起重机用钢丝绳的几种损伤及其防治方法 详细�0�3
起重机用钢丝绳的几种损伤及其防治方法 起重机用钢丝绳的几种损伤及其防治方法钢丝绳是机械中常用的柔性传力构件，就起重机上使用的钢丝绳而言，规格品种多、使用比较复杂，其强度、挠性以及耐磨性要求较高，随着钢丝绳长时间使用经常出现损伤或破断等现象，近年来由此引发的特、重大起重机械事故时有发生。起重机用钢丝绳的几种损伤及其防治方法。1 疲劳钢丝绳在使用过程中主要承受弯曲疲劳和拉伸、扭曲、振动引起的疲劳。1)弯曲疲劳钢丝绳无数次地弯曲、重复绕过滑轮或卷筒时，使钢丝产生疲劳、韧性下降，最终导致断丝。疲劳断丝一般出现在股的弯曲程度最厉害一侧的外层钢丝上，通常情况下疲劳断丝的出现意味着钢丝绳已经接近使用后期。2)拉伸、扭曲和振动引起的疲劳起重机捆扎钢丝绳在起动和制动的始末、承受载荷的前后，其变化的拉伸应力会引起金属疲劳，此外钢丝绳经常受到扭曲和振动也是产生疲劳的原因。疲劳损伤的原理是在变应力的作用下细钢丝表面由于各种滑移形成初始裂纹，裂纹尖端在切应力的作用下反复产生塑性变形并扩展直至断裂。疲劳引起的断丝断口一般平齐，多半出现在表层钢丝上，很有规律。防止疲劳损伤的主要途径：一是在条件许可的情况下尽可能使卷筒和滑轮的直径加大；二是在安排滑轮布局时尽量避免使钢丝绳反向弯曲，试验表明反向弯曲的破坏约为同向弯曲的2 倍；三是尽可能选择结构好的钢丝绳，如WS、TX 型等线接触钢丝绳。2 锈蚀钢丝绳一般露天使用，日晒雨淋受到腐蚀，尤其在有害气体与恶劣环境下使用损伤就更严重。因受损的钢丝绳的表面存在氧亲和性的差异，形成了大量的小电池，从而产生很多圆形腐蚀坑并逐步加深，这些坑就成了应力集中点、疲劳裂纹的源泉。与此同时腐蚀使钢丝绳的截面积减小，弹性和承受冲击的能力降低。防止钢丝绳锈蚀损伤的方法有两种，一是勤涂油；二是对使用环境恶劣、相对运动较少的钢丝绳可选择镀锌、镀铝等特种钢丝绳，因为其表面在大气中会形成氢氧化锌和氢氧化铝薄膜，从而有效地防止腐蚀。3 磨损磨损是钢丝绳最常见的损伤现象，一般分为外部磨损、变形磨损和内部磨损3 种情况。1)外部磨损钢丝绳在使用过程中其外周与滑轮槽、卷筒壁、钩头等物体表面接触而引起外部磨损后绳径将变细、外周表面的细钢丝被磨平，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。单周磨损较全周磨损更严重，应尽可能地使单周磨损改为全周均匀磨损，在钢丝绳的全长范围内尽量做到均匀磨损。如在使用中期换头可延长钢丝绳使用寿命30%~40%。2)变形磨损由于振动、碰撞而造成的钢丝绳表面撞损是一种局部磨损现象。如卷筒表面的钢丝绳受到其它物体的撞击、起升钢丝绳相互打缠或者由于滑轮与卷筒中心偏斜而产生的咬绳现象，都会使钢丝绳产生变形磨损。3)内部磨损在使用过程中，由于钢丝绳的弯曲使内部各根细钢丝相互作用产生滑移，股与股之间接触应力增大，相邻股间的钢丝产生局部压痕深凹，当反复循环拉伸弯曲时在深凹处则产生应力集中而折断，构成了内部磨损。通常细钢丝表面的压力与钢丝绳的压力成正比，在张力相同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，钢丝绳采用线接触比采用点接触较为有利，采用面接触比采用线接触更有利，因此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。此外钢丝绳的弯曲程度、运动速度对其内部磨损均有影响。4 咬绳钢丝绳咬绳现象一般发生在多层卷绕的起重机卷筒上，有槽双层卷绕的起重卷筒更甚。5 变形很多断绳事故是因为钢丝绳事先受到过变形损伤却没有引起足够重现而酿成大祸。变形的主要原因有以下几种。1)外伤操作中钢丝绳与其它设备不正常的接触而造成外伤。最明显的外伤是钢丝绳在滑轮里滑槽、在卷筒上跳出挡板，结果致使几十米乃至数百米的钢丝绳因为局部轧坏而报废。防止外伤的关键在于完善起重机设备，滑轮应设置可靠的防滑槽挡圈，挡圈与滑轮外圈的间隙不大于钢丝绳直径的1/5，卷筒上的钢丝绳不能松弛太多，以防绳圈跳出挡板在缠紧时被轧坏。2)压溃钢丝绳在卷筒上卷乱后相互倾轧，易产生压溃现象，操作时发出轧吱轧吱的声响，并在局部迅速出现断丝与压扁的痕迹。防止措施是应按设计规范选择滑轮与卷筒的偏角，必要时在起升机构中设置排绳器或压绳装置。3)扭结钢丝绳在局部扭曲后产生的永久变形叫扭结，扭曲的方向与钢丝绳旋向一致的称为正扭结，反之称为负扭结。普通钢丝绳带有自转性，如果绳股端部不加捆扎便施加张力，则绳股会向倒捻方向旋转，这是造成扭结的内在因素。防止扭结可采取以下措施：一是在重要的起重设备上选用不旋转钢丝绳；二是在钢丝绳的自由端设置转子；三是发现扭结迹象立即停止操作，并释放还原。
当钢丝绳表面磨损或腐蚀量超过原直径的0.4时，应更换新绳。
钢丝绳在操作时与其它物体接触并有相对运动，产生摩擦。在机械的、物理的和化学的作用下，钢丝绳的表面也不断磨损。磨损是钢丝绳最常见的损伤方式，一般分为外部磨损、变形磨损和内部磨损三种情况。
1、外部磨损
钢丝绳在使用过程中其外周与滑轮槽、卷筒组、钩头等物体表面接触而引起的磨损属于外部磨损。在外部磨损后绳径将变细，外周表面的细钢丝被磨平。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。
单周磨损较全周磨损更恶劣，吊钩组所以应尽可能使单周磨损的钢丝改为全周均匀磨损。在钢丝绳的全长范围内，应尽可能地做到均匀磨损。如起重机钢丝绳在使用中期换头，一般可延长钢丝绳使用寿命30%～40%。
2、变形磨损
由于振动、碰撞造成的钢丝绳表面撞损，叫做变形磨损，这是一种局部磨损现象。如卷筒表面的钢丝绳受到其它物体的撞击，起重机起升钢丝绳相互打缠，或者由于滑轮与卷筒中心偏斜而产生的咬绳现象，都会使钢丝绳产生变形磨损。
这种变形磨损因局部挤压而变形，其钢丝横断面在挤压处向两旁伸展成翅形。从外表看，钢丝宽度扩展，虽钢丝绳截面积减小不多，但局部挤压处的钢丝表面材质硬化了，极易断丝。
3、内部磨损
在使用过程中，钢丝绳经过卷筒或滑轮时所承受的全部负荷压在钢丝绳的一侧，各根细钢丝的曲率半径不可能完全相同。由于钢丝绳的弯曲，钢丝绳内部各根细钢丝就会相互产生作用力并且产生滑移，这时股与股之间接触应力增大，使相邻股间的钢丝产生局部压痕深凹。
常用钢丝绳有磷化涂层钢丝绳、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，重腐蚀环境优选热镀锌—磷化双涂层钢丝绳。
失效钢丝绳都会发生严重的磨损与锈蚀，磷化涂层提高钢丝的耐磨性和耐蚀性，不易磨损和不易腐蚀是提高钢丝绳使用寿命的原因，光面钢丝绳正在被彻底淘汰。磷化涂层钢丝绳，优先采用锰系或锌锰系磷化，与光面钢丝绳生产工艺对比，只是增加了制绳前的耐磨磷化处理工序，钢丝的耐磨性和耐蚀性大幅度提高，磷化钢丝不经过冷拉直接捻制钢丝绳。目前疲劳试验数据表明，磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是同结构光面钢丝绳的3倍左右（试验室可比条件下），不易磨损和不易锈蚀是钢丝绳使用寿命超大幅度延长的原因，已经远远超越进口钢丝绳，如果自己有疲劳试验机就自己做对比试验，这样的试验结果最可信。锰系磷化涂层钢丝绳虽然售价高于光面钢丝绳，但因为使用寿命长，日均使用成本仅是光面钢丝绳的40-55%，因为供不应求，目前货源紧张，仅供参考
2：交（顺）捻钢丝绳大量断丝伴随严重磨损——报废
3：靠近平衡滑轮的局部地区，若干绳股有断丝（有时断丝被绳股挡住）——报废
4：靠近平衡滑轮的局部地区，在两支绳股上有断丝，且伴随着因滑轮卡住面引起的局部严重磨损——报废
5：内部严重锈蚀之一例：绳股中许多外层钢丝绳的面积减小，这些钢丝绳与绳芯接触，明显地看出挤压严重且绳股的空隙减小——报废
6：多股绳的笼状（鸟笼行）畸变——报废
7：钢芯挤出，通常伴随着临近位置的笼状畸变——报废
8：顺捻钢丝绳直径的局部增大；常由冲击载荷导致的钢丝芯畸变而引起——报废
9：钢丝绳直径的局部增大：是由于纤维芯的退化状态在外层股间突出而引起的——报废
10：严重扭结：标志钢丝绳搓捻过紧而引起纤维芯的突出——报废
11：钢丝绳在安装时已遭到扭结但仍装上使用，以致产生局部磨损及钢丝松弛——报废
12：绳径局部减小：由于外层绳股取代了已经散开的纤维绳芯而引起，注意尚有新丝——报废
13：部分被压扁：是由于局部被压裂造成绳股间不平衡加之断丝而引起的——报废
14：多股绳的部分被压扁：由于在卷筒上卷绕不当而造成。注意外层绳股的捻距增加的程度，在载荷状态下应力将处于不平衡——报废
15：严重弯折——报废
16：当钢丝绳已跳出滑轮绳槽并被锲住的典型示例：已经形成“部分被压扁”形式的变形并有局部磨损和许多断丝——报废
17：若干种损坏因素积累的后果：特别注意外层钢丝的严重磨损导致钢丝的松弛，以致笼状畸变正在形成，并有若干处断丝——立即报废
18：当外层钢丝磨损达到其直径的40%时，或者当钢丝绳直径相对于公称直径减小7%或更多时——报废
国家标准《起重机钢丝绳检验报废标准GB05972-2006》
磨损与生锈及疲劳是造成起重机钢丝绳失效损坏的主要因素，给钢丝绳涂油润滑就可以延长使用寿命，比涂油润滑效果更好的是耐磨涂层技术，锰系磷化耐磨涂层钢丝绳，钢丝表面上15-40课克/平米锰系磷化膜，可以防止微动磨损与锈蚀氧化，大幅度提高使用寿命，国内多家企业获得专利许可生产，锰系磷化膜可以有效抑制微动疲劳的发生，进而大幅度提高使用寿命。
②钢丝绳的钢丝磨损或腐蚀达到或超过原来钢丝直径的40%以上时,即应报废。在40%以内者应降级使用。当整根钢丝绳的外表面受腐蚀而形成的麻面达到肉眼很容易看出的程度时,应予报废。
③钢丝绳受过火烧或局部电弧作用应报废。
④钢丝绳压扁变形、有绳股或钢丝挤出、笼形畸变、
绳径局部增大、扭结、弯折时应报废。
⑤钢丝绳绳芯损坏而造成绳径显著减少(达7%)时应
报废。
⑥吊运炽热金属或危险品的钢丝绳,报废断丝数取通
用起重机钢丝绳断丝数的一半,其中包括钢丝绳表面
磨损或腐蚀的折减。
武汉新力吊索具
2.镀锌钢丝绳，包括热镀锌和电镀锌两种，热镀锌锌层较厚，电镀锌较薄
3..不锈钢丝绳，使用不锈钢丝捻制的钢丝绳，价格相对昂贵
4.涂塑钢丝绳
5.光面钢丝绳，已经生产180年，将被磷化涂层钢丝绳取代。
电梯曳引钢丝绳和曳引轮磨损的结果，使钢丝绳横断面积减小，在钢丝绳承受重量一定的情况下，其承受的拉应力增加，应力增大促进疲劳微裂纹的萌生与扩展，加速钢丝绳的失效。磷化涂层电梯钢丝绳，制绳钢丝经过锰系或锌锰系磷化处理，属于耐磨磷化，电梯绳非常耐磨，从而延长疲劳寿命和使用寿命。已有钢丝绳厂家试生产，电梯厂家也在测试之中，如果符合要求，很快就会大规模进入电梯绳市场
