竖井钢丝绳的无损检测探讨

王春雷，张建滨

（山东黄金矿业股份有限公司新城金矿，山东 莱州 261438）

现如今，在检测矿用提升钢丝绳的过程中，人工目检方法跟钢丝绳电磁无损检测方法都是非常常见的方法。通常情况下，传统形式的人工检测方法主要包括以下几个部分：第一个是目测检测方法，第二个是触摸检测方法。在检测的过程中，人工触摸并且使用卡尺、卷尺和放大镜等辅助工具检查钢丝绳，虽然取得了一定的效果，但是局限性还是比较明显的，且整体的效率也存在明显的欠缺。甚至还存在以下几个方面的影响因素：第一个是人为主观影响因素，第二个是油污、矿泥污染钢丝绳，并且，通常情况下，内部缺陷是很难被发现的，所以，如果只是采取传统方法是很难准确评定钢丝绳是不是应该报废的，其局限性非常的强，所以选择可靠的检测方法，可以提升检测结果的安全性、可靠性，不管是采取定位检测、定性检测，还是定量检测都可以取得非常显著的效果[1]。

1 竖井提升钢丝绳的安全系数

在我国现行的《煤矿安全规程》中，对于钢丝绳安全系数的计算方式给予了详细说明，即通过实际测量胡钢丝拉断力总和与之承受最高的静拉力之比，这种计算逻辑是基于静拉力的基础上来进行的，但在运用过程中个，钢丝绳除了承受静止状态下的载荷外，动载荷也会存在于其中。一般情况下，动载荷包括正常和非正常两种情况。正常动载荷主要是针对速度变化、启动等环节所受到的振动冲击，而非正常情况下的动载荷即指的是系统在运行的同时出现故障而导致自身承受的意外冲击。

在正常状态时，紧急制动的环境下，钢丝绳的载荷值最高，且总张力等于静张力的2倍。鉴于张力的作用，钢丝绳的安全系数始终无法控制。在运行的同时，捻制强度下降,整绳破断力小于钢丝破断力总和,整绳破断力下降的百分数,常用的普通圆股钢丝绳为14%；三角股钢丝绳为14%～16%。除此之外，当钢丝绳磨损或者生锈后，都会不同程度的影响其使用的安全性能。

首先，断丝问题。这种现象主要是因为钢丝受到过大的弯曲压力而导致的一种疲劳的工作现象，断丝问题将会严重减少钢丝的断面，进而降低了其工作强度。

其次，磨损问题。通常如果没有过度的锈蚀是不会影响其工作效率的，这一问题主要是通过钢丝绳直径变小、断面减少来体现的[2]。

最后，锈蚀问题。一般而言，如果不给予镀层，那么遇到酸性液体时，会对其整体产生严重的腐蚀，进而降低钢丝绳的工作强度。据信息显示，略有锈蚀，会使其工作强度降低10%，而更严重者会将达到15%以上。

当提升机紧急制动后，加上以上因素的存在，会使得钢丝绳的安全系数出现极大的下滑，即悬挂时其安全系数是9，使用后捻距内断丝面积为5%，无磨损和锈蚀,此时钢丝绳实际安全系数仅为3.6。当出现上述情况，其安全系数会更低。

2 钢丝绳无损检测的标准

2.1 钢丝绳无损检测的重要价值

现阶段，随着我国深井的快速发展，所以对于配套的钢丝绳性能则提出了更为严格的标准以及要求，深井提升的过程中，在使用多层不旋转钢丝绳的过程中，需要格外的注意，实质上来说，钢丝绳的实际组成部分如下：第一个是外层股组成部分，第二个是内层股组成部分，在深井提升的过程中，不管是使用目检方法还是使用手检方法，都很难准确检出中钢丝绳内部断丝问题与锈蚀问题等，由此一来，在使用钢丝绳的过程中，则存在非常巨大的安全隐患。在实际工作中，一部分钢丝绳因为过早报废，所以形成了非常大的成本浪费，为了降低这种成本浪费，并且为了安全使用确保钢丝绳，我们应从根本上重视钢丝绳的无损检测，发挥其安全价值以及经济价值。所以，我们需要定期的检测钢丝绳使用情况，最好是采取钢丝绳无损检测方法，以此为基础降低发生钢丝绳事故的几率，并且满足安全用绳、经济用绳的最终目的。

2.2 钢丝绳无损检测的标准

转变传统形式的目检方法、手检方法，选择最佳的无损检测方法，选择无损检测的过程中需要满足以下严格的标准:第一个标准，无损检测方法需要使用精确的、可靠的设备予以配套实施，选择的方法以及设备需要满足所有钢丝绳问题检测的需求，其中问题检测的内容如下：金属截缩小面积问题、遗漏问题、断丝问题、错误问题、锈蚀问题。第二个标准，在检测之后得到的无损检测结果需要从根本上满足矿山安全规程中的相关钢丝绳的试验以及安全规定，在使用仪器完成测量之后，得到的各种数据、各种图形，都应该可以被转换成对应矿山安全规程规定的结果才行。第三个标准，如果使用单纯形式的检测设备，那么其检测的过程以及结果都存在局限性，在检测钢丝绳所有问题的过程中，最好是使用“人机结合”的方式，以此才可以得到最佳的检测结论，这样一来，就可以为矿山准确的判断提供参考依据。第四个标准，在检测的现场，需要给与基本检验的相关结论，这样一来，时效性就非常的明显[3]。

3 对比钢丝绳无损检测方法与传统人工检测方法

3.1 传统人工检测方法

（1）检测面积十分有限，无法保证其准确率。钢丝绳的外层钢丝是可以通过目检来进行检查的，但相比于钢丝绳总金属截面积来说，检测范围只能占其中的四成左右。对此，只有20%的钢丝绳金属截面积是可以通过目检和触摸检验方法检测，也就是说目检=20%真凭实据+80%预后判断。

（2）只能对于表面的缺陷有所了解。虽然人工检测会起到一定作用，但精准度十分有限，而且并不能将所有问题都能挖掘，特别是钢丝绳表面被绳油、矿泥等一些附着物覆盖等问题，几乎无法及时发现，这对于后期工作而言会埋下很大的隐患。

（3）目测方式和有关外观检测效率较低。通过人工检测的方式会增加人力成本以及时间成本等，而且遇到长度较长的钢丝绳检测时，需要更久的时间才能完成，因此在这一过程中，很多工作人员的视觉疲劳等问题就会出现，进而会增加检测结果的失误，从而降低了整体的管理效率。

人工检测与无损检测对比情况入下所示：

对于人工检测方法来说，其采取的作业方式是手摸检测方法、目测检测方法、卡尺测量检测方法，采样的密度则为间隔检查方法，且非常容易存在漏检的情况。人员的要求则是具有丰富经验的，且体力非常好的。作业的难度则是需要检测人员裸手检查，还会受到环境的影响。并且，对于结果的可靠性，人工检测方法只能发现明显外部缺陷；人工检测方法结果的系统性则指的是记录非常的零散，并且，可追溯性差等问题，对于结果的直观性，也就是说，采取无损检测方法可以完成主观的记录、主观的分析。

对于无损检测方法来说，其采取的作业方式是漏磁检测方法，采样的密度则为联系不间断的检测，人员的要求则是专业考核上任，作业的难度则是不用对环境提出过高的要求，对于结果的可靠性，无损检测方法则为不管是内部还是外部都可以进行定量检测、定位检测、定性检测。并且，无损检测方法结果的系统性则指的是可以对全部的历史数据进行保存，并且还可以实现可追溯性价值，对于结果的直观性，也就是说，采取无损检测方法可以在波形图中得到整绳的实际状况。

总而言之，在严格对比之后发现，针对钢丝绳检测，采取无损检测方法效果非常明显，并且还具备非常高的准确性，在使用无损检测方法的过程中，可以从根本上掌握钢丝绳的实际使用状况，以此满足安全用绳的实际标准，还可以延长钢丝绳的使用寿命，并且实现钢丝绳使用成本的整体节约[4]。

3.2 钢丝绳无损检测的最终目的

第一个目标是使用钢丝绳无损检测方法完全代替人工检测方法，以此实现检测效率的提升。在使用专用无损检测仪器以及设备的基础上，我们可以得到非常高的检测效率，相比较人工检测方法，其可以提升6倍左右的检测速度，并且还可以得到更高的检测质量，还能最大程度缩短检测的时间，还可以准确的判定钢丝绳的实际使用状况，并且还可以提升每一次检测数据的追溯性跟准确性。第二个目标是在使用已有检测数据的基础上，完善后续的一系列科学维护工作。基于实际的钢丝绳使用状况，完善检测数据的量化处理跟综合分析，坚持一个有的放矢的基础原则，完善后续维护方案的针对制定，以此准确判断钢丝绳问题，延长使用的寿命，并且完善企业成本的节约。第三个目标，在使用历史数据的基础上完善检测数据库的构建，为了实现钢丝绳使用寿命的准确判断，完善数据保障力度的提升。对于同一根绳的比较，可以在使用无损检测方法的基础上对比当前的检测数据跟历史的检测数据等，以此得到实际情况以及检测的速率，以此实现钢丝绳使用寿命的预测[5]。

4 结束语

综上所述，对于提高矿山生产的过程中，想要提升安全性，并且提升生产效率，就离不开钢丝绳无损检测技术的使用，其意义是非常明显的。现阶段，相比较世界其他矿业发达国家，我国矿用钢丝绳无损检测方法以及效果明显比较差。现阶段，中国有近30多条的深井，在开采深度不断增加的基础上，我们更应该重视矿山的安全性，所以，未来的钢丝绳无损检测将得到社会各界的重视。