| 标题 | 浅谈钢丝绳探伤仪在严埭港水利枢纽中的运用 |
| 范文 | 张继来 【摘 要】对大中型水利枢纽绳鼓式卷扬启闭机的钢丝绳的保养和检测具有重要意义，论文针对日常钢丝绳损伤不易发现的情况，采用新型钢丝绳探伤仪，能够检测出钢丝绳内部损伤情况，及时消除运行安全隐患。 【Abstract】It is of great significance for the maintenance and testing of the steel wire rope of the rope drum hoist in large and medium-sized hydro junction. In view of the fact that the daily steel wire rope damage is difficult to find， the paper puts forward a new type of wire rope flaw detector for testing. It can detect the internal damage of wire rope and eliminate the hidden danger of running safety in time. 【關键词】水利枢纽；绳鼓式卷扬启闭机；钢丝绳探伤仪 【Keywords】 hydro junction； rope drum hoist； wire rope flaw detector 【中图分类号】TU71 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）12-0144-02 1 引言 严埭港水利枢纽是无锡市城市防洪八大枢纽之一，位于无锡市北郊严埭港。严埭港水利枢纽由泵站、节制闸、船闸和上下游连接建筑物等组成。泵站装机流量为70m/s，安装5台立式轴流泵，单机流量为14m3/s，节制闸分2孔，单孔净宽12m，采用升卧式闸门。船闸规模16（20）×135m，上、下闸首型式同节制闸，采用升卧式闸门。 2 绳鼓式卷扬启闭机及钢丝绳使用情况 严埭港枢纽船闸，节制闸及泵站内外河快速闸门均采用绳鼓式卷扬启闭机，共计启闭机18台套，由于启闭机较多，论文以使用最频繁的船闸启闭机钢丝绳检测保养为例。该船闸闸门采用平面钢闸门，升卧式启闭，经计算上闸首门体重约340kN，启门力约450kN，下闸首门体重约310kN，启门力约390kN，采用Q3级的QPQ-2*250kN船闸专用绳鼓式启闭机。 ①钢丝绳启闭应满足的条件：船闸启闭机采用镀锌金属芯钢丝绳，钢丝绳的破断拉力满足下式要求：F0≥n·s，其中F0——钢丝绳破断拉力（N）；S——钢丝绳最大工作静拉力（N）；n——钢丝绳最小安全系数，这里取6。钢丝绳在卷筒上斜偏角满足：г0≤50，г1≤50，其中г0为钢丝绳在滑轮上的斜偏角，г1为卷筒上钢丝绳偏斜方向与绳槽螺纹方向相同，钢丝绳与卷筒轴的垂直平面的夹角。 ②该船闸自2007年投入运行以来，已超10年运行周期，每日过闸船只百条左右，闸门启闭较为频繁。③船闸启闭机钢丝绳使用到一定年限后，钢丝绳特别是浸水部分表层污垢沉积，仅靠人工检查难以发现微小断口断丝，尤其是内部的磨损、断丝以及锈蚀情况等损伤是难以检测到的，存在安全隐患。④钢丝绳损坏一般有几种，a绳芯损坏而引起绳径减小，如内部磨损和压痕，特别是钢丝绳弯曲时绳芯的损坏；b外部磨损，钢丝绳表面在压力作用下，与滑轮或卷筒的绳槽接触摩擦造成，如果润滑不足、不当或砂石等垃圾都会加剧磨损；c弹性降低；d外部及内部腐蚀，导致破断强度降低，加速疲劳和腐蚀等[1]。⑤传统检测基本只靠人工手测、目测和判断，但是有以下缺点，a难以检测到钢丝绳的内部缺陷和损伤；b耗时耗力，工作效率低下，检测占用大量运行时间，制约了船闸的通航率；c钢丝绳的判断靠人的经验和主观判断，缺乏有效的数据支撑，科学性较差。因此，枢纽采用新型钢丝绳探伤仪对启闭机钢丝绳进行检测，既能提高钢丝绳检测的准确性和可靠性，又能减少检测耗时，从而保证船闸通航效率。 3 钢丝绳探伤仪的使用情况 ①枢纽采用国内最新的钢丝绳无损伤检测技术，该技术采用磁学原理，应用了漏磁与磁通相结合的方法。其硬件主要由四部分组成：传感部件，实时报警装置，计算机及附件。传感器主要是对被检测钢丝绳进行磁化与采集功能，同时加载了光电导轮的位置计数与采集指令作用。其工作原理分两部分，第一，LF局部损伤缺陷检测（主要为断丝），钢丝绳局域的细微损伤，传感器检测到漏磁即为局部损伤。第二，LMA为针对钢丝绳的有效金属横截面积损失检测，在被检测钢丝绳饱和磁化后，钢丝绳的金属截面积和磁通量成正比，传感器测出磁通的变化就能代表钢丝绳横截面积的变化，通过和设定参数比较，就能找出有损伤的钢丝绳段。当钢丝绳从传感部件中通过时，圆周分布的永久磁铁瞬间将钢丝绳磁化至饱和状态，在钢丝绳移动过程的同时，光电导论转动的每一个光删型号都会发出一个指令，命令系统收集由导套中周向分布的霍尔元件采集到钢丝绳所经过时发出的磁场变化信号，此时钢丝绳的两类磁场变化信号（漏磁与磁通）全部被收集；被收集到的模拟信号经系统中的转换装置转变为数字信号上传采集到计算机终端，最终被实时显示并存储下来[2]。②对启闭机使用的每条钢丝绳进行登记建档管理，如型号参数、绳径长度等，统一录入系统软件，并设定好检测值，在钢丝绳检测过程中，如有缺陷，且程度已达系统预设的限定值，但不超过危险值时，黄灯闪烁且蜂鸣；如果监测数值超过危险值，则红灯闪烁且蜂鸣。③检测软件是钢丝绳探伤仪系统的采集终端，采用IP/TCP协议通讯，主要功能有：a钢丝绳自动监控；b人工采集；c系统配置d数据分析；e生成报告。其中自动监控主要用于无人值守时的钢丝绳运行，如钢丝绳发生缺陷，就会报警，适用在一些自动化程度较高且较为重要的场所。人工采集是使用最频繁的功能，首先选好系统内已经录入的该钢丝绳参数，与当前被检测的钢丝绳相匹配，检测时采集的数据与设定的参数进行比较分析，自动判断出被检测钢丝绳的实际情况，并进行数据保存，由此可以对具体的钢丝绳实施数据库管理，分析出一段时间内该钢丝绳的损耗程度和趋势，这样管理者掌握了设备现况，又对今后作出一个预判，非常适合对启闭机钢丝绳进行检测保养工作。④数据分析。检测采样为数字信号波形，系统会根据设置的参数自动对数据信号进行图形对比，当波形的振幅远大于设定波形瞬间时，可以判断钢丝绳有断丝的情况，软件会自动标记出来。对于误判或漏判的点可以用人工方法筛别。 4 现场应用情况 ①启闭机钢丝绳检测，一般将检测位置定在卷筒正下方，便于用手作业，也可以避免传感器晃动，为保证检测值准确，受检钢丝绳移动速度一般应小于0.5m/s。②当遇到报警时，即刻停止启闭机，在PC界面找到报警位置，再回查到钢丝绳损伤位置，通过人工检查确认损伤程度。③对于长度较长或者水下部分钢丝绳无法通过一次检测完毕，要做好检测位置标记，采用分段检测，尽可能不留检测盲区。④图1为船闸钢丝绳检测的一段波形，可看出波形很稳定，输出均在设定的警戒范围内，由此可判断出被检测的钢丝绳情况良好，无损伤。⑤图2为泵站检修闸门钢丝绳的检测波形，在该波形后段有一个突变波形，现场声光报警器也发出了报警，表明该段钢丝绳存在损伤，后经人工复核确认，发现存在断丝的情况，仪器检测结果和钢丝绳实际损伤情况一致，为保证安全，及时对钢丝绳进行了换新，消除了设备隐患。 5 结语 使用钢丝绳探伤仪，可以对每条钢丝绳进行检测分析和建档管理，通过多次检测的数据和波形进行分析，得到钢丝绳几个容易产生损伤的部位以及损伤的发展速度，以便后期工作中采取必要的保护措施和预计钢丝绳的使用寿命和更换时间等。此设备的使用，保证了检测的准确性和钢丝绳的安全使用，也提高了检测人员的工作效率和船闸的通航效率，具有较好的综合效益，特别适用于采用绳鼓式卷扬启闭机的大中型水利枢纽。 【参考文献】 【1】GB/121837-2008 铁磁性钢丝绳电磁检测方法[S]. 【2】岳有海，宋贵常，陈敬伟.EMT智能钢丝绳探伤仪在提升钢丝绳上的作用[J].现代矿业，2011（04）：56. |
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