专门的天车钢丝绳点检有哪些内容?
摘自《起重机械用钢丝绳检验和报废实用规范》(GB5972―86)
钢丝绳
2.5.1 (已修订为最新的规范GB5972-2006,以下仅供参考,请参阅最新规范)断丝的性质和数量
起重机械的总体设计不允许钢丝绳具有无限长的寿命。
对于6股和8股的钢丝绳,断丝主要发生在外表。而对于多层绳股的钢丝绳(典型的多股结构)就不同,这种钢丝绳断丝大多数发生在内部,因而是“不可见的”断裂。
下表考虑了这些因素,因此,当与2.5.2~2.5.11款中的因素结合起来考虑时,它适用于各种结构的钢丝绳。
⒉5.2 绳端断丝
当绳端或其附近出现断丝时,即使数量很少也表明该部位应力很高,可能是由于绳端安装不正确造成的,应查明损坏原因。如果绳长允许,应将断丝的部位切去重新合理安装。
⒉5.3 断丝的局部聚集
如果断丝紧靠一起形成局部聚集,则钢丝绳应报废。如这种断丝聚集在小于6d的绳长范围内,或者集中在任一支绳股里,那么,即使断丝数比表列的数值少,钢丝绳也应予报废。
⒉5.4 断丝的增加率
在某些使用场合,疲劳是引起钢丝绳损坏的主要原因,断丝则是在使用一个时期以后才开始出现,但断丝数逐渐增加,其时间间隔越来越短。在此情况下,为了判定断丝的增加率,应仔细检验并记录断丝增加情况。判明这个“规律”可用来确定钢丝绳未来报废的日期。
⒉5.5 绳股断裂
如果出现整根绳股的断裂,则钢丝绳应报废。
⒉5.6 由于绳芯损坏而引起的绳径减小
当钢丝绳的纤维芯损坏或钢芯(或多层结构中的内部绳股)断裂而造成绳径显著减小时,钢丝绳应报废。
微小的损坏,特别是当所有各绳股中应力处于良好平衡时,用通常的检验方法可能是不明显的。然而这种情况会引起钢丝绳的强度大大降低。所以,有任何内部细微损坏的迹象时,均应对钢丝绳内部进行检验予以查明。一经证实损坏,则该钢丝绳就应报废。
⒉5.7 弹性减小
在某些情况下(通常与工作环境有关),钢丝绳的弹性会显著减小,若继续使用则是不安全的。
钢丝绳的弹性减小是较难发觉的,如检验人员有任何怀疑,则应征询钢丝绳专家的意见。然而,弹性减小通常伴随下述现象:
a.绳径减小
b.钢丝绳捻距伸长
c.由于各部分相互压紧,钢丝之间和绳股之间缺少空隙
d.绳股凹处出现细微的褐色粉末
e.虽未发现断丝,但钢丝绳明显的不易弯曲和直径减小比起单纯是由于钢丝磨损而引起的也要快得多。这种情况会导致在动载作用下突然断裂,故应立即报废。
⒉5.8 外部及内部磨损
产生磨损的两种情况:
a.内部磨损及压坑
这种情况是由于绳内各个绳股和钢丝之间的摩擦引起的,特别是当钢丝绳经受弯曲时更是如此。
b.外部磨损
钢丝绳外层绳股的钢丝表面的磨损,是由于它在压力作用下与滑轮和卷筒的绳槽接触摩擦造成的。这种现象在吊载加速和减速运动时,钢丝绳与滑轮接触的部位特别明显,并表现为外部钢丝磨成平面状。
润滑不足,或不正确的润滑以及还存在灰尘和砂粒都会加剧磨损。
磨损使钢丝绳的断面积减小因而强度降低。当外层钢丝磨损达到其直径的40%时,钢丝绳应报废。
当钢丝绳直径相对于公称直径减小7%或更多时,即使未发现断丝,该钢丝绳也应报废。
⒉5.9 外部及内部腐蚀
腐蚀在海洋或工业污染的大气中特别容易发生。它不仅减少了钢丝绳的金属面积从而降低了破断强度,而且还将引起表面粗糙并从中开始发展裂纹以至加速疲劳。严重的腐蚀还会引起钢丝绳弹性的降低。
⒉5.9.1 外部腐蚀
外部钢丝的腐蚀可用肉眼观察。当表面出现深坑,钢丝相当松弛时应报废。
⒉5.9.2 内部腐蚀
内部腐蚀比经常伴随它出现的外部腐蚀较难发现。但下列现象可供识别:
a.钢丝绳直径的变化。钢丝绳在绕过滑轮的弯曲部位直径通常变小。但对于静止段的钢丝绳则常由于外层绳股出现锈积而引起钢丝绳直径的增加。
b.钢丝绳外层绳股间的空隙减小,还经常伴随出现外层绳股之间断丝。
如果有任何内部腐蚀的迹象,则应由主管人员对钢丝绳进行内部检验。若确认有严重的内部腐蚀,则钢丝绳应立即报废。
⒉5.10 变形
钢丝绳失去正常形状产生可见的畸形称方“变形”。这种变形部位(或畸形部位)可能引起变化,它会导致钢丝绳内部应力分布不均匀。
钢丝绳的变形从外观上区分,主要可分下述几种:
⒉5.10.1 波浪形(见图)
波浪形的变形是:钢丝绳的纵向轴线成螺旋线形状。这种变形不一定导致任何强度上的损失,但如变形严重即会产生跳动造成不规则的传动。时间长了会引起磨损及断丝。
出现波浪形时,在钢丝绳长度不超过25d的范围内,若d1≥4d/3,则钢丝绳应报废。
式中d为钢丝绳的公称直径;d1是钢丝绳变形后包络的直径。
⒉5.10.2 笼状畸变
这种变形出现在具有钢芯的钢丝绳上。当外层绳股发生脱节或者变得比内部绳股长的时候就会发生这种变形。笼状畸变的钢丝绳应立即报废。
⒉5.10.3 绳股挤出
这种状况通常伴随笼状畸变一起产生。绳股被挤出说明钢丝绳不平衡。绳股挤出的钢丝绳应立即报废。
⒉5.10.4 钢丝挤出
此种变形是一部分钢丝或钢丝束在钢丝绳背着滑轮槽的一侧拱起形成环状。
钢丝绳这种变形常因冲击载荷而引起。
若此种变形严重时,则钢丝绳应报废。
⒉5.10.5 绳径局部增大
钢丝绳直径有可能发生局部增大,并能波及相当长的一段钢丝绳。绳径增大通常与绳芯畸变有关(如在特殊环境中,纤维芯因受潮而膨胀),其必然结果是外层绳股产生不平衡,而造成定位不正确。
绳径局部严重增大的钢丝绳应报废。
⒉5.10.6 扭结
扭结是由于钢丝绳成环状在不可能绕其轴线转动的情况下被拉紧而造成的一种变形。其结果是出现捻距不均而引起格外的磨损,严重时钢丝绳将产生扭曲,以致只留下极小一部分钢丝绳强度。
严重扭结的钢丝绳应立即报废。
⒉5.10.7 绳径局部减小
钢丝绳直径的局部减小常常与绳芯的断裂有关。应特别仔细检验靠绳端部位有无此种变形。
绳径局部严重减小的钢丝绳应报废。
⒉5.10.8 部分被压扁
钢丝绳部分被压扁是由于机械事故造成的。严重时,则钢丝绳应报废。
⒉5.10.9 弯折
弯折是钢丝绳在外界影响下引起的角度变形。
这种变形的钢丝绳应立即报废。
⒉5.11 由于热或电弧的作用而引起的损坏
钢丝绳经受了特殊热力的作用其外表出现可资识别的颜色时,该钢丝绳应予报废。
(一)钢丝绳的连接方法有小接法与大接法两种。小接法在接头范围内,是两根绳子的绳股合在一起,因此绳头变粗,它的接头长度较短。大接法将两个绳头的绳股各剁去一半,然后将两个绳头对在一起插接,它的接头长度较长,用这个方法接出的绳子,绳的粗细保持不变,表面上看不出接头的位置。钢丝绳用作吊索时,需要经过人工的插接后才能成为吊索,俗称小接法。钢丝绳的插接方法一般可分为5种:即一进一插接法、一进二插接法、一进三插接法、一进四和一进五插接法。最常用的是一进三插接法,一进五插接法多用于钢丝绳的小结
(二)钢丝绳采用编结固接时,编接长度不得小于钢线绳直径的20倍,并不短于0.3米,在编结部分应捆扎细钢丝。
(三)钢丝绳采用绳卡固接时,数量不得少于3个,最后一个卡子距绳头不得小于0.14米。绳卡夹板应在受力的一侧“U”形螺栓须在钢丝绳尾端,不得正反交叉。卡子应拧紧到使两绳直径高度压扁1/3左右。绳卡固定后,待钢丝绳受力后应再次紧固。绳卡匹配表:
钢丝绳直径mm 10 10~20 21~26 28~36 36~40
最少绳卡数(个)3 4 5 6 7
绳卡间距mm 80 140 160 220 240
1、检查有无腐蚀:钢丝绳是由不锈钢丝或高碳钢卷制而成的,但是如果钢丝绳质量不好,如生产厂家用铁丝替代钢丝,则会生锈。所以首先得要每日检查钢丝绳是否生锈,如若发现,不仅要停用,还要与生产部门、采购部门汇报。
2、检查磨损程度:钢丝绳在使用过程中,会被磨损,直径会变化,保养者要经常量各段的直径,特别是易磨损段的磨损情况,如果直径变大很多,超过5%则要上报并停用。
3、有无断丝、磨损现象:钢丝绳用久了,钢丝会断、磨丝的,如果严重断丝,则需赶紧停用。判断是有标准的,一般为:外层钢丝磨损不超过其直径的40%;交捻钢丝绳长度6d范围内不超过2根,30d范围内不超过4根;顺捻钢丝绳长度6d内不超过1根。30d内不超过2根。具体以说明书或国标为准。
4、检查两端紧固情况:钢丝绳会与吊钩相连,在检查时一定要检查相连之处的紧固情况,同时检查吊钩的牢固性。
钢丝绳使用注意事项
钢丝绳在开卷时应防止扭结、松散,钢丝绳的长度,应能满足当吊钩处于最低工作位置时,钢丝绳在卷筒上还缠绕有2~3圈的减载圈,避免绳尾压板直接承受拉力。
钢丝绳在使用前需切断时,可用特制铡刀、钢锯或火焰切制。切断前,在割口的两边用细铁丝扎结牢固,,以防钢丝松散,钢丝在使用之前,应认真检查其合格证,确认钢丝绳的性能规格符合设计要求。
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。
钢丝绳检查,主要检查钢丝绳的磨损、断丝和锈蚀情况,参照GB/T29086-2012钢丝绳安全使用和维护国家标准进行维护保养,以及按照GB/T5972-2016起重机钢丝绳保养维护安装检验报废国家标准进行检查与报废。GBT9075-2008索道用钢丝绳检验和报废规范,QJ2575-1993起吊用钢丝绳选用、试验和报废规范。AQ 2026-2010金属非金属矿山提升钢丝绳检验规范,MT 717-1997煤矿重要用途在用钢丝绳性能测定方法及判定规则。国内钢丝绳主要品种如下:磷化涂层钢丝绳(中国专利),钢丝经锰系、锌锰系磷化处理,钢丝的耐磨性、耐蚀性全面跃升,不易磨损、不易锈蚀使磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是同结构光面钢丝绳3-4倍(试验室可比条件下),是进口光面钢丝绳的2-3倍,磷化涂层钢丝绳正在全面取代各类光面钢丝绳,也可替代薄锌层镀锌钢丝绳使用(可通过盐雾试验检验耐蚀能力),因为使用寿命超长,磷化涂层钢丝绳单位使用成本仅是光面钢丝绳的30-45%,质量稳定性可靠性更佳。镀锌钢丝绳,包括热镀锌和电镀锌两种,镀锌锌层越厚耐腐蚀能力越强,锌层厚度以克/平米表示。
2、检查磨损程度;
3、有无断丝、磨损现象;
4、检查两端紧固情况;
5、检查钢丝绳的形状;
6、检查钢丝绳表面的润滑油脂情况。钢丝绳由不锈钢丝或高碳钢制成。但是,如果钢丝绳的质量很差,如果制造商用铁丝替换钢丝,它就会生锈。因此,首先要每天检查钢丝绳是否生锈。如果发现,不仅要停止,还要报告生产部和采购部。
钢丝是钢材的板、管、型、丝四大品种之一,是用热轧盘条经冷拉制成的再加工产品。按断面形状分类,主要有圆、方、矩、三角、椭圆、扁、梯形、Z字形等按尺寸分类,有特细8.0毫米按强度分类,有低强度3135兆帕按用途分类有:普通质量钢丝包括焊条、制钉、制网、包装和印刷业用钢丝,冷顶锻用钢丝供冷镦铆钉、螺钉等。
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。