钢丝绳安全隐患有哪些

钢丝绳是旋挖钻机施工中不可缺少的零件之一。钢丝绳使用中工况复杂多变，很多情况下，钢丝绳会出现早期报废。以下是关于钢丝绳使用的主意事项，希望大家做到优绳善用，获得最大收益。

1、钢丝绳解卷以及安装时，应采用正确的方法，以防止钢丝绳扭结。另外还要注意不要使钢丝绳表面沾上沙土，以免加剧磨损，影响到钢丝绳的使用寿命。

2、整卷钢丝绳使用时如需要截断，端部应按照图3或图4绑扎或熔断处理。

3、必须安装绳卡时，应按照图5的方法固定。绳卡间距为5-6倍钢丝绳直径。

4、钢丝绳捻向选择应使在卷筒最底层钢丝绳缠绕方式符合图6。

5、钢丝绳在卷筒上缠绕时应排列整齐，不可乱绕，否则将造成钢丝绳工作中产生严重挤咬及压伤，影响钢丝绳使用寿命。

6、新绳使用初期必须在轻载下“磨合”。这样可提高钢丝绳使用寿命。使用中也应避免过大的冲击载荷对钢丝绳造成损伤。

7、使用中应特别注意在下钻过程中准确计算距离，不得过度放绳，防止钢丝绳在松弛状态下交绕而导致结构破坏使整根钢丝绳报废。如图8。

8、对于多层缠绕的设备，钢丝绳在使用中发生“咬绳”是不可避免的。建议在使用中对“咬绳”部位经常检查，并加强润滑，或者定期“窜绳”切断，错开“咬绳”部位。

9、钢丝绳在投入使用后，性能将逐步降低。所以，新绳在使用一段时间后应经常检查钢丝绳易出现损坏的部位，如钢丝绳发生“咬绳”的部位、卷筒下层钢丝绳、发生剧烈冲击时通过滑轮处钢丝绳和进出卷筒钢丝绳部位等，通过经常检查为合理、安全使用钢丝绳提供依据。

10、断丝处理

当钢丝绳出现断丝仍需进行使用时，应将断丝及时处理（见图10和图11）。可以用钢丝钳夹住断丝头部，前后反复弯折至钢丝断掉。经过这样处理，钢丝断头将被夹紧在股绳之间，不会对钢丝绳使用造成危害。当一个捻距内断丝数量达到外层钢丝总数10%时，钢丝绳必须更换。

11、建议

由于旋挖钻机钢丝绳工作方式属于单绳起重，即钢丝绳在工作中存在自由旋转端，基于安全性和操作便利性考虑，在选购钢丝绳时应优先采用抗旋转钢丝绳

钢丝绳的构造  由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量的一层或多层股捻绕成螺旋状。钢丝是碳素钢或合金钢通过冷拉或冷轧而成的圆形(或异形)丝材，具有很高的强度(抗拉强度为1 400～2 000MPa)、韧性(根据耐弯折次数分为特级、Ⅰ级、Ⅱ级)，并根据使用条件不同可对钢丝表面进行防腐处理(一般场合可用光面钢丝，在腐蚀条件下可用镀锌钢丝，分甲、乙、丙三级)。绳芯采用有机纤维(如麻、棉)、合成纤维、石棉芯(高温条件)或软金属等材料，用来增加钢丝绳的弹性和韧性，储油润滑钢丝，减轻摩擦。   钢丝绳的类型  起重机用钢丝绳采用双捻多股圆钢丝绳。   (1)按捻制特性分为以下几种(图1)

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图1  钢丝绳的类型

1)点接触钢丝绳(也称普通钢丝绳图1a)。采用等直径钢丝捻制，由于各层钢丝的捻距不等，各层钢丝与钢丝之间形成点接触。受载时钢丝的接触应力很高，容易磨损、折断，寿命较低。优点是制造工艺简单、价廉。常作为起重作业的捆绑吊索，起重机的工作机构也有采用。

2)线接触钢丝绳(图1b、c、d)。采用直径不等的钢丝捻制，将内外层钢丝适当配制，使不同层钢丝与钢丝之间形成线接触。这样，在受载时钢丝的接触应力降低。线接触钢丝绳承载力高、挠性好、寿命较长，常用有瓦林吞型(粗细式W，图1b)，西鲁型(外粗型X，图1c)，填充型(密集型T，图1d)等。《起重机设计规范》推荐使用，在起重机的工作机构中得到广泛应用。

3)面接触钢丝绳(也称密封钢丝绳，图1e)。通常以圆钢丝为股芯，最外一层或几层采用异形断面的钢丝，用挤压方法绕制而成。其特点是，表面光滑、挠性好、强度高、耐腐蚀，但制造工艺复杂，价高，起重机上很少使用。缆索起重机和架空索道的承载索必须采用。    (2)按钢丝绳由丝捻成股的方向，与由股捻成绳的方向可分以下几种

1)交互捻钢丝绳(也称交绕)。丝捻成股与股捻成绳的方向相反，由于股与绳的捻向相反(图2a、b)，使用中不易扭转和松散，在起重机上广泛使用。

2)同向捻钢丝绳(也称顺绕)。丝捻成股与股捻成绳的方向相同(图2c、d)，挠性和寿命都较交互捻绳要好，但因其易扭转、松散，所以只用作牵引绳。

3)不扭转钢丝绳。这种钢丝绳在设计时，使股与绳的扭转力矩相等，方向相反，克服了在使用中的扭转现象，在起升高度较大的起重机上已有使用，并越来越受到重视。

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图2  钢丝绳的捻向

钢丝绳的选用  要满足足够的承载能力和寿命要求。  

(1)钢丝绳的计算，采用安全系数法，按工作状态下的最大静拉力计算，公式为：

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式中  F0——钢丝计算破断拉力总和(查钢丝绳性能表)；  

Fmax——作用在钢丝绳上的最大拉力；  

——钢丝绳捻制损失系数(查钢丝绳性能表)；    

n——安全系数，根据工作机构的工作级别(见表1)或用途(见表2)确定。

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注：对于吊运危险物品的起升用钢丝绳一般应选用比设计工作级别高一级的工作级别的安全系数。

(2)钢丝绳的寿命。提高钢丝绳寿命，应在卷绕系统的设计上给予注意。配套使用的滑轮和卷筒的直径与钢丝绳的直径比D／d，对钢丝绳寿命影响很大，不得低于设计规范规定的值；滑轮和卷筒应选用铸铁的材料制造，防止由于材料太硬使钢丝绳损伤；应尽量减少钢丝绳弯折次数，避免反向弯折。在使用中加强对钢丝绳的保养和维护。

钢丝绳的使用和维护  

(1)使用检验合格的产品，保证其机械性能和规格符合设计要求，不使用报废钢丝绳。

(2)保证足够的安全系数，必要时，要做受力计算。

(3)起升、变幅机构不得使用编结接长的钢丝绳。  

(4)取物装置处于任何位置，卷筒上必须保留2～3圈的安全圈。

(5)使用中避免两钢丝绳的交叉、叠压受力，防止打结、扭曲、过度弯曲和划磨。  

(6)保持钢丝绳表面清洁和良好的润滑状态。  

(7)坚持每个作业班次对钢丝绳的检查(包括不易看到和不易接近的部位)。

钢丝绳的连接与固定  应与使用要求相符，并达到相应的强度和安全要求。

(1)绳卡连接

1)连接强度不小于钢丝绳破断拉力的85％。

2)绳卡数量根据钢丝绳直径满足要求(见表3)。

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3)绳卡压板应在钢丝绳长头一边；绳卡间距不应小于钢丝绳直径的6倍。

(2)编结连接  

1)连接强度不小于钢丝绳破断拉力的75％。  

2)编结长度不应小于钢丝绳直径的15倍，并不应小于300mm。

(3)其他连接：用楔块楔套、锥形套浇铸法和铝合金套压缩法等的连接，应满足相应的工艺要求，且连接强度应达到钢丝绳的破断拉力。  

钢丝绳的报废

钢丝绳在使用过程中，因强大的拉应力、反复弯折和挤压造成的金属疲劳、由于运动引起的磨损等，使用一段时间后，会出现钢丝绳缺陷，表现在断丝、锈蚀磨损、变形等方面。一般情况下，钢丝绳的破坏首先发生在外层钢丝上。有下列情况之一，则予以报废。   (1)断丝与磨损指标    1)断丝的数达到表4的数值时。

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注：表中断丝数是指细钢丝，粗钢丝每根相当于1．7根细钢丝。

2)钢丝绳锈蚀或磨损时，应将表4断丝数按表5折减，并按折减后的断丝数报废。

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3)吊运炽热金属或危险晶的钢丝绳的报废断丝数，取一般起重机钢丝绳报废断丝数的一半，其中包括钢丝表面磨蚀进行的折减。

4)绳端部断丝。当绳端或其附近出现断丝，即使数量少，如果绳长允许，应将断丝部位切去，重新安装。

5)断丝的局部聚集程度。如果断丝聚集在小于一个节距的绳长内，或集中在任一绳股里，即使断丝数比上面表所列数值少，也应予以报废。

6)断丝的增长率。当断丝数逐渐增加，其时间间隔趋短，应认真检查并记录断丝增长情况，判明规律，确定报废日期。

7)钢丝绳某一绳股整股断裂。、 8)磨损。当外层钢丝磨损达40％，或由于磨损引起钢丝绳直径减小7％。

9)腐蚀。当钢丝表面出现腐蚀深坑，或由于绳股生锈引起的绳径增加或减小。

(2)绳芯损坏。由于绳芯损坏引起绳径显著减小、绳芯外露、绳芯挤出。

(3)弹性降低。一般伴随有下述现象：绳径减小、绳节距伸长、钢丝或绳股

之间空隙减小、绳股凹处出现细微褐色粉末、钢丝绳明显不易弯曲。

(4)变形。钢丝绳失去正常形状产生可见畸变，从外观上看可分为以下几种：波浪形、笼形畸变、绳股挤出、钢丝挤出、绳径局部增大、扭结、局部被压扁、弯折。

(5)过热。受到电弧打击、过烧，或外表出现可识别的颜色改变等。

1、 编结接长的钢丝绳作为主绳使用。后果当使用编结的钢丝绳时，在编结部位会引起钢丝绳直径的变化，当钢丝绳穿绕滑轮组时，会引起二者之间的摩擦，严重时引起滑轮组、钢丝绳的损坏，出现安全事故。且编接的钢丝绳抗拉强度总达不到整根钢丝绳的抗拉强度，在重要设备吊装时，禁止采用编结接长的钢丝绳作为主绳使用，否则可能出现安全事故。措施

(1)不采用编结接长的钢丝绳做主绳。

(2)当现场条件必须要求采取编结时，应在项目工程师的同意下，应采取大接方法，且编结长度为钢丝绳直径的800～1000倍，且经过试拉无问题后方可使用。

2、在钢丝绳与重物的棱角处不采取保护措施而进行吊装作业。后果，吊运的物件边缘处较锋利，会造成捆扎的千斤绳磨断或损伤千斤钢丝绳。由于起吊重物以后，钢丝绳受到张力，特别在荷载较大时钢丝绳塑性加大，在重物的棱角处与钢丝绳子间不加设衬垫，会导致钢丝绳在棱角处弯折以及钢丝被金属棱角切断，而导致钢丝绳提前报废，或者在吊装过程中因钢丝绳被切断而出现事故。措施，加强起重工的责任心的教育，加强吊装前的安全检查，在与钢丝绳接触的重物的棱角处垫上方木或半圆管等，以起到对钢丝绳(或设备)的保护作用。 3、作业时钢丝绳与电焊把线及其他电源线接触。

(1)当起重作业时，钢丝绳与电焊把线相接触，则会磨破把线的绝缘层，产生的电火花则会灼伤、熔断钢丝钢绳的钢丝，导致钢丝绳的承载能力下降直至报废，施工时没有发现时则会出现钢丝绳断裂，设备坠落。

(2)钢丝绳与电源线相接触磨破导线的绝缘层时，导致钢丝绳带电，整个作业面处于带电状态，造成触电事故的发生。措施  制定施工方案及具体设置机具时，应尽量使两者避开，当无法避免时，应采取隔离、绝缘防护措施。

4、钢丝绳维护不当，不按使用规定使用。后果  钢丝绳是起重吊装中使用最广泛的一种绳索，但如果在吊装过程中不按使用规定使用，和吊装完毕后，不维护，则会加速钢丝绳的报废，增加工程成本，影响安全施工，出现安全事故。

一、钢丝绳在使用过程中必须经常检查其强度，一般至少六个月就必须进行一次全面检查或做强度试验。

二、钢丝绳在使用过程中严禁超负荷使用，不应受冲击力，在捆扎或吊运需物时，要注意不要使钢丝绳直接和物体的快口棱锐角相接触，在它们的接触处要垫以木版，帆布、麻袋或其他衬垫物以防止物件的快口棱角损坏钢丝绳而产生设备和人生事故。

三、钢丝绳在使用过程中，如出现长度不够时，必须采用卸扣连接，严格禁止用钢丝绳头穿细钢丝绳的方法接长吊运物件，以免由此而产生的剪切力。

四、钢丝绳穿用的滑车，其边缘不应有破裂和缺口。

五、钢丝绳在使用过程中特别是钢丝绳在运动中不要和其它物件相摩擦，更不应与钢边的边缘斜拖，以免钢板的棱角割断钢丝绳，直接影响钢丝绳的使用寿命。

六、在高温的物体上使用钢丝绳时，必须采用隔热措施，因为钢丝绳在受到高温后其强度会大大降低。

七、钢丝绳在使用一段时间后，必须加润滑油，一方面可以防止钢丝绳生锈，另一方面，钢丝绳在使用过程中，它的每股子绳之间同一股中的钢丝与钢丝间都会相互产生滑动摩擦特别是在钢丝绳受弯曲力时，这种摩擦更加激励，加了润滑油后就可以减少这种摩擦。

八、钢丝绳存放时，要按上述方法将钢丝绳上的脏物清洗干净后上好润滑油，再盘绕好，存放在干燥的地方，在钢丝绳的下面垫以木版或枕木，必须定期进行检查。

九、钢丝绳在使用过程中，尤其注意防止钢丝绳与电焊线相接触。因碰电后，钢丝绳会损坏，影响作业的顺利进行。

十、钢丝绳在使用过程中，必须经常注意进行检查有无断裂破坏情况及其是否使用，或需调换新绳，确保安全。

新钢丝绳不要立即高速、重载下直接使用，而要在低速、中载条件下运行一段时间，使新绳适应使用状态后，再逐步提高钢丝绳运行速度和加大提升载荷，即新钢丝绳在进行高速、重负荷作业前必须经过初期磨合阶段。严禁钢丝绳跳槽钢丝绳和滑轮配合使用时，必须注意防止钢丝绳从轮槽中跳出。如果钢丝绳脱落了轮槽后还在继续使用，钢丝绳将会产生挤压变形、扭结、断丝、断股，严重缩短钢丝绳的使用寿命，如果发生断绳现象，往往会带来灾难性的后果。严禁钢丝绳挤压变形钢丝绳在使用时不能受到强烈挤压，以免钢丝绳变形，导致结构破坏而出现早期断丝(这时钢丝表层将出现马氏体这一脆性层组织)、断股甚至断绳，显著降低钢丝绳使用寿命并危及作业安全。严禁钢丝绳高速运行时和其它物体摩擦钢丝绳在高速运行时，应避免其与非匹配轮槽外的其它物体发生摩擦。

因为在高速情况下，钢丝绳与这些物体相互运行时所产生的瞬间摩擦热，可导致钢丝表层出现马氏体组织，而这种组织上的变化虽然无法通过肉眼辨别，然而却是引起钢丝早期断裂的主要原因。严禁钢丝绳散乱缠绕钢丝绳在卷筒上缠绕时，应尽可能排列整齐。如果散乱缠绕，则钢丝绳在工作时由于相互挤压也会出现导致钢丝绳结构破坏，产生早期断丝，直接影响钢丝绳使用寿命。严禁钢丝绳过载使用钢丝绳如果过载使用，则将急速加剧其被挤压变形的程度，内部钢丝之间及外部钢丝与匹配轮槽之间的磨损程度，对作业安全性带来严重危害，同时缩短滑轮使用寿命。

钢丝绳的使用涉及人身、设备的安全,国内外大量钢丝绳事故示例给钢丝绳生产企业和使用单位提出了要求。制造高质量的钢丝绳,建立和完善钢丝绳的安全使用规范,采用先进检测仪器,加强钢丝绳维护等都是确保钢丝绳安全使用的重要措施。计算钢丝绳允许拉力时，应根据不同的用途按下表选用安全系数；钢丝绳的连接强度不得小于其破断拉力的80%；当采用绳卡连接时，应按照钢丝绳直径选用绳卡规格及数量，绳卡压板应在钢丝绳长头一边，当采用编结连接时，编结长度不应小于钢丝绳直径的15倍，且不应小于300mm；钢丝绳出现磨损断丝时，应减载使用，当磨损断丝达到报废标准时，应及时更换合格钢丝绳。应根据构件的重量、长度及吊点合理制作吊索，工作中吊索的水平夹角宜在45o~60o之间，不得小于30o。

吊装作业中新使用的钢丝绳必须采用交互捻钢丝绳。6x7(6股每股7丝）钢丝绳可用作缆风绳，6x19钢丝绳只宜制作吊索和在手摇卷场机上使用；在高速转动的起重机械或穿绕滑轮组，必须采用6x37钢丝绳；起吊精密仪表机器设备宜用6x61钢丝绳。用錾子剁切钢丝绳时，剁切位置不应前后变化，操作上应戴上护目镜，以便避免钢丝碎屑蹦起损伤眼睛。新钢丝绳使用前以及旧钢丝绳使用过程中，每隔半年应进行强度检验；其检验方法应以钢丝绳容许拉力的两倍进行静载负荷检验，在20min内，钢丝绳保持完好状态，即为合格。

常用钢丝绳品种有磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳或涂塑钢丝绳。大气环境中使用，专利技术生产的锰系磷化涂层钢丝绳使用寿命最长，锰系磷化涂层可以大幅度提高制绳钢丝表面的耐磨性和耐蚀性，锰系磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是光面钢丝绳的3-4倍，随着对耐磨磷化液的研究，还有进一步提高的可能性。依据磷化涂层钢丝绳目前市场价格，锰系磷化涂层钢丝绳日均使用成本仅仅是光面钢丝绳的百分之三十左右，锰系磷化涂层钢丝绳是光面钢丝绳的升级换代产品，仅供参考。