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0引言 鋼絲繩具有強(qiáng)度高、撓性好、傳動(dòng)平穩(wěn)等特點(diǎn)，是一種起重機(jī)械的重要部件。在起重機(jī)械中起到了傳動(dòng)、承載和連接等作用，對(duì)整個(gè)起重機(jī)械正常工作和安全運(yùn)行發(fā)揮著關(guān)鍵作用
0引言
鋼絲繩具有強(qiáng)度高、撓性好、傳動(dòng)平穩(wěn)等特點(diǎn)，是一種起重機(jī)械的重要部件。在起重機(jī)械中起到了傳動(dòng)、承載和連接等作用，對(duì)整個(gè)起重機(jī)械正常工作和安全運(yùn)行發(fā)揮著關(guān)鍵作用。鋼絲繩在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)疲勞、銹蝕、斷絲、磨損等多種損傷，這些現(xiàn)象將導(dǎo)致鋼絲繩失效，極端條件下鋼絲繩發(fā)生瞬間斷裂風(fēng)險(xiǎn)造成嚴(yán)重事故。為了有效避免鋼絲繩失效引發(fā)的事故，保證鋼絲繩安全運(yùn)行并盡量延長(zhǎng)其使用壽命，不僅要重視鋼絲繩制造質(zhì)量和正確選用，且要通過(guò)檢驗(yàn)掌握在用鋼絲繩的安全狀態(tài)。在用鋼絲繩檢驗(yàn)結(jié)果直接決定了起重機(jī)械能否繼續(xù)使用，故通過(guò)討論檢驗(yàn)指標(biāo)反映鋼絲繩的安全狀態(tài)，最終為決策鋼絲繩正常安全使用提供依據(jù)。從鋼絲繩檢驗(yàn)內(nèi)容和方法出發(fā)，結(jié)合設(shè)計(jì)選用要求，依據(jù)GB21965-2020《鋼絲繩缺陷及驗(yàn)收術(shù)語(yǔ)》、GB/T 20118-2017《鋼絲繩通用技術(shù)條件》、GB/T
5972-2016《起重機(jī)鋼絲繩保養(yǎng)維護(hù)檢驗(yàn)和報(bào)廢》]，分析反映鋼絲繩質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，并歸納總結(jié)這些關(guān)鍵指標(biāo)的檢驗(yàn)方法。這些質(zhì)量關(guān)鍵指標(biāo)中絕大多數(shù)不適合于在用鋼絲繩的檢驗(yàn)指標(biāo)。選定在用鋼絲繩失效形式對(duì)應(yīng)指標(biāo)作為最終在用檢驗(yàn)的指標(biāo)，根據(jù)GB/T 5972一2016《起重機(jī)鋼絲繩保養(yǎng)維護(hù)檢驗(yàn)和報(bào)廢》規(guī)定的損傷失效判定值或形式，對(duì)照到歸納檢驗(yàn)指標(biāo)值：局部損傷
（LF）和金屬橫截面積損失（LMA），最終以檢驗(yàn)指標(biāo)值得出使用狀態(tài)程度評(píng)價(jià)級(jí)別。
1檢驗(yàn)內(nèi)容方法分析
為保證鋼絲繩的質(zhì)量和使用安全，其檢驗(yàn)應(yīng)貫穿于其整個(gè)生命周期。在制造環(huán)節(jié)有出廠質(zhì)保檢驗(yàn)，在安裝環(huán)節(jié)有驗(yàn)收檢驗(yàn)，在使用環(huán)節(jié)有定期檢驗(yàn)，在接近報(bào)廢環(huán)節(jié)有失效分析檢驗(yàn)。不同環(huán)節(jié)檢驗(yàn)內(nèi)容有外觀及尺寸檢查測(cè)量、性能測(cè)試、缺陷及損傷觀察與分析等。這些不同的檢驗(yàn)內(nèi)容也有對(duì)應(yīng)的不同方法。
1.1外觀和尺寸檢查測(cè)量
外觀質(zhì)量檢查項(xiàng)目包括外觀、涂油、結(jié)構(gòu)、捻法、捻制缺陷等，檢驗(yàn)方法為目視檢查。特征尺寸測(cè)量項(xiàng)目包括鋼絲繩長(zhǎng)度、直徑、捻距、不圓度、股間隙和弦高、鋼絲（含中心鋼絲）直徑及繩芯尺寸等，檢驗(yàn)方法為寬鉗口游標(biāo)卡尺、千分尺或塞尺等量具測(cè)量。
1.2鋼絲繩性能測(cè)試
該項(xiàng)檢驗(yàn)的性能有鋼絲繩力學(xué)性能、拆股鋼絲力學(xué)及工藝性能、拆股鋼絲化學(xué)成分及鍍層性能和繩芯及油脂性能鋼絲繩力學(xué)性能，對(duì)應(yīng)檢驗(yàn)的指標(biāo)為：伸長(zhǎng)率、整繩的破斷拉力、彈性模量、彎曲疲勞、旋轉(zhuǎn)度等；扭轉(zhuǎn)、拆股鋼絲的抗拉強(qiáng)度、反復(fù)彎曲、纏繞和硬度等：鍍層質(zhì)量、拆股鋼絲化學(xué)成分、鍍層均勻性和鍍層附著性等：繩芯的含水率、含油率，油脂的理化性能等；檢驗(yàn)方法為試驗(yàn)機(jī)測(cè)試。
1.3缺陷及損傷觀察與分析損傷或缺陷檢查包括鋼絲繩表面磨損、腐蝕、擠壓、斷絲、跳絲、鋼絲交錯(cuò)、繩股或繩芯突出、籠狀畸形、繩徑減小或增大、斷繩、扭結(jié)、彎折、斷股、鋼絲繩波浪形等：檢驗(yàn)方法為宏觀檢查（采用目視或不大于10倍放大鏡觀察）、微觀檢驗(yàn)、微區(qū)成分分析、金相組織檢驗(yàn)、無(wú)損檢測(cè)等。
2在用檢驗(yàn)指標(biāo)
確認(rèn)在用鋼絲繩是否喪失或部分喪失原有設(shè)計(jì)所規(guī)定的功能，完全不能工作或仍可工作但不能可靠而安全的運(yùn)行是在用鋼絲繩檢驗(yàn)的目的。雖然鋼絲繩全生命周期內(nèi)的缺陷主要來(lái)自于制造環(huán)節(jié)、流通安裝環(huán)節(jié)、使用環(huán)節(jié)，但是在用鋼絲繩檢驗(yàn)的目標(biāo)在于發(fā)現(xiàn)這些使用環(huán)節(jié)缺陷。使用環(huán)節(jié)鋼絲繩劣化常見(jiàn)形式有斷絲（位置有股頂斷絲、股間斷絲、股溝斷絲）、直徑減?。ㄍ獠磕p、繩股凹陷）、腐蝕（外部腐蝕、內(nèi)部腐蝕）、畸形和損傷（波浪形、正反向扭結(jié)、籠狀畸形、繩芯或繩股突出、鋼絲突出、繩芯扭曲引起的鋼絲繩直徑局部增大、局部扁平、熱或電弧損傷、彈性降低等）。檢驗(yàn)中將鋼絲繩缺陷可歸結(jié)為2類(lèi)：局部損傷（LF）和金屬橫截面積損失（LMA）。LF主要包括銹蝕斑點(diǎn)、內(nèi)外部斷絲、局部形狀異常等。LMA主要包括擠壓、磨損、腐蝕、疲勞、劃傷等原因造成鋼絲繩的鋼絲截面積縮小，是指造成鋼絲繩橫截面上金屬截面積總和減小的損傷。
局部損傷（LF）和金屬橫截面積損失（LMA）指標(biāo)適用于無(wú)損檢測(cè)，以其確定使用中的鋼絲繩損傷情況推斷鋼絲繩的安全狀態(tài)。
3使用狀態(tài)程度評(píng)價(jià)
3.1鋼絲繩使用依據(jù)
靜強(qiáng)度最小安全系數(shù)法是現(xiàn)行鋼絲繩計(jì)算選用的主要依據(jù)。在用鋼絲繩檢驗(yàn)的指標(biāo)得出的最終結(jié)論如反映鋼絲繩狀態(tài)能滿足鋼絲繩靜強(qiáng)度最小安全系數(shù)法要求，即證明鋼絲繩能滿足使用要求。
靜強(qiáng)度最小安全系數(shù)為
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m.=--s[m.]（1）式中：F。為鋼絲繩最小破斷拉力，F(xiàn)..為鋼絲繩最大靜負(fù)載，[m.]為許用靜強(qiáng)度系數(shù)。
靜強(qiáng)度最小安全系數(shù)可以全面的用準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)指標(biāo)Z表示15線。
z[a，A，A·F（Z/）]T=[z]（2）
式中：F為鋼繩破斷拉力，/為鋼絲破斷拉力總和，a為鋼絲抗拉強(qiáng)度，n1為反復(fù)彎曲次數(shù)，n為單向扭轉(zhuǎn)次數(shù)。
3.2失效判斷依據(jù)
局部損傷（LF）和金屬橫截面積損失（LMA）計(jì)算等效失效程度，即準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)指標(biāo)要求，也是對(duì)應(yīng)鋼絲繩強(qiáng)度要求。以斷絲為例討論失效形式對(duì)鋼絲繩準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)指標(biāo)的影響。斷絲作為鋼絲繩失效的最主要判據(jù)之一，即一個(gè)捻距之內(nèi)的斷絲數(shù)。鋼絲繩是在經(jīng)歷了一定的工作循環(huán)次數(shù)以后才開(kāi)始出現(xiàn)斷絲的，斷絲的形成由其裂紋擴(kuò)展所致，這是鋼絲繩彎曲疲勞作用的效果。斷絲出現(xiàn)的位置有隨機(jī)分布、交叉重疊區(qū)域、股溝、局部區(qū)域。
檢測(cè)局部損傷（LF）和金屬橫截面積損失（LMA），劃算到標(biāo)準(zhǔn)GB/T5972-2016《起重機(jī)鋼絲繩保養(yǎng)維護(hù)檢驗(yàn)和報(bào)廢》規(guī)定的報(bào)廢斷絲數(shù)，驗(yàn)證損傷后的鋼絲繩滿足準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)指標(biāo)要求。類(lèi)似斷絲失效形式轉(zhuǎn)化過(guò)程，劃算其他失效形式在標(biāo)準(zhǔn)中的失效判定規(guī)則，分類(lèi)歸納為局部損傷（LF）和金屬橫截面積損失（LMA）判定規(guī)則。
3.3綜合影響評(píng)價(jià)方法
假設(shè)失效劣化形式是緩進(jìn)式的，而不是瞬時(shí)式的。
鋼絲繩缺陷出現(xiàn)多樣的，如果綜合分級(jí)是由多個(gè)普通的獨(dú)立劣化模式平均分擔(dān)的結(jié)果，則認(rèn)為其嚴(yán)重程度較任意給定繩段上的單一失效劣化模式低?；谝陨霞僭O(shè)，所有的失效情況等價(jià)后局部損傷（LF）和金屬橫截面積損失（LMA）指標(biāo)應(yīng)該被考慮。綜合影響評(píng)價(jià)方法的基本流程：
1）檢驗(yàn)并記錄每種獨(dú)立劣化模式的類(lèi)型和數(shù)量，歸納為每種獨(dú)立劣化形式的檢驗(yàn)指標(biāo)LF和LMA。
2）評(píng)價(jià)每種獨(dú)立劣化模式的嚴(yán)重程度，嚴(yán)重程度可以表示為獨(dú)立報(bào)廢基準(zhǔn)的百分比。
3）利用損傷累加原則，當(dāng)多種獨(dú)立的劣化模式出現(xiàn)在同一區(qū)域時(shí)，可將該區(qū)域上各種獨(dú)立的劣化級(jí)別相加，得出整體鋼絲繩的檢驗(yàn)指標(biāo)LF和LMA，整體鋼絲繩嚴(yán)重程度表示為綜合百分比。
通過(guò)以上方法得到的每種獨(dú)立劣化形式的嚴(yán)重程度百分比和整體嚴(yán)重程度百分比，可以有效表征該階段檢驗(yàn)鋼絲繩安全狀態(tài)。
4結(jié)論
失效劣化形式是在用鋼絲繩檢驗(yàn)的重要內(nèi)容，最終將在用檢驗(yàn)指標(biāo)歸納為L(zhǎng)F和LMA。這兩個(gè)指標(biāo)是使用鋼絲繩無(wú)損檢測(cè)儀器檢測(cè)得到的，在檢驗(yàn)定量化、效率方面較常規(guī)檢驗(yàn)優(yōu)異。有使用單位要求在用鋼絲繩利用試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行如破斷拉力、彎曲疲勞等指標(biāo)相關(guān)的性能測(cè)試等手段進(jìn)行檢驗(yàn)，這是不切實(shí)際的。因?yàn)殇摻z繩在使用過(guò)程中發(fā)生了變化，不能以出廠指標(biāo)進(jìn)行判斷其是否符合使用要求。另外，這類(lèi)試驗(yàn)要截取在用部分鋼絲繩作為樣品，且為破壞性試驗(yàn)，試驗(yàn)后的在用鋼絲繩不能繼續(xù)使用。所以，在用鋼絲繩的檢驗(yàn)應(yīng)是檢驗(yàn)鋼絲繩使用環(huán)節(jié)劣化、缺陷及損傷，將檢驗(yàn)所知的結(jié)果計(jì)入綜合影響評(píng)價(jià)法，根據(jù)在用指標(biāo)判斷鋼絲繩安全狀態(tài)作為繼續(xù)使用或報(bào)廢決策依據(jù)。
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