01.鋼絲繩無損檢測基本原理
從1906年世界上出現(xiàn)第一臺鋼絲繩探傷儀，到現(xiàn)在理論上探討過的鋼絲繩無損檢測方法很多，包括超聲波、聲發(fā)射、電渦流、射線、光學(xué)及磁檢測法等，其中只有磁檢測法得到了實(shí)踐和推廣，其它方法或因檢測信號易受干擾，檢測結(jié)果難以記錄；或因設(shè)備費(fèi)用太高，檢測局限性太大，均未在大范圍推廣應(yīng)用。
目前，鋼絲繩常用的無損檢測方法主要包括截面積損失法（LMA）和局部損失法（LF）。
截面積損失法
通過傳感器頭磁化一段鋼絲繩，能通過霍爾效應(yīng)傳感器有效地測定軸向鋼絲繩中的總磁通。傳感器輸出的電信號，在磁回路可感應(yīng)范圍內(nèi)，其輸出的電壓與金屬截面積變化成正比。
該方法用于測定金屬截面積變化（LMA），主要用于檢測斷絲、磨損、銹蝕等鋼絲繩截面積綜合變化的缺陷。
圖1 截面積損失法的原理示意
局部損失法
永磁體提供恒定的磁通，通過傳感器頭來磁化一段鋼絲繩，鋼絲繩中的不連續(xù)（如斷絲）所引起的漏磁，能用不同傳感器（如霍爾效應(yīng)傳感器）來檢測。傳感器輸出的是電信號，并被記錄，用于測定局部損失。
但該方法不能明確給出有關(guān)損傷的確切數(shù)量信息，只能給出鋼絲繩中斷絲、內(nèi)復(fù)式和磨損等是否存在的提示性信息。
圖2 局部損失法的原理示意
02鋼絲繩無損檢測的局限性
雖然常規(guī)無損檢測方法在索道安全運(yùn)行的過程中能對鋼絲繩的損傷做出判斷，在消除事故隱患、科學(xué)節(jié)約用繩成本上起到關(guān)鍵作用，但是受原理和外部條件的制約，這些方法也存在著局限性。
檢測原理造成局限性
LMA法的靈敏度隨著損傷距離鋼絲繩表面的深度增大和斷絲處斷口的減小而降低，LF法不易辨別出較細(xì)的斷絲、小斷口斷絲或接近于多斷絲處的單根斷絲。
對于鋼絲繩的金屬學(xué)性質(zhì)的變化，如脆化、疲勞等無法做出判定。
對于索道用鋼絲繩來說，鋼絲繩出現(xiàn)的損傷、斷絲主要集中出現(xiàn)在表面絲，表面絲均為粗絲，因此無損檢測漏檢主要集中在小斷口斷絲或者斷口未打開的情況，如圖3所示，目前普遍采用的方法很難采集到此類損傷的信號，無法對此類損傷做出準(zhǔn)確判定。
圖3 斷絲斷口未打開的情況
對于聚集性斷絲數(shù)量判斷也存在局限，如果斷絲的斷口未打開、斷口間距較小或者其他特殊情況，LMA和LF值都會受到影響，不易判斷聚集性斷絲數(shù)量。因此對于聚集性斷絲，或者波形顯示斷口較長的鋼絲繩要進(jìn)行實(shí)際目測檢查，防止誤判斷絲數(shù)，而達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)造成危險(xiǎn)。
鋼絲繩探傷易受干擾
由于探傷儀的傳感器采用霍爾元件，在工作時易受電磁干擾。當(dāng)進(jìn)行鋼絲繩無損檢測時，如果附近出現(xiàn)較強(qiáng)的電磁信號，檢測波形會出現(xiàn)較大的波動，如圖4所示，這對結(jié)果分析會產(chǎn)生很大的影響，無法通過波形做出具體的判斷。
圖4 受到干擾后的波形
如對湖南某索道進(jìn)行鋼絲繩無損檢測時，在儀器正常標(biāo)定后，所采集到的信號出現(xiàn)異常波動，停機(jī)檢查后判斷是儀器受到干擾。經(jīng)了解在鋼絲繩檢測處（索道驅(qū)動上站）附近建有一座微波站，懷疑此為干擾源。該索道長度較長，將檢測位置轉(zhuǎn)為下站，重新進(jìn)行標(biāo)定檢測，數(shù)據(jù)波形顯示正常。
因此在無損檢測過程中，應(yīng)關(guān)閉或遠(yuǎn)離可能對無損檢測有干擾的無線信號源，如盡量避免在檢測儀器附近使用無線對講機(jī)，關(guān)閉無線廣播系統(tǒng)等。
如在檢測過程中，發(fā)現(xiàn)檢測波形有異?，F(xiàn)象，在確定儀器正常的情況下，尋找并關(guān)閉干擾源，或者做好屏蔽設(shè)施。
鋼絲繩接頭位置的檢測
由于索道運(yùn)載索是一個循環(huán)的無極繩，存在至少一個接頭，而鋼絲繩接頭是整根鋼絲繩最為薄弱的地方，對于鋼絲繩接頭的無損檢測可以得到鋼絲繩接頭編接長度、接頭插入段長度、編接點(diǎn)分布、是否存在斷絲等信息，如圖5所示，但無法對鋼絲繩的編接質(zhì)量做出具體判定。
圖5 接頭部分波形
因?yàn)殇摻z繩接頭部分的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，波形有很大的干擾，常規(guī)無損檢測方法目前無法對鋼絲繩接頭部分的斷絲及斷絲數(shù)量做出準(zhǔn)確判斷，但是通過經(jīng)驗(yàn)可以總體看出鋼絲繩接頭編接質(zhì)量，如果發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)進(jìn)行目測檢查，防止因誤判造成鋼絲繩的隱患。
因此對于索道用鋼絲繩接頭的檢查，不能僅僅依靠無損檢測來判斷，結(jié)合目測檢查顯得更為重要。
03鋼絲繩更換時間的判斷
鋼絲繩無損檢測是判斷鋼絲繩使用情況的重要手段，但是如何判斷一根鋼絲繩是否達(dá)到使用極限或接近極限，則是需要相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)來判斷。
按照索道用鋼絲繩檢驗(yàn)和報(bào)廢規(guī)范中提出的報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)來看，按照斷絲情況，索道用鋼絲繩在正常情況下極少有因斷絲達(dá)到極限而報(bào)廢的，因?yàn)榻^大多數(shù)索道對鋼絲繩的維護(hù)保養(yǎng)都是非常重視的。
索道用鋼絲繩報(bào)廢的主要原因是出現(xiàn)疲勞，常規(guī)無損檢測方法目前還無法檢測出鋼絲繩的疲勞情況，所以只能通過鋼絲繩的斷絲增加率來判斷鋼絲繩是否疲勞或者接近疲勞。
當(dāng)一根鋼絲繩使用超過五年，而且每次無損檢測結(jié)果中的斷絲數(shù)量都在增加，那就需要縮短檢測時間，加強(qiáng)對鋼絲繩的監(jiān)控；當(dāng)隨著時間增加，鋼絲繩的斷絲增加率持續(xù)上升，據(jù)此可以判斷鋼絲繩接近疲勞，需要更換。
因此，鋼絲繩的更換要通過鋼絲繩的斷絲數(shù)、斷絲增加率、使用時間以及波形變化來綜合判斷。
04鋼絲繩管理的發(fā)展方向
索道鋼絲繩作為索道管理的重點(diǎn)，既有安全要求也有經(jīng)濟(jì)效益要求。
鋼絲繩無損檢測的目的是確保鋼絲繩的安全使用，鋼絲繩缺陷的定性檢測已經(jīng)比較可靠，但因鋼絲繩損傷的多樣性、復(fù)雜性和外界干擾的影響，要定量地確定檢測信號和鋼絲繩損傷之間的關(guān)系仍然很困難。
因此在無損檢測中，要對鋼絲繩數(shù)據(jù)深入分析，了解所用儀器的局限，在特殊情況要和目測觀察結(jié)合起來，避免造成漏判、誤判，結(jié)合鋼絲繩使用時間、周圍環(huán)境、使用狀況，預(yù)測出鋼絲繩的更換時間。鋼絲繩的更換要通過鋼絲繩的斷絲數(shù)、斷絲增加率、使用時間以及波形變化來綜合判斷。
對于鋼絲繩的管理工作要正確處理好安全與效益的關(guān)系，在充分保證安全的前提下，科學(xué)合理延長鋼絲繩的使用壽命。通過分析鋼絲繩使用中存在的不安全現(xiàn)象，采取相應(yīng)的方法和措施，可以延長鋼絲繩使用壽命，并實(shí)現(xiàn)鋼絲繩經(jīng)濟(jì)效益的最大化。
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