起重機用鋼絲繩的選擇及檢驗方法

賈雪峰 秦應鵬 和大龍 吳艷成

（1.泰安市特種設備檢驗研究院 泰安 271000）

（2.山東龍輝起重機械有限公司 泰安 276000）

（3.臨沂市特種設備檢驗研究院 臨沂 276000）

起重機鋼絲繩具有較輕的自重，同時具有顯著的撓性和強度，因此在起重機運行中，鋼絲繩發揮著重要作用。但是實際工作中，起重機鋼絲繩很容易發生擠壓和彎曲變形等問題，如果工作人員選擇了不合適的鋼絲繩，將會影響起重機鋼絲繩運行的安全性。鋼絲繩是起重機的重要部件，因此工作人員需要遵守科學性原則合理選擇起重機鋼絲繩，為了保障起重機的使用性能，檢驗人員需要加大力度檢驗鋼絲繩，發現起重機鋼絲繩存在的問題，制定有效的解決方案，從而保障鋼絲繩的運行質量。

1 起重機鋼絲繩的選擇

鋼絲繩是起重機的重要組成部分，如果選擇不合理將會影響整體工作進展，引發嚴重的安全事故。結合起重機鋼絲繩工作標準，在選擇起重機鋼絲繩過程中，首先需要結合起重機鋼絲繩的安全系數選擇起重機鋼絲繩，保障起重機鋼絲繩安全系數符合國家相關標準。如果起重機鋼絲繩安全系數不符合標準，將會埋下安全隱患。其次在選擇起重機鋼絲繩的過程中，需要結合起重機鋼絲繩的價格。為了保障整體工作效果，工作人員需要分析起重機具體使用場所下所需鋼絲繩的成本，從而提高整體性價比。最后還要高度關注起重機鋼絲繩的數量，這就要根據實際工作需要確定起重機鋼絲繩數量。

1.1 確定鋼絲繩的安全系數

在選擇起重機鋼絲繩的過程中，需要考慮起重機的種類和鋼絲繩的安全系數，結合起重機變幅和起升機構等級等，以此確定起重機鋼絲繩安全等級。在確定起重機鋼絲繩安全參數的過程中，工作人員需要根據相關規范內容要求確定安全系數，見表1。[1]

表1 不同工作等級的起重機鋼絲繩安全系數

1.2 鋼絲繩的強度計算

選擇起重機鋼絲繩的過程中，需要利用相應的公式選擇起重機鋼絲繩的直徑，保障起重機鋼絲繩選擇的科學性，見式（1）：

式中：

F1——鋼絲繩最小破斷拉力；

Fmax——起重機鋼絲繩的最大工作靜拉力；

S——鋼絲繩的安全系數。

通過式（2）計算鋼絲繩破斷總拉力的最小值：

式中：

F0——鋼絲繩破斷總拉力；

φi——起重機鋼絲繩破斷拉力的換算系數。

結合計算結果可以確定鋼絲繩的強度是否可以滿足工作要求，保障起重機應用的安全性和穩定性。[1]

1.3 鋼絲繩結構

起重機鋼絲繩接觸方式主要包括點、線、面，工作人員需要結合起重機運行參數選擇起重機鋼絲繩，保障科學地選擇起重機鋼絲繩。例如在選擇起重機鋼絲繩的過程中，工作人員可以利用線接觸和交互捻以及鋼芯圓股等方式，判斷起重機鋼絲繩的結構形式，確定選擇的起重機鋼絲繩是否可以滿足起重機的運行要求。

2 正確使用起重機鋼絲繩

在起重機運行過程中，鋼絲繩發揮著重要作用。因此，需要正確處理鋼絲繩的選擇和使用。如果鋼絲繩內外層繩股旋轉力矩缺乏平衡性，鋼絲繩的捻距將會被破壞，導致鋼絲繩出現松弛的問題，起重機鋼絲繩能承受的負載量也會因此受到影響。[2]

2.1 鋼絲繩開卷的正確方式

起重機鋼絲繩主要是利用卷的形式，展開或安裝鋼絲繩時，應采取各種措施避免鋼絲繩向內或向外旋轉，否則可能使鋼絲繩產生結環、扭結或折彎，導致無法使用。包括從繩卷上放繩和從卷盤上放繩。在實際工作中，在進行鋼絲繩放出操作時，應避免隨意抽取，防止起重機鋼絲繩出現打扭，或者形成圈套現象。為了避免出現上述不良趨勢，宜將鋼絲繩在允許的最小松弛狀態下呈直線放出。

在鋼絲繩安裝過程中，使用環境和條件許可的情況下，必須保障鋼絲繩總是朝著同一個角度扭轉，也就是從鋼絲繩卷盤上部放出的鋼絲繩進入起重機或起重電動葫蘆卷筒的上部，從繩卷盤下部放出的鋼絲繩進入起重機或起重葫蘆卷筒的下部[2]。如果鋼絲繩的引出端是逆時針，那么要按照逆時針方向成卷。在起重機鋼絲繩纏繞的過程中，需要在起重機專用的旋轉托架上架設整卷鋼絲繩。在松卷階段，需要統一轉動起升機構卷筒上的鋼絲繩，此外還要統一鋼絲繩和繩的方向。

2.2 正確的鋼絲繩穿繞方法

對于起重機鋼絲繩的合理運用來說，需要合理地挑選鋼絲繩的捻纏繞方向，尤其是在起重機鋼絲繩穿繞過程中，必須對起重機鋼絲繩的捻向給予特別關注。當更改或替換起重機的鋼絲繩時，需要注意鋼絲繩繩槽中末端的位置，并確定卷筒上端部的固定位置。使用左捻的起重機鋼絲繩時，要按照從左至右的方向纏繞起重機鋼絲繩，同時在下方引出鋼絲繩。使用右捻鋼絲繩時，第1種情況是，要按照由左至右的方向纏繞起重機鋼絲繩，并且是在卷筒上方引出鋼絲繩的一端；第2種情況是，按照從右至左的方向纏繞卷筒上的鋼絲繩，并且在卷筒下方引出鋼絲繩。

3 起重機鋼絲繩的檢驗方法

3.1 外觀檢驗

工作人員確定起重機鋼絲繩型號和數量之后，需要開展外觀檢驗工作。在起重機鋼絲繩外觀檢驗過程中，工作人員需要檢查起重機鋼絲繩外觀是否存在損壞問題。當前起重機鋼絲繩市場中存在假冒偽劣產品，無法保障起重機鋼絲繩應用的可靠性。在外觀檢驗過程中，保障所有的起重機鋼絲繩沒有任何質量問題，杜絕利用存在問題的起重機鋼絲繩。在起重機鋼絲繩外觀檢驗過程中，工作人員可以開展對比分析的方法。在建筑工程施工過程中，選用起重機鋼絲繩，需要和鋼絲繩生產廠家建立長期合作關系，對比未使用的起重機鋼絲繩和新采購的鋼絲繩，確定鋼絲繩外觀是否存在質量問題。如果起重機鋼絲繩整體上沒有較大問題，但是部分鋼絲繩存在磨損情況，只有不影響直接應用效果，才可投入使用。

3.2 人工檢驗

起重機承載鋼絲繩在實際環境和條件下使用時，其外表面與滑輪溝槽、卷筒外表面等物體表面接觸摩擦而引起外部磨損后繩直徑將變細變小，同時可能造成外層的鋼絲被磨光滑或出現斷絲，甚至斷股折斷的現象，這會使承受載荷的鋼絲繩橫截面積減小，進而影響它的抗拉強度。在日常人工檢驗中主要包括目測觀察法和卡尺測量法，以下是具體的檢驗內容[3]：

1）斷絲檢驗：在操作起重機的過程中，需要定期更換鋼絲繩，因為鋼絲繩在使用階段很容易發生斷絲問題，因此工作人員需要系統性地分析鋼絲繩的內外部斷絲情況，保障整體檢驗的嚴謹性。

2）端部斷絲：鋼絲繩的端部發生嚴重磨損，將會發生斷裂問題，如果鋼絲繩發生斷絲問題說明鋼絲繩已經老化，需要及時更換新的鋼絲繩。

3）斷絲增長率：在利用起重機鋼絲繩的過程中，隨著使用時間的延長，將會不斷累積鋼絲繩斷絲數量，同時還會不斷縮短鋼絲繩斷絲的間隔時間，因此需要根據斷絲計算鋼絲繩的應用時間。

4）繩徑減?。阂驗槔K芯損壞，將會減小起重機鋼絲繩的直徑，同時也會降低鋼絲繩的強度，從而影響鋼絲繩繩股應力的平衡性，所以在實際工作中需要檢查鋼絲繩繩芯的損壞情況，及時發現并處理問題。

5）內外部磨損：在壓力作用的影響下，起重機鋼絲繩和卷筒槽、混輪槽反復接觸，導致起重機鋼絲繩外層發生磨損，從而降低鋼絲繩的強度，導致鋼絲繩的截面和直徑因此減少，為了解決問題，工作人員需要及時更換完好的鋼絲繩。

6）銹蝕：起重機主要是在外部環境中運用，如果起重機鋼絲繩潤滑效果比較差，或者在高溫潮濕環境中運行，起重機鋼絲繩將會發生銹蝕問題，發現這類問題之后，工作人員需要潤滑處理起重機鋼絲繩。

7）變形：在外力作用下，起重機鋼絲繩可能會突發斷裂，工作人員需要及時更換起重機鋼絲繩。

8）配套連接件檢驗：在鋼絲繩繩頭連接操作階段，工作人員需要檢查各種配套裝置的牢固性，通過人工檢驗工作，根據起重機鋼絲繩實際情況，及時優化更換完好的鋼絲繩[4]。

為了減少起重機鋼絲繩檢驗疏漏問題，工作人員需要開展分批次的檢驗工作，這樣可以貫徹落實檢驗細節，保障整體工作質量。為了保障人工檢驗的效果，需要落實復核工作，檢驗所有的起重機鋼絲繩都要開展2次以上的復核工作，避免起重機鋼絲繩存在任何問題，影響實際工作效果。

3.3 儀器檢驗

在起重機鋼絲繩儀器檢驗過程中可以利用探傷儀，主要是利用漏磁檢測方法檢驗起重機鋼絲繩的斷絲缺陷，在實際操作階段，工作人員需要利用磁場軸向磁化操作起重機鋼絲繩，同時通過磁敏檢測裝置完成無損檢測工作。最后結合漏磁場信號分析起重機鋼絲繩是否發生斷絲問題。此外可以結合起重機鋼絲繩導磁性檢測缺陷，工作人員需要利用平衡磁路敏感元器件檢測鋼絲繩磁通量，結合信號確定鋼絲繩橫截面積的變化。[3]

為了發揮探傷儀的作用，需要在起重機定滑輪和卷筒附近安裝探傷儀的傳感器，通過分析和存儲鋼絲繩的缺陷信號，通過信號模擬，利用計算機監控器了解起重機鋼絲繩的位置和長度以及斷絲數量等信息，如果確定鋼絲繩發生問題，監控器將會發出警報，同時可以將具體的檢驗參數打印出來。

相比人工檢驗方式，儀器檢測方式可以獲取精準的信息數據，同時具有較高的檢測效率，有利于全面了解起重機鋼絲繩缺陷，準確地定位起重機鋼絲繩的荷載和壽命。同時工作人員利用在線檢驗方式，可以明確起重機鋼絲繩實際情況，但是儀器檢驗方式也存在不足之處，例如無法明確起重機鋼絲繩的銹蝕、折彎等情況，同時也無法系統地檢驗出鋼絲繩繩端的位置和相關連接件，因此在實際檢驗工作中，工作人員需要結合具體的實際使用情況合理選擇檢驗檢測方法。

4 起重機鋼絲繩的維護

在起重機的起升階段，其承載能力的大幅波動會在卷筒上的每個層次的鋼絲繩間引起不同程度的拉伸應力。這種情況下，很容易產生壓力間隙問題，使得外部一層的鋼絲繩承擔過大的壓力并將其傳遞至下方每一層。如果起重機鋼絲繩處于松弛狀態，外層鋼絲繩將會出現局部變形問題，從而影響鋼絲繩的排序，快速損壞起重機鋼絲繩[2]，降低使用壽命。發生以上問題時需要采取以下措施：

4.1 人工排繩

發生上面的問題之后，工作人員需要立即停止設備運行，采用人工排繩的方式進行處理。盡管這種方法的效率相對較低，但它能夠將所有混亂的鋼絲繩全部釋放出去，從而提高和優化鋼絲繩的使用效果。

4.2 卷筒鋼絲繩排放要求

使用單位需要根據設備實際起升高度，合理更換起重機鋼絲繩。有效使用卷筒上的鋼絲繩，同時不會放出多余的鋼絲繩。吊具處于工作位置最低點時，在卷筒上纏繞的鋼絲繩（除固定繩尾的圈數外）應當不少于2圈（塔式起重機、流動式起重機應當不少于3圈）。而對于機械式停車設備，當搬運器或者載車板處于最低工作位置時，鋼絲繩在卷筒上的纏繞（除固定繩尾的圈數外）應當不少于2圈[5]。

4.3 鋼絲繩潤滑

對鋼絲繩進行潤滑處理，可以提高起重機鋼絲繩使用效果，因為在鋼絲繩的使用過程中，起重機鋼絲繩需要同時承受拉力作用和滑輪擠壓作用，起重機鋼絲繩在摩擦作用下產生熱量。耗盡起重機鋼絲繩的油，將會導致起重機鋼絲繩發生銹蝕問題，進而對起重機鋼絲繩質量產生負面影響，同時，由于鋼絲繩外部因磨損導致的表面粗糙化會影響內層鋼絲繩的防腐性能，最終可能導致斷裂現象的發生。因此工作人員要及時清洗和潤滑處理起重機鋼絲繩，保障起重機鋼絲繩的潤滑效果[6]。

4.4 檢查和記錄

在使用鋼絲繩時，除了要進行潤滑操作外，還需要檢查起重機鋼絲繩磨損程度和斷絲情況等，確定鋼絲繩發生問題之后需要及時更換完好的起重機鋼絲繩，同時需要及時報告。

5 結束語

為了發揮起重機鋼絲繩的作用，需要合理選擇起重機鋼絲繩類型，同時采取科學的檢驗方式，還要正確地使用和維護起重機鋼絲繩，保障起重機運行的安全性，避免發生安全事故。