山西安标检验认证有限公司 山西太原 030002
摘要：钢丝绳目前广泛应用于各个工业领域，但是近几年钢丝绳经常性出现断裂的情况，由于断裂频发进而经常发生事故，进而相关的质量检查工作就显得极为重要。本文主要研究了矿井提升机钢丝绳检测技术中尚且存在的不足之处，同时也对钢丝绳失效原理进行了进一步分析，将磁场空间矢量合成作为基本原理，借助高灵敏的传感器来使用弱磁检测技术来对钢丝绳进行排查，并且有效果，可以看出该方法简单，并且能够实现无损检测，进而更好的排除安全隐患。
关键词：钢丝绳 技术研发状态 无损检测
一、研究背景
在起重机、索道以及电梯等诸多升降设备中钢丝绳的应用极为广泛，并且作为负载部件，在工作过程中可能会发生疲劳、腐蚀、磨损。钢丝绳可能会断裂并导致事故，进而严重影响设备和人员的安全。钢丝绳缺陷已通过多种方式进行了测试，最终目的就是希望可以增加其使用寿命，或是在坏损影响安全之前，及时发现并维护或更换。然而，钢丝绳的结构过于复杂，并且所应用的工程环境也相对恶劣，进而致使出现损坏的诱因很多，同时常用的检测方式也有诸多不足之处，最终为检测工作增加了极大的难度。如今，经常使用两种手动目视检查和定期强制更换钢丝绳的方法。定期强制性更换由于会丢弃仍然值得使用的钢丝绳，因此会导致大量浪费。如果由于各种因素造成的钢丝绳严重损坏不能及时更换，手工目视检查很难满足现行的钢丝绳测试要求，因此对钢丝绳无损检测技术的研究非常迫切。
二、钢丝绳缺陷
钢丝绳的缺陷通常分为两类：一种类型是局部缺陷类型，即局部损坏，主要是内部和外部的实心线带有锈斑和局部异常。第二类是金属横截面的损失，这由于磨损、生锈和钢丝绳直径的减小而导致钢丝绳部分的金属横截面的损失。
三、无损检测技术
无损检测技术，就是在确保钢丝绳完整性的情况下，对其机械性能以及内部质量进行检验。例如超声波法、X射线法、波动法、光学法以及电磁阀和声发射法等都属于无损检测方式，但该技术难以在工程中随意使用，进而仅限于实验研究。
四、无损检测技术的开发过程
上个世纪的南非人共同制造出一台电池无损检测仪器，同时也是世界上最早的钢丝绳无损检测仪器，主要对钢丝绳整体构造的好坏进行监测。其工作原理就是将钢丝绳放在感应心的位置，如果某一部分的横截面积或体检出现改变，此时的检测线圈之中，耦合电阻也会相应变化，进而能够及时地发现其内部存在的破损。由于受到极富效应的干扰，进而这种无损检测仪器的使用效果并不佳，仪器容易出现过热现象，在检测过程中，线圈经常性会紧紧环绕在钢丝绳之上，由此可见，这种电磁无损检测仪器不能在市面上大规模应用。
在1920年和1940年，德国科学家使用差分传感回路来测量泄漏磁场并出现局部破损，然而这种检测方式一直持续到1937年R.Wornle和H.Millur发明了单独的径向感应线圈才被有效运用。然而，笨重的直流激励结构装置，其操作的过于复杂困难，线圈的安装难度以及信号的低信噪比都降低了检测结果的可靠性。
从1960年到上世纪80年代中期，通过对钢丝绳测试中存在的问题进行广泛而深入的研究，许多学者取得了长足的进步。此阶段的主要研究是如何稳定钢丝绳故障信号，并对下一个可靠且明显的信号进行模拟分析或磁带记录。但是，由于它们都依赖于对检测信号的人工解释，因此结论很大程度上受到员工本人的素质的影响，并且该设备的准确性和智能性很低，从而限制了该设备的普及和使用。
1980年末至1990年末，钢丝绳测试技术得到了显着改善。励磁装置使用稀土永磁体，信号处理装置趋于集成和数字化，减小了整个装置的体积，减轻了重量，并改善了功能。钢丝绳在电磁检测技术上取得了一系列成果，但是许多研究人员仍在积极探索新的缺陷检测方法。
杨叔子、康宜华等人于1980年开始研究钢丝绳离散技术，他们使用稀土组装和正极性技术，通过计算机的差分阈值方法使用稀有金属来测量钢丝绳周围的磁场。
五、无损检测技术现状
5.1 定量检测钢丝绳中的局部缺陷
局部缺陷的定量检测主要是确定钢丝绳中断丝的数量。当前，断线检测主要使用磁通泄漏法来测量在钢丝绳损坏之后从波横截面扩散到外部的泄漏磁通量的大小。单根线的漏磁通量的大小与许多不确定因素具有一定的关系，例如，线在横截面中的位置、断裂的长度、磁化的饱和度以及钢丝的直径。如果在检查区域的外表面上只有很少的断路分布，则判断相对简单。如果在同一部分中，内部和外部都有许多断线，并且如果该部分中断线是随机分布的，则检测到的断线泄漏磁通量峰峰值不会随线数的增加而线性变化。断裂的导线或其他晶体形状发生自然变化，这将导致定量检测断裂的导线故障时出现更大的误差。
5.2 钢丝绳无损检测设备的研究
我国的华中科技大学以及加拿大的能源技术中心和美国的DNT公司在钢丝绳电池无损检测领域中一直处于领头的地位。1996年，加拿大能源技术中心对钢丝绳无损检测系统进行了现场试验。该系统具有大量的数据存储空间和大量的操作提示，但智能程度相对较低，操作人员仍需讲解检测曲线。
六、现存问题
现阶段，由于常用检测技术的智能化程度不高，容易受到主观因素的干扰，并且内部损伤情况不明确，进而无法对钢丝绳的内部损伤做出具体且完整准确的评估，同时也无法在市面上广泛的应用。因此，需要开发高性能和高可靠性的智能测试设备。
七、结束语
近几年的工业领域，钢丝绳作为一种具有柔性以及承载性的构建，具有极为重要的作用，并且也在运输业，建筑业，矿产业等诸多行业中都有所涉及。然而，由于钢丝绳破损而导致的安全事故发生几率在持续上升，进而怎样确保钢丝绳质量已经得到了社会的广泛关注。
参考文献：
[1]刘雷，张新，董世民，刘松，叶清风.矿井提升钢丝绳无损检测及剩余寿命预测研究[J].煤矿机械，2019（09）：5-7.
[2]谢菲，孙燕华，姜宵园，马文家，康宜华.矿井提升钢丝绳在线漏磁无损检测装置[J].无损探伤，2019（01）：34-36.
[3]张瑞平.矿井提升机钢丝绳无损检测原理及应用[J].电子技术与软件工程，2018（23）：241.