钢丝绳定量无损检测现状
曹印妮,张东来1),徐殿国
(哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,哈尔滨150001)
摘要:钢丝绳无损检测的目的是保证钢丝绳的安全运行,并在安全运行的前提下尽量减少因过早报废
而产生的浪费。对目前主流的钢丝绳无损检测方法的检测原理及特点进行分析比较,给出各种方法的研究
现状和实践效果,包括20世纪90年代以后提出的新检测方法,如磁致伸缩法和声发射一超声法。最后讨论
目前钢丝绳定量无损检测面临的问题。
关键词:钢丝绳;定量检测;传感器;电磁检测;声发射一超声检测
中图分类号:TGll5.28 文献标识码:A 文章编号:1000-6656(2005)02-0091-05
The State-of.Art of Quantitative Nondestructive Testing of Wire Ropes
CAO Yin-ni,ZHANG Dong-lai1)XU Dianguo
(School ofElectrical Engineering and Automation,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China)
Abstract:The aim of nondestructive testing of wire ropes is tO ensure the safe operatl’on Of wire ropes and to
reduce the waste coming from the premature discard of wire ropes as much as possible.Attention has been paid to
the technology in the field of wire rope manufacture and application fOr a long time.The testing principles and
features of the main nondestructive testing methods for wire ropes are analyzed and compared。and the research
status and application results of the methods are presented,including the new testing methods brought forward in
recent years such as magnetorestrictive testing and acoustic-ultrasonic testing.At last,several critical problems in
quantitative nondestructive testing of wire ropes are discussed.
Keywords:Wire rope;Quantitative testing;Sensor;Eleetromagnetic testing;Acoustic-ultrasonic testing
钢丝绳是工程中主要的承载构件,广泛应用于煤炭、冶金、交通、运输、建筑、旅游等国民经济各主
要行业和部门,其安全使用问题备受关注。长期以来人们对钢丝绳采用人工目测和定期更换的方法来
避免事故的发生,但是人工目测法可靠性差且效率低,定期更换则造成巨大浪费,据统计,更换下来的
钢丝绳中70%以上仅有很少甚至没有强度损耗[1]。因此,研制可靠检测钢丝绳状态的无损探伤设备成
为当务之急,钢丝绳无损检测技术也由此不断发展。
从1906年世界出现第一台钢丝绳探伤仪到现在,理论上探讨过的钢丝绳无损检测方法很多,包括超
声波、声发射、电涡流、射线、光学及磁检测法等,其中只有磁检测法得到了实践和推广;其它方法或因
检测信号易受干扰,检测结果难以记录;或因设备费用太高,检测局限性太大,均未推广应用。经过多年的探
索和实践,钢丝绳无损检测技术取得了显著的进步,对应不同工业场合的各种钢丝绳探伤仪也相继出现。
然而,因为钢丝绳本身结构和使用环境的不同,检测时钢丝绳相对传感器的径向晃动和不规则扭转,钢丝绳
的拉伸程度,损伤的深度、宽度和形态,环境温度的变化及外界的电磁干扰等,都会对检测信号产生较大影响,
而且当前尚无可靠的损伤评价标准,要对损伤作出定量分析很困难。以下对当前主要的钢丝绳无损检测方
法进行分析和比较,并对实施钢丝绳定量无损检测时遇到的主要困难进行探讨。
1 主要的钢丝绳无损检测方法及其特点
钢丝绳无损检测包括两方面内容,即局部损伤检测和截面缺损测量。对这两种损伤,传统的磁检测方
法有漏磁通法、主磁通法和回路磁通法,相应的检测元件有感应线圈、霍尔元件和磁通门等,目前传感器探头
有向多种磁感应元件组成的混合探头发展的趋势。20世纪90年代以后提出的检测方法包括磁致伸缩法和
声发射一超声法。探伤设备的分辨力、检测信号的特点及可靠性、辅助检测电路的结构以及后续信号处理,
均由传感器探头的结构和所用检测元件决定,下面以传感器的类型为依据分析当前主要的钢丝绳无损检测
方法。
1.1 感应线圈检测法
感应线圈传感器的结构如图1所示,永磁体将钢丝绳的被测区域沿轴向磁化至饱和,钢丝绳内的磁感