問題。除了上述需要對特種機(jī)電設(shè)備進(jìn)行宏觀檢測，還需要結(jié)合滲透檢測、超聲檢測、射線檢測等多種方式，利用渦流紅外、磁記憶等多種新型的無損檢測方法，按照不同的性質(zhì)確定無損檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍?，F(xiàn)階段在特種設(shè)備鋼絲繩檢測過程中，要及時地發(fā)現(xiàn)缺陷，有針對性地進(jìn)行維修和保養(yǎng)，保障設(shè)備處于良好的運(yùn)作狀態(tài)。無損檢測技術(shù)的應(yīng)用，能在多個角度發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題，及時的排除設(shè)備存在的安全隱患，保障設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)作，達(dá)到預(yù)期的生產(chǎn)。特種設(shè)備在進(jìn)行無損檢測時，要考慮到設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境、現(xiàn)場生產(chǎn)狀況，選擇最優(yōu)的無損檢測方式。考慮到檢測方法的時效性，具體問題具體分析，針對個別情況，可以對檢測結(jié)果進(jìn)行反復(fù)檢驗，使用兩種以上的無損檢測方式，提高檢測結(jié)果的精準(zhǔn)性。無損檢測技術(shù)的應(yīng)用，對特種設(shè)備檢驗起到積極的推動作用，一旦發(fā)現(xiàn)問題，要及時地采取補(bǔ)救措施，保障設(shè)備安全生產(chǎn)。

4 機(jī)電類特種設(shè)備鋼絲繩檢測中無損檢測技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新

從機(jī)電類特種設(shè)備誕生以來，在進(jìn)行鋼絲繩無損檢測過程中，各工作人員都在尋找不同的方法，努力延長鋼絲繩的使用壽命，在鋼絲繩斷裂之前進(jìn)行更換。為了提高鋼絲繩的安全使用，工作人員迫切需要一種能夠?qū)︿摻z繩各種損傷實(shí)施定量、定性、無損檢測的技術(shù)設(shè)備TCK弱磁檢測技術(shù)。它能夠根據(jù)空間磁場態(tài)勢的運(yùn)動變化規(guī)律，進(jìn)行鐵磁性物質(zhì)無損探傷。一直以來，機(jī)電類特種設(shè)備鋼絲繩需要面對高強(qiáng)度的力學(xué)工作，投入的時間較長，金屬疲勞基本上是無法避免的，金屬疲勞具有一定的潛伏性和暴發(fā)性。通過科學(xué)有效的檢測方式延長鋼絲繩的壽命，都是國內(nèi)外研究者的工作重心。從歷來的研究發(fā)現(xiàn)多為內(nèi)部和外部檢驗兩種方式，外部檢驗主要是為了分析鋼絲繩的表面現(xiàn)象，判斷鋼絲繩是否出現(xiàn)腐蝕、變形、外部結(jié)構(gòu)缺陷等，磨損程度也可以借助游標(biāo)卡尺測定。

弱磁探傷儀在使用過程中具有較高的穩(wěn)定性能，擺脫了檢測速度對輸出信號的影響。該技術(shù)在使用過程中容易受到環(huán)境溫度以及結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響?？梢酝ㄟ^自身的傳感器檢測鋼絲繩是否出現(xiàn)翹絲、松動、變形等，也可以借助現(xiàn)有的儀器設(shè)備判斷鋼絲繩的使用狀況。在內(nèi)部檢驗過程中，根據(jù)檢驗以及報廢經(jīng)驗，分析鋼絲繩內(nèi)部是否出現(xiàn)金屬疲勞或腐蝕，金屬疲勞多是由檢驗經(jīng)驗進(jìn)行判斷，在內(nèi)部檢查過程中，多使用夾鉗處理的方式，將兩個夾鉗固定于鋼絲繩之上，保持10～20cm的距離，朝著鋼絲繩捻向相反的方向進(jìn)行操作。常規(guī)檢驗技術(shù)對人員的要求較高，內(nèi)部檢驗鋼絲繩問題具有較高的隱蔽性，容易出現(xiàn)操作失誤。而在內(nèi)部檢測過程中，使用無損檢測技術(shù)，能夠結(jié)合物理性質(zhì)進(jìn)行缺陷或組成結(jié)構(gòu)差異的分析，在不破壞檢測物體性能以及形態(tài)的基礎(chǔ)上，通過直觀的測量方式獲得檢驗物體的變化情況，從而分析被檢物的性質(zhì)、重量、狀態(tài)等。結(jié)合電渦流檢測法、電磁檢測法、電磁檢測探頭等對鋼絲繩缺陷進(jìn)行定性以及半定量的檢測。在我國機(jī)電內(nèi)特種設(shè)備鋼絲繩無損檢測過程中，要參照發(fā)改委頒布的鋼絲繩在線無損定量檢測方法和判斷規(guī)則。結(jié)合空間磁場的變化規(guī)律進(jìn)行弱磁檢測，該技術(shù)能有效地估算出鋼絲繩的剩余承載力以及使用壽命，此技術(shù)是國際公認(rèn)的鋼絲繩安全承載力檢驗的依據(jù)之一，能夠?qū)δp金屬疲勞斷絲進(jìn)行精準(zhǔn)評估。弱磁檢測技術(shù)是無損檢測領(lǐng)域的重大突破，為鋼絲繩無損檢測奠定了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。弱磁檢測技術(shù)在校驗過程中，針對性地研發(fā)出了機(jī)電特種設(shè)備鋼絲繩的在線自動檢測，能夠進(jìn)行鋼絲繩在線檢測集中控制。尤其是在線自動檢測系統(tǒng)，能夠降低事故的發(fā)生概率，保障人們的生命財產(chǎn)安全。

5 結(jié)語

機(jī)電類特種設(shè)備、鋼絲繩無損檢測技術(shù)，能夠保障鋼絲繩運(yùn)行安全。在使用過程中，要加大技術(shù)管理，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。一直以來，安全檢測是獨(dú)立的管理課題，尤其是將控制安全檢驗行為作為日常管理目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)檢驗人員的安全職責(zé)，將檢驗作為保障安全的主要手段。在新時期背景下，相關(guān)工作人員要突破陳舊觀念，改變傳統(tǒng)僅憑經(jīng)驗應(yīng)對隱患的低效率手段，結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，加大安全事故的防范。安全，它是常識，更是一種科學(xué)。機(jī)電類特種設(shè)備不管是在生產(chǎn)、使用等，都離不開完善的技術(shù)規(guī)范，操作準(zhǔn)則以及檢驗技術(shù)，必須要以技術(shù)作為支撐，結(jié)合科學(xué)有效的管理方法，采用先進(jìn)的技術(shù)手段，這是保障機(jī)電類設(shè)備安全檢查工作的重中之重。為了科學(xué)管理，依法監(jiān)督，徹底消除安全隱患，機(jī)電類特種設(shè)備，在進(jìn)行無損檢測過程中要依靠先進(jìn)的技術(shù)手段，同時也離不開扎實(shí)高效的政府監(jiān)管。安全事故重于泰山，在進(jìn)行機(jī)電類特種設(shè)備鋼絲繩無損檢測過程中要參照國家頒布的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)特種機(jī)電設(shè)備安全監(jiān)察工作意見》明確特種設(shè)備安全工作重點(diǎn)，建立完善的特種設(shè)備安全評價體系，以設(shè)備以及技術(shù)作為突破口，大力推動對重要部位鋼絲繩運(yùn)行動態(tài)的連續(xù)控制和管理，提升鋼絲繩的安全使用性能。實(shí)際上，免停機(jī)的全過程監(jiān)測是技術(shù)與管理發(fā)展的新趨勢?，F(xiàn)階段，在經(jīng)濟(jì)的推動之下，我國機(jī)電類特種設(shè)備無損檢測技術(shù)層出不窮，特種設(shè)備也逐步增多，分布較為廣泛，導(dǎo)致無損檢測技術(shù)可能會出現(xiàn)良莠不齊的現(xiàn)象。在進(jìn)行監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)，專業(yè)檢查機(jī)構(gòu)人員不足，工作量巨大，技術(shù)設(shè)備水平各異，安全事故頻發(fā)。無損檢測技術(shù)并沒有全方位地覆蓋到各個區(qū)域、各臺設(shè)備。因此，在進(jìn)行無損檢測技術(shù)應(yīng)用過程中，要把握鋼絲繩的動態(tài)持續(xù)，可以建立針對電梯鋼絲繩到社區(qū)集中監(jiān)測系統(tǒng)。對鋼絲繩進(jìn)行集中監(jiān)測，提高生產(chǎn)效率，徹底的消除安全隱患，節(jié)約用繩成本。全面提高我國特種設(shè)備安全技術(shù)監(jiān)管水平，著力的保障改善民生，推動社會持續(xù)發(fā)展，更好地造福區(qū)域人民，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、保障人民安居樂業(yè)。

參考文獻(xiàn)

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