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摘要：對(duì)鋼絲繩傳統(tǒng)檢測(cè)方法和在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了比較。著重介紹了鋼絲繩在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原理、組成和應(yīng)用實(shí)例。從大同煤礦集團(tuán)挖金灣煤業(yè)公司虎龍溝煤礦現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用效果來看，該自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)較好地解決了提升絞車鋼絲繩在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)管理的難題。

關(guān)鍵詞：鋼絲繩 檢測(cè) 系統(tǒng) 安全 效益

中圖分類號(hào)：TD53   文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A   文章編號(hào)：1672-3791（2009）08（c）-0010-01

鋼絲繩作為重要提升、起重、運(yùn)輸設(shè)備中的“高度危險(xiǎn)構(gòu)建”，始終被視為這些領(lǐng)域中的“生命線”。長期以來，由于缺少科學(xué)可靠的檢測(cè)設(shè)備，鋼絲繩的使用安全一直是重大設(shè)備管理中的“盲點(diǎn)”或“危險(xiǎn)源”。為了確保用繩安全，用繩單位普遍采用人工檢測(cè)或定期換繩的方法。由于鋼絲磨損和銹蝕引起鋼絲截面積的減小；由于疲勞、表面硬化、銹蝕引起鋼絲內(nèi)部性能的變化；使用不妥引起繩的變形等等。在役鋼絲繩可能出現(xiàn)單線斷裂、腐蝕、磨損、亂線等損傷，各種損傷都將會(huì)造成鋼絲繩的故障。由于鋼絲繩使用的重要性和鋼絲繩的結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)，當(dāng)鋼絲繩中一處出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷后，整根鋼絲繩將被報(bào)廢，因此，鋼絲繩一旦出現(xiàn)故障將是不可修復(fù)的。

技術(shù)上一般認(rèn)定，判定鋼絲繩是否安全的強(qiáng)度損耗臨界點(diǎn)為15%。美國某權(quán)威部門曾對(duì)全世界8000家鋼絲繩實(shí)驗(yàn)站和應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)做過統(tǒng)計(jì)，結(jié)果是有10%的在用鋼絲繩強(qiáng)度損失超過15%，處于危險(xiǎn)狀態(tài)；有2%的在用鋼絲繩強(qiáng)度損失超過30%，處于極度危險(xiǎn)狀態(tài)。而大約70%被強(qiáng)制更換的鋼絲繩只有很小甚至沒有強(qiáng)度降低。造成極大的浪費(fèi)。該換的繩沒換，不該換的繩被強(qiáng)制更換。這都是由于鋼絲繩監(jiān)測(cè)管理方面的手段不完善、不科學(xué)所導(dǎo)致。

目前國內(nèi)大多數(shù)煤礦對(duì)提升絞車鋼絲繩還是采用人工檢測(cè)。這種方法存在一下兩方面的弊端：

1、開機(jī)能耗大，人工檢測(cè)鋼絲繩用目測(cè)、手摸鋼絲繩的運(yùn)行速度在0.3-0.5m/s之內(nèi)，如果，遇到有懷疑的地方還得停車用卡尺進(jìn)行檢查。而對(duì)于某段油泥較重的鋼絲繩需清洗干凈之后才能檢測(cè)，且每天需檢測(cè)一次。以大同煤礦集團(tuán)挖金灣煤礦公司龍虎溝礦為例：副斜井提升機(jī)絞車鋼絲繩長770m，電機(jī)功率1000kw。每檢測(cè)一次鋼絲繩約1h，一年僅鋼絲繩檢測(cè)就造成300-400h開機(jī)能耗的浪費(fèi)。耗電400000KVA。

2、數(shù)據(jù)不可靠，鋼絲繩在使用時(shí)，每月至少要潤滑2次。潤滑前先用鋼絲刷子去鋼絲繩上的污物并用煤油清洗，然 后用加熱到800C以上的潤滑油蘸浸鋼絲繩，使?jié)櫥徒嚼K芯。人工檢測(cè)只能部分檢測(cè)出鋼絲繩的外部損傷，而對(duì)鋼絲繩的內(nèi)部斷絲、磨損、銹蝕，尤其是疲勞等狀況則無法檢測(cè)，因此許多重大隱患難以發(fā)現(xiàn)。

鋼絲繩斷絲磨損等缺陷的在線監(jiān)測(cè)已經(jīng)研究了整整一百年。由于它是細(xì)長型結(jié)構(gòu)獨(dú)特的材料，普通的電子儀器難以并來不及分析處理，即使用最先進(jìn)的傳感器采集信號(hào)，不可避免發(fā)生誤檢和漏檢。

國內(nèi)近年來從美國、英國、日本加拿大等國引進(jìn)的價(jià)格昂貴的鋼絲繩無損檢測(cè)設(shè)備，大都被棄之不用，或者僅限于實(shí)驗(yàn)室研究。而對(duì)鋼絲繩采用真正意義上的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，尚屬于全球范圍內(nèi)的一項(xiàng)技術(shù)空白。

鋼絲繩在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的問世，使得用科學(xué)儀器取代人工檢測(cè)規(guī)格書成為現(xiàn)實(shí)。鋼絲繩在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)最大程度地排除了人為因素的影響，系統(tǒng)經(jīng)技術(shù)人員預(yù)先調(diào)試好后，便進(jìn)入自動(dòng)標(biāo)定、自動(dòng)檢測(cè)的運(yùn)行狀態(tài)，檢測(cè)結(jié)果穩(wěn)定可靠。

鋼絲繩在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原理是：在被檢鋼絲繩的運(yùn)行路徑中，合理選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)，盡可能完成最大行程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)中遇危險(xiǎn)信號(hào)時(shí)，第一時(shí)間傳送至設(shè)備操作系統(tǒng)，發(fā)出聲光警報(bào)并可選擇性設(shè)置自動(dòng)或人工停機(jī)等應(yīng)急處理方式，以確保設(shè)備安全運(yùn)行。

鋼絲繩在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由模態(tài)弱磁加載裝置、模式組合檢測(cè)體統(tǒng)、穩(wěn)態(tài)運(yùn)行保持裝置、多功能數(shù)據(jù)采轉(zhuǎn)換工作站、聲光預(yù)警系統(tǒng)和終端程序主令控制主站等部分組成。檢測(cè)過程：首先由弱磁加載組建完成對(duì)被測(cè)鋼絲繩的弱磁加載，使其處于穩(wěn)定的待測(cè)狀態(tài)；其次由高性能傳感器監(jiān)測(cè)組建完成對(duì)被測(cè)鋼絲繩全程狀態(tài)信息的提取，并輸出原始檢測(cè)信息；應(yīng)將傳感器安裝在鋼絲繩擺動(dòng)最小的位置。安裝要具有一定的柔性，采用懸浮式固定，以避免鋼絲繩在探頭中晃動(dòng)；只有通過傳感器部分的鋼絲繩才能被檢測(cè)到，因此，當(dāng)檢測(cè)存在死區(qū)時(shí)，應(yīng)選擇多點(diǎn)檢測(cè)。遠(yuǎn)離熱源、磁源、及其他受強(qiáng)磁場(chǎng)影響的儀器等。多功能數(shù)據(jù)采轉(zhuǎn)換工作站接收到原始檢測(cè)信息后，完成規(guī)定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)原始數(shù)據(jù)的初步處理和信息存儲(chǔ)；并通過有線或無線通訊傳輸方式，將運(yùn)行中的規(guī)格書損傷信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸?shù)街骺刂行摹?/p>

根據(jù)中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T970-2005《鋼絲繩（纜）在線無損定量檢測(cè)方法和判定規(guī)則》的規(guī)定。多功能數(shù)據(jù)采轉(zhuǎn)換工作站的處理結(jié)果提供預(yù)警信號(hào)，根據(jù)損傷程度的不同，對(duì)鋼絲繩的安全狀態(tài)進(jìn)行判斷。

大同煤礦集團(tuán)挖金灣煤業(yè)公司虎龍溝礦推廣應(yīng)用鋼絲繩在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后，徹底杜絕人工檢測(cè)的各種弊端，避免了斷繩事故的發(fā)生。對(duì)安全生產(chǎn)起到了十分重要的保障作用。

同時(shí)，該自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也為虎龍溝礦帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。僅檢測(cè)能耗節(jié)約近30于萬元。鋼絲繩因采用自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)后不會(huì)被提前強(qiáng)制更換，減少用量1/3，節(jié)約成本60萬元。減少停機(jī)檢測(cè)時(shí)間4/5，創(chuàng)造利潤100萬元。全年節(jié)省資金200于萬元。同時(shí)為安全用繩提供了可靠的保障。

鋼絲繩自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在提升機(jī)鋼絲繩使用和維護(hù)中起著十分重要的作用，它為科學(xué)、系統(tǒng)地管理使用提升機(jī)鋼絲繩提供了技術(shù)支持和依據(jù)，確保了工作效率消除了安全隱患。科學(xué)降低成本，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

作者簡介：朱大根（1972- ），男，大同煤礦集團(tuán)挖金灣煤業(yè)公司助理工程師。