機電類特種設備鋼絲繩檢測中無損檢測技術的應用

戚云崗

[摘? ? 要]主要圍繞機電類特種設備鋼絲繩檢測無損檢測技術、特種設備鋼絲繩安全現狀、無損檢測技術的運用、發展創新四個方面進行探究。在我國機電類特種設備中容易發生的事故之一就是鋼絲繩斷裂，設備和人員的生命安全和鋼絲繩的使用狀況有著緊密的聯系，主要從機電類特種設備鋼絲繩安全使用狀況出發，結合鋼絲繩安全檢驗，從而實現機電類特種設備高效安全運作。

[關鍵詞]機電類;特種設備;鋼絲繩檢測;無損檢測技術

[中圖分類號]TG115.28 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）02–0–03

Application of Non-destructive Testing Technology in Wire Rope Testing

of Electromechanical Special Equipment

Qi Yun-gang

[Abstract]The article mainly explores four aspects： non-destructive testing technology for wire rope detection of electromechanical special equipment， safety status of wire rope for special equipment， application， development and innovation of non-destructive testing technology for reference. One of the accidents that are prone to occur in my country's electromechanical special equipment is wire rope breakage. The life safety of equipment and personnel is closely related to the use of wire ropes. This article mainly starts from the safe use of wire ropes for electromechanical special equipment， combined with wire rope safety inspections， so as to achieve efficient and safe operation of electromechanical special equipment.

[Keywords]electromechanical; special equipment; wire rope testing; nondestructive testing technology

鋼絲繩在電梯中的重要性是不言而喻的。因此，現階段在機電類特種設備鋼絲繩檢測中，無損檢測技術的應用進行探究具有至關重要的現實意義。鋼絲繩是特種設備的主要承載器件，安全性能和人員的生命安全，有著緊密的聯系?，F階段電子行業快速發展，特種設備無損檢測技術也應運而生，以提高特種機械設備的檢測質量。

1 機電類特種設備鋼絲繩檢測中無損檢測技術

現階段在進行機電類特種設備鋼絲繩檢測無損檢測技術應用分析時發現，該技術主要是指在不損壞或不影響被檢測對象使用性能的前提下，利用材料內部結構異?；蛉毕菀鸬臒峁怆姶诺确磻?。結合現代化的信息技術，對器件內部的結構、性質、缺陷、位置分布等進行檢測。機電類特種設備、鋼絲繩無損檢測技術在一定程度上和該區域發展水平有著緊密的聯系，常見的有射線檢測、磁粉檢測、超聲檢測等。該技術在應用過程中，能有效地對特種設備的使用狀況進行把控，方便人員進行操作。

在機電類特種設備中，對鋼絲繩的安全性要求較高，鋼絲繩也容易出現問題。為了保障鋼絲繩在使用過程中安全可靠，要進行鋼絲繩受力狀態分析。鋼絲繩的有限元分析是疲勞壽命仿真分析的基礎，主要是為了獲取鋼絲繩在軸向拉伸以及繞滑輪彎曲狀態下的應力分布。

2 機電類特種設備鋼絲繩安全現狀

在機電類特種設備鋼絲繩無損檢測技術應用過程中：①要遵循破壞性檢測與需求相結合的模式，無損檢測技術主要是在不影響材料以及結構的條件下進行檢測的，也并不意味著它能完全地代替破壞性檢測，無損檢測技術需要和破壞性檢測進行融合。②要把握機電類特種設備無損檢測的時機，結合自身的運作狀態、制造工藝等進行分析，選擇合適的時機和方法。在機電類特種設備中，鋼絲繩主要是為了提高設備的承載力，從投入運行就會產生各種各樣的缺陷，常見的有斷絲疲勞、銹蝕形變等。鋼絲繩結構較為復雜，運行環境多樣。在進行鋼絲繩缺陷檢測過程中，要分析鋼絲繩在使用時的隱患、浪費、低效。電梯鋼絲繩部分斷裂會給人員造成嚴重的威脅，金屬疲勞是鋼絲繩常見的一種問題，鋼絲繩內部外部斷絲主要是由于受到彎曲、拉伸等力學作用，鋼絲繩的性能和金屬疲勞有著緊密的聯系。金屬疲勞在積累過程中很難檢測，積累到一定程度會迅速地發生形變，形成密集的斷絲，還未來得及處理，就會產生斷繩。鋼絲繩疲勞損傷基本是無法避免的。鋼絲繩疲勞損傷的潛伏性較強，危險征兆相當隱蔽，爆發的速度卻極快（表1）。

也就是說，鋼絲繩安全隱患具有較高的潛伏性、內部性和復雜性，需要采取有效的方式進行預防。據不完全統計，機電類特種設備、鋼絲繩安全現狀不容樂觀。在8類特種設備中，電梯排名第2。尤其是在我國充斥著大量來自于20世紀90年代以及21世紀初的電梯鋼絲繩成為普遍面臨的問題，甚至它會嚴重威脅乘客的安全。日本五大電梯公司僅一年的時間，就發生了42起電梯鋼絲繩的斷裂事故。在國內報道中也發現，電梯鋼絲繩斷裂事件時有發生。對于現有的客運索道來說，在我國屬于一種新興行業。為我國山地客運、江河擺渡、旅游景區等起到重要的作用，鋼絲繩斷裂對索道安全構成嚴重威脅。由于在以上環境中，鋼絲繩自然腐蝕現象日益嚴重，客運索道已經集體步入故障易發期和多發期。

3 機電類特種設備鋼絲繩檢測中無損檢測技術的運用

3.1 原材料檢測

在現有的機電類特種設備鋼絲繩無損檢測過程中，可以將其應用在原材料檢測。為了保障設備運行安全，需要對原材料進行無損檢測。對于金屬部分，需要進行超聲檢測，使用超聲波檢測法判斷材料的危害性缺陷，尤其是在管材方面更應該進行無損檢測。其中，無縫鋼管使用超聲波液浸法以及接觸法結合金屬管材，利用渦流的方式進行檢測，如果鋼螺栓構件直徑超過5 cm，可以使用超聲縱波進行氣孔、夾雜等缺陷檢測。

3.2 生產過程檢測

在機電類特種設備、鋼絲繩無損檢測技術應用過程中，需要建立完善的專項檢查制度。各部門需要將每日專項檢查做好，檢查保養記錄工作。在檢查和工作中如果發現鋼絲繩出現異常情況，應該及時停機檢查，避免違規操作。如果發現整根繩股斷裂，鋼絲繩應該報廢。一般情況下，鋼絲繩容易發生疲勞斷裂，要根據實際工況關注它的直徑、強度，通過合理選型來控制或延遲疲勞發生時間。在使用時，需要做好鋼絲繩的維護保養工作，定期檢查鋼絲繩的磨損情況，出現斷絲磨損的，應該及時的更換或報廢，相關人員需要填寫鋼絲繩專項檢查記錄表。在特種設備生產過程中使用無損檢測，能嚴格地控制設備加工成型以及焊接質量問題，在此過程中，可以使用射線檢測、表面檢測等多種方式。根據無損檢測結果，分析制造過程中不同零件的性質，選擇正確合理的檢測方式。

3.3 使用過程中的檢測

機電類特種設備鋼絲繩無損檢測，也可以在使用過程中進行定期檢測。由于設備不同，檢驗周期也有所不同，要重點分析介質荷載、溫度、環境等諸多因素，避免鋼絲繩在使用過程中出現開裂、磨損、材料老化等各種問題。除了上述需要對特種機電設備進行宏觀檢測，還需要結合滲透檢測、超聲檢測、射線檢測等多種方式，利用渦流紅外、磁記憶等多種新型的無損檢測方法，按照不同的性質確定無損檢測技術的應用范圍?，F階段在特種設備鋼絲繩檢測過程中，要及時地發現缺陷，有針對性地進行維修和保養，保障設備處于良好的運作狀態。無損檢測技術的應用，能在多個角度發現設備存在的問題，及時的排除設備存在的安全隱患，保障設備平穩運作，達到預期的生產。特種設備在進行無損檢測時，要考慮到設備的運行環境、現場生產狀況，選擇最優的無損檢測方式?？紤]到檢測方法的時效性，具體問題具體分析，針對個別情況，可以對檢測結果進行反復檢驗，使用兩種以上的無損檢測方式，提高檢測結果的精準性。無損檢測技術的應用，對特種設備檢驗起到積極的推動作用，一旦發現問題，要及時地采取補救措施，保障設備安全生產。

4 機電類特種設備鋼絲繩檢測中無損檢測技術的發展與創新

從機電類特種設備誕生以來，在進行鋼絲繩無損檢測過程中，各工作人員都在尋找不同的方法，努力延長鋼絲繩的使用壽命，在鋼絲繩斷裂之前進行更換。為了提高鋼絲繩的安全使用，工作人員迫切需要一種能夠對鋼絲繩各種損傷實施定量、定性、無損檢測的技術設備TCK弱磁檢測技術。它能夠根據空間磁場態勢的運動變化規律，進行鐵磁性物質無損探傷。一直以來，機電類特種設備鋼絲繩需要面對高強度的力學工作，投入的時間較長，金屬疲勞基本上是無法避免的，金屬疲勞具有一定的潛伏性和暴發性。通過科學有效的檢測方式延長鋼絲繩的壽命，都是國內外研究者的工作重心。從歷來的研究發現多為內部和外部檢驗兩種方式，外部檢驗主要是為了分析鋼絲繩的表面現象，判斷鋼絲繩是否出現腐蝕、變形、外部結構缺陷等，磨損程度也可以借助游標卡尺測定。

弱磁探傷儀在使用過程中具有較高的穩定性能，擺脫了檢測速度對輸出信號的影響。該技術在使用過程中容易受到環境溫度以及結構應力的影響?？梢酝ㄟ^自身的傳感器檢測鋼絲繩是否出現翹絲、松動、變形等，也可以借助現有的儀器設備判斷鋼絲繩的使用狀況。在內部檢驗過程中，根據檢驗以及報廢經驗，分析鋼絲繩內部是否出現金屬疲勞或腐蝕，金屬疲勞多是由檢驗經驗進行判斷，在內部檢查過程中，多使用夾鉗處理的方式，將兩個夾鉗固定于鋼絲繩之上，保持10～20cm的距離，朝著鋼絲繩捻向相反的方向進行操作。常規檢驗技術對人員的要求較高，內部檢驗鋼絲繩問題具有較高的隱蔽性，容易出現操作失誤。而在內部檢測過程中，使用無損檢測技術，能夠結合物理性質進行缺陷或組成結構差異的分析，在不破壞檢測物體性能以及形態的基礎上，通過直觀的測量方式獲得檢驗物體的變化情況，從而分析被檢物的性質、重量、狀態等。結合電渦流檢測法、電磁檢測法、電磁檢測探頭等對鋼絲繩缺陷進行定性以及半定量的檢測。在我國機電內特種設備鋼絲繩無損檢測過程中，要參照發改委頒布的鋼絲繩在線無損定量檢測方法和判斷規則。結合空間磁場的變化規律進行弱磁檢測，該技術能有效地估算出鋼絲繩的剩余承載力以及使用壽命，此技術是國際公認的鋼絲繩安全承載力檢驗的依據之一，能夠對磨損金屬疲勞斷絲進行精準評估。弱磁檢測技術是無損檢測領域的重大突破，為鋼絲繩無損檢測奠定了強有力的基礎。弱磁檢測技術在校驗過程中，針對性地研發出了機電特種設備鋼絲繩的在線自動檢測，能夠進行鋼絲繩在線檢測集中控制。尤其是在線自動檢測系統，能夠降低事故的發生概率，保障人們的生命財產安全。

5 結語

機電類特種設備、鋼絲繩無損檢測技術，能夠保障鋼絲繩運行安全。在使用過程中，要加大技術管理，實現技術創新。一直以來，安全檢測是獨立的管理課題，尤其是將控制安全檢驗行為作為日常管理目標，強調檢驗人員的安全職責，將檢驗作為保障安全的主要手段。在新時期背景下，相關工作人員要突破陳舊觀念，改變傳統僅憑經驗應對隱患的低效率手段，結合先進的科學技術，加大安全事故的防范。安全，它是常識，更是一種科學。機電類特種設備不管是在生產、使用等，都離不開完善的技術規范，操作準則以及檢驗技術，必須要以技術作為支撐，結合科學有效的管理方法，采用先進的技術手段，這是保障機電類設備安全檢查工作的重中之重。為了科學管理，依法監督，徹底消除安全隱患，機電類特種設備，在進行無損檢測過程中要依靠先進的技術手段，同時也離不開扎實高效的政府監管。安全事故重于泰山，在進行機電類特種設備鋼絲繩無損檢測過程中要參照國家頒布的《關于進一步加強特種機電設備安全監察工作意見》明確特種設備安全工作重點，建立完善的特種設備安全評價體系，以設備以及技術作為突破口，大力推動對重要部位鋼絲繩運行動態的連續控制和管理，提升鋼絲繩的安全使用性能。實際上，免停機的全過程監測是技術與管理發展的新趨勢?，F階段，在經濟的推動之下，我國機電類特種設備無損檢測技術層出不窮，特種設備也逐步增多，分布較為廣泛，導致無損檢測技術可能會出現良莠不齊的現象。在進行監測過程中發現，專業檢查機構人員不足，工作量巨大，技術設備水平各異，安全事故頻發。無損檢測技術并沒有全方位地覆蓋到各個區域、各臺設備。因此，在進行無損檢測技術應用過程中，要把握鋼絲繩的動態持續，可以建立針對電梯鋼絲繩到社區集中監測系統。對鋼絲繩進行集中監測，提高生產效率，徹底的消除安全隱患，節約用繩成本。全面提高我國特種設備安全技術監管水平，著力的保障改善民生，推動社會持續發展，更好地造福區域人民，實現節能降耗、保障人民安居樂業。

參考文獻

[1] 楊輝.機電類特種設備鋼絲繩安全檢驗技術的發展與創新[J].科技創新導報，2010（13）：234，236.

[2] 王能偉.機電類特種設備鋼絲繩安全檢驗技術的發展與創新[J].科學與財富，2017（19）：71.