电梯钢丝绳检测技术的运用范文

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摘要：

随着科学技术的发展，电梯钢丝绳检测技术不断成熟，已经实现对钢丝绳缺陷的定性、定量无损检测，但如何精确地检出钢丝绳的缺陷仍是难题。文中通过电梯钢丝绳断丝检测实例分析，提出对MTC系列探伤仪检测参数值设定和标准数据库标定的一些思考，以更好地指导探伤仪在钢丝绳电磁无损检测的实际应用，为电梯钢丝绳安全性能评估提供重要的依据。

关键词：

电梯；钢丝绳；无损检测；技术；应用

电梯钢丝绳无损检测的主要目的是保证钢丝绳的安全运行，并在此前提下减少因过早报废而产生的浪费现象。能否准确地对在用电梯钢丝绳进行断丝、磨损等缺陷定性、定量检测，则是提高钢丝绳运行效率的保障，也是钢丝绳安全使用与合理更新的科学依据。本文结合电梯钢丝绳断丝检测实例分析，就钢丝绳无损检测参数值设定和检测标准数据库标定进行思考。

1.电梯钢丝绳无损检测断丝实例分析

2015年底，笔者等人采用MTC系列钢丝绳无损探伤仪对某酒店的1台电梯钢丝绳进行了无损检测。试验条件均按照《铁磁性钢丝绳电磁检测方法》（GB/T21837－2008）及相关标准的要求和方法进行。所使用仪器各项性能、指标均符合要求，并经过检定，且在使用有效期内。

1.1钢丝绳检验曲线、数据分析与评定现场检验后，对所采集的钢丝绳检测数据进行了电脑集中分析。无损检测采样信号波形分析结果表明，其中1根钢丝绳存在断丝缺陷现象，断丝分析波形见图1所示。波形显示，该钢丝绳有4处出现断丝现象：第一处为距离检测基准点处约0.41m处；第二处约在1.2m处；第三处约在1.40~1.50m之间；第四处约在3.45~3.60m之间。其中，在第四处有明显的集中断丝现象，两端信号的间距变化较大，形成大波浪形状（见图1），是一处多段集中断丝。通过计算处理后，得到钢丝绳当量断丝数和断丝位置情况分析报告见图2所示。断丝分析结果表明，该位置累积断丝当量数约为6根。依据波形图与报告所定位的位置，对钢丝绳缺陷的位置进行了现场实物分析、处理，并拍下其中断丝最为严重的第四处断丝实物缺陷的照片如图3所示。照片显示钢丝绳股出现明显集中断丝的现象，特别是第四外集中断丝当量达到6根。依据电梯检验规程的5.1C项规定：“曳引钢丝绳断丝分散出现在整条钢丝绳，任何一个捻距内单股的断丝数应小于等于4根”，可判定：钢丝绳存在严重断丝缺陷，不符合使用要求。

1.2钢丝绳断丝缺陷原因分析该台电梯曳引钢丝绳自2011年更换投入使用至检测时约5年，使用时间不长却出现早期集中断丝现象，实属罕见。原因分析：1）现场检验发现钢丝绳张力偏差超标，即维保人员长时间没有进行过张力偏差的调整。在钢丝绳张力偏差严重超标的情况下，张力小的钢丝绳则容易在绳槽内打滑、打滚、振动，造成绳与轮之间产生偏磨，进而产生磨损、断丝或断股等现象。2）机房内的曳引轮与导向（反绳）轮的平行度和垂直度都分别超过标准规定的1mm和0.5mm。这也会引起钢丝绳与轮槽之间产生侧磨，不但损坏轮槽，而且会造成钢丝绳出现早期磨损断丝、断股。3）从损伤情况看，该钢丝绳其它处完好，只有上述几处连续集中断丝，很有可能是由于钢丝绳在更换操作过程中受到夹具的夹伤。曳引钢丝绳需要绕过轿顶轮、曳引轮、导向轮、对重轮等多个绳轮，如果在放绳过程中操作不当，导致钢丝绳出现局部损伤（如起扭、打结、被其他尖锐物刮切等），损伤部位的钢丝绳强度就会降低。夹伤变形的钢丝绳装上电梯后，在运行过程中更容易与绳轮之间形成不规则的磨损，从而可能导致早期的磨损、断丝或断股。

2.电梯钢丝绳无损检测参数值设定的思考

钢丝绳无损检测时的参数设置主要有直径、捻距、采样间隔、金属截面积、单丝直径、第一门限值、第二门限值、截面基准值、截面灵敏度、波形放大率等，这些参数值设定的合理性对检测结果有着重大影响。以MTC系列仪器检测为例，谈谈几个主要参数值设定的看法。

2.1捻距钢丝绳捻距常用的测量有两种方法：方法一、直接测量法。即用游标卡尺或钢卷尺直接在钢丝绳上测量2~5个捻距，求其平均值作为该绳的捻距。方法二、图案法。即将一张白纸平展于钢丝绳的被测量段，用铅笔压紧顺一个方向描出股的图案，在图案上测量出绳的捻距，测量3次以上，取其平均值。

2.2采样间隔采样间隔的设定对钢丝绳无损检测定位的准确性很重要。该值由滚轮的直径和光电编码器的分辨力决定，其中，滚轮对采样间隔的影响较大。由于滚轮长时间使用后，其直径会因磨损变小，造成采样距离比实际运行距离更小；另外，滚轮表面与钢丝绳在发生滚动摩擦的同时，也会发生滑动摩擦，也有可能使采样距离比实际运行距离小。所以，在设定采样间隔值时，应尽量往上限设置。

2.3截面基准值截面基准值是指钢丝绳金属截面积的计算机输出量LMAO，可以采用钢丝绳本体取样设定法：在参数标定时，取一段新钢丝绳或者选取被测钢丝绳未磨损、未锈蚀一部分，在探伤仪传感器中移动2.0m以上，在波形中读取新钢丝绳的金属截面积对应的输出信号值LMAO，重复测量3次以上，取其平均值作为截面基准值。

2.4金属截面积金属截面积是指被测钢丝绳未磨损时的金属面积，它是计算金属截面积变化的依据，正确设定该值对于金属横截面积损失的测量有着重要意义。设定该值前，应当考虑以下两种情况对该值的设定带来的影响：1）直径相同结构形式不同的钢丝绳，其金属截面积是不同的，应查清钢丝绳的结构形式。2）钢丝绳的内外部磨损、锈蚀等均将反映到金属截面积的变化，应确定被采样对象是否存在磨损、锈蚀情况。

2.5门限值门限值分为第一门限值和第二门限值。第一门限值是获取局部缺陷（如断丝）的异常信号时定性设置的域值，主要用于断丝的定性，判定断丝的有无，它的值过小可能出现多判、过大则可能出现缺陷漏检的现象。一般情况下，第一门限值宜设置在10~25之间，绳径越大时，该值也应设大一些。第二门限值是判定局部缺陷的程度（如断丝根数）时定量设置的阈值，它的值与钢丝绳中单根钢丝直径的大小有关，值过大断丝根数少判，值过小断丝根数会多判。第二门限值一般设在8~20之间，绳径越大时，该值也宜设大一些。两者均由仪器对每种钢丝绳的标定来确定，它的正确设置也是准确检测分析的关键。

3.检测标准数据库的标定思考

电梯钢丝绳结构复杂、检测仪器品种繁多，不同仪器检测的差异较大，而关于电梯钢丝绳无损检测标准数据库方面的相关标准或文献却基本没有，这不仅不利于钢丝绳无损检测的开展，而且还会对检测结果的客观性、准确性带来一定的影响。通常，钢丝绳无损检测标准数据标定的方法主要有两种：1）采用人工选取参考标准钢丝绳的方法标定。这种方法存在较大的局限性和误差，对人员素质要求高，参数设定受主观因素的影响较大，检测结果离散性大。2）采用非参考标准钢丝绳法标定。通过大量采集同一型号电梯钢丝绳数据对比分析后，建立相应的钢丝绳标准数据库。此种方法具有较好的通用性，准确高、覆盖性好。但工作量很大，需要对各种类型的钢丝绳进行大量的检测试验，对比、分析、处理，建立能覆盖各种类型的钢丝绳标准检测数据库，并将数据库编入了软件程序模块。两者对比，第二种方法有着更重要的指导意义。

4.结束语

钢丝绳无损检测技术虽然已经应用几十年，但到目前为止，国内仍然没有统一的仪器评价标准以及检测参数据库标准参照体系，造成钢丝绳无损检测技术的应用推广难度很大。探讨建立统一的钢丝绳电磁无损检测行业标准，对电梯安全性能评价有重要意义，且有助于进一步促进钢丝绳电磁检测技术的成熟与应用。

参考文献：

[1]GB8903－2005.电梯用钢丝绳[S].国家质量监督检验检疫总局，2006.

[2]美国ASTME1571－2001，铁磁性钢丝绳电磁检查标准规范[S].

[3]贾社民，贾利民.完善钢丝绳电磁检测设备评价标准及应用标准体系[J].无损检测，2009（7）：585-587.

[4]GB/T26832－2011，无损检测仪器钢丝绳电磁检测仪技术条件[S].

[5]GB/T21837－2008，铁磁性钢丝绳电磁检测方法[S].

作者：詹洪亮 单位：福建省特种设备检验院