起重机用钢丝绳的选择及检验方法

贾雪峰 秦应鹏 和大龙 吴艳成

（1.泰安市特种设备检验研究院 泰安 271000）

（2.山东龙辉起重机械有限公司 泰安 276000）

（3.临沂市特种设备检验研究院 临沂 276000）

起重机钢丝绳具有较轻的自重，同时具有显著的挠性和强度，因此在起重机运行中，钢丝绳发挥着重要作用。但是实际工作中，起重机钢丝绳很容易发生挤压和弯曲变形等问题，如果工作人员选择了不合适的钢丝绳，将会影响起重机钢丝绳运行的安全性。钢丝绳是起重机的重要部件，因此工作人员需要遵守科学性原则合理选择起重机钢丝绳，为了保障起重机的使用性能，检验人员需要加大力度检验钢丝绳，发现起重机钢丝绳存在的问题，制定有效的解决方案，从而保障钢丝绳的运行质量。

1 起重机钢丝绳的选择

钢丝绳是起重机的重要组成部分，如果选择不合理将会影响整体工作进展，引发严重的安全事故。结合起重机钢丝绳工作标准，在选择起重机钢丝绳过程中，首先需要结合起重机钢丝绳的安全系数选择起重机钢丝绳，保障起重机钢丝绳安全系数符合国家相关标准。如果起重机钢丝绳安全系数不符合标准，将会埋下安全隐患。其次在选择起重机钢丝绳的过程中，需要结合起重机钢丝绳的价格。为了保障整体工作效果，工作人员需要分析起重机具体使用场所下所需钢丝绳的成本，从而提高整体性价比。最后还要高度关注起重机钢丝绳的数量，这就要根据实际工作需要确定起重机钢丝绳数量。

1.1 确定钢丝绳的安全系数

在选择起重机钢丝绳的过程中，需要考虑起重机的种类和钢丝绳的安全系数，结合起重机变幅和起升机构等级等，以此确定起重机钢丝绳安全等级。在确定起重机钢丝绳安全参数的过程中，工作人员需要根据相关规范内容要求确定安全系数，见表1。[1]

表1 不同工作等级的起重机钢丝绳安全系数

1.2 钢丝绳的强度计算

选择起重机钢丝绳的过程中，需要利用相应的公式选择起重机钢丝绳的直径，保障起重机钢丝绳选择的科学性，见式（1）：

式中：

F1——钢丝绳最小破断拉力；

Fmax——起重机钢丝绳的最大工作静拉力；

S——钢丝绳的安全系数。

通过式（2）计算钢丝绳破断总拉力的最小值：

式中：

F0——钢丝绳破断总拉力；

φi——起重机钢丝绳破断拉力的换算系数。

结合计算结果可以确定钢丝绳的强度是否可以满足工作要求，保障起重机应用的安全性和稳定性。[1]

1.3 钢丝绳结构

起重机钢丝绳接触方式主要包括点、线、面，工作人员需要结合起重机运行参数选择起重机钢丝绳，保障科学地选择起重机钢丝绳。例如在选择起重机钢丝绳的过程中，工作人员可以利用线接触和交互捻以及钢芯圆股等方式，判断起重机钢丝绳的结构形式，确定选择的起重机钢丝绳是否可以满足起重机的运行要求。

2 正确使用起重机钢丝绳

在起重机运行过程中，钢丝绳发挥着重要作用。因此，需要正确处理钢丝绳的选择和使用。如果钢丝绳内外层绳股旋转力矩缺乏平衡性，钢丝绳的捻距将会被破坏，导致钢丝绳出现松弛的问题，起重机钢丝绳能承受的负载量也会因此受到影响。[2]

2.1 钢丝绳开卷的正确方式

起重机钢丝绳主要是利用卷的形式，展开或安装钢丝绳时，应采取各种措施避免钢丝绳向内或向外旋转，否则可能使钢丝绳产生结环、扭结或折弯，导致无法使用。包括从绳卷上放绳和从卷盘上放绳。在实际工作中，在进行钢丝绳放出操作时，应避免随意抽取，防止起重机钢丝绳出现打扭，或者形成圈套现象。为了避免出现上述不良趋势，宜将钢丝绳在允许的最小松弛状态下呈直线放出。

在钢丝绳安装过程中，使用环境和条件许可的情况下，必须保障钢丝绳总是朝着同一个角度扭转，也就是从钢丝绳卷盘上部放出的钢丝绳进入起重机或起重电动葫芦卷筒的上部，从绳卷盘下部放出的钢丝绳进入起重机或起重葫芦卷筒的下部[2]。如果钢丝绳的引出端是逆时针，那么要按照逆时针方向成卷。在起重机钢丝绳缠绕的过程中，需要在起重机专用的旋转托架上架设整卷钢丝绳。在松卷阶段，需要统一转动起升机构卷筒上的钢丝绳，此外还要统一钢丝绳和绳的方向。

2.2 正确的钢丝绳穿绕方法

对于起重机钢丝绳的合理运用来说，需要合理地挑选钢丝绳的捻缠绕方向，尤其是在起重机钢丝绳穿绕过程中，必须对起重机钢丝绳的捻向给予特别关注。当更改或替换起重机的钢丝绳时，需要注意钢丝绳绳槽中末端的位置，并确定卷筒上端部的固定位置。使用左捻的起重机钢丝绳时，要按照从左至右的方向缠绕起重机钢丝绳，同时在下方引出钢丝绳。使用右捻钢丝绳时，第1种情况是，要按照由左至右的方向缠绕起重机钢丝绳，并且是在卷筒上方引出钢丝绳的一端；第2种情况是，按照从右至左的方向缠绕卷筒上的钢丝绳，并且在卷筒下方引出钢丝绳。

3 起重机钢丝绳的检验方法

3.1 外观检验

工作人员确定起重机钢丝绳型号和数量之后，需要开展外观检验工作。在起重机钢丝绳外观检验过程中，工作人员需要检查起重机钢丝绳外观是否存在损坏问题。当前起重机钢丝绳市场中存在假冒伪劣产品，无法保障起重机钢丝绳应用的可靠性。在外观检验过程中，保障所有的起重机钢丝绳没有任何质量问题，杜绝利用存在问题的起重机钢丝绳。在起重机钢丝绳外观检验过程中，工作人员可以开展对比分析的方法。在建筑工程施工过程中，选用起重机钢丝绳，需要和钢丝绳生产厂家建立长期合作关系，对比未使用的起重机钢丝绳和新采购的钢丝绳，确定钢丝绳外观是否存在质量问题。如果起重机钢丝绳整体上没有较大问题，但是部分钢丝绳存在磨损情况，只有不影响直接应用效果，才可投入使用。

3.2 人工检验

起重机承载钢丝绳在实际环境和条件下使用时，其外表面与滑轮沟槽、卷筒外表面等物体表面接触摩擦而引起外部磨损后绳直径将变细变小，同时可能造成外层的钢丝被磨光滑或出现断丝，甚至断股折断的现象，这会使承受载荷的钢丝绳横截面积减小，进而影响它的抗拉强度。在日常人工检验中主要包括目测观察法和卡尺测量法，以下是具体的检验内容[3]：

1）断丝检验：在操作起重机的过程中，需要定期更换钢丝绳，因为钢丝绳在使用阶段很容易发生断丝问题，因此工作人员需要系统性地分析钢丝绳的内外部断丝情况，保障整体检验的严谨性。

2）端部断丝：钢丝绳的端部发生严重磨损，将会发生断裂问题，如果钢丝绳发生断丝问题说明钢丝绳已经老化，需要及时更换新的钢丝绳。

3）断丝增长率：在利用起重机钢丝绳的过程中，随着使用时间的延长，将会不断累积钢丝绳断丝数量，同时还会不断缩短钢丝绳断丝的间隔时间，因此需要根据断丝计算钢丝绳的应用时间。

4）绳径减小：因为绳芯损坏，将会减小起重机钢丝绳的直径，同时也会降低钢丝绳的强度，从而影响钢丝绳绳股应力的平衡性，所以在实际工作中需要检查钢丝绳绳芯的损坏情况，及时发现并处理问题。

5）内外部磨损：在压力作用的影响下，起重机钢丝绳和卷筒槽、混轮槽反复接触，导致起重机钢丝绳外层发生磨损，从而降低钢丝绳的强度，导致钢丝绳的截面和直径因此减少，为了解决问题，工作人员需要及时更换完好的钢丝绳。

6）锈蚀：起重机主要是在外部环境中运用，如果起重机钢丝绳润滑效果比较差，或者在高温潮湿环境中运行，起重机钢丝绳将会发生锈蚀问题，发现这类问题之后，工作人员需要润滑处理起重机钢丝绳。

7）变形：在外力作用下，起重机钢丝绳可能会突发断裂，工作人员需要及时更换起重机钢丝绳。

8）配套连接件检验：在钢丝绳绳头连接操作阶段，工作人员需要检查各种配套装置的牢固性，通过人工检验工作，根据起重机钢丝绳实际情况，及时优化更换完好的钢丝绳[4]。

为了减少起重机钢丝绳检验疏漏问题，工作人员需要开展分批次的检验工作，这样可以贯彻落实检验细节，保障整体工作质量。为了保障人工检验的效果，需要落实复核工作，检验所有的起重机钢丝绳都要开展2次以上的复核工作，避免起重机钢丝绳存在任何问题，影响实际工作效果。

3.3 仪器检验

在起重机钢丝绳仪器检验过程中可以利用探伤仪，主要是利用漏磁检测方法检验起重机钢丝绳的断丝缺陷，在实际操作阶段，工作人员需要利用磁场轴向磁化操作起重机钢丝绳，同时通过磁敏检测装置完成无损检测工作。最后结合漏磁场信号分析起重机钢丝绳是否发生断丝问题。此外可以结合起重机钢丝绳导磁性检测缺陷，工作人员需要利用平衡磁路敏感元器件检测钢丝绳磁通量，结合信号确定钢丝绳横截面积的变化。[3]

为了发挥探伤仪的作用，需要在起重机定滑轮和卷筒附近安装探伤仪的传感器，通过分析和存储钢丝绳的缺陷信号，通过信号模拟，利用计算机监控器了解起重机钢丝绳的位置和长度以及断丝数量等信息，如果确定钢丝绳发生问题，监控器将会发出警报，同时可以将具体的检验参数打印出来。

相比人工检验方式，仪器检测方式可以获取精准的信息数据，同时具有较高的检测效率，有利于全面了解起重机钢丝绳缺陷，准确地定位起重机钢丝绳的荷载和寿命。同时工作人员利用在线检验方式，可以明确起重机钢丝绳实际情况，但是仪器检验方式也存在不足之处，例如无法明确起重机钢丝绳的锈蚀、折弯等情况，同时也无法系统地检验出钢丝绳绳端的位置和相关连接件，因此在实际检验工作中，工作人员需要结合具体的实际使用情况合理选择检验检测方法。

4 起重机钢丝绳的维护

在起重机的起升阶段，其承载能力的大幅波动会在卷筒上的每个层次的钢丝绳间引起不同程度的拉伸应力。这种情况下，很容易产生压力间隙问题，使得外部一层的钢丝绳承担过大的压力并将其传递至下方每一层。如果起重机钢丝绳处于松弛状态，外层钢丝绳将会出现局部变形问题，从而影响钢丝绳的排序，快速损坏起重机钢丝绳[2]，降低使用寿命。发生以上问题时需要采取以下措施：

4.1 人工排绳

发生上面的问题之后，工作人员需要立即停止设备运行，采用人工排绳的方式进行处理。尽管这种方法的效率相对较低，但它能够将所有混乱的钢丝绳全部释放出去，从而提高和优化钢丝绳的使用效果。

4.2 卷筒钢丝绳排放要求

使用单位需要根据设备实际起升高度，合理更换起重机钢丝绳。有效使用卷筒上的钢丝绳，同时不会放出多余的钢丝绳。吊具处于工作位置最低点时，在卷筒上缠绕的钢丝绳（除固定绳尾的圈数外）应当不少于2圈（塔式起重机、流动式起重机应当不少于3圈）。而对于机械式停车设备，当搬运器或者载车板处于最低工作位置时，钢丝绳在卷筒上的缠绕（除固定绳尾的圈数外）应当不少于2圈[5]。

4.3 钢丝绳润滑

对钢丝绳进行润滑处理，可以提高起重机钢丝绳使用效果，因为在钢丝绳的使用过程中，起重机钢丝绳需要同时承受拉力作用和滑轮挤压作用，起重机钢丝绳在摩擦作用下产生热量。耗尽起重机钢丝绳的油，将会导致起重机钢丝绳发生锈蚀问题，进而对起重机钢丝绳质量产生负面影响，同时，由于钢丝绳外部因磨损导致的表面粗糙化会影响内层钢丝绳的防腐性能，最终可能导致断裂现象的发生。因此工作人员要及时清洗和润滑处理起重机钢丝绳，保障起重机钢丝绳的润滑效果[6]。

4.4 检查和记录

在使用钢丝绳时，除了要进行润滑操作外，还需要检查起重机钢丝绳磨损程度和断丝情况等，确定钢丝绳发生问题之后需要及时更换完好的起重机钢丝绳，同时需要及时报告。

5 结束语

为了发挥起重机钢丝绳的作用，需要合理选择起重机钢丝绳类型，同时采取科学的检验方式，还要正确地使用和维护起重机钢丝绳，保障起重机运行的安全性，避免发生安全事故。