钢丝绳承载过程中,受到拉力作用;在通过滑轮或卷筒时被强迫弯曲,钢丝与钢丝相挤压;由于钢丝绳在滑轮或卷筒的绳槽中运动时发生摩擦;在外界环境因素作用下,钢丝绳会腐蚀生锈。这些不利因素综合积累作用,会使钢丝绳在使用一段时间后,钢丝首先出现缺陷,例如断丝、锈蚀、磨损和变形等,使其他未断钢丝的应力加大,从而使断丝速度加快,强度逐渐降低,发展到一定程度,最终将导致钢丝绳无法保证正常安全工作,甚至发生破坏造成起重事故。我们只有弄清钢丝绳的报废标准,采用正确的检查养护手段,及早发现、及时更换报废的钢丝绳来保证安全。
1.钢丝绳的断丝数达到报废标准
钢丝绳的各种损坏一般都要表现在断丝上,断丝的数目往往是判断钢丝绳是否报废的重要依据。断丝的原因有拉断、扭转、疲劳、磨损和锈蚀等。在检查断丝数时,还应综合考虑断丝的部位、局部聚集程度和断丝的增长趋势,以及该钢丝绳是否用于危险品作业等因素。 (1)钢丝绳在任何一段节距(指每股钢丝绳缠绕一周的轴向距离)内的断丝数达到表1的数值,应报废。 表1 钢丝绳报废断丝数 见表
钢丝绳断丝数 安全系数 | 钢丝绳结构 | |||||
绳6×19 | 绳6×37 | |||||
一个节距中的断丝数 | ||||||
交互捻 | 同向捻 | 交互捻 | 同向捻 | |||
<6 | 12 | 6 | 22 | 11 | ||
6~7 | 14 | 7 | 26 | 13 | ||
>7 | 16 | 8 | 30 | 15 | ||
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2)如果钢丝绳锈蚀或磨损时,应将表1断丝数按表2折减,并按折减后的断丝数作为判断报废的依据。
表2 锈蚀或磨损的折减系数表 见表
钢丝表面磨损或锈蚀量% | 10 | 15 | 20 | 25 | 30~40 | >40 |
折减系数% | 85 | 75 | 70 | 60 | 50 | 0 |
(3)绳端部及其附近出现断丝,如果绳长允许,即使数量少,也应将断丝部位切去重新安装,否则应报废。
(4)断丝的局部聚集程度高,例如聚集在小于一个节距的绳长内,或集中在任一绳股里,即使断丝数比报废标准规定的数量低,也应予以报废;
(5)断丝出现增长趋势,应给予充分注意,加强检查并记录断丝增长情况,辨明规律,确定报废日期。
(6)当钢丝绳某一绳股整股断裂,则不管由于什么原因、发生在什么部位,都应立即报废。
(7)吊运炽热金属或危险品的钢丝绳,在考虑磨损或锈蚀所进行的折减后,应按一般起重机钢丝绳报废断丝数的一半作为报废的依据。 2.磨损和腐蚀
钢丝与滑轮和卷筒的绳槽接触摩擦,会引起外层股的钢丝表面磨损成平面状。绳股和钢丝之间的摩擦会引起内部磨损。由于环境及维护等原因引起钢丝表面粗糙锈蚀、沾染灰尘和砂粒以及润滑缺陷,会使磨损和锈蚀加剧,导致钢丝绳的断面面积减小、强度降低。当有以下情况时,钢丝绳应该报废。
(1)当外层钢丝磨损达40%,应予报废。
(2)磨损引起钢丝绳相对于公称直径减小达7%,即使未发现断丝,也应立即报废。
(3)钢丝绳出现可用肉眼观察到的外部钢丝的腐蚀,当表面出现腐蚀深坑,钢丝相当松弛,应立即报废。
(4)存在任何内部腐蚀的迹象,经过对钢丝绳内部检验,确认有严重的内部腐蚀,应立即报废。 钢丝绳变形超标
2.2.8.1.变形超标
钢丝绳失去正常形状产生可见畸变,从外观上出现波浪形、笼形畸变,绳股或钢丝挤出,绳径局部增大、扭结或局部被压扁、弯折等现象。变形部位可使钢丝绳应力分布不均而导致强度损失,严重变形还会造成钢丝绳传动不稳定或在运行过程中产生跳动。
(1)钢丝绳出现波浪形畸变,在不超过绳径25倍的绳长范围内,若径向波浪度达绳径的4/3,则钢丝绳应报废。
(2)笼形畸变,使外层绳股发生脱节或者变得比内部绳股长,脱节变长的钢丝交叉在钢丝绳表面形成笼形,笼畸变的钢丝绳应立即报废。
(3)绳股挤出,通常伴随笼形畸变一起产生,导致钢丝绳受力不平衡,绳股挤出的钢丝绳应立即报废。
(4)钢丝挤出,常由于冲击载荷而引起,形成一部分钢丝或钢丝束在钢丝绳一侧拱起形成环状,变形严重时钢丝绳应报废。
(5)扭结,是在钢丝绳打弯成环状的情况下被拉紧拉直而造成的,扭结的结果导致剪切应力增大而强度降低,同时由于捻距不均引起钢丝之间磨损加剧,严重扭结的钢丝绳应立即报废。
(6)弯折或压扁,是由于外在的机械作用,使钢丝绳受到硬伤,如钢丝绳受挤压,或被尖棱利角强制发生角度变形等,严重变形的钢丝绳应立即报废。
弹性减小绳芯损坏
钢丝绳直径的局部减小与纤维芯损坏甚至断裂有关,钢丝绳直径的局部增大则是因为纤维芯受潮膨胀或绳芯畸变引起。绳芯损坏可使绳股产生不平衡而定位错移,破坏了钢丝绳的润滑系统,将造成钢丝绳的僵性增大弹性减小,导致在动载作用下突然断裂。
(1)由于钢丝绳的纤维芯损坏或断裂而造成绳径显著减小时,钢丝绳应报废。
(2)由于钢丝绳纤维芯的退化膨胀而在外层股间突出,或使绳直径局部增粗,绳径严重增大时,钢丝绳应报废。
(3)由于绳芯损坏引起绳芯外露、绳芯挤出的钢丝绳应报废。 (4)钢丝绳弹性减小通常伴随绳捻距伸长、钢丝之间和绳股之间缺少空隙、绳股凹处出现细微的褐色粉末或者钢丝绳明显的不易弯曲等现象,应立即报废。
过热
过热使钢丝的金相组织改变,导致性能发生劣化,产生应力集中,从而使钢丝绳强度大大降低,造成使用过程中发生突然断裂事故。 (1)钢丝绳过烧使外表出现可识别的颜色改变,应立即报废。 (2)钢丝绳受到电弧打击,尽管外表颜色与正常钢丝绳难以区别,也应报废。
钢丝绳的破坏表现形态各异,且多中原因交错,有些可以根据定量计算直接确定,有些需要根据检查发现的缺陷和程度定性判断,必要时利用检测仪器进行检验。最终钢丝绳是否报废,应该对各项因素进行综合考虑,按标准掌握,一旦发现钢丝绳的损坏达到了危险程度应立即更换。另外在更换新钢丝绳前,还应弄清并消除对钢丝绳有不利影响的设备缺陷。
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