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关于机电类特种设备钢丝绳安全检验技术的发展

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摘 要:钢丝绳断裂是我国在用机电类特种设备当中的多发事故,钢丝绳安全状况对设备和人员构成严重的威胁。本文从目前我国机电类特种设备钢丝绳的安全状况出发,提出了应用先进无损检测技术推进钢丝绳安全检验,以实现机电类特种设备钢丝绳安全、节约、高效运行。
关键词:机电类特种设备;钢丝绳安全检验技术;发展;创新
  钢丝绳,是设备承载所必须的主要柔性构件,在国民经济各领域得到广泛采用,使用量巨大。在《特种设备安全监察条例》所定义的“涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施”等特种设备中,后四类(所谓机电类设备)均大量使用了钢丝绳。钢丝绳的性能、质量时刻关系到大量设备和人员的安全。
  1.机电类特种设备钢丝绳安全现状
  1.1电梯行业
  根据国家公布统计数据,电梯事故起数占特种设备安全事故总起数的7.5%至18.3%,2005和2006年处于八类特种设备事故起数的第二位,2007年上半年达到16.9%,接近历史高点;每年电梯事故死亡人数占全部事故死亡人数的6%至13.1%,2005和2006年居于八类特种设备的第三至四位,2007年上半年共因电梯事故死亡19人,又创近年新高。
  不言而喻,钢丝绳安全对在用电梯的运行至关重要,日本近期的电梯危机事件就证实了这一点。2006年日本五大电梯公司发生了42起电梯钢丝绳断裂事故。日本国土交通省因此决定对占到日本在用电梯近9成的52万部电梯进行紧急检查,并起动了将电梯钢丝绳断裂作为法律规定的“与重大事故密切关联”事项、以及对其报告义务化的研判进程。
  1.2起重机械(包括房屋和市政起重机械,下同)行业
  2007年上半年,我国起重机械部件失效导致事故共13起,占特种设备事故总数的35.14%,其中钢丝绳突然断裂事故竟达7起。国家质量监督检验检疫总局于6月份发布通报指出:2007年前5个月,起重机械事故连续多发,5月份1个月全国发生10起,死亡16人,6月1日至5日又接连发生了6起起重机械事故,死亡7人。
  1.3客运索道行业
  我国客运索道目前仍是新兴产业,截止2006年底共有在用架空索道与客运缆车、滑雪场地牵拖索等836条,为我国的山地客运、江河摆渡、景区旅游等事业发挥着重要的作用。
索道本身处于相对恶劣的运行环境之中,自然侵蚀情况严重,而我国客运索道目前已集体进入故障易发期和多发期,近年来陆续出现严重事故和典型事故征侯,一旦连锁反应,就将造成重大的生命财产损失。
客运索道已成为人们享受现代生活的重要载体,但是索道运行至今未能摆脱钢丝绳事故隐患的巨大威胁。上世纪九十年代末期,我国四川渡口矿务局曾对其15年间货运索道事故进行了统计分析,结果表明:钢丝绳断绳事故90次,占总事故的16%,造成的停运时间为734小时,占总停运时间的24%。
  2.机电类特种设备钢丝绳安全隐患的成因
  各种荷载在钢丝绳使用的过程中会承受高强度的力学作用,随着投入运行就会产生各种缺陷。比如疲劳、断丝、磨损、锈蚀、脆变和形变等,这些缺陷逐渐的积累,导致整根绳断裂这种最终严重的后果。致使钢丝绳缺陷的检测非常困难,其原因就是因为钢丝绳结构的复杂性、运行环境的多样性以及检测方法的局限性造成的,并且因为这样导致了在使用过程中的钢丝绳存在了“隐患、浪费、低效”的问题。
  造成钢丝绳断裂的原因有很多种而且都比较复杂。在这其中,导致断丝增多的就是金属疲劳,它是对于钢丝绳断裂的最常见的隐患。钢丝绳内外部得断丝现象,一般情况下大部分都是由于受到弯曲、拉伸、扭转等纯力学的作用,对钢丝绳产生金属疲劳这种较为直接的影响,国内外的专家已经将此达成了一致的共识。
  3.机电类特种设备钢丝绳安全检验技术的发展与创新
    到现在以来,有一个世纪的时间,对探索检测钢丝绳世界各国的科技工作者一直在找寻找各种方法,努力将钢丝绳的寿命进行延长,还要在钢丝绳要断裂之前就将其及时进行更换。磁或电磁检测法、超声波检测法、声发射检测法、电涡流检测法、射线检测法、光学检测法等等都是国内现在已经有的关于钢丝绳无损检测的方法。到了最近几年,除电磁检测技术之外,其余无损检测技术依然限于实验室研究。
  1986年至1996年期间,以加拿大矿业能源技术中心为主的研究小组实施了一个钢丝绳缺陷电磁检测技术的十年研究计划,通过强磁励磁技术条件下的电磁检测探头,实现了对钢丝绳显著缺陷的定性及半定量检测,并通过对钢丝绳断绳事故的深层原因连续深入分析以及对检测仪器的机理研究,定义了目前普遍采用的钢丝绳性能检测指标:LF(即钢丝绳局部缺陷)和LMA(即钢丝绳金属截面积损失)。
  4.TCK钢丝绳弱磁检测新方法的技术贡献
  为了确保钢丝绳安全、可靠、高效运行,迫切需要一种能够对钢丝绳各种损伤实施定量定性无损检测的高精确度和高适用性技术设备。TCK弱磁检测技术,是由TCK科技人员成功发现空间磁场态势的运动变化规律,在铁磁性物质无损探伤领域建树的重大创新成果。TCK弱磁检测技术的诞生,经历了近20年的苦心研究,一举攻克了传统检测方法无法解决的百年技术难题,成为中国创造的国际领先技术,由TCK钢丝绳检测技术有限公司拥有全部知识产权,并已形成目前世界上唯一能够准确评估被测钢丝绳剩余承载能力和使用寿命的无损探伤设备。

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