電梯鋼絲繩檢測技術的運用范文

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摘要：

隨著科學技術的發展，電梯鋼絲繩檢測技術不斷成熟，已經實現對鋼絲繩缺陷的定性、定量無損檢測，但如何精確地檢出鋼絲繩的缺陷仍是難題。文中通過電梯鋼絲繩斷絲檢測實例分析，提出對MTC系列探傷儀檢測參數值設定和標準數據庫標定的一些思考，以更好地指導探傷儀在鋼絲繩電磁無損檢測的實際應用，為電梯鋼絲繩安全性能評估提供重要的依據。

關鍵詞：

電梯；鋼絲繩；無損檢測；技術；應用

電梯鋼絲繩無損檢測的主要目的是保證鋼絲繩的安全運行，并在此前提下減少因過早報廢而產生的浪費現象。能否準確地對在用電梯鋼絲繩進行斷絲、磨損等缺陷定性、定量檢測，則是提高鋼絲繩運行效率的保障，也是鋼絲繩安全使用與合理更新的科學依據。本文結合電梯鋼絲繩斷絲檢測實例分析，就鋼絲繩無損檢測參數值設定和檢測標準數據庫標定進行思考。

1.電梯鋼絲繩無損檢測斷絲實例分析

2015年底，筆者等人采用MTC系列鋼絲繩無損探傷儀對某酒店的1臺電梯鋼絲繩進行了無損檢測。試驗條件均按照《鐵磁性鋼絲繩電磁檢測方法》（GB/T21837－2008）及相關標準的要求和方法進行。所使用儀器各項性能、指標均符合要求，并經過檢定，且在使用有效期內。

1.1鋼絲繩檢驗曲線、數據分析與評定現場檢驗后，對所采集的鋼絲繩檢測數據進行了電腦集中分析。無損檢測采樣信號波形分析結果表明，其中1根鋼絲繩存在斷絲缺陷現象，斷絲分析波形見圖1所示。波形顯示，該鋼絲繩有4處出現斷絲現象：第一處為距離檢測基準點處約0.41m處；第二處約在1.2m處；第三處約在1.40~1.50m之間；第四處約在3.45~3.60m之間。其中，在第四處有明顯的集中斷絲現象，兩端信號的間距變化較大，形成大波浪形狀（見圖1），是一處多段集中斷絲。通過計算處理后，得到鋼絲繩當量斷絲數和斷絲位置情況分析報告見圖2所示。斷絲分析結果表明，該位置累積斷絲當量數約為6根。依據波形圖與報告所定位的位置，對鋼絲繩缺陷的位置進行了現場實物分析、處理，并拍下其中斷絲最為嚴重的第四處斷絲實物缺陷的照片如圖3所示。照片顯示鋼絲繩股出現明顯集中斷絲的現象，特別是第四外集中斷絲當量達到6根。依據電梯檢驗規程的5.1C項規定：“曳引鋼絲繩斷絲分散出現在整條鋼絲繩，任何一個捻距內單股的斷絲數應小于等于4根”，可判定：鋼絲繩存在嚴重斷絲缺陷，不符合使用要求。

1.2鋼絲繩斷絲缺陷原因分析該臺電梯曳引鋼絲繩自2011年更換投入使用至檢測時約5年，使用時間不長卻出現早期集中斷絲現象，實屬罕見。原因分析：1）現場檢驗發現鋼絲繩張力偏差超標，即維保人員長時間沒有進行過張力偏差的調整。在鋼絲繩張力偏差嚴重超標的情況下，張力小的鋼絲繩則容易在繩槽內打滑、打滾、振動，造成繩與輪之間產生偏磨，進而產生磨損、斷絲或斷股等現象。2）機房內的曳引輪與導向（反繩）輪的平行度和垂直度都分別超過標準規定的1mm和0.5mm。這也會引起鋼絲繩與輪槽之間產生側磨，不但損壞輪槽，而且會造成鋼絲繩出現早期磨損斷絲、斷股。3）從損傷情況看，該鋼絲繩其它處完好，只有上述幾處連續集中斷絲，很有可能是由于鋼絲繩在更換操作過程中受到夾具的夾傷。曳引鋼絲繩需要繞過轎頂輪、曳引輪、導向輪、對重輪等多個繩輪，如果在放繩過程中操作不當，導致鋼絲繩出現局部損傷（如起扭、打結、被其他尖銳物刮切等），損傷部位的鋼絲繩強度就會降低。夾傷變形的鋼絲繩裝上電梯后，在運行過程中更容易與繩輪之間形成不規則的磨損，從而可能導致早期的磨損、斷絲或斷股。

2.電梯鋼絲繩無損檢測參數值設定的思考

鋼絲繩無損檢測時的參數設置主要有直徑、捻距、采樣間隔、金屬截面積、單絲直徑、第一門限值、第二門限值、截面基準值、截面靈敏度、波形放大率等，這些參數值設定的合理性對檢測結果有著重大影響。以MTC系列儀器檢測為例，談談幾個主要參數值設定的看法。

2.1捻距鋼絲繩捻距常用的測量有兩種方法：方法一、直接測量法。即用游標卡尺或鋼卷尺直接在鋼絲繩上測量2~5個捻距，求其平均值作為該繩的捻距。方法二、圖案法。即將一張白紙平展于鋼絲繩的被測量段，用鉛筆壓緊順一個方向描出股的圖案，在圖案上測量出繩的捻距，測量3次以上，取其平均值。

2.2采樣間隔采樣間隔的設定對鋼絲繩無損檢測定位的準確性很重要。該值由滾輪的直徑和光電編碼器的分辨力決定，其中，滾輪對采樣間隔的影響較大。由于滾輪長時間使用后，其直徑會因磨損變小，造成采樣距離比實際運行距離更小；另外，滾輪表面與鋼絲繩在發生滾動摩擦的同時，也會發生滑動摩擦，也有可能使采樣距離比實際運行距離小。所以，在設定采樣間隔值時，應盡量往上限設置。

2.3截面基準值截面基準值是指鋼絲繩金屬截面積的計算機輸出量LMAO，可以采用鋼絲繩本體取樣設定法：在參數標定時，取一段新鋼絲繩或者選取被測鋼絲繩未磨損、未銹蝕一部分，在探傷儀傳感器中移動2.0m以上，在波形中讀取新鋼絲繩的金屬截面積對應的輸出信號值LMAO，重復測量3次以上，取其平均值作為截面基準值。

2.4金屬截面積金屬截面積是指被測鋼絲繩未磨損時的金屬面積，它是計算金屬截面積變化的依據，正確設定該值對于金屬橫截面積損失的測量有著重要意義。設定該值前，應當考慮以下兩種情況對該值的設定帶來的影響：1）直徑相同結構形式不同的鋼絲繩，其金屬截面積是不同的，應查清鋼絲繩的結構形式。2）鋼絲繩的內外部磨損、銹蝕等均將反映到金屬截面積的變化，應確定被采樣對象是否存在磨損、銹蝕情況。

2.5門限值門限值分為第一門限值和第二門限值。第一門限值是獲取局部缺陷（如斷絲）的異常信號時定性設置的域值，主要用于斷絲的定性，判定斷絲的有無，它的值過小可能出現多判、過大則可能出現缺陷漏檢的現象。一般情況下，第一門限值宜設置在10~25之間，繩徑越大時，該值也應設大一些。第二門限值是判定局部缺陷的程度（如斷絲根數）時定量設置的閾值，它的值與鋼絲繩中單根鋼絲直徑的大小有關，值過大斷絲根數少判，值過小斷絲根數會多判。第二門限值一般設在8~20之間，繩徑越大時，該值也宜設大一些。兩者均由儀器對每種鋼絲繩的標定來確定，它的正確設置也是準確檢測分析的關鍵。

3.檢測標準數據庫的標定思考

電梯鋼絲繩結構復雜、檢測儀器品種繁多，不同儀器檢測的差異較大，而關于電梯鋼絲繩無損檢測標準數據庫方面的相關標準或文獻卻基本沒有，這不僅不利于鋼絲繩無損檢測的開展，而且還會對檢測結果的客觀性、準確性帶來一定的影響。通常，鋼絲繩無損檢測標準數據標定的方法主要有兩種：1）采用人工選取參考標準鋼絲繩的方法標定。這種方法存在較大的局限性和誤差，對人員素質要求高，參數設定受主觀因素的影響較大，檢測結果離散性大。2）采用非參考標準鋼絲繩法標定。通過大量采集同一型號電梯鋼絲繩數據對比分析后，建立相應的鋼絲繩標準數據庫。此種方法具有較好的通用性，準確高、覆蓋性好。但工作量很大，需要對各種類型的鋼絲繩進行大量的檢測試驗，對比、分析、處理，建立能覆蓋各種類型的鋼絲繩標準檢測數據庫，并將數據庫編入了軟件程序模塊。兩者對比，第二種方法有著更重要的指導意義。

4.結束語

鋼絲繩無損檢測技術雖然已經應用幾十年，但到目前為止，國內仍然沒有統一的儀器評價標準以及檢測參數據庫標準參照體系，造成鋼絲繩無損檢測技術的應用推廣難度很大。探討建立統一的鋼絲繩電磁無損檢測行業標準，對電梯安全性能評價有重要意義，且有助于進一步促進鋼絲繩電磁檢測技術的成熟與應用。

參考文獻：

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[5]GB/T21837－2008，鐵磁性鋼絲繩電磁檢測方法[S].

作者：詹洪亮 單位：福建省特種設備檢驗院