广东省特种设备检测研究院揭阳检测院 522000
摘要：钢丝绳是电梯设备中十分重要的“高度危险构件”，其使用状况直接关系到乘客的生命、财产安全。长期以来，由于缺少科学的检测技术手段，电梯钢丝绳的安全使用、合理更换无法得到保障，钢丝绳的无损检测也成为了电梯安全监管中的“盲点”。本文主要阐述了电梯钢丝绳的检测技术、维护以及应用，以供参考。
关键词：特种设备安全；电梯；钢丝绳
1 前 言
随着现代社会经济的迅猛发展，城市现代化建设的完善，电梯得到了广泛地运用，同时，电梯的安全使用也引起了人们的高度重视。作为电梯主要部件的钢丝绳，它是电梯设备中十分重要的“高度危险构件”，其使用状况直接关系到乘客的生命、财产安全。长期以来，由于缺少科学的检测技术手段，电梯钢丝绳的无损检测成为了电梯安全监管中的“盲点”。由于钢丝绳可认作是无限长结构的复杂几何体，故用传统目视、手摸、卡尺量等人工检测的简单方法，存在很多局限性，不可避免发生漏检、错检等问题。
2 无损检测技术的应用
弱磁传感器是目前无损检测技术的最新研究成果，它具有智能化和应用性的优点，在电梯钢丝绳的无损检测应用中发挥着十分重要的作用。漏磁检测方法的主要配件是永久性磁铁的探头，其作用非常关键。电梯钢丝绳从磁铁的内部穿透过去，利用霍尔元件采集漏磁场的变化信号，通过光电编码器将钢丝绳的位置经过编码之后输入到计算机中进行保存和调取。
在检测过程中，如果信号传播到钢丝绳的某一部位时，产生了脉冲信号即可表示此处有磨损或者是断丝的情况发生。通过统计脉冲信号的发出次数即可了解故障的损坏程度等情况，以此为根据，在工作中可以顺利发现问题所在，及时修理或者更换，以保证电梯可以正常且安全的运行。
3 问题原因分析
（1）钢丝绳存在质量问题，选绳不当，更换后的钢丝绳达不到电梯用钢丝绳的质量和技术要求。
（2）由于电梯曳引钢丝绳承受着电梯的全部悬挂重量，并绕着曳引轮，导向轮和及绳轮作反复的弯曲。绳在曳引轮中的绳槽中承受很大的挤压应力，并频繁承受电梯启动时的冲击，其强度，挠性，达不到应有的要求，必然会产生疲劳损伤和弹性降低，挤压后产生红褐色粉末。
（3）钢丝绳绕着曳引轮、导向轮和绳轮反复运动，产生摩擦，在机械的、物理的作用下，使钢丝绳的表面不断磨损，磨损是钢丝绳最常见的损伤方式，影响曳引钢丝绳磨损，主要由外部磨损和内部磨损 2 种情况。
①外部磨损：钢丝绳外周与曳引轮、导向轮，反绳轮轮槽表面接触引起的磨损属于外部磨损，在外部磨损后，绳径将变细，钢丝绳的外部磨损使承受载荷的钢丝截面积减小，钢丝绳的破断载荷也相应降低。
②内部磨损：钢丝绳在使用经常遇到弯曲，各根细钢丝的曲率半径不可能完全相同，因此钢丝绳内部各根细钢丝就会相互产生作用力并且发生滑移，构成内部磨损。通常细钢丝表面的压力与钢丝绳的张力成正比，在张力相同的情况下，由于受压面积不同，单位面积承受的压力也不同。
从表面受压磨损来看，采用线接触钢丝绳比采用上接触钢丝绳有利。此外，钢丝绳的弯曲程度，运动速度，对钢丝绳的内部磨损均有影响。由此可见，选择线接触或者面接触类型的钢丝绳是减少内部磨损的有效途径。
4电梯钢丝绳无损检验技术及维护
电梯曳引钢丝绳是电梯重要的部件，但其在长时间使用后会产生磨损、断丝、断股等缺陷。对各种缺陷必须进行有效监控。
4.1 检验要求及技术
1）检验要求：曳引钢丝绳不应有过度磨损、断股等缺陷，断丝数不应超过报废标准。
2）检验技巧：在选定部位的6d 或30d 长度范围内（绳端处也应作为选择范围之一），目测检查钢丝绳的可见断丝数。必要时用钢丝绳探伤仪全长检测或分段抽测。对多层股钢丝绳应用钢丝绳探伤仪进行检测。将轿厢停在行程的适宜位置处，用张力检查装置测量每根钢丝绳的张力，计算张力偏差值。外观检查绳端固定及部件缺损情况。
3）检验禁忌：切勿只认为钢丝绳严重磨损时才可能报废，而忽视了当钢丝绳公称直径减少7％时，即使未发现断丝，该绳也应报废。
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4.2 检验的无损检验
钢丝绳的全面检查钢丝绳的使用期限和安全工作，很大程度取决于良好维护。定期检查，按规定更换新绳；换新绳应符合原设计要求，如其他型号可代用，则要重新计算，除绳直径符合要求外，破断拉力也不低于原要求。测量绳的直径以它外圆表示，用游标卡尺测量最大的外圆处，实际数据点>0.9～0.95x绳表公称直径为合格。每周必须检查一次，对易损坏、断丝和铁锈较多的一段作停机检查（电梯运行到基站以及中段，钢丝绳断丝数较多）。断丝的突出部分应在检查时剪下，并记人检查记录簿内。检查方法：人在机房电梯慢车行驶，细心检查绳在曳引轮上绕行全过程或用棉纱围在绳上，若绳有断丝，其断头会把棉花挂住。少量断丝不须更换，仍可使用，不过巡查要特别注意。在一个捻距（7～7.2 倍绳径）内断丝数目超过钢丝总数的2％，每周需增加检查的次数。检查钢丝绳的表面有否麻斑、断股、锈蚀、是否干燥，绳的受力均匀与否都在检查范围内。特别注意：绳在稳定期后出现不正常的伸长或断丝数加多时，例如：连续三天出现显著伸长，或在某一捻距内每天都有断丝出现，则已接近失效，宜及时更换。在机房检查完钢丝绳，应到井道内继续检查。人站在轿顶，操作电梯检修运行，轿顶与对重处在同一水平位置，检查轿厢与对重绳头连接部。电梯以检修速度从井道顶部运行到底部，其间每隔1.5mm 停止一次，检查对重上部的钢丝绳，其内容与方法同在机房检查相同。最后，仔细查绳头组合装置、不允许有锈蚀，紧固螺母不能松动，绳头弹簧不能有永久变形或裂纹。检查方法：用小锤轻轻敲击被查部位，观察松动情况，若敲击有嘶哑声，表明有裂纹存在。
4.3 电梯钢丝强的维护
钢丝绳要有适当的润滑。钢丝绳中心有油浸麻芯一根，制作时绳内浸入特殊润滑油防锈，使用日久油外渗失掉，需定期加油，最好用钢丝绳油，可用浓度中等30# 如45# 机油。加油方法：轿厢从底层慢速上行，加油时特别注意油不能滴在制动轮上，油不宜加太多，以手摸感油即可，对不绕曳引轮的钢丝绳必须涂防腐蚀保护外表。备用钢丝绳应存放在干燥，通风的室内。底部用木方垫起，高不少于30ram。绳面涂防腐剂，每年检查一次。钢丝绳锈蚀破坏性极大，外层容易锈蚀并会向内蔓延，谨防隐蔽破坏。钢丝绳应卷在绳木轮上，用时使绳木轮转动放出钢丝绳，避免绳打圈、打结、松散或钢丝破断。电梯运行中，导轨不垂直、接头不平、导靴与导轨问隙过大都会引起钢丝绳在运行时震动。司机采取点动平层，不但电气元器件易受损害，钢丝绳也会因点动产生附加动载荷受损。
5 钢丝绳的检查
提升钢丝绳在工作中主要受到下列几种载荷的作用：静应力、动应力、弯曲应力、接触应力、编捻应力等。这些应力的反复作用将会引起钢丝绳疲劳，再加上磨损、腐蚀，造成钢丝绳损坏。由于钢丝绳工作环境不同，其受损的主要原因也不同。在检查时大多通过目测、手摸、锤敲等方法，观察绳的表面质量和工作状况；主要检查项目有断丝、磨损、钢丝绳直径变化、腐蚀情况、有无粗细不均、股捻较松、表面损伤等现象。
（1）断丝：由于使用条件不一样其原因也不一样。主要有疲劳断丝、磨损断丝、锈蚀断丝，拉断断丝、扭拉断丝，前 3 种断丝是正常使用中出现的；后 2 种断丝主要发生在事故状态下，如紧急停车、打结后受拉等。钢丝绳断丝数的多少直接影响其强度大小，而断丝分布情况与强度有密切关系。如断丝分散在全绳范围内，对绳的强度影响较小；如果断丝集中在某一个捻距或同一断面内，对绳强度影响则较大，特别是在同一个断面内更严重，所以同一捻距内断丝数达到规定值时，应立即更换。检查断丝时必须仔细认真，尤其在锈蚀比较严重的地方或涂油较多的地方。锈蚀严重的地方其点蚀较多，锈斑面积大，细小裂痕不易被发现，同时钢丝绳由于每次提升后转过的上表面是不同的，必须将四周都翻看检查，翘起的断丝必须同及时剪断，否则会将断丝压在绳子股中将其它钢丝压出伤痕，导致其它钢丝绳的安全性降低。在钢丝绳使用期间，如在某一捻距内每天都有断丝出现，就必须立即更换。
（2）绳径变化：一般由于长期磨损造成钢丝绳直径减小，特殊情况如紧急停车等造成钢丝绳局部突然锁细，这种现象有可能是由于内部断丝或绳芯被拉断所造成。还有的是由于局部锈蚀严重所造成钢丝绳的有效金属断面减小，强度大大降低，如达到某一极限时，就需更换。
（3）锈蚀：锈蚀对钢丝绳强度影响远比断丝和磨损严重。因为如果钢丝绳一旦被腐蚀，它的有效面积减少，承受冲击载荷能力降低，并且磨损速度很快，钢丝绳的使用寿命大大降低。钢丝绳锈蚀严重，或点蚀麻坑形成沟纹，或用锤敲打发现外层钢丝松动时，不论断丝数多少或绳径是否变化，必须立即更换。钢丝绳内部生锈及绳芯无油时，会挤出 “红油”，这时就应剁开绳头检查钢丝绳的内部锈蚀情况。
（4）伸长突然加快：钢丝绳悬挂初期，由于钢丝需重新排列产生结构伸长，承载后产生弹性伸长，这两项伸长两周左右趋于稳定。钢丝绳使用过程中，调绳的时间与调绳的长度是有一定规律的。但伸长突然加快如连续 3d 出现显著伸长，就应查明原因及时更换。
6 总 结
电磁无损检测技术是十分有效并已广泛使用的电梯钢丝绳的检测手段，因其无损性、有效性、及时性和准确性可以应用于电梯检测的日常维护中。其中，弱磁传感器的出现有效节约了检测时间和检测费用，提升电梯检测的准确性和工作效率的同时，避免了随意、盲目的替换钢丝绳。众所周知，在电梯的日常维护中，如何降低成本的同时保证电梯的安全使用；增加社会收益的同时提高工作的销量是极具实际意义的。
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论文作者:杜式鑫
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/10
标签：钢丝绳论文; 电梯论文; 磨损论文; 锈蚀论文; 钢丝论文; 应力论文; 曳引论文; 《基层建设》2016年11期论文;