復雜環境下鋼絲繩無損檢測技術研究

張明明

(長沙礦山研究院有限責任公司， 湖南 長沙 410012)

礦山豎井、斜井提升和水平運輸裝置常采用鋼絲繩作為傳動連接，鋼絲繩在使用中易于出現磨損和斷絲等損傷。傳統的檢查是根據眼觀、手摸、游標卡尺測量做出判斷，估算其使用壽命或者定期更換，存在一定的安全隱患，增大了人力成本并且效率不高，因鋼絲繩問題導致的事故屢見不鮮，鋼絲繩在線檢測裝置應運而生，在一定程度上保證了鋼絲繩的安全運行，并在安全運行的前提下減少了因過早報廢而產生的浪費。目前，采用永磁、漏磁原理制造的鋼絲繩無損檢測設備占據主導地位，但是對于檢測現場條件復雜、鋼絲繩內具不同絲徑的判定技術有待提高。

1 基本原理

不同公司基于永磁、漏磁原理制造的鋼絲繩無損檢測裝置雖然略有不同，但原理基本相同，如圖1所示。檢測時磁頭包裹著鋼絲繩并作相對勻速運行。鋼絲繩中的任何缺陷如斷絲、磨損、銹蝕等都會引起漏磁量和磁通量的變化，從而被霍爾傳感器捕捉，經過數據采集器與計算機連接，再用其產品公司專業的軟件輸出直觀的模擬信號。

1.1 LF型缺陷

局部LF型損傷主要是指鋼絲繩中的斷絲、鋼絲的蝕坑、較深的鋼絲磨損或其它鋼絲繩局部物理狀態的退化等。LF型缺陷的特點是鋼絲繩的金屬斷面積突然減小，其常見形式是斷絲，包括使用過程中鋼絲產生疲勞、磨損、銹蝕等情況以及鋼絲受力不均時發生的剪切、過載和扭結等。

（2）構建素數域上橢圓曲線的運算法則[16,18]。EP(a,b)上的點按如下加法法則構成一個Able群：

為了更客觀地反映綠色經濟發展現狀，從而識別綠色經濟發展水平，找出發展中存在的問題，在構建綠色經濟發展評價指標體系時，應遵照以下原則:

1.2 LMA型缺陷

對于使用空氣標定的鋼絲繩無損檢測設備，標定對象應為新繩，當現場無法滿足條件時，應挑選不過天輪或摩擦不到的位置多標定幾次，計算磨損量時相應進行修正；判定斷絲時，對于接近限值范圍的絲徑位置應反復確認。對于使用標準絲標定的鋼絲繩無損檢測設備應保證標準絲無磨損、無銹蝕，選取最大幅值時，應在上升段與上升平穩段的節點上，對于上升平穩段出現的波動其實是磁場的一種不穩定特性，不宜在此區間內選取最大標定幅值。

無論采用哪種標定的鋼絲繩無損探傷裝置，首先操作人員要保證按產品說明書要求正規操作，在此基礎上才能進行下一步試驗，對于已確定鋼絲繩有“斷絲”的情況（離開現場進行軟件分析時，期間又檢測了多種絲徑鋼絲繩），方便快速定位可不進行標定，這樣顯然不能準確判定鋼絲繩的狀況，但是可以快速判定鋼絲繩上有無黏帶鐵性物質，排除誤判。

2 影響因素

2.1 操作行為

行業內還有某些不用電腦軟件分析波形的鋼絲繩無損檢測裝置，精度一般也不高，只能檢測鋼絲繩型號范圍內的鋼絲繩，檢測范圍有限。用這種裝置開展鋼絲繩檢測工作時，要求輸入的鋼絲繩型號、捻距和鍍層等信息一定要精確，判斷出有“斷絲”時，應反復檢測并確認。

金屬橫截面LMA型缺陷是指鋼絲繩橫截面上金屬截面積總和減小的損傷，通過儀器進行檢測，并比較檢測點與鋼絲繩上象征最大金屬橫截面積的基準點來測定。LMA型缺陷的特點是鋼絲繩的金屬斷面積在較長范圍內普遍減小，主要包括磨損、長距離銹蝕、繩徑縮小等。

daoh.any2000：《金 粉 世家》是通俗文學大師張恨水早期新聞生涯積累的生活素材的一次集中展現，北洋軍閥統治時期國務總理的兒子金燕西偶遇平民女子冷清秋，不惜一切代價苦苦追求，而學生身份的冷清秋雖內心清高、孤傲，但囿于對金燕西的絕對信任，與他一起走進了婚姻的殿堂。于是和金燕西演出了一場從戀愛、結婚到婚變、出走的感情悲劇。與此同時，另外一條線索也貫穿其中，金燕西的父親國務總理金銓在官場上的跌宕起伏，到最后的突然離世，暴露了北洋軍閥時期官僚們驕奢淫逸、勾心斗角的丑惡嘴臉。這是一部長途跋涉的連載作品，1926年在北京《世界日報》上連載，至1932年刊完，近乎6年。

任何設備都離不開人的操作，礦山復雜的工作環境會影響檢測人員的心理和生理狀態，特別是井下鋼絲繩的使用環境更為惡劣，進而影響鋼絲繩無損探傷裝置的檢測進展和結果。為了減少人為因素對鋼絲繩無損檢測的影響，除了對檢測人員的技術培訓外，還應盡可能改善礦山環境。當環境因素無法進一步改善時，可連續對鋼絲繩進行多次無損探傷檢測，掌握整個鋼絲繩實際使用情況。重復性檢測對鋼絲繩的使用有著至關重要的作用，亦是精度的重要體現。現場檢測時，可對同一條鋼絲繩用同一臺儀器前后兩次或多次檢測，應該保證結果完全一致。同時，檢測人員應按規操作，選取合乎鋼絲繩無損檢測要求的合理方案，尤其是前期對鋼絲繩無損檢測裝置進行標定時，應著重考慮其精 確性。

2.2 加速度

總之，速度的變化會嚴重影響鋼絲繩檢測裝置對鋼絲繩的判斷，人員操作首先要保證安全速度、平穩、快速啟停、減少盲區，或者分段、重復、過盈檢測。

④中樞神經系統疾病：老年癡呆(Alzheimer's disease,AD)、帕金森病(Parkinson's disease,PD)等神經退行性病變；

鋼絲繩表面難免會有油脂凝塊或異物附著，所以也不能高速檢測鋼絲繩，因為高速檢測時所蘊含的操作風險及檢測數據的準確性是很不穩定的。多數礦山長距離提升運輸時，提升容器經過中間巷設有減速功能，此時為了達到鋼絲繩無損檢測速度平穩要求，建議提升設備設置為最小速度運行，當然也不能小于檢測裝置本身的最小速度標準。對于斜井或水平運輸的提升設備，因為鋼絲繩自重產生一定的松弛量，設備啟動前必須做好防護，防止鋼絲繩彈起傷人，其次在用鋼絲繩無損探傷裝置檢測時，要保持裝置安全可靠，同時標記達到平穩運行前的區間段，并且不做判斷，完成本次檢測后，換取多個位置使速度平穩段覆蓋此位置，減少不確定判定區。

提升設備運行時，啟動和停機存在加減速度段，在此過程中鋼絲繩檢測的輸出波形是傾斜的，原則上不進行分析，而鋼絲繩無損探傷裝置一般選取鋼絲繩與提升容器連接裝置附近作為檢測點，此段屬于鋼絲繩無損檢測的盲區，這樣就需要根據眼觀、手摸、游標卡尺測量等手段做出判斷，相應檢測接近停機結束速度下降段也應該如此。

2.3 振動

鋼絲繩無損檢測裝置運行時避免不了振動，細微振動對其基本無影響。基于永磁、漏磁原理的鋼絲繩無損探傷裝置本身就是一種通過軟件分析干擾（磁通突變）的系統，取其最大值。但是突然出現大的振動，波形會有明顯的上升、下降過程或者尖峰。當檢測人員明顯看出振動現象時，可根據振動程度選擇是否停機，判斷振動產生的原因，如果是偶然原因可重復檢測幾次；如果原因不明，可以通過同一工況多繩對比、同一條繩鋼絲繩多次對比，如果是鋼絲繩擺動幅度過大（多見斜井運輸或尾繩），建議停止檢測。

操作移動式鋼絲繩無損檢測裝置磁頭時，原則上不進行硬固定，固定安裝會增加鋼絲繩無損檢測的安全風險，操作人員也不能手扶，除非鋼絲繩運行工況非常好，可采用固定式鋼絲繩無損檢測裝置，保證人員和設備安全。為了避免在檢測時損傷鋼絲繩及磁頭，減少撞碰產生的振動，可以用麻繩或安全帶等固定把手，突發狀況時要迅速停止提升設備。

6、落實其他扶貧政策，全面解決貧困人口的生活困境。其他扶貧政策包括危房改造、安全飲水、公共文化、生態護林、公益崗位、低保五保、養老保險、高齡補貼等。2016—2018年，谷城縣共救助農村低保7824人，農村五保3975人，保障標準逐年提高，年均增幅達18%，高于湖北省定扶貧標準。

2.4 繩內不同絲徑

鋼絲繩是由一定數量的鋼絲按照一定的方向繞股芯捻制成股,一定數量的繩股再按照一定的方向繞繩芯捻制成繩，隨著鋼絲繩研制技術的發展,部分鋼絲繩內部結構越來越復雜，內含幾種絲徑的鋼絲，還含有中心絲、補楞絲和填充絲等，在線無損檢測都要進行判斷和分析。對這種鋼絲繩進行整繩無損檢測時，由于繩內含有各種絲徑的鋼絲，基于永磁、漏磁原理的鋼絲繩無損檢測裝置明顯不能精確判斷其斷絲根數，可以通過局部直徑減小量或者其他計算分析方法確定范圍，咨詢經驗豐富的鋼絲繩檢測專家做出判斷。

小部分鋼絲繩中鋼絲的直徑達到了百分之幾毫米級別，這樣對鋼絲繩無損檢測設備的精度要求非常高，精度太高受到干擾畸變程度越嚴重，降低了鋼絲繩無損檢測的準確性，可以通過檢測區域內漏磁通幅值的大小大概確定一個斷絲的范圍 ，作為參考區域在此進行多次檢測，進而定量分析確定其斷絲大概數量，再做出判斷是否更換。

2.5 油污黏帶

鋼絲繩的使用環境對其壽命起到十分重要的作用，纏繞式設備用鋼絲繩多數可以用油來減少其腐蝕程度，定期打油累計產生的混合了各種雜質的過多油污有一定的黏帶效果，阻礙鋼絲繩無損探傷設備磁頭正常運行，特別是配套內徑余量不夠，或者鋼絲繩擺動比較大時尤為明顯，這也是鋼絲繩無損檢測設備不能高速檢測的一個重要原因。建議檢測開始前對鋼絲繩進行清理，并經常用汽油或無水酒精等電子電器用清潔劑清洗鋼絲繩無損檢測磁頭。

2.6 外部信號

基于永磁、漏磁原理的鋼絲繩無損檢測裝置是通過采集漏磁量和磁通量的變化，并轉化為電信號進行工作的，對外部有磁感應設備信號不能做到絕對屏蔽。眾所周知，磁和電信號在設備運行時易被干擾，為了避免出現不確定結果對鋼絲繩的狀況產生誤判，檢測時應盡量遠離強、弱電設備及線路，不要在現場附近開對講機和手機等通訊設備，同時需要鋼絲繩無損檢測裝置使用單位定期對其進行返廠校驗，保證無損檢測裝置的良好運行。

相鄰比較近的兩根或多根鋼絲繩應在保證不阻礙鋼絲繩無損檢測裝置平穩運行的前提下，采取有效的隔離措施，屏蔽雜散電流、故障漏電或雜質靜電，操作時嚴禁兩根或多根鋼絲繩同時穿過磁頭，保證鋼絲繩無損檢測的安全和精確性。

3 結語

通過國內外專家對無損檢測技術不斷的改進和創新，鋼絲繩無損探傷裝置的科技含量越來越高，對干擾信號的屏蔽手段和軟件分析時的修正算法日益完善，但是復雜環境制約了其發展，目前標準規定的判廢依據都是經驗值或是在實驗室理想狀態下得出的結論，與實際使用工況相比還存在一定的誤差。本文簡約研究了在復雜環境下如何操作無損探傷裝置進行檢測，減少不必要的人力和物力，提高了檢測設備及被試設備安全性。