山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿 山东莱州 261400
摘要：伴随当前科学技术快速发展，越来越多的先进技术运用到钢丝绳无损探伤系统当中。矿山提升设备中，钢丝绳是重要的构件，一旦出现问题，将会导致提升运输系统陷于瘫痪，严重的还可能造成重大事故。钢丝绳无损探伤不仅是保证安全生产的重要手段，而且还能减少钢丝绳频繁更换造成的经济损失。
关键词：钢丝绳；无损检测；断绳事故；截绳试验；缺陷
引言
我国采矿行业使用了大量的提升、悬吊钢丝绳，因检测手段不足，断绳事故很难预防而一旦发生断绳事故，就可能造成人员伤亡和设备损毁。随着科学技术的进步，钢丝绳在线无损检测技术得到了快速发展和完善。
1钢丝绳无损检测技术的分类
在采矿提升系统中，钢丝绳是重要的构件，一旦钢丝绳出现问题，会导致整个金矿矿井处于运输瘫痪状态，并可能导致事故发生。钢丝绳根据不同形式的缺陷分为二大类：(1)局部缺陷型(LocalizedFault—LF型)，主要包括钢丝绳内外部断丝、生锈和局部形状异常等；(2)金属截面积损失型(LossofM etallic Cross--sectionalA rea—LM A型)，主要包括磨损、锈蚀、绳径缩细等。钢丝绳检测经过约100年的研究，其无损检测是该研究领域的主要方向。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆钢丝绳无损检测方法和原理统计如表1
表1钢丝绳无损检测技术
2检测仪器结构及原理
钢丝绳无损检测技术是基于钢铁材料易于磁化的原理。当钢丝绳慢速通过由永久磁钢等材料制成的传感器时，会被快速磁化并达到磁饱和状态，钢丝绳中的断丝、锈蚀等缺陷会产生向外泄露的漏磁场；传感器中的环状聚磁器会将空间分布的强弱漏磁信号聚集，并将其引导到由周向布置的多个霍尔元件列组合而成的检测回路中。钢丝绳中由锈蚀和磨损引起的金属截面积的变化，会使磁桥的磁路平衡遭受破坏，进而使磁路的磁通量发生变化；而布置于磁桥路平衡点的霍尔元件，能接收到磁通量的每一个微小变化信号，并送入检测回路中。钢丝绳与传感器间的相对位移即缺陷的定位，由负责空间采样的光电编码器获取。以上3种信号通过数模转换并压缩输入到计算机中，由在线处理软件根据事先设置的参数进行分析处理，确定钢丝绳有无断丝、锈蚀(磨损)、松股等缺陷，并对缺陷进行较为准确的定性、定量和定位分析。钢丝绳在线检测分析系统见图1。
图1钢丝绳在线检测分析系统
3参数设定及选择
钢丝绳在线检测分析系统参数主要包括：
(1)钢丝绳直径：指公称直径，用于判定钢丝绳直径减少率。
(2)金属截面积：指新钢丝绳或钢丝绳未磨损段的金属截面积，用于判定钢丝绳截面磨损率。
(3)捻距：指被测钢丝绳的单位捻距长度，一般通过实际测量确定或设定为6倍钢丝绳直径，作为计算捻距内缺陷的依据。
(4)采样间隔：指光电编码器发出的采样脉冲距离间隔，用于对钢丝绳测长和缺陷定位。
(5)第1门限：获取断丝异常信号时定性设置的阀值。
(6)第2门限：用于判定断丝根数时定量设置的阀值。
(7)波形缩小率：断丝判别时，用于缩小或放大检测信号波形的幅度比例。
(8)截面基准值：是软件测量得到的新钢丝绳或钢丝绳未磨损段的基准信号值，用于判定钢丝绳金属截面积相对磨损率。
(9)截面灵敏度：是传感器的性能参数，一般由厂家提供。
上述9个参数中，最关键的是第1、第2门限值的确定。第1门限值设置过大，许多断丝缺陷可能发现不了，造成漏检；设置太小，钢丝绳上许多正常(非缺陷性)的采样点会被标中，给操作人员带来不必要的麻烦。所以，为了既不让断丝缺陷漏检，又不让非缺陷性的采样点被标中，第1门限值设置时，应使其略小于1根断丝信号计算机输出量值。第2门限值主要用于对断丝进行定量判别。在条件许可的情况下，检测前最好先取1段规格型号相同的钢丝绳，在上面做若干断丝，作为第2门限值标定的样绳，实际检测一下；如断丝数量与实际相符，则第2门限值设置即告完成。可见，第2门限值有时需要反复调整。
4检测数据的处理和判定
目前常用的钢丝绳无损检测仪器，实际是采用人工处理和计算机智能判断相结合的方式来处理数据。计算机将检测取得的数据依据设定的参数生成曲线，由人工根据生成的曲线对钢丝绳断丝、磨损、锈蚀等情况进行定性判别。而计算机智能判断是在定性的基础上，由计算机定量计算来确定断丝位置、捻距内的断丝根数、截面积损失比。
检测数据基本计算原则是：
(1)在同一捻距内，把断丝数量最多的一处作为整根钢丝绳断丝总数的主要计算依据之一。
(2)在同一捻距内，把钢丝绳绳径最小，磨损、锈蚀最严重的部位作为钢丝绳截面减小量的主要计算依据，并将此截面减小量等效折算为断丝根数。此面积达到或超过相关安全规定的量值，则判定该钢丝绳不合格。
(3)在同一捻距内，断丝面积与金属截面积损失量之和为钢丝绳截面积减小总量。此面积达到或超过相关安全规定的量值，则判定该钢丝绳不合格。
利用钢丝绳在线无损检测技术，先后在某金矿集团公司检测了多根钢丝绳，依据无磁检测检测结果及时进行处理，提高钢丝绳检测的安全系数，保证矿井安全生产，部分钢丝绳检测结果见表2。
表2 金矿钢丝绳无磁检测统计表
钢丝绳在线无损检测技术弥补了钢丝绳检测手段的不足，可以随时掌握整根钢丝绳在线状况及变化趋势，有效地预防钢丝绳断绳事故发生。但根据矿井相关安全规定，在线检测不能代替截绳试验，它只能作为其他检测手段的重要补充。
结束语
钢丝绳在线无损检测技术目前虽然已经比较成熟，但现有的检测仪器几乎都是采用人工设置和计算机智能判断相结合的方式进行数据处理，存在一定的不足；今后的发展方向，应该是系统能够根据输入的钢丝绳规格型号，自动进行断丝等缺陷判定，降低人为因素影响，提高自动化程度，让该项技术更好地为矿山安全生产服务。
参考文献:
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论文作者:苑维林
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/17
标签：钢丝绳论文; 在线论文; 截面论文; 门限论文; 缺陷论文; 磨损论文; 锈蚀论文; 《防护工程》2018年第20期论文;