起重機(jī)用鋼絲繩的選擇及檢驗(yàn)方法

賈雪峰 秦應(yīng)鵬 和大龍 吳艷成

（1.泰安市特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院 泰安 271000）

（2.山東龍輝起重機(jī)械有限公司 泰安 276000）

（3.臨沂市特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院 臨沂 276000）

起重機(jī)鋼絲繩具有較輕的自重，同時(shí)具有顯著的撓性和強(qiáng)度，因此在起重機(jī)運(yùn)行中，鋼絲繩發(fā)揮著重要作用。但是實(shí)際工作中，起重機(jī)鋼絲繩很容易發(fā)生擠壓和彎曲變形等問(wèn)題，如果工作人員選擇了不合適的鋼絲繩，將會(huì)影響起重機(jī)鋼絲繩運(yùn)行的安全性。鋼絲繩是起重機(jī)的重要部件，因此工作人員需要遵守科學(xué)性原則合理選擇起重機(jī)鋼絲繩，為了保障起重機(jī)的使用性能，檢驗(yàn)人員需要加大力度檢驗(yàn)鋼絲繩，發(fā)現(xiàn)起重機(jī)鋼絲繩存在的問(wèn)題，制定有效的解決方案，從而保障鋼絲繩的運(yùn)行質(zhì)量。

1 起重機(jī)鋼絲繩的選擇

鋼絲繩是起重機(jī)的重要組成部分，如果選擇不合理將會(huì)影響整體工作進(jìn)展，引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。結(jié)合起重機(jī)鋼絲繩工作標(biāo)準(zhǔn)，在選擇起重機(jī)鋼絲繩過(guò)程中，首先需要結(jié)合起重機(jī)鋼絲繩的安全系數(shù)選擇起重機(jī)鋼絲繩，保障起重機(jī)鋼絲繩安全系數(shù)符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。如果起重機(jī)鋼絲繩安全系數(shù)不符合標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)埋下安全隱患。其次在選擇起重機(jī)鋼絲繩的過(guò)程中，需要結(jié)合起重機(jī)鋼絲繩的價(jià)格。為了保障整體工作效果，工作人員需要分析起重機(jī)具體使用場(chǎng)所下所需鋼絲繩的成本，從而提高整體性價(jià)比。最后還要高度關(guān)注起重機(jī)鋼絲繩的數(shù)量，這就要根據(jù)實(shí)際工作需要確定起重機(jī)鋼絲繩數(shù)量。

1.1 確定鋼絲繩的安全系數(shù)

在選擇起重機(jī)鋼絲繩的過(guò)程中，需要考慮起重機(jī)的種類和鋼絲繩的安全系數(shù)，結(jié)合起重機(jī)變幅和起升機(jī)構(gòu)等級(jí)等，以此確定起重機(jī)鋼絲繩安全等級(jí)。在確定起重機(jī)鋼絲繩安全參數(shù)的過(guò)程中，工作人員需要根據(jù)相關(guān)規(guī)范內(nèi)容要求確定安全系數(shù)，見(jiàn)表1。[1]

表1 不同工作等級(jí)的起重機(jī)鋼絲繩安全系數(shù)

1.2 鋼絲繩的強(qiáng)度計(jì)算

選擇起重機(jī)鋼絲繩的過(guò)程中，需要利用相應(yīng)的公式選擇起重機(jī)鋼絲繩的直徑，保障起重機(jī)鋼絲繩選擇的科學(xué)性，見(jiàn)式（1）：

式中：

F1——鋼絲繩最小破斷拉力；

Fmax——起重機(jī)鋼絲繩的最大工作靜拉力；

S——鋼絲繩的安全系數(shù)。

通過(guò)式（2）計(jì)算鋼絲繩破斷總拉力的最小值：

式中：

F0——鋼絲繩破斷總拉力；

φi——起重機(jī)鋼絲繩破斷拉力的換算系數(shù)。

結(jié)合計(jì)算結(jié)果可以確定鋼絲繩的強(qiáng)度是否可以滿足工作要求，保障起重機(jī)應(yīng)用的安全性和穩(wěn)定性。[1]

1.3 鋼絲繩結(jié)構(gòu)

起重機(jī)鋼絲繩接觸方式主要包括點(diǎn)、線、面，工作人員需要結(jié)合起重機(jī)運(yùn)行參數(shù)選擇起重機(jī)鋼絲繩，保障科學(xué)地選擇起重機(jī)鋼絲繩。例如在選擇起重機(jī)鋼絲繩的過(guò)程中，工作人員可以利用線接觸和交互捻以及鋼芯圓股等方式，判斷起重機(jī)鋼絲繩的結(jié)構(gòu)形式，確定選擇的起重機(jī)鋼絲繩是否可以滿足起重機(jī)的運(yùn)行要求。

2 正確使用起重機(jī)鋼絲繩

在起重機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，鋼絲繩發(fā)揮著重要作用。因此，需要正確處理鋼絲繩的選擇和使用。如果鋼絲繩內(nèi)外層繩股旋轉(zhuǎn)力矩缺乏平衡性，鋼絲繩的捻距將會(huì)被破壞，導(dǎo)致鋼絲繩出現(xiàn)松弛的問(wèn)題，起重機(jī)鋼絲繩能承受的負(fù)載量也會(huì)因此受到影響。[2]

2.1 鋼絲繩開(kāi)卷的正確方式

起重機(jī)鋼絲繩主要是利用卷的形式，展開(kāi)或安裝鋼絲繩時(shí)，應(yīng)采取各種措施避免鋼絲繩向內(nèi)或向外旋轉(zhuǎn)，否則可能使鋼絲繩產(chǎn)生結(jié)環(huán)、扭結(jié)或折彎，導(dǎo)致無(wú)法使用。包括從繩卷上放繩和從卷盤(pán)上放繩。在實(shí)際工作中，在進(jìn)行鋼絲繩放出操作時(shí)，應(yīng)避免隨意抽取，防止起重機(jī)鋼絲繩出現(xiàn)打扭，或者形成圈套現(xiàn)象。為了避免出現(xiàn)上述不良趨勢(shì)，宜將鋼絲繩在允許的最小松弛狀態(tài)下呈直線放出。

在鋼絲繩安裝過(guò)程中，使用環(huán)境和條件許可的情況下，必須保障鋼絲繩總是朝著同一個(gè)角度扭轉(zhuǎn)，也就是從鋼絲繩卷盤(pán)上部放出的鋼絲繩進(jìn)入起重機(jī)或起重電動(dòng)葫蘆卷筒的上部，從繩卷盤(pán)下部放出的鋼絲繩進(jìn)入起重機(jī)或起重葫蘆卷筒的下部[2]。如果鋼絲繩的引出端是逆時(shí)針，那么要按照逆時(shí)針?lè)较虺删怼Ｔ谄鹬貦C(jī)鋼絲繩纏繞的過(guò)程中，需要在起重機(jī)專用的旋轉(zhuǎn)托架上架設(shè)整卷鋼絲繩。在松卷階段，需要統(tǒng)一轉(zhuǎn)動(dòng)起升機(jī)構(gòu)卷筒上的鋼絲繩，此外還要統(tǒng)一鋼絲繩和繩的方向。

2.2 正確的鋼絲繩穿繞方法

對(duì)于起重機(jī)鋼絲繩的合理運(yùn)用來(lái)說(shuō)，需要合理地挑選鋼絲繩的捻纏繞方向，尤其是在起重機(jī)鋼絲繩穿繞過(guò)程中，必須對(duì)起重機(jī)鋼絲繩的捻向給予特別關(guān)注。當(dāng)更改或替換起重機(jī)的鋼絲繩時(shí)，需要注意鋼絲繩繩槽中末端的位置，并確定卷筒上端部的固定位置。使用左捻的起重機(jī)鋼絲繩時(shí)，要按照從左至右的方向纏繞起重機(jī)鋼絲繩，同時(shí)在下方引出鋼絲繩。使用右捻鋼絲繩時(shí)，第1種情況是，要按照由左至右的方向纏繞起重機(jī)鋼絲繩，并且是在卷筒上方引出鋼絲繩的一端；第2種情況是，按照從右至左的方向纏繞卷筒上的鋼絲繩，并且在卷筒下方引出鋼絲繩。

3 起重機(jī)鋼絲繩的檢驗(yàn)方法

3.1 外觀檢驗(yàn)

工作人員確定起重機(jī)鋼絲繩型號(hào)和數(shù)量之后，需要開(kāi)展外觀檢驗(yàn)工作。在起重機(jī)鋼絲繩外觀檢驗(yàn)過(guò)程中，工作人員需要檢查起重機(jī)鋼絲繩外觀是否存在損壞問(wèn)題。當(dāng)前起重機(jī)鋼絲繩市場(chǎng)中存在假冒偽劣產(chǎn)品，無(wú)法保障起重機(jī)鋼絲繩應(yīng)用的可靠性。在外觀檢驗(yàn)過(guò)程中，保障所有的起重機(jī)鋼絲繩沒(méi)有任何質(zhì)量問(wèn)題，杜絕利用存在問(wèn)題的起重機(jī)鋼絲繩。在起重機(jī)鋼絲繩外觀檢驗(yàn)過(guò)程中，工作人員可以開(kāi)展對(duì)比分析的方法。在建筑工程施工過(guò)程中，選用起重機(jī)鋼絲繩，需要和鋼絲繩生產(chǎn)廠家建立長(zhǎng)期合作關(guān)系，對(duì)比未使用的起重機(jī)鋼絲繩和新采購(gòu)的鋼絲繩，確定鋼絲繩外觀是否存在質(zhì)量問(wèn)題。如果起重機(jī)鋼絲繩整體上沒(méi)有較大問(wèn)題，但是部分鋼絲繩存在磨損情況，只有不影響直接應(yīng)用效果，才可投入使用。

3.2 人工檢驗(yàn)

起重機(jī)承載鋼絲繩在實(shí)際環(huán)境和條件下使用時(shí)，其外表面與滑輪溝槽、卷筒外表面等物體表面接觸摩擦而引起外部磨損后繩直徑將變細(xì)變小，同時(shí)可能造成外層的鋼絲被磨光滑或出現(xiàn)斷絲，甚至斷股折斷的現(xiàn)象，這會(huì)使承受載荷的鋼絲繩橫截面積減小，進(jìn)而影響它的抗拉強(qiáng)度。在日常人工檢驗(yàn)中主要包括目測(cè)觀察法和卡尺測(cè)量法，以下是具體的檢驗(yàn)內(nèi)容[3]：

1）斷絲檢驗(yàn)：在操作起重機(jī)的過(guò)程中，需要定期更換鋼絲繩，因?yàn)殇摻z繩在使用階段很容易發(fā)生斷絲問(wèn)題，因此工作人員需要系統(tǒng)性地分析鋼絲繩的內(nèi)外部斷絲情況，保障整體檢驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性。

2）端部斷絲：鋼絲繩的端部發(fā)生嚴(yán)重磨損，將會(huì)發(fā)生斷裂問(wèn)題，如果鋼絲繩發(fā)生斷絲問(wèn)題說(shuō)明鋼絲繩已經(jīng)老化，需要及時(shí)更換新的鋼絲繩。

3）斷絲增長(zhǎng)率：在利用起重機(jī)鋼絲繩的過(guò)程中，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，將會(huì)不斷累積鋼絲繩斷絲數(shù)量，同時(shí)還會(huì)不斷縮短鋼絲繩斷絲的間隔時(shí)間，因此需要根據(jù)斷絲計(jì)算鋼絲繩的應(yīng)用時(shí)間。

4）繩徑減小：因?yàn)槔K芯損壞，將會(huì)減小起重機(jī)鋼絲繩的直徑，同時(shí)也會(huì)降低鋼絲繩的強(qiáng)度，從而影響鋼絲繩繩股應(yīng)力的平衡性，所以在實(shí)際工作中需要檢查鋼絲繩繩芯的損壞情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問(wèn)題。

5）內(nèi)外部磨損：在壓力作用的影響下，起重機(jī)鋼絲繩和卷筒槽、混輪槽反復(fù)接觸，導(dǎo)致起重機(jī)鋼絲繩外層發(fā)生磨損，從而降低鋼絲繩的強(qiáng)度，導(dǎo)致鋼絲繩的截面和直徑因此減少，為了解決問(wèn)題，工作人員需要及時(shí)更換完好的鋼絲繩。

6）銹蝕：起重機(jī)主要是在外部環(huán)境中運(yùn)用，如果起重機(jī)鋼絲繩潤(rùn)滑效果比較差，或者在高溫潮濕環(huán)境中運(yùn)行，起重機(jī)鋼絲繩將會(huì)發(fā)生銹蝕問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)這類問(wèn)題之后，工作人員需要潤(rùn)滑處理起重機(jī)鋼絲繩。

7）變形：在外力作用下，起重機(jī)鋼絲繩可能會(huì)突發(fā)斷裂，工作人員需要及時(shí)更換起重機(jī)鋼絲繩。

8）配套連接件檢驗(yàn)：在鋼絲繩繩頭連接操作階段，工作人員需要檢查各種配套裝置的牢固性，通過(guò)人工檢驗(yàn)工作，根據(jù)起重機(jī)鋼絲繩實(shí)際情況，及時(shí)優(yōu)化更換完好的鋼絲繩[4]。

為了減少起重機(jī)鋼絲繩檢驗(yàn)疏漏問(wèn)題，工作人員需要開(kāi)展分批次的檢驗(yàn)工作，這樣可以貫徹落實(shí)檢驗(yàn)細(xì)節(jié)，保障整體工作質(zhì)量。為了保障人工檢驗(yàn)的效果，需要落實(shí)復(fù)核工作，檢驗(yàn)所有的起重機(jī)鋼絲繩都要開(kāi)展2次以上的復(fù)核工作，避免起重機(jī)鋼絲繩存在任何問(wèn)題，影響實(shí)際工作效果。

3.3 儀器檢驗(yàn)

在起重機(jī)鋼絲繩儀器檢驗(yàn)過(guò)程中可以利用探傷儀，主要是利用漏磁檢測(cè)方法檢驗(yàn)起重機(jī)鋼絲繩的斷絲缺陷，在實(shí)際操作階段，工作人員需要利用磁場(chǎng)軸向磁化操作起重機(jī)鋼絲繩，同時(shí)通過(guò)磁敏檢測(cè)裝置完成無(wú)損檢測(cè)工作。最后結(jié)合漏磁場(chǎng)信號(hào)分析起重機(jī)鋼絲繩是否發(fā)生斷絲問(wèn)題。此外可以結(jié)合起重機(jī)鋼絲繩導(dǎo)磁性檢測(cè)缺陷，工作人員需要利用平衡磁路敏感元器件檢測(cè)鋼絲繩磁通量，結(jié)合信號(hào)確定鋼絲繩橫截面積的變化。[3]

為了發(fā)揮探傷儀的作用，需要在起重機(jī)定滑輪和卷筒附近安裝探傷儀的傳感器，通過(guò)分析和存儲(chǔ)鋼絲繩的缺陷信號(hào)，通過(guò)信號(hào)模擬，利用計(jì)算機(jī)監(jiān)控器了解起重機(jī)鋼絲繩的位置和長(zhǎng)度以及斷絲數(shù)量等信息，如果確定鋼絲繩發(fā)生問(wèn)題，監(jiān)控器將會(huì)發(fā)出警報(bào)，同時(shí)可以將具體的檢驗(yàn)參數(shù)打印出來(lái)。

相比人工檢驗(yàn)方式，儀器檢測(cè)方式可以獲取精準(zhǔn)的信息數(shù)據(jù)，同時(shí)具有較高的檢測(cè)效率，有利于全面了解起重機(jī)鋼絲繩缺陷，準(zhǔn)確地定位起重機(jī)鋼絲繩的荷載和壽命。同時(shí)工作人員利用在線檢驗(yàn)方式，可以明確起重機(jī)鋼絲繩實(shí)際情況，但是儀器檢驗(yàn)方式也存在不足之處，例如無(wú)法明確起重機(jī)鋼絲繩的銹蝕、折彎等情況，同時(shí)也無(wú)法系統(tǒng)地檢驗(yàn)出鋼絲繩繩端的位置和相關(guān)連接件，因此在實(shí)際檢驗(yàn)工作中，工作人員需要結(jié)合具體的實(shí)際使用情況合理選擇檢驗(yàn)檢測(cè)方法。

4 起重機(jī)鋼絲繩的維護(hù)

在起重機(jī)的起升階段，其承載能力的大幅波動(dòng)會(huì)在卷筒上的每個(gè)層次的鋼絲繩間引起不同程度的拉伸應(yīng)力。這種情況下，很容易產(chǎn)生壓力間隙問(wèn)題，使得外部一層的鋼絲繩承擔(dān)過(guò)大的壓力并將其傳遞至下方每一層。如果起重機(jī)鋼絲繩處于松弛狀態(tài)，外層鋼絲繩將會(huì)出現(xiàn)局部變形問(wèn)題，從而影響鋼絲繩的排序，快速損壞起重機(jī)鋼絲繩[2]，降低使用壽命。發(fā)生以上問(wèn)題時(shí)需要采取以下措施：

4.1 人工排繩

發(fā)生上面的問(wèn)題之后，工作人員需要立即停止設(shè)備運(yùn)行，采用人工排繩的方式進(jìn)行處理。盡管這種方法的效率相對(duì)較低，但它能夠?qū)⑺谢靵y的鋼絲繩全部釋放出去，從而提高和優(yōu)化鋼絲繩的使用效果。

4.2 卷筒鋼絲繩排放要求

使用單位需要根據(jù)設(shè)備實(shí)際起升高度，合理更換起重機(jī)鋼絲繩。有效使用卷筒上的鋼絲繩，同時(shí)不會(huì)放出多余的鋼絲繩。吊具處于工作位置最低點(diǎn)時(shí)，在卷筒上纏繞的鋼絲繩（除固定繩尾的圈數(shù)外）應(yīng)當(dāng)不少于2圈（塔式起重機(jī)、流動(dòng)式起重機(jī)應(yīng)當(dāng)不少于3圈）。而對(duì)于機(jī)械式停車設(shè)備，當(dāng)搬運(yùn)器或者載車板處于最低工作位置時(shí)，鋼絲繩在卷筒上的纏繞（除固定繩尾的圈數(shù)外）應(yīng)當(dāng)不少于2圈[5]。

4.3 鋼絲繩潤(rùn)滑

對(duì)鋼絲繩進(jìn)行潤(rùn)滑處理，可以提高起重機(jī)鋼絲繩使用效果，因?yàn)樵阡摻z繩的使用過(guò)程中，起重機(jī)鋼絲繩需要同時(shí)承受拉力作用和滑輪擠壓作用，起重機(jī)鋼絲繩在摩擦作用下產(chǎn)生熱量。耗盡起重機(jī)鋼絲繩的油，將會(huì)導(dǎo)致起重機(jī)鋼絲繩發(fā)生銹蝕問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)起重機(jī)鋼絲繩質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響，同時(shí)，由于鋼絲繩外部因磨損導(dǎo)致的表面粗糙化會(huì)影響內(nèi)層鋼絲繩的防腐性能，最終可能導(dǎo)致斷裂現(xiàn)象的發(fā)生。因此工作人員要及時(shí)清洗和潤(rùn)滑處理起重機(jī)鋼絲繩，保障起重機(jī)鋼絲繩的潤(rùn)滑效果[6]。

4.4 檢查和記錄

在使用鋼絲繩時(shí)，除了要進(jìn)行潤(rùn)滑操作外，還需要檢查起重機(jī)鋼絲繩磨損程度和斷絲情況等，確定鋼絲繩發(fā)生問(wèn)題之后需要及時(shí)更換完好的起重機(jī)鋼絲繩，同時(shí)需要及時(shí)報(bào)告。

5 結(jié)束語(yǔ)

為了發(fā)揮起重機(jī)鋼絲繩的作用，需要合理選擇起重機(jī)鋼絲繩類型，同時(shí)采取科學(xué)的檢驗(yàn)方式，還要正確地使用和維護(hù)起重機(jī)鋼絲繩，保障起重機(jī)運(yùn)行的安全性，避免發(fā)生安全事故。