钢丝绳检测

钢丝绳是由多根钢丝绕在绳芯上制成，其制作过程相当复杂。制作钢丝绳的主要部分是绳股；在由股绕成绳时为了保持钢丝不变形，需要在钢丝绳中添加绳芯。

1、钢丝绳的标准体系：

钢丝绳是起重运输机械等的关键设备，其结构和规格繁多，技术条件复杂，给订货和使用带来麻烦，我国现在对钢丝绳的标准体系相对来说比较完备了。

钢丝绳术语、标记和分类 GB/T 8706—2006

钢丝绳验收及缺陷术语 GB/T 21965—2008

钢丝绳弯曲疲劳试验方法GB/T 12347-2008

钢丝绳包装、标志及质量证明书的一般规定 GB/T 2104-2008

重要用途钢丝绳GB 8918- 2006

粗直径钢丝绳 GB/T 20067-2006

钢丝绳破断拉伸实验方法 GB/T 8358—2006

铁磁性钢丝绳电测检测的方法GB/T 21837—2008

股：钢丝绳的组件之一，通常由一定形状和尺寸的钢丝绕一中心沿同一方向捻制一层或多层的螺旋状结构。国家标准中规定了十五种股的分类。

圆股

三角股

椭圆股

扁带股

背景：

1、钢丝绳的有着广泛的应用，在矿产、冶金、建筑、旅游、交通运输、港口码头、石油钻探、军事工业等许多应用。

优点：抗拉强度和抗疲劳强度高、工作平稳可靠、承受过载能力强，在高速运行条件下卷扬噪声小

2、由于钢丝绳的损伤程度和承载能力直接关系到人身和设备的使用安全，所以需要有有效的检测方法。

传统避免钢丝绳事故发生的方法：人工目视检查法和定期强制更换的方法

第一种方法：主观性太强，不能定量的评价钢丝的损坏程度；造成很大的浪费，据统计：70%以上的被强制更换的钢丝绳很少或者基本上没有很大的强度的损耗。

3、因钢丝损伤造成的事故

A. 在煤炭工作系统中钢丝绳损伤故障是第三大灾难，仅次与瓦斯爆炸和顶板脱落。

在2004年到2005年之间因为钢丝绳断绳故障导致的事故就将近有1065起，造成死亡人数为1142人。

B、港口方面，上海港务局对在港口发生的事故进行分析，结果表明有39%是由于钢丝绳问题导致的事故。

C、另外在其他方面，钢丝绳的安全问题也是至关重要的。

研究：

要求进一步对钢丝绳的检测方法进行研究，主要体现在以下方面：

1、随着科技的发展，首先钢丝绳大多数都对其进行了预应力处理，经过处理后的钢丝绳断丝相比以前有了更多的收敛；其次，随着钢丝绳结构制作的越来越复杂，其损伤也是各种各样。检测难度越来越大。对钢丝绳实行人工检测变得不准确，不可能有效的判断对钢丝绳出现的内部损伤。

2、一般情况下，现在所使用的钢丝绳的长度是几百米，甚至上千米，人工检测变得不现实。

3、由于实际中应用中需要不同的钢丝绳，这就决定了钢丝绳直径有大有小，直径大的钢丝绳所需的费用也高。所以加强钢丝绳的安全检测更必不可少了。

发展：

早期检测：早期制作的钢丝绳由于没有经过预应力处理，当出现断丝时，断丝会翘出，就会有断丝露在外

面，从而产生最原始的检测方法：人工目测法。

人工目测法的工作过程：工作人员站在低速运行的钢丝绳旁边，手抓棉纱并一直捋摸钢丝绳，钢丝绳在运行时，如果出现挂纱现象，则疑似该地方有断丝出现，便将钢丝绳停下，对此处进行详细的检测。

钢丝绳无损检测方法有：固体声测法、声学检测法、光学检测法、X-射线检测法、涡流检测法、振动检测法、电流法、磁致伸缩法以及电磁检测法。

以上方法。除电磁检测法在实践中得以应用外，其他检测方法仅限于实验室研究，而且电磁检测法是公认的最可靠的检测方法。

电磁检测法：

我国国家标准铁磁性钢丝绳电测检测的方法GB/T 21837—2008中规定了四类电磁法检测仪器：

一、交流电磁类仪器

交流电磁累检测仪器的工作原理类同于变压器原理，初级和次级线圈环绕在钢丝绳上，钢丝绳犹如变压器的铁芯。初级线圈的电源为20Hz~30Hz的低频交流电。次级线圈测定钢丝绳的磁特性。钢丝绳磁特性的任何关键变化会通过次级线圈的电压变化反映出来。电磁类仪器通常是在低磁场强度的条件下工作，因此在开始检测前，有必要将钢丝绳彻底退磁。此类仪器主要用于检测金属横截面积变化。

探测线圈

电磁类仪器传感器头示意图

二、直流和永磁类仪器：

直流和永磁类仪器提供恒定磁通，通过传感器头磁化一段钢丝绳。钢丝绳中轴向总磁通，能通过霍尔效应传感器、环绕线圈，或其他能有效测定磁场或稳恒磁场变化的适当装置来测定。传感器输出的是电信号，在磁回路可感应范围内，其输出的电压与钢含量或金属横截面积变化成正比。此类仪器用于测定金属横截面积变化。

用感应线圈测量金属横截面积损失的永磁类设备传感器头示意图

用霍尔装置测量金属横截面积损失的永磁累设备传感器头示意图

三、漏磁类仪器

直流或永磁类仪器提供恒定的磁通，通过传感器头来磁化一段钢丝绳，钢丝绳中不连续所引起的漏磁，能用不同传感器来检测。传感器输出的是电信号，并被记录。此类仪器用于测定LF。但它不能明确给出有关损伤的确切数量方面的信息，只能给出钢丝绳中断丝、内腐蚀和磨损等是否存在的提示性信息。

断丝导致漏磁的示意图

四、剩磁类仪器

直流或者永磁类磁化装置对钢丝绳磁化后，在确保外加磁场已移去或者无外磁场影响的情况下，利用磁性钢丝绳的剩磁特性，采用能有效测定剩余磁场变化的适当检测装置，来测定钢丝绳内剩磁场的变化。此类仪器能用于测定金属横截面积的变化和局部损伤的存在。

磁化和检测同步的方式

钢丝绳无损检测发展历史：

四个阶段：探索阶段、实践阶段、相对成熟阶段和提高阶段

探索阶段：20世纪初到20世纪50年代。由南非人首先研制成世界上第一台钢丝绳电磁无损检测装置，用于检测钢丝绳的截面损失，这种方法称为AC法，这一阶段由于产集肤效应导致精度底，难以使用。后来，德国人采用直流励磁的方法对钢丝绳的局部损伤进行检测，由于直流励磁设备庞大笨重，操作复杂，信噪比低。

实践阶段：20实际60-80年代中期，各国学者针对钢丝绳无损检测在原理和实践中存在的问题进行深入的