起重机械钢丝绳在线检测研究

文涛 秦定林

摘要：起重机械的用途极为广泛，钢丝绳作为起重机械运行的关键，也是保障起重机械安全运行的主要设备，要保障起重机械的安全运行，必须要保障钢丝绳的可靠性。但是，由于起重机械的使用环境不同，很多时候都会在日晒雨淋的恶劣环境下运行，而且，在长期的工作下也会使钢丝绳产生疲劳运行的情况，在这种情况下，势必会对钢丝绳运行的安全造成极大的影响，因此，必须要做好起重机械钢丝绳的检测工作。

关键词：起重机械；钢丝绳；在线检测

前言

近些年来，对起重机械钢丝绳的检测存在一定的问题，如果采用传统的检测方式，检测效果不好，严重影响到起重机械运行的安全性。因此，在对钢丝绳进行检测的过程中，必须要对检测技术进行创新，在线检测技术可以对起重机械钢丝绳的运行情况进行全面的分析，例如，腐蚀、断股、磨损等，而且，检测还具有一定的及时性，能够在第一时间发现钢丝绳的缺陷，对此，本文主要对起重机械钢丝绳的在线检测工作原理以及技术要点进行分析，希望能够与同行人士共同探讨。

1.起重机械钢丝绳在线检测概述

随着社会经济的不断发展，科学技术的进步，起重机械的发展也极为迅速，而且，起重机械的应用也极为广泛，在很多生产行业中都得到广泛的应用[1]。起重机械使用的安全性也成为人们关注的焦点，一般情况下，起重机械出现问题的部位多为钢丝绳，钢丝绳的故障不仅对起重机械的正常使用造成一定的影响，甚至危及到人们的生命。例如，在2004年7月13日，天津市河东区富民路发生一起起重机钢丝绳事故，钢丝绳断裂而导致事故的发生，事故造成一死一伤。从这个事故的发生不难看出，起重机械钢丝绳事故危害性极大，而引起钢丝绳断裂的原因，主要是在日常使用的过程中，钢丝绳出现磨损、断股等现象，为起重机械钢丝绳的正常使用埋下安全的隐患。

起重机械钢丝绳的在线检测主要是在起重机械正常运行，不耽误使用的情况下，利用先进的技术以及设备对钢丝绳的运行状态进行检测，能够有效的对钢丝绳的磨损、断股、锈蚀等情况进行检查分析，同时能够了解钢丝绳直径的变化情况，一旦发现钢丝绳存在安全隐患，能够第一时间采取补救措施，消除安全隐患，提高起重机械钢丝绳运行的安全性[2]。相比于传统的只能通过人工目测方法以及必须定期停电对钢丝绳检测的方式相比，起重机械钢丝绳的在线检测技术，不仅能够提升对钢丝绳检测的效率，同时还不耽误起重机的正常运行。

2.起重机械钢丝绳在线检测的工作原理

随着社会经济的不断发展，科学技术的不断进步，计算机技术的发展也极为迅速，而且，计算机技术也在诸多领域得到广泛的应用，例如本文提到的起重机械钢丝绳的在线检测，主要就是运用先进的计算机技术来摆脱传统检测仪器的束缚，利用相应的软件以及硬件设备对起重机械钢丝绳的运行状态进行在线检测[3]。起重机械钢丝绳在线检测的工作原理，主要是应用先进的计算机技术，并结合起重机械钢丝绳的实际运行情况，建立三维空间数据模型，并在模型中体现出金属磨损、截面、受检钢丝绳的位置和长度、断股数据、锈蚀分析等相关的数据，这样可以通过对钢丝绳的在线检测，将其运行状态在三维数据模型中充分的反应出来，这样工作人员可以通过观看数据模型一目了然的了解到起重机械钢丝绳的运行情况。起重机械钢丝绳的在线检测必须采用专用的磁探伤传感器，对钢丝绳的缺损、断股、锈蚀等此信号进行全面的分析和处理，进而对起重机械钢丝绳的缺陷进行准确的定位。现阶段起重机械钢丝绳的在线检测过程中，主要运用的是MTC钢丝绳探伤仪，具体检测原理如下（如图1所示）。

图1 MTC钢丝绳探伤仪的在线检测原理图

例如，某企业工作人员在对起重机械钢丝绳进行在线检测的过程中，主要采用的就是MTC检测仪，检测设备的组成较为简单，主要由传感器以及相应在线检测计算机等组成，在这里该企业主要应用的是电脑笔记本与传感器的结合，这样的组合有一个优势就是传感器可以直接从电脑笔记本的USB接口取电即可，能够确保检测过程中电源的不间断性，避免了以往对钢丝绳检测过程中出现电源断电而影响到检测效率的现象。

3.起重机械钢丝绳在线检测的技术要点分析

3.1 检测采样间隔定数要点

在对起重机械钢丝绳在线检测的过程中，检测采样间隔的定数是检测的关键之一，如果采样间隔定数过大，就会造成检测的不全面，遗漏一些可能存在缺陷的部分，因此，要根据起重机械钢丝绳的实际使用情况进行采样间隔定数设置[4]。在使用MTC技术对起重机械钢丝绳进行在线检测时，如果正常按照说明书的规范数据进行的话，检测采样间隔定数为2.95mm，也就是说，在检测的过程中，每相隔2.95mm就会采集一个样本，并利用先进的软件以及硬件设备对采集的样本进行分析，如果钢丝绳采集的样本存在缺陷的话，会在检测的过程中就直接能检测出起重机械钢丝绳的问题，并对其采取有效的处理措施。一般情况下，按照MTC技术的标准分析，每间隔2.95mm采集一个样本是较为合理的，可以将其作为参考的标准，当然，具体的间隔定数设定要结合钢丝绳的实际情况来定。

3.2 检测门限值的确定

对起重机械钢丝绳的在线检测正确性非常关键，尤其是对钢丝绳断股的检测，一旦检测正确性存在问题的话，势必会影响到起重机械钢丝绳检测的效率，甚至会引发钢丝绳断股断裂的故障，而影响起重机钢丝绳在线监测正确性的主要因素是门限值，因此，在检测的过程中，要重点考虑门限值的确定，这样才能在标定中对检测样段的钢丝绳进行反复的实验检测，正确有效的分析出起重机械钢丝绳的断股情况，从而提高检测的准确性，确保起重机械钢丝绳的安全运行[5]。

3.3 受检钢丝绳捻距的大小

在对起重机械钢丝绳进行在线检测的过程中，需要对受检钢丝绳捻距大小进行确定，一般情况下，受检钢丝绳的捻距都以mm为单位，而且，检测结果也与实际的捻距有着一定的关系。在设置受检钢丝绳捻距的过程中，必须对受检钢丝绳的实际运行情况进行分析，由于起重机械钢丝绳材质的不同，导致钢丝绳的缠绕方式也有所不同，不仅如此，在对同样钢丝绳进行检测的过程中，钢丝绳的捻距长度也有着一定的变化，因此，在设置受检钢丝绳捻距大小之前，必须做好前期的准备工作，不仅要了解钢丝绳的缠绕方法，同时还要掌握受检钢丝绳的型号，根据实际的检测情况来设置相应的捻距，这样才能有效的对钢丝绳的运行情况进行分析，从而有效的提高起重机械钢丝绳的在线检测效果，确保起重机械的安全运行。

3.4 注重波形曲线的调整

起重机械钢丝绳检测的过程中，对其有着波形曲线分析，从波形曲线的状态就能够清楚的发现钢丝绳是否存在断股的现象。起重机械钢丝绳的波形调整，需要根据实际情况进行调整，主要以计算机在屏幕中显示清晰明了为主。例如，某企业在对起重机械钢丝绳进行检测的过程中，波形曲线如下图所示（如图2所示）。

图2 波形曲线图

通过图2可清楚的看到钢丝绳存在断股的现象，说明这个波形图的比例调整的非常合适，如果波形比例过小或过大的话，就会影响到钢丝绳的检测明显度，因此，在对起重机器钢丝绳进行检测的过程中，要结合实际的情况对波形曲线的比例进行相应的调整。

4.对起重机械钢丝绳进行检测的过程中的注意事项

起重机器钢丝绳在检测的过程中，应有对很多方面进行注意，并且，这些方面都会对起重机械钢丝绳的检测结果造成直接的影响，具体如下：①在对钢丝绳进行检测时，应对起始检测位置做好相应的标记，这样便于钢丝绳断股位置以及缺损信号的查找[6]。②如果是对无法运动的钢丝绳进行检测时，需要利用移动探伤传感器来采集相应的曲线信号。③如果是对有大量油污并嵌有铁磁性金属细颗粒的钢丝绳检测的话，可能会采集到异常曲线信号，将会对起重机械钢丝绳的在线检测结果造成一定的影响，因此，在对这类钢丝绳进行检测的时候，必须注意检测的严谨性。④由于起重机械钢丝绳的检测需要用磁设备进行检测，因此，在检测的过程中，需要注意的是要远离磁场变化的地方，这样可以避免受到侧长变化而对其产生的干扰，否则将会对起重机械钢丝绳检测的准确性造成一定的影响。

5.总结

综上所述，起重机械钢丝绳一旦出现故障，不仅对机械设备的正常运行会产生一定的影响，甚至会引发人身安全事故，因此，为了保障起重机械运行的安全性、可靠性，必须要注重钢丝绳的检测。通过本文对起重机械钢丝绳在线检测的分析，作者主要对起重机械钢丝绳在线检测的工作原理进行剖析，并且，作者结合自身多年的工作经验以及自身对起重机钢丝绳在线检测技术的了解，主要提出起重机械钢丝绳在线检测技术要点，希望通过本文的分析，对提升起重机械钢丝绳在线检测效率以及保障起重机械的安全运行给予一定的帮助。

参考文献：

[1]丁克勤，王志杰，赵娜，陈光，乔松，李林苍，刘新华，范靖，张爽.大型起重机械结构健康监测技术研究进展[J].起重运输机械，2012（08）.

[2]丁克勤，王志杰，马琳，熊青，谢晶，高志立，施建兵，张利平，钱韻芳.基于无线传感技术的大型起重机械监测系统开发与应用[J].起重运输机械，2012（09） .

[3]吴志锋，吴功平，胡杰，曹锋.大型起重机械疲劳剩余寿命评估系统数据库的研制[J].水利电力机械，2012（01） .

[4]刘少武，张继福，高崇仁.起重机械检验数据挖掘系统的设计与实现[J].太原科技大学学报，2011（05） .

[5]乔铁柱，郑雅琼.基于Mallat小波分析算法的钢丝绳断丝故障检测方法研究[J].电子测试，2011（05） .

[6]赵艳萍，李鹏，王治华.一种方便快捷检测“两工地”起重机垂直度的方法——利用激光垂准仪测量施工升降机和塔式起重机的垂直度[J].新乡学院学报，2014（10）.