摘要:介紹了一種日檢鋼絲繩的新方法,該方法通過一個由電源、電流表、接線扣、導線和溫度計組成的電路來檢查鋼絲繩的狀況。這種日檢方法具有操作簡單,檢測費用低,缺陷檢測全面,勞動強度降低,查繩速度快,不易漏檢缺陷等特點,適用范圍廣。
關鍵詞:鋼絲繩;日常檢查;新方法;檢測電路
目前,大多數使用鋼絲繩的單位對提升鋼絲繩的日常檢查方法是工人用手擼、用眼睛看[1],使用游標卡尺測量鋼絲繩的直徑[2]。這種日檢法的主要缺陷是工人的勞動強度大,對工人工作經驗要求高,對鋼絲繩內部的鋼絲磨損、銹蝕、斷絲等缺陷很難查出。未發現的鋼絲繩內部缺陷,往往表現為累積式的強度降低[3],在使用高精度探傷儀檢測前可能就積累到極限而導致發生嚴重的斷繩事故。另外,當前由于高精度無損檢測儀器檢測的工序復雜,對運行環境狀態要求嚴格,且一次性投資大等原因[3],許多企業并未采用。針對上述情況,結合長梁山隧道某斜井的施工情況,設計了一種日檢查繩的新方法。
1日檢方法及步驟
本方法是通過一個簡單的電路來檢查鋼絲繩的狀況。該電路由1個電源、1個電流表、2個接線扣、導線和1枚溫度計組成。要求電壓源能輸出15V的穩定直流電壓。經估算,該測量電路的電流變化范圍為0~100mA,故選用量程范圍為0~100mA的毫安電流表。接線扣用普通鋼絲繩夾做成,繩夾的鞍座與導線相連。導線為帶絕緣皮的普通導線,共長約25m。
基本原理就是根據鋼絲繩電學特性隨使用狀態的變化而改變的情況,來推測其內、外部狀況。
1.1基礎數據的準備
一方面,根據生產使用情況,估計出鋼絲繩在未來使用中可能承受的最大沖擊荷載,并考慮一定安全儲備后,確定檢繩時礦車的配載大小。各項技術性能驗收合格的新鋼絲繩,在掛繩后正式使用前,用上述的檢測電路測量鋼絲繩標準檢測段和不足20m繩段的電阻,并根據(1)和(2)式推算出每米和每捻距鋼絲繩的平均電阻。最后,把測量計算結果連同測量環境溫度一起記錄在案。
另一方面,選取幾條使用報廢的、同一制繩廠生產的同規格、同技術性能的舊鋼絲繩,從它們上面找出、或人為制造出具有典型報廢特征的繩段,即符合國標[5]規定必須更換鋼繩的條件:當鋼繩直徑收縮率達到7%時,或者在同一捻距內的斷絲數達到總數的10%。然后采用與新繩同樣的檢測方法,求出包含上述典型報廢缺陷的1m和1個捻距的平均電阻,把測量計算結果連同測量環境溫度一起記錄在案。
1.2操作方法
每日查繩時,采用上述檢查計算方法分段對在用鋼絲繩進行檢測計算,檢測計算項目與新繩的相同。然后,把在用鋼絲繩的數據分別與新繩的數據分項目進行對比分析。若在用鋼絲繩的檢測計算數據與新繩的數據相比,變化很小,則進行下段繩的檢測;若發現在用繩的數據出現異常變化,則對該段繩進行目測與電測聯合的詳查,并把所得數據與報廢鋼絲繩的數據進行對比分析,看在用繩是否應報廢,或者應采用其他措施確保安全。
2操作步驟
(1)按圖1所示的電路圖準備測量電路。測量電路接好并檢查無誤后,直接連接電路的兩端接線扣,測出檢測電路自身的電阻(即R0),把測量計算結果和測量環境溫度(即t0)一起記錄在案。
(2)按1.2節的要求準備新、舊鋼絲繩的基礎數據。
(3)按1.3節的方法測量某段在用鋼絲繩的電流數據,利用電阻R0溫度修正后的數值計算鋼絲繩的各項電阻。電阻R0值的溫度修正方法為:設測量環境溫度為t,R0的溫度修正值為:
R0×(1+αt)/(1+αt0)
α為電阻溫度系數[5],對鋼絲繩可取6.2×10-3。
(4)把在用鋼絲繩的數據分別與新繩數據分項目進行對比分析。若發現數據異常,則進行聯合詳查;無異常,則進行下段鋼絲繩的檢查。
3新日檢方法的優、缺點
3.1新方法的優點
(1)操作簡單,儀器造價低廉,缺陷檢測全面。整套檢測電路所需元件少,所花費用共計約200元,這大大低于現行的高精度鋼絲繩無損探傷儀的價格,生產企業很容易承受。另外,長梁山隧道斜井施工所采用的鋼絲繩日檢的原來方法對鋼絲繩的內部缺陷很難檢出[6]。新方法的檢測結果不僅能反映鋼絲繩的外部缺陷,還能反映內部缺陷。
(2)鋼絲繩日檢勞動強度降低,工作效率提高。本斜井每天要檢查一千多米的鋼繩,按原來的檢查方法,工人體力消耗很大,用時較多[6]。采用該方法后,正常情況下,對鋼絲繩每20m才測量數據一次;只有出現量測結果異常時才進行針對性的詳查。
(3)克服了不連續檢查繩徑可能存在的漏檢。原方法是每50m測量一次繩徑。新方法則是連續、間接地檢查繩徑缺陷,從而可減少漏檢情況。
3.2新方法的缺點
(1)檢測電路不能區分缺陷類型。檢測電路發現的缺陷是在用鋼絲繩的所有內、外部缺陷的綜合反映。要確定到底是哪種缺陷,還需要人工或借助更高精度的探傷儀檢查。
(2)檢測電路不能準確定位缺陷位置。檢測電路量測計算結果是某段在用鋼絲繩的平均值。最后要準確定位缺陷位置,還需要人工或借助更高精度的探傷儀檢查。
4應用注意事項
(1)新方法適用于大多數提升鋼絲繩的日常檢查只要用繩現場允許使用低壓電路,即可用該方法進行鋼絲繩的日檢。
(2)檢測電路應使用安全,不破壞鋼絲繩的使用性能。應根據不同的使用場合,確定鋼絲繩的標準檢測段長度。再根據標準段電阻的大小,選擇電壓源,選擇原則是:輸出的電壓應穩定精確,數值大小應在人使用安全的范圍內,且使電路的電流不能太大,以免使鋼絲繩發熱過大而破壞其使用性能。電流表的量程應與檢測電路配套。
(3)處于潮濕、粉塵嚴重環境中的鋼絲繩,應先洗凈吹干繩后再檢測由一般電學知識可知,水和一些導電粉塵會影響對鋼絲繩電阻的準確量測。故檢測前應首先消除它們的不利影響。