論電梯曳引鋼絲繩的檢驗
　　鄧安賢
　　廣東省特種設(shè)備檢測院佛山分院
　　摘要隨著城市中高層與小高層建筑的不斷增加,電梯和人們?nèi)粘Ｉ�活的關(guān)系越來越緊密,電梯行業(yè)發(fā)展迅速,但是我國有獨立知識產(chǎn)權(quán)的電梯產(chǎn)品還不多見,因此有必要對電梯深入研究。曳引鋼絲繩的安全關(guān)系著電梯運(yùn)行的安全。本文介紹了電梯鋼絲繩的基本構(gòu)造及如何選擇,然后著重闡述了電梯定期檢驗過程中發(fā)現(xiàn)的主要問題,討論了鋼絲繩報廢條件,同時有針對性地給出了鋼絲繩使用保養(yǎng)的建議。
　　關(guān)鍵詞電梯；曳引鋼絲繩；檢驗；保養(yǎng)；測量
　　電梯曳引鋼絲繩承受著電梯全部的懸掛重量,在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中繞曳引輪、導(dǎo)向輪或反繩輪呈單向或交變彎曲狀態(tài),鋼絲繩在繩槽中承受著較高的擠壓應(yīng)力,因此電梯曳引鋼絲繩應(yīng)具有較高的強(qiáng)度、撓性和耐磨性。鋼絲繩使用過程中,由于各種應(yīng)力、摩擦和腐蝕等,使鋼絲繩產(chǎn)生疲勞、斷絲和磨損。當(dāng)強(qiáng)度降低到一定程度,不能安全地承受負(fù)荷時應(yīng)報廢。曳引鋼絲繩的安全是電梯安全的重要保障。
　　1曳引鋼絲繩的選擇
　　電梯鋼絲繩由繩股、繩股鋼絲和繩芯組成,常用形式有西魯型(外粗式)、瓦靈頓型(粗細(xì)式)和T型(填充式)。目前,我國電梯鋼絲繩普遍使用西魯型,其結(jié)構(gòu)和直徑應(yīng)符合表1[1]的規(guī)定。單一強(qiáng)度級別鋼絲繩用鋼絲抗拉強(qiáng)度級別為1570N/mm2或1770N/mm2。GB7588規(guī)定,選用電梯鋼絲繩公稱直徑不應(yīng)小于8mm[2]。
　　表1鋼絲繩結(jié)構(gòu)和直徑
　　鋼絲繩規(guī)格 公稱直徑/mm
　　6×19S+NF 6,8,10,11,13,16,19,22
　　8×19S+NF 8,10,11,13,16,19,22
　　目前各國電梯用鋼絲繩規(guī)格并不一致,各國鋼絲繩系列中優(yōu)先選用的直徑和法定最小直徑見表2[3]。
　　表2國際上常用鋼絲繩直徑
　　國家
　　 優(yōu)先選用的
　　直徑/mm 法定最小
　　直徑/mm 強(qiáng)度級別/
　　(N•mm-2)
　　法國 10 8 1570
　　德國 13 8 1770
　　英國 11 8 1180/1770
　　美國 12.7(1/2″) 9.53(3/8″) 1180/1770
　　1570/1770
　　日本 12 10(允許8) 1320/1620
　　1620
　　鋼絲繩選擇[3]時,還要注意到:①盡量采用韌性好、強(qiáng)度級別適中的鋼絲組成的鋼絲繩;②鋼絲繩直徑的收縮率要小,尤其是制造商能擔(dān)保正常使用1年后鋼絲繩直徑最大收縮率不大于5%的應(yīng)首選;③天然繩芯儲油性好,但容易造成鋼絲繩起鼓。人造繩芯難保持穩(wěn)定的物理和化學(xué)特性。
　　2曳引鋼絲繩的檢驗
　　根據(jù)使用經(jīng)驗,電梯鋼絲繩在正常工況下突然斷裂的現(xiàn)象少見,其損壞一般是在長期運(yùn)行中由于磨損、彎曲疲勞、銹蝕或外傷逐漸形成的[4]。
　　2.1鋼絲繩磨損和變形檢查
　　磨損包括鋼絲繩表面、股與股之間、絲與絲之間的磨損。鋼絲繩的機(jī)械磨損主要為外部均勻磨損、變形磨損和內(nèi)部磨損3種。①純機(jī)械磨損,一般來說,電梯鋼絲繩在使用過程由于其硬度比繩槽高,磨損很慢。但由于張力、槽型、鋼絲繩
　　在槽中打滑、偏磨、打滾,而與繩槽產(chǎn)生磨損,這種磨損在正常情況下是均勻的。②變形磨損,是指電梯鋼絲繩在某一段內(nèi)的局部磨損,由于電梯鋼絲繩和繩輪經(jīng)常發(fā)生慢性移位或電梯鋼絲繩在繩輪上劇烈振動、沖擊使電梯鋼絲繩局部擠壓
　　變形,雖然電梯鋼絲截面積并未減小,但局部擠壓處的鋼絲材質(zhì)已受損,容易斷絲。③內(nèi)部磨損,由于電梯鋼絲繩經(jīng)常彎曲,股中鋼絲間產(chǎn)生相對移位,股與股之間接觸壓力增大,使相鄰股間的鋼絲產(chǎn)生局部壓痕,時間一長會因應(yīng)力集中而折斷。
　　檢驗時首先觀察鋼絲繩直徑變細(xì)情況,除目測外還要用游標(biāo)卡尺測量繩徑。《電梯監(jiān)督檢驗規(guī)程》[5]中規(guī)定,當(dāng)鋼絲繩公稱直徑減少7%時,即使未發(fā)現(xiàn)斷絲,該繩也應(yīng)報廢。
　　2.2鋼絲繩銹蝕的檢查
　　電梯鋼絲繩如果使用條件惡劣,維修保養(yǎng)不到位會發(fā)生銹蝕,使機(jī)械性能降低,鋼絲直徑變細(xì)、股間松動,以致發(fā)生脆性斷裂。這種斷裂是“雪崩式”的斷裂,它比一般的斷絲或磨損更危險。檢驗中凡遇到鋼絲繩銹蝕要加倍重視,仔細(xì)觀察,如發(fā)現(xiàn)銹蝕嚴(yán)重已形成麻坑或繩股外層鋼絲有松動現(xiàn)象,不論斷絲與否或繩徑變細(xì)多少都應(yīng)更換;如發(fā)現(xiàn)鋼絲繩出現(xiàn)“紅油”,說明繩芯無油,內(nèi)部生銹,應(yīng)引起注意,必要時可剁繩頭檢查鋼絲繩的內(nèi)部銹蝕情況。防止鋼絲繩銹蝕的方法是在繩上涂油保護(hù)。
　　2.3鋼絲繩斷絲的檢查
　　①過載斷絲。電梯鋼絲繩承受過載負(fù)荷或沖擊負(fù)荷造成的,其斷口呈現(xiàn)杯狀塑性收縮,由于電梯鋼絲繩的安全系數(shù)大,這種斷絲少見。②疲勞斷絲。出現(xiàn)在股的彎曲程度最大一側(cè)的外層鋼絲,金屬疲勞產(chǎn)生的斷絲,斷口形狀平齊。③磨損斷絲。鋼絲繩同曳引輪之間摩擦打滑造成,這種斷絲是在鋼絲磨損極其嚴(yán)重且發(fā)生在外層鋼絲,斷口兩側(cè)呈斜茬,斷口扁平。④銹蝕斷絲。斷口不整齊,呈釬尖狀。⑤剪切斷絲。被硬性拉斷或受較大外力打擊、擠壓造成,斷口呈剪切狀。⑥扭結(jié)斷絲。這種斷絲在正常使用中很少出現(xiàn),只有在鋼絲繩出現(xiàn)松馳造成扭結(jié)才出現(xiàn)。斷口形狀平整、光滑。
　　根據(jù)經(jīng)驗,電梯鋼絲繩存在內(nèi)部斷絲時,電梯鋼絲繩在運(yùn)行中能聽到“咔嚓”的響聲。傳統(tǒng)檢驗中上述3方面的檢驗主要靠檢驗員自身經(jīng)驗進(jìn)行判斷《,電梯監(jiān)督檢驗規(guī)程》中提到必要時使用鋼絲繩探傷儀全長檢測或分段抽測。現(xiàn)在普遍使用的是鋼絲繩超聲波探傷儀,它能夠檢測出鋼絲繩的疲勞斷絲、磨損、腐蝕、變形、機(jī)械損傷、松股和松絲等損傷,不僅能夠解決人的檢驗效率低、無法檢驗內(nèi)部斷絲和腐蝕及人為因素影響等問題,而且能夠幫助檢驗人員迅速找到損傷部位,給出定量結(jié)論。
　　2.4鋼絲繩張力的測量
　　《電梯監(jiān)督檢驗規(guī)程》要求曳引繩張力應(yīng)均衡,每根繩的張力與全部繩張力的平均值偏差不大于5%。
　　轎廂停在井道適當(dāng)?shù)母叨?一般用彈簧測力計水平拉對重鋼絲繩時,用100N的力可位移100-150mm左右即可),用彈簧測力計將對重側(cè)鋼絲繩逐根水平拉動,拉動的距離應(yīng)相同,一般不小于100mm。記錄每根鋼絲繩的拉力值(一般以80-100N為宜)。計算其平均值,再將每根繩拉力與平均值比較。
　　這種檢驗方法精度較差,人為影響因素較多�，F(xiàn)在有一種新的設(shè)備———鋼絲繩張緊力測試儀,其基本原理是通過徑向力的測量推導(dǎo)出縱向力的大小。數(shù)據(jù)采集盒中的嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)采用人工智能、模糊處理等技術(shù)對由傳感器傳來的信息進(jìn)行分析處理,通過特定的數(shù)學(xué)模型計算出曳引繩張力的均勻度情況。與傳統(tǒng)方法(彈簧秤拉等)相比,具有自動在線檢測、人為因素少、準(zhǔn)確度高、支持張緊力在線調(diào)整、直接給出是否合格的判斷等優(yōu)點。
　　除上述幾項重點檢驗項目外,還應(yīng)檢查繩頭及其組合情況,全長有無其他異常情況,比如繩的異常伸長變化等。
　　3曳引鋼絲繩的報廢
　　《電梯監(jiān)督檢驗規(guī)程》中規(guī)定鋼絲繩斷絲數(shù)不應(yīng)超過報廢標(biāo)準(zhǔn)。在選定部位的6d或30d長度范圍內(nèi)(繩端處也應(yīng)作為選擇范圍之一),目測檢查鋼絲繩的可見斷絲數(shù)。規(guī)定報廢標(biāo)準(zhǔn)見表3。
　　表3曳引繩報廢標(biāo)準(zhǔn)
　　鋼絲繩類型
　　 測量長度范圍(d為鋼絲繩直徑)
　　 6d 30d
　　西魯式 6×19 6 12
　　 8×19 10 19
　　瓦靈頓式 6×19 10 19
　　填充式 8×19 13 26
　　美國ASME/A17.2《升降機(jī)和自動過道的檢驗員手冊》[6]中對傳動比1∶1和2∶1的電梯曳引繩的報廢有如下規(guī)定:
　　(1)如果斷絲均布在各股中,則在整根曳引繩破壞最嚴(yán)重段里,1個捻距中的斷絲數(shù)超過表4中A欄的數(shù)值時,應(yīng)報廢。
　　(2)如斷絲數(shù)不均勻,明顯集中于1股或2股中時,則在破壞最嚴(yán)重段里,1個捻距中的斷絲數(shù)超過表4中B欄的數(shù)值時,應(yīng)報廢。
　　(3)如并排破斷的4根或5根鋼絲穿過任何一股凸出,則在破壞最嚴(yán)重段里,1個捻距中的斷絲數(shù)超過表4中C欄的數(shù)值時

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