复杂环境下钢丝绳无损检测技术研究

张明明

(长沙矿山研究院有限责任公司， 湖南 长沙 410012)

矿山竖井、斜井提升和水平运输装置常采用钢丝绳作为传动连接，钢丝绳在使用中易于出现磨损和断丝等损伤。传统的检查是根据眼观、手摸、游标卡尺测量做出判断，估算其使用寿命或者定期更换，存在一定的安全隐患，增大了人力成本并且效率不高，因钢丝绳问题导致的事故屡见不鲜，钢丝绳在线检测装置应运而生，在一定程度上保证了钢丝绳的安全运行，并在安全运行的前提下减少了因过早报废而产生的浪费。目前，采用永磁、漏磁原理制造的钢丝绳无损检测设备占据主导地位，但是对于检测现场条件复杂、钢丝绳内具不同丝径的判定技术有待提高。

1 基本原理

不同公司基于永磁、漏磁原理制造的钢丝绳无损检测装置虽然略有不同，但原理基本相同，如图1所示。检测时磁头包裹着钢丝绳并作相对匀速运行。钢丝绳中的任何缺陷如断丝、磨损、锈蚀等都会引起漏磁量和磁通量的变化，从而被霍尔传感器捕捉，经过数据采集器与计算机连接，再用其产品公司专业的软件输出直观的模拟信号。

1.1 LF型缺陷

局部LF型损伤主要是指钢丝绳中的断丝、钢丝的蚀坑、较深的钢丝磨损或其它钢丝绳局部物理状态的退化等。LF型缺陷的特点是钢丝绳的金属断面积突然减小，其常见形式是断丝，包括使用过程中钢丝产生疲劳、磨损、锈蚀等情况以及钢丝受力不均时发生的剪切、过载和扭结等。

（2）构建素数域上椭圆曲线的运算法则[16,18]。EP(a,b)上的点按如下加法法则构成一个Able群：

为了更客观地反映绿色经济发展现状，从而识别绿色经济发展水平，找出发展中存在的问题，在构建绿色经济发展评价指标体系时，应遵照以下原则:

1.2 LMA型缺陷

对于使用空气标定的钢丝绳无损检测设备，标定对象应为新绳，当现场无法满足条件时，应挑选不过天轮或摩擦不到的位置多标定几次，计算磨损量时相应进行修正；判定断丝时，对于接近限值范围的丝径位置应反复确认。对于使用标准丝标定的钢丝绳无损检测设备应保证标准丝无磨损、无锈蚀，选取最大幅值时，应在上升段与上升平稳段的节点上，对于上升平稳段出现的波动其实是磁场的一种不稳定特性，不宜在此区间内选取最大标定幅值。

无论采用哪种标定的钢丝绳无损探伤装置，首先操作人员要保证按产品说明书要求正规操作，在此基础上才能进行下一步试验，对于已确定钢丝绳有“断丝”的情况（离开现场进行软件分析时，期间又检测了多种丝径钢丝绳），方便快速定位可不进行标定，这样显然不能准确判定钢丝绳的状况，但是可以快速判定钢丝绳上有无黏带铁性物质，排除误判。

2 影响因素

2.1 操作行为

行业内还有某些不用电脑软件分析波形的钢丝绳无损检测装置，精度一般也不高，只能检测钢丝绳型号范围内的钢丝绳，检测范围有限。用这种装置开展钢丝绳检测工作时，要求输入的钢丝绳型号、捻距和镀层等信息一定要精确，判断出有“断丝”时，应反复检测并确认。

金属横截面LMA型缺陷是指钢丝绳横截面上金属截面积总和减小的损伤，通过仪器进行检测，并比较检测点与钢丝绳上象征最大金属横截面积的基准点来测定。LMA型缺陷的特点是钢丝绳的金属断面积在较长范围内普遍减小，主要包括磨损、长距离锈蚀、绳径缩小等。

daoh.any2000：《金 粉 世家》是通俗文学大师张恨水早期新闻生涯积累的生活素材的一次集中展现，北洋军阀统治时期国务总理的儿子金燕西偶遇平民女子冷清秋，不惜一切代价苦苦追求，而学生身份的冷清秋虽内心清高、孤傲，但囿于对金燕西的绝对信任，与他一起走进了婚姻的殿堂。于是和金燕西演出了一场从恋爱、结婚到婚变、出走的感情悲剧。与此同时，另外一条线索也贯穿其中，金燕西的父亲国务总理金铨在官场上的跌宕起伏，到最后的突然离世，暴露了北洋军阀时期官僚们骄奢淫逸、勾心斗角的丑恶嘴脸。这是一部长途跋涉的连载作品，1926年在北京《世界日报》上连载，至1932年刊完，近乎6年。

任何设备都离不开人的操作，矿山复杂的工作环境会影响检测人员的心理和生理状态，特别是井下钢丝绳的使用环境更为恶劣，进而影响钢丝绳无损探伤装置的检测进展和结果。为了减少人为因素对钢丝绳无损检测的影响，除了对检测人员的技术培训外，还应尽可能改善矿山环境。当环境因素无法进一步改善时，可连续对钢丝绳进行多次无损探伤检测，掌握整个钢丝绳实际使用情况。重复性检测对钢丝绳的使用有着至关重要的作用，亦是精度的重要体现。现场检测时，可对同一条钢丝绳用同一台仪器前后两次或多次检测，应该保证结果完全一致。同时，检测人员应按规操作，选取合乎钢丝绳无损检测要求的合理方案，尤其是前期对钢丝绳无损检测装置进行标定时，应着重考虑其精 确性。

2.2 加速度

总之，速度的变化会严重影响钢丝绳检测装置对钢丝绳的判断，人员操作首先要保证安全速度、平稳、快速启停、减少盲区，或者分段、重复、过盈检测。

④中枢神经系统疾病：老年痴呆(Alzheimer's disease,AD)、帕金森病(Parkinson's disease,PD)等神经退行性病变；

钢丝绳表面难免会有油脂凝块或异物附着，所以也不能高速检测钢丝绳，因为高速检测时所蕴含的操作风险及检测数据的准确性是很不稳定的。多数矿山长距离提升运输时，提升容器经过中间巷设有减速功能，此时为了达到钢丝绳无损检测速度平稳要求，建议提升设备设置为最小速度运行，当然也不能小于检测装置本身的最小速度标准。对于斜井或水平运输的提升设备，因为钢丝绳自重产生一定的松弛量，设备启动前必须做好防护，防止钢丝绳弹起伤人，其次在用钢丝绳无损探伤装置检测时，要保持装置安全可靠，同时标记达到平稳运行前的区间段，并且不做判断，完成本次检测后，换取多个位置使速度平稳段覆盖此位置，减少不确定判定区。

提升设备运行时，启动和停机存在加减速度段，在此过程中钢丝绳检测的输出波形是倾斜的，原则上不进行分析，而钢丝绳无损探伤装置一般选取钢丝绳与提升容器连接装置附近作为检测点，此段属于钢丝绳无损检测的盲区，这样就需要根据眼观、手摸、游标卡尺测量等手段做出判断，相应检测接近停机结束速度下降段也应该如此。

2.3 振动

钢丝绳无损检测装置运行时避免不了振动，细微振动对其基本无影响。基于永磁、漏磁原理的钢丝绳无损探伤装置本身就是一种通过软件分析干扰（磁通突变）的系统，取其最大值。但是突然出现大的振动，波形会有明显的上升、下降过程或者尖峰。当检测人员明显看出振动现象时，可根据振动程度选择是否停机，判断振动产生的原因，如果是偶然原因可重复检测几次；如果原因不明，可以通过同一工况多绳对比、同一条绳钢丝绳多次对比，如果是钢丝绳摆动幅度过大（多见斜井运输或尾绳），建议停止检测。

操作移动式钢丝绳无损检测装置磁头时，原则上不进行硬固定，固定安装会增加钢丝绳无损检测的安全风险，操作人员也不能手扶，除非钢丝绳运行工况非常好，可采用固定式钢丝绳无损检测装置，保证人员和设备安全。为了避免在检测时损伤钢丝绳及磁头，减少撞碰产生的振动，可以用麻绳或安全带等固定把手，突发状况时要迅速停止提升设备。

6、落实其他扶贫政策，全面解决贫困人口的生活困境。其他扶贫政策包括危房改造、安全饮水、公共文化、生态护林、公益岗位、低保五保、养老保险、高龄补贴等。2016—2018年，谷城县共救助农村低保7824人，农村五保3975人，保障标准逐年提高，年均增幅达18%，高于湖北省定扶贫标准。

2.4 绳内不同丝径

钢丝绳是由一定数量的钢丝按照一定的方向绕股芯捻制成股,一定数量的绳股再按照一定的方向绕绳芯捻制成绳，随着钢丝绳研制技术的发展,部分钢丝绳内部结构越来越复杂，内含几种丝径的钢丝，还含有中心丝、补楞丝和填充丝等，在线无损检测都要进行判断和分析。对这种钢丝绳进行整绳无损检测时，由于绳内含有各种丝径的钢丝，基于永磁、漏磁原理的钢丝绳无损检测装置明显不能精确判断其断丝根数，可以通过局部直径减小量或者其他计算分析方法确定范围，咨询经验丰富的钢丝绳检测专家做出判断。

小部分钢丝绳中钢丝的直径达到了百分之几毫米级别，这样对钢丝绳无损检测设备的精度要求非常高，精度太高受到干扰畸变程度越严重，降低了钢丝绳无损检测的准确性，可以通过检测区域内漏磁通幅值的大小大概确定一个断丝的范围 ，作为参考区域在此进行多次检测，进而定量分析确定其断丝大概数量，再做出判断是否更换。

2.5 油污黏带

钢丝绳的使用环境对其寿命起到十分重要的作用，缠绕式设备用钢丝绳多数可以用油来减少其腐蚀程度，定期打油累计产生的混合了各种杂质的过多油污有一定的黏带效果，阻碍钢丝绳无损探伤设备磁头正常运行，特别是配套内径余量不够，或者钢丝绳摆动比较大时尤为明显，这也是钢丝绳无损检测设备不能高速检测的一个重要原因。建议检测开始前对钢丝绳进行清理，并经常用汽油或无水酒精等电子电器用清洁剂清洗钢丝绳无损检测磁头。

2.6 外部信号

基于永磁、漏磁原理的钢丝绳无损检测装置是通过采集漏磁量和磁通量的变化，并转化为电信号进行工作的，对外部有磁感应设备信号不能做到绝对屏蔽。众所周知，磁和电信号在设备运行时易被干扰，为了避免出现不确定结果对钢丝绳的状况产生误判，检测时应尽量远离强、弱电设备及线路，不要在现场附近开对讲机和手机等通讯设备，同时需要钢丝绳无损检测装置使用单位定期对其进行返厂校验，保证无损检测装置的良好运行。

相邻比较近的两根或多根钢丝绳应在保证不阻碍钢丝绳无损检测装置平稳运行的前提下，采取有效的隔离措施，屏蔽杂散电流、故障漏电或杂质静电，操作时严禁两根或多根钢丝绳同时穿过磁头，保证钢丝绳无损检测的安全和精确性。

3 结语

通过国内外专家对无损检测技术不断的改进和创新，钢丝绳无损探伤装置的科技含量越来越高，对干扰信号的屏蔽手段和软件分析时的修正算法日益完善，但是复杂环境制约了其发展，目前标准规定的判废依据都是经验值或是在实验室理想状态下得出的结论，与实际使用工况相比还存在一定的误差。本文简约研究了在复杂环境下如何操作无损探伤装置进行检测，减少不必要的人力和物力，提高了检测设备及被试设备安全性。