豎井鋼絲繩的無損檢測探討

王春雷，張建濱

（山東黃金礦業股份有限公司新城金礦，山東 萊州 261438）

現如今，在檢測礦用提升鋼絲繩的過程中，人工目檢方法跟鋼絲繩電磁無損檢測方法都是非常常見的方法。通常情況下，傳統形式的人工檢測方法主要包括以下幾個部分：第一個是目測檢測方法，第二個是觸摸檢測方法。在檢測的過程中，人工觸摸并且使用卡尺、卷尺和放大鏡等輔助工具檢查鋼絲繩，雖然取得了一定的效果，但是局限性還是比較明顯的，且整體的效率也存在明顯的欠缺。甚至還存在以下幾個方面的影響因素：第一個是人為主觀影響因素，第二個是油污、礦泥污染鋼絲繩，并且，通常情況下，內部缺陷是很難被發現的，所以，如果只是采取傳統方法是很難準確評定鋼絲繩是不是應該報廢的，其局限性非常的強，所以選擇可靠的檢測方法，可以提升檢測結果的安全性、可靠性，不管是采取定位檢測、定性檢測，還是定量檢測都可以取得非常顯著的效果[1]。

1 豎井提升鋼絲繩的安全系數

在我國現行的《煤礦安全規程》中，對于鋼絲繩安全系數的計算方式給予了詳細說明，即通過實際測量胡鋼絲拉斷力總和與之承受最高的靜拉力之比，這種計算邏輯是基于靜拉力的基礎上來進行的，但在運用過程中個，鋼絲繩除了承受靜止狀態下的載荷外，動載荷也會存在于其中。一般情況下，動載荷包括正常和非正常兩種情況。正常動載荷主要是針對速度變化、啟動等環節所受到的振動沖擊，而非正常情況下的動載荷即指的是系統在運行的同時出現故障而導致自身承受的意外沖擊。

在正常狀態時，緊急制動的環境下，鋼絲繩的載荷值最高，且總張力等于靜張力的2倍。鑒于張力的作用，鋼絲繩的安全系數始終無法控制。在運行的同時，捻制強度下降,整繩破斷力小于鋼絲破斷力總和,整繩破斷力下降的百分數,常用的普通圓股鋼絲繩為14%；三角股鋼絲繩為14%～16%。除此之外，當鋼絲繩磨損或者生銹后，都會不同程度的影響其使用的安全性能。

首先，斷絲問題。這種現象主要是因為鋼絲受到過大的彎曲壓力而導致的一種疲勞的工作現象，斷絲問題將會嚴重減少鋼絲的斷面，進而降低了其工作強度。

其次，磨損問題。通常如果沒有過度的銹蝕是不會影響其工作效率的，這一問題主要是通過鋼絲繩直徑變小、斷面減少來體現的[2]。

最后，銹蝕問題。一般而言，如果不給予鍍層，那么遇到酸性液體時，會對其整體產生嚴重的腐蝕，進而降低鋼絲繩的工作強度。據信息顯示，略有銹蝕，會使其工作強度降低10%，而更嚴重者會將達到15%以上。

當提升機緊急制動后，加上以上因素的存在，會使得鋼絲繩的安全系數出現極大的下滑，即懸掛時其安全系數是9，使用后捻距內斷絲面積為5%，無磨損和銹蝕,此時鋼絲繩實際安全系數僅為3.6。當出現上述情況，其安全系數會更低。

2 鋼絲繩無損檢測的標準

2.1 鋼絲繩無損檢測的重要價值

現階段，隨著我國深井的快速發展，所以對于配套的鋼絲繩性能則提出了更為嚴格的標準以及要求，深井提升的過程中，在使用多層不旋轉鋼絲繩的過程中，需要格外的注意，實質上來說，鋼絲繩的實際組成部分如下：第一個是外層股組成部分，第二個是內層股組成部分，在深井提升的過程中，不管是使用目檢方法還是使用手檢方法，都很難準確檢出中鋼絲繩內部斷絲問題與銹蝕問題等，由此一來，在使用鋼絲繩的過程中，則存在非常巨大的安全隱患。在實際工作中，一部分鋼絲繩因為過早報廢，所以形成了非常大的成本浪費，為了降低這種成本浪費，并且為了安全使用確保鋼絲繩，我們應從根本上重視鋼絲繩的無損檢測，發揮其安全價值以及經濟價值。所以，我們需要定期的檢測鋼絲繩使用情況，最好是采取鋼絲繩無損檢測方法，以此為基礎降低發生鋼絲繩事故的幾率，并且滿足安全用繩、經濟用繩的最終目的。

2.2 鋼絲繩無損檢測的標準

轉變傳統形式的目檢方法、手檢方法，選擇最佳的無損檢測方法，選擇無損檢測的過程中需要滿足以下嚴格的標準:第一個標準，無損檢測方法需要使用精確的、可靠的設備予以配套實施，選擇的方法以及設備需要滿足所有鋼絲繩問題檢測的需求，其中問題檢測的內容如下：金屬截縮小面積問題、遺漏問題、斷絲問題、錯誤問題、銹蝕問題。第二個標準，在檢測之后得到的無損檢測結果需要從根本上滿足礦山安全規程中的相關鋼絲繩的試驗以及安全規定，在使用儀器完成測量之后，得到的各種數據、各種圖形，都應該可以被轉換成對應礦山安全規程規定的結果才行。第三個標準，如果使用單純形式的檢測設備，那么其檢測的過程以及結果都存在局限性，在檢測鋼絲繩所有問題的過程中，最好是使用“人機結合”的方式，以此才可以得到最佳的檢測結論，這樣一來，就可以為礦山準確的判斷提供參考依據。第四個標準，在檢測的現場，需要給與基本檢驗的相關結論，這樣一來，時效性就非常的明顯[3]。

3 對比鋼絲繩無損檢測方法與傳統人工檢測方法

3.1 傳統人工檢測方法

（1）檢測面積十分有限，無法保證其準確率。鋼絲繩的外層鋼絲是可以通過目檢來進行檢查的，但相比于鋼絲繩總金屬截面積來說，檢測范圍只能占其中的四成左右。對此，只有20%的鋼絲繩金屬截面積是可以通過目檢和觸摸檢驗方法檢測，也就是說目檢=20%真憑實據+80%預后判斷。

（2）只能對于表面的缺陷有所了解。雖然人工檢測會起到一定作用，但精準度十分有限，而且并不能將所有問題都能挖掘，特別是鋼絲繩表面被繩油、礦泥等一些附著物覆蓋等問題，幾乎無法及時發現，這對于后期工作而言會埋下很大的隱患。

（3）目測方式和有關外觀檢測效率較低。通過人工檢測的方式會增加人力成本以及時間成本等，而且遇到長度較長的鋼絲繩檢測時，需要更久的時間才能完成，因此在這一過程中，很多工作人員的視覺疲勞等問題就會出現，進而會增加檢測結果的失誤，從而降低了整體的管理效率。

人工檢測與無損檢測對比情況入下所示：

對于人工檢測方法來說，其采取的作業方式是手摸檢測方法、目測檢測方法、卡尺測量檢測方法，采樣的密度則為間隔檢查方法，且非常容易存在漏檢的情況。人員的要求則是具有豐富經驗的，且體力非常好的。作業的難度則是需要檢測人員裸手檢查，還會受到環境的影響。并且，對于結果的可靠性，人工檢測方法只能發現明顯外部缺陷；人工檢測方法結果的系統性則指的是記錄非常的零散，并且，可追溯性差等問題，對于結果的直觀性，也就是說，采取無損檢測方法可以完成主觀的記錄、主觀的分析。

對于無損檢測方法來說，其采取的作業方式是漏磁檢測方法，采樣的密度則為聯系不間斷的檢測，人員的要求則是專業考核上任，作業的難度則是不用對環境提出過高的要求，對于結果的可靠性，無損檢測方法則為不管是內部還是外部都可以進行定量檢測、定位檢測、定性檢測。并且，無損檢測方法結果的系統性則指的是可以對全部的歷史數據進行保存，并且還可以實現可追溯性價值，對于結果的直觀性，也就是說，采取無損檢測方法可以在波形圖中得到整繩的實際狀況。

總而言之，在嚴格對比之后發現，針對鋼絲繩檢測，采取無損檢測方法效果非常明顯，并且還具備非常高的準確性，在使用無損檢測方法的過程中，可以從根本上掌握鋼絲繩的實際使用狀況，以此滿足安全用繩的實際標準，還可以延長鋼絲繩的使用壽命，并且實現鋼絲繩使用成本的整體節約[4]。

3.2 鋼絲繩無損檢測的最終目的

第一個目標是使用鋼絲繩無損檢測方法完全代替人工檢測方法，以此實現檢測效率的提升。在使用專用無損檢測儀器以及設備的基礎上，我們可以得到非常高的檢測效率，相比較人工檢測方法，其可以提升6倍左右的檢測速度，并且還可以得到更高的檢測質量，還能最大程度縮短檢測的時間，還可以準確的判定鋼絲繩的實際使用狀況，并且還可以提升每一次檢測數據的追溯性跟準確性。第二個目標是在使用已有檢測數據的基礎上，完善后續的一系列科學維護工作。基于實際的鋼絲繩使用狀況，完善檢測數據的量化處理跟綜合分析，堅持一個有的放矢的基礎原則，完善后續維護方案的針對制定，以此準確判斷鋼絲繩問題，延長使用的壽命，并且完善企業成本的節約。第三個目標，在使用歷史數據的基礎上完善檢測數據庫的構建，為了實現鋼絲繩使用壽命的準確判斷，完善數據保障力度的提升。對于同一根繩的比較，可以在使用無損檢測方法的基礎上對比當前的檢測數據跟歷史的檢測數據等，以此得到實際情況以及檢測的速率，以此實現鋼絲繩使用壽命的預測[5]。

4 結束語

綜上所述，對于提高礦山生產的過程中，想要提升安全性，并且提升生產效率，就離不開鋼絲繩無損檢測技術的使用，其意義是非常明顯的。現階段，相比較世界其他礦業發達國家，我國礦用鋼絲繩無損檢測方法以及效果明顯比較差。現階段，中國有近30多條的深井，在開采深度不斷增加的基礎上，我們更應該重視礦山的安全性，所以，未來的鋼絲繩無損檢測將得到社會各界的重視。