TCK創(chuàng )造鋼絲繩無(wú)損檢測新技術(shù)

 

    北京 2008-04-17(中國商業(yè)電訊)--特種設備是國民經(jīng)濟建設的重要基礎設備,與人民群眾生活密切相關(guān)。隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟與工業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展,近年來(lái)我國在用特種設備規模不斷擴大,每年凈增長(cháng)近30萬(wàn)臺(套)。根據2007年6月公布的“特種設備**狀況白皮書(shū)”,2006年底在用特種設備已達到403.73萬(wàn)臺(套),突破400萬(wàn)關(guān)口。 

    以防止和減少事故為目標,國家質(zhì)量監督檢驗檢疫總局于“十一五”之初提出:2007~2010年,我國特種設備萬(wàn)臺事故起數要力爭從0.8起控制到0.5起以下,萬(wàn)臺死亡人數要力爭從1.0人控制到0.8人以下;到2020年我國特種設備**水平要力爭達到或接近發(fā)達國家水平。 

    鋼絲繩是設備承載所必須的主要柔性構件,在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域得到廣泛采用,使用量巨大。在《特種設備**監察條例》所定義的“涉及生命**、危險性較大的鍋爐、壓力容器、壓力管道、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂(lè )設施”等特種設備中,后四類(lèi)(所謂機電類(lèi)設備)均大量使用了鋼絲繩。鋼絲繩的性能、質(zhì)量時(shí)刻關(guān)系到大量設備和人員的**。 

    一、我國特種設備鋼絲繩**狀況 

    1、 電梯行業(yè) 

    根據國家公布統計數據,電梯事故起數占特種設備**事故總起數的7.5%18.3%,2007年上半年達到16.9%,接近歷史高點(diǎn);每年電梯事故死亡人數占全部事故死亡人數的6%13.1%。 

    鋼絲繩**對在用電梯的運行關(guān)重要,日本近期的電梯危機事件就證實(shí)了這一點(diǎn)。2006年日本五大電梯公司發(fā)生了42起電梯鋼絲繩斷裂事故。日本國土交通省因此決定對占到日本在用電梯近9成的52萬(wàn)部電梯進(jìn)行緊急檢查,并起動(dòng)了將電梯鋼絲繩斷裂作為法律規定的“與重大事故密切關(guān)聯(lián)”事項、以及對其報告義務(wù)化的研判進(jìn)程。 

    電梯已經(jīng)成為人民生活不可或缺的代步工具,但電梯鋼絲繩**卻十分令人堪憂(yōu): 

    2002年10月24日,沈陽(yáng)某高層住宅樓電梯鋼絲繩斷裂死亡3人,重傷1人; 
    2004年12月8日,西安某展廳封頂儀式因升降機鋼絲繩斷裂死亡6人,傷16人; 
    2006年11月26日,云南昆明某機關(guān)辦公樓電梯鋼絲繩斷裂死亡4人; 
    2007年5月30日,四川內江市某公司電梯鋼絲繩斷裂死亡3人; 

    2、 起重機械行業(yè) 

    2006年,我國在冊起重機械達到82.36萬(wàn)臺,占全部特種設備的比重達到20.4%;每年起重機械事故起數占所有特種設備**事故總起數的22.1%44.5%,是**事故的高發(fā)區和重災區。 

    2007年上半年,我國起重機械部件失效導致事故共13起,占特種設備事故總數的35.14%,其中鋼絲繩突然斷裂事故竟達7起。經(jīng)主管部門(mén)對2007年5月份一個(gè)月的事故進(jìn)行初步分析,因設備質(zhì)量問(wèn)題引發(fā)的事故占33.3%,其中起重機械鋼絲繩斷裂事故占全部設備質(zhì)量事故的40%。 

    2001年4月30日,哈爾濱某工程施工現場(chǎng)起重機鋼絲繩斷裂死亡4人,重傷1人,直接經(jīng)濟損失65萬(wàn)元; 
    2004年6月5日,甘肅莊浪縣某公司起重機鋼絲繩斷裂死亡5人; 
    2005年4月26日,西藏日喀則區施工工地起重鋼絲繩斷裂死亡3人死亡,重傷1人; 
    2006年10月30日,廣州某體育館工地因高空鋼纜斷裂死亡4人; 
    2007年3月12日,湖北宜昌某施工工地因吊欄鋼絲繩斷裂死亡4人; 

    3、 客運索道行業(yè) 

    截止2006年底共有在用架空索道與客運纜車(chē)、滑雪場(chǎng)地牽拖索等836條。1999年10月3日,貴州馬嶺河客運索道繩斷廂落,造成了一次死亡14人,傷22人的國內特大**事故。 

    二、“生命線(xiàn)”上的隱患——鋼絲繩運行技術(shù)難點(diǎn)解析 

    鋼絲繩業(yè)已成為事故頻發(fā)的重大危險源,鋼絲繩疲勞、斷絲、磨損、銹蝕等技術(shù)缺陷業(yè)已成為難測難防的重大隱患,鋼絲繩應用中普遍存在“隱患、浪費、低效”同在的三大矛盾。 

    1、 鋼絲繩**,始終是設備監管的難點(diǎn)甚是盲區。 

    由于缺少科學(xué)可靠的檢測手段,鋼絲繩使用過(guò)程始終潛伏著(zhù)**隱患。根據國家**生產(chǎn)管理總局統計,2004~2005年煤礦共發(fā)生提升運輸事故1065起,死亡1142人,其中斷繩事故占據相當大的比例。港口方面,上海港務(wù)局曾對管轄范圍內近幾年的機損事故進(jìn)行統計分析,結果顯示33%的事故為鋼絲繩斷繩。 

    2、鋼絲繩使用成本,因**檢測不到位和無(wú)條件定期換繩而形成巨大浪費。 

    美國統計表明:70%以上被強制更換的鋼絲繩很少或基本上沒(méi)有強度損耗。日本在另一項統計中表明:被強制更換的鋼絲繩中,一半以上的強度仍處于新繩強度的90%以上,還有不少超過(guò),即處于磨合期。 

    3、鋼絲繩運行效率,因強制停機檢測和落后的人工檢測方式而被大大降低。 

    為了保證**,鋼絲繩用戶(hù)必須對特種設備鋼絲繩專(zhuān)門(mén)進(jìn)行日常停機檢測。因為鋼絲繩的用量巨大和低效率的檢測方法,只好犧牲正常的設備運轉時(shí)間,停機待產(chǎn)成為普遍現象,尤其是礦山、港口等重要行業(yè),因此造成的產(chǎn)能瓶頸制約嚴重,減產(chǎn)減收數額可觀(guān)。 

    4、 隱患是萬(wàn)惡之源,看不見(jiàn)的隱患比看得見(jiàn)的隱患更危險。 

    先是疲勞。鋼絲繩內外部的斷絲現象,絕大部分僅僅因為受到彎曲、拉伸、扭轉等純力學(xué)作用而產(chǎn)生。疲勞不僅會(huì )形成大量斷絲、斷股,甚會(huì )瞬間形成整繩斷裂,被全球無(wú)損探傷界認為是大的公害、待解的難題。 

    其次,鋼絲繩內部開(kāi)始的斷絲斷股極易導致斷繩事故。2007年12月19日,作為湖北省某重點(diǎn)交通工程的在建荊岳長(cháng)江公路大橋27號橋墩施工現場(chǎng)起重鋼纜斷裂,導致5人溺亡。事故調查表明,斷裂鋼纜由12股鋼筋組成,直徑19.5毫米,承載能力20噸,剛剛投入使用一個(gè)半月,施工例行檢查并未發(fā)現鋼纜出現異常情況。江西漂塘鎢礦曾對更換下來(lái)的鋼絲繩進(jìn)行解剖分析,總繩長(cháng)250米,外觀(guān)檢驗具有13根表面斷絲,然而經(jīng)過(guò)解剖詳細檢查,內部斷絲竟達到134處,一個(gè)捻距內的斷絲多達到11根。 

    三、鋼絲繩無(wú)損檢測技術(shù)的現狀與發(fā)展趨勢 

    整整一個(gè)世紀以來(lái),世界各國科技工作者一直在探索檢測鋼絲繩的各種方法。國內外已有的鋼絲繩無(wú)損檢測方法包括了磁或電磁檢測法、超聲波檢測法、聲發(fā)射檢測法、電渦流檢測法、射線(xiàn)檢測法、光學(xué)檢測法等。直到近年,除電磁檢測技術(shù)之外,其余無(wú)損檢測技術(shù)依然限于實(shí)驗室研究。 

    1986年1996年期間,以加拿大礦業(yè)能源技術(shù)中心為主的研究小組實(shí)施了一個(gè)鋼絲繩缺陷電磁檢測技術(shù)的十年研究計劃,通過(guò)強磁勵磁技術(shù)條件下的電磁檢測探頭,實(shí)現了對鋼絲繩顯著(zhù)缺陷的定性及半定量檢測。以此為原型的檢測儀器近年在國內外一些技術(shù)服務(wù)機構和工業(yè)現場(chǎng)得到了部分推廣和應用。然而,強磁無(wú)損探傷技術(shù)仍然具有明顯的局限和不足,由于以下幾方面的問(wèn)題,終未能完成評估鋼絲繩剩余承載能力和使用壽命的檢測目標。 

    1、對LF的檢測能力:強磁探傷儀要求被測損傷造成的軸向間隙≥10mm。這一技術(shù)指標意味著(zhù)間隙<10mm的各種損傷均不能被強磁探傷儀檢出。 

    2、對LMA的檢測能力:強磁探傷儀目前的分辨能力可在50mm的軸向長(cháng)度上進(jìn)行損傷的定量分析,損傷長(cháng)度<50mm時(shí),其分辨能力大大降低。 

    3、強磁探傷儀采用的磁感應線(xiàn)圈和霍爾元件傳感器靈敏度低、穩定性差,檢測結果不可靠。 

    4、強磁探傷儀儀器笨重,通過(guò)能力差:以檢測φ36mm鋼絲繩的探傷儀為例,強磁探傷儀探頭重量均處于12~25kg,十分笨重。同時(shí),因靈敏度低而必須貼近鋼絲繩表面才能檢測,遇到鋼絲繩翹絲、松股、或嚴重變形將立時(shí)受阻,甚危及檢測人員與檢測設備的自身**。 

    四、TCK鋼絲繩弱磁檢測新方法的技術(shù)貢獻 

    TCK弱磁檢測技術(shù),是由TCK科技人員成功發(fā)現空間磁場(chǎng)態(tài)勢的運動(dòng)變化規律,在鐵磁性物質(zhì)無(wú)損探傷領(lǐng)域建樹(shù)的重大**成果。TCK弱磁檢測技術(shù)的誕生,經(jīng)歷了近20年的苦心研究,一舉攻克了傳統檢測方法無(wú)法解決的百年技術(shù)難題,是世界上能夠準確評估被測鋼絲繩剩余承載能力和使用壽命的無(wú)損探傷設備,成為中國創(chuàng )造的技術(shù)。TCK弱磁檢測技術(shù)集中表現為三大**和兩大突破: 

    1、創(chuàng )立"空間磁場(chǎng)矢量合成"新理論; 
    2、發(fā)現"弱磁檢測"新方法; 
    3、發(fā)明"竇氏元件"傳感器新技術(shù)。 

    基于以上研究成果,TCK一舉攻克了困擾世界無(wú)損探傷界的兩大百年難題: 

    1、對鋼絲繩內外部疲勞、斷絲、磨損、銹蝕等各種損傷的量化檢測; 
    2、在工況現場(chǎng)條件下準確評估被測鋼絲繩的剩余承載能力和使用壽命。 

    尤如天文學(xué)中“日心說(shuō)”替代了“地心說(shuō)”,鋼絲繩檢測領(lǐng)域內,TCK“空間磁場(chǎng)矢量合成新原理”替代了傳統的“漏磁場(chǎng)原理”;TCK的“弱磁檢測方法”替代了傳統的“強磁檢測方法”;TCK的“竇氏元件傳感器技術(shù)”替代了傳統的“霍爾元件和感應線(xiàn)圈傳感器技術(shù)”; 

    據專(zhuān)家論證,TCK的**成果,完成了對鋼絲繩從“定性檢測”到“定量檢測”的本質(zhì)性跨躍,產(chǎn)品性能次真正滿(mǎn)足了各種工況的現場(chǎng)使用要求,因此也在全球范圍內次具備了大規模投入使用的基本條件。 

 

 

 
    TCK鋼絲繩無(wú)損探傷儀以公認的鋼絲繩**承載能力的校核原則為檢測依據,能夠通過(guò)對在線(xiàn)鋼絲繩內外部斷絲、磨損、銹蝕、疲勞等各種損傷導致的實(shí)際承載金屬有效截面積損失率的定量檢測,正確評估被測鋼絲繩的剩余承載能力和使用壽命,為重要的鋼絲繩用戶(hù)提供符合相關(guān)標準和規范要求的鋼絲繩**使用與合理更新的科學(xué)依據,是有效預防鋼絲繩斷繩事故、合理降低鋼絲繩用繩成本和科學(xué)提高鋼絲繩運行效率的高科技保障。 

    日前,TCK在弱磁檢測核心技術(shù)的基礎上研制開(kāi)發(fā)了鋼絲繩在線(xiàn)自動(dòng)監測系統,次在世界范圍內成功地實(shí)現了對重大裝備鋼絲繩全程及全方位的在線(xiàn)自動(dòng)監測。該系統能實(shí)時(shí)監測鋼絲繩的**狀態(tài),可靠預防鋼絲繩的斷繩事故,科學(xué)降低鋼絲繩的用繩成本,有效提高鋼絲繩的運行效率,為鋼絲繩用戶(hù)提供了更加方便、可靠、高效和智能化的高科技管理手段。

 

 

 

(TCK鋼絲繩在線(xiàn)自動(dòng)檢測系統)    TCK鋼絲繩在線(xiàn)自動(dòng)監測系統在特種設備**監控中應用廣泛,例如:可建立針對電梯鋼絲繩的社區集中監測系統,針對起重機械鋼絲繩的廠(chǎng)(場(chǎng))區或城建集中監測系統,甚針對索道、橋梁鋼絲繩的集中監測系統,通過(guò)這些技術(shù)手段,將可以在一個(gè)共性的高度危險部位——承載鋼絲繩的運行環(huán)節,徹底消除事故隱患,科學(xué)節約用繩成本,有效提高生產(chǎn)效率,也必將促進(jìn)我國特種設備**技術(shù)與監管水平快速躍上一個(gè)新的高度。 

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