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TCK.W鋼絲繩檢測(cè)系統(tǒng)的推廣應(yīng)用 -袁 新
發(fā)表期刊:《礦山機(jī)械》
我國(guó)每年在索道、起重機(jī)械、港口、電梯、建筑等領(lǐng)域發(fā)生的鋼絲繩事故十分驚人，傷亡人數(shù)和財(cái)產(chǎn)損失數(shù)額巨大，以礦山為例，據(jù)國(guó)家安全生產(chǎn)管理部門統(tǒng)計(jì)：2003年l～5月，煤炭系統(tǒng)發(fā)生斷繩事故215起，死亡223人。最多一次死亡人數(shù)竟達(dá)14人，事故多么悲慘!
目前我礦主副井、東九、西異架空乘人裝置、東三軌道上山等大約十多個(gè)斜巷軌道使用鋼絲繩牽引，礦井提升鋼絲繩在礦井提升中所擔(dān)負(fù)的任務(wù)非常重要，鋼絲繩的安全使用關(guān)系著設(shè)備和人身的安全.抓好經(jīng)常性的鋼絲繩的維修與檢查工作是確保設(shè)備安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，不容忽視。因鋼絲繩斷裂而造成的慘重事故國(guó)內(nèi)外不乏先例，為此，各國(guó)對(duì)鋼絲繩的安全使用都做了比較嚴(yán)格的規(guī)定，我國(guó)2005年1月1日起施行的新的《煤礦安全規(guī)程》第404條，405條、406條對(duì)此也做出了嚴(yán)格的要求。
1鋼絲繩損傷檢測(cè)的難點(diǎn)
在實(shí)際工作執(zhí)行中仍然存在著不少困難：
(1)鋼絲繩的內(nèi)部斷絲、磨損、銹蝕等損傷現(xiàn)場(chǎng)難以查找;
(2)外層鋼絲直徑減少量在現(xiàn)場(chǎng)難以連續(xù)測(cè)量;
(3)鋼絲繩的伸長(zhǎng)量在現(xiàn)場(chǎng)也難以精確測(cè)量;
(4)鋼絲繩的變黑、銹蝕、點(diǎn)蝕麻坑在內(nèi)部無(wú)法看到，只能定性分析，不能定量表示。
當(dāng)鋼絲繩直徑縮小10%時(shí)，鋼絲總斷面積到底減少了多少呢?實(shí)踐證明，斷絲、磨損、腐蝕和其它損傷都能使鋼絲繩中鋼絲總斷面積減少。過(guò)去由于檢測(cè)儀器的缺乏和可靠性有問(wèn)題，現(xiàn)行規(guī)程的實(shí)際操作尚難以達(dá)到上述目的。
2 TCK.W新型檢測(cè)儀的實(shí)測(cè)效果
TCK.W型鋼絲繩在線無(wú)損定量檢測(cè)系統(tǒng)，它的技術(shù)基礎(chǔ)為中國(guó)著名自動(dòng)化專家竇毓堂教 授發(fā)明的一種國(guó)際上從未使用過(guò)的特殊傳感器——竇氏元件;而TCK.W產(chǎn)品的理論基礎(chǔ)則是竇毓堂教授獨(dú)創(chuàng)的“空間磁場(chǎng)矢量合成”原理(竇氏原理)，由洛陽(yáng)威爾若普檢測(cè)技術(shù)有限公司研制生產(chǎn)的，TCK.W技術(shù)是迄今為止國(guó)內(nèi)唯一取得國(guó)家機(jī)關(guān)認(rèn)可并同意在全國(guó)推廣應(yīng)用的鋼絲繩在線無(wú)損定量檢測(cè)裝置，獲得國(guó)家發(fā)明專利及實(shí)用新型專利等多項(xiàng)專利，現(xiàn)就TCK.W檢測(cè)系統(tǒng)在我礦檢測(cè)和使用情況作以下分析。
目前我礦使用的Φ12.5～32 mm鋼絲繩，在井下東九軌道下山使用TCK.W檢測(cè)儀進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。首先用弱磁加載儀進(jìn)行充磁，然后使用檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)。鋼絲繩的斷絲、磨損、銹蝕、拉伸都可以在儀器上檢測(cè)出來(lái)，操作簡(jiǎn)便，可以打印出檢測(cè)結(jié)果。也可以顯示保存在檢測(cè)儀上。檢測(cè)結(jié)果是斷絲嚴(yán)重，建議近期換鋼絲繩，檢測(cè)結(jié)果與我礦鋼絲繩實(shí)際損傷狀況十分吻合。7天后，我們更換了新鋼絲繩。這臺(tái)儀器給我們?nèi)粘z修人員帶來(lái)了很大方便，大大提高了檢測(cè)效率和檢測(cè)準(zhǔn)確性。
3 TCK.W新型檢測(cè)儀和傳統(tǒng)的探傷儀的對(duì)比
3.1檢測(cè)原理不同
(1)傳統(tǒng)的探傷儀主要是利用鋼絲繩的漏磁場(chǎng)來(lái)判斷鋼絲繩是否損傷，只能定性檢測(cè)鋼絲繩表面較明顯的損傷。
(2)TCK.W檢測(cè)儀則是依據(jù)鋼絲繩內(nèi)部及其周圍空間的磁場(chǎng)矢量態(tài)勢(shì)變化來(lái)判斷鋼絲繩的損傷情況，因此能夠“全息”的定量檢測(cè)出鋼絲繩的各種損傷。
3.2傳感器技術(shù)不同
(1)傳統(tǒng)的探傷儀傳感器捕捉鋼絲繩損傷信號(hào)的靈敏度很低，必須將原來(lái)信號(hào)放大甚至數(shù)十萬(wàn)倍才能進(jìn)行識(shí)別分析。被放大的信號(hào)中夾帶著大量被同步放大的與損傷信號(hào)特征極其相似的噪聲，致使在剔除噪聲時(shí)不可避免的剔除了損傷信號(hào)。這就形成了傳統(tǒng)的探傷儀難以逾越的技術(shù)障礙，無(wú)法可靠地提取鋼絲繩中存在的真實(shí)的原始損傷信息。
(2)“TCK.W”使用的竇氏元件的靈敏度很高，可以直接高質(zhì)量的提取鋼絲繩上的原始損傷信號(hào)，因此，檢測(cè)精度自然有了可靠的技術(shù)保障。
3.3檢驗(yàn)方法不同
(1)傳統(tǒng)的探傷儀使用強(qiáng)磁場(chǎng)勵(lì)磁方法。由于強(qiáng)磁激勵(lì)的量化具有突出的不確定性，所以提取的損傷信號(hào)必然存在嚴(yán)重失真的情況，同時(shí)傳統(tǒng)的探傷儀采用的后端信號(hào)多級(jí)放大工藝存在著明顯的熱不穩(wěn)定性(即“零點(diǎn)漂移”);并且，受被測(cè)鋼絲繩振動(dòng)、抖動(dòng)或運(yùn)行速度變化等影響，提取的信號(hào)一定會(huì)發(fā)生異乎尋常的變化。因此，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的不穩(wěn)定、不真實(shí)也就成了必然。
(2)“TCK.W”是唯一采用弱磁技術(shù)完成對(duì)鋼絲繩檢測(cè)的設(shè)備，由于鋼絲繩剩磁場(chǎng)本身具有非常穩(wěn)定的特點(diǎn)，加之該系統(tǒng)采用的計(jì)算機(jī)智能化自動(dòng)標(biāo)定、基準(zhǔn)調(diào)零技術(shù)能夠自動(dòng)消除各種空間干擾磁場(chǎng)(如：地磁場(chǎng))的影響，因此.保證了提取原始損傷信號(hào)的真實(shí)性和可靠性;同時(shí)，“TCK.W”還設(shè)計(jì)配備了“信號(hào)保真模塊”和“抗干擾模塊”等技術(shù)裝置，因此，能夠確保檢測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
3.4檢測(cè)性能不同
(1)傳統(tǒng)的探傷儀只能基本解決對(duì)鋼絲繩檢測(cè)的定性問(wèn)題，而無(wú)法準(zhǔn)確進(jìn)行定量檢測(cè)。根本原因在于傳感器技術(shù)不可靠?；A(chǔ)技術(shù)沒(méi)有突破，當(dāng)然不能實(shí)現(xiàn)良好的適用性能。
(2)“TCK.W”對(duì)鋼絲繩的檢測(cè)性能十分優(yōu)良，定量判斷不確定度小于0.05%，一次檢出率大于98%，檢測(cè)重復(fù)率大于98%，定量準(zhǔn)確率大于95%。
3.5處理模式不同
(1)傳統(tǒng)的探傷儀由于受傳感器裝置性能所限，獲取的信息真?zhèn)坞y辨，因此，希望通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)進(jìn)行改善。但是，基于攜帶大量不確定因素的基礎(chǔ)信息而“虛擬”出的“檢測(cè)結(jié)果”，其真實(shí)可靠性自然難以確定。
(2)TCK.W檢測(cè)系統(tǒng)，則是在真實(shí)地獲取鋼絲繩原始損傷信息的前提下，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后，得出的對(duì)鋼絲繩使用狀態(tài)的準(zhǔn)確判斷，它不僅可以實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)的過(guò)程顯示，而且還可以即時(shí)打印檢測(cè)結(jié)果。
3.6儀器重量不同
(1)傳統(tǒng)的探傷儀的一個(gè)共同特點(diǎn)就是笨重，例如檢測(cè)Φ36 mm鋼絲繩探傷儀，重量一般都在12～25kg 。
(2)由于在原理上的重大發(fā)現(xiàn)和技術(shù)上的重大創(chuàng)新，因而導(dǎo)致鋼絲繩檢測(cè)技術(shù)發(fā)生革命性本質(zhì)的飛躍TCK.W所有型號(hào)的探傷儀重量均不會(huì)超過(guò)2kg。使用起來(lái)極為輕巧靈便。
3.7通過(guò)能力不同
(1)傳統(tǒng)的探傷儀由于靈敏度不高，因而只有在距被測(cè)鋼絲繩表面十分接近的狀態(tài)下才能工作。因?yàn)榕c被測(cè)鋼絲繩表面間隙很小，所以通過(guò)能力很差，一旦遇到被測(cè)鋼絲繩翹絲、變形、油泥較重等情況，很可能無(wú)法通過(guò)或?qū)z測(cè)設(shè)備損壞、拖走，造成新的事故。
(2)“TCK.W”與被測(cè)鋼絲繩表面間隙非常大并具有自解鎖功能，因而通過(guò)能力很強(qiáng)，一旦遇到鋼絲繩局部嚴(yán)重變形或表面嚴(yán)重翹絲卡阻時(shí)可迅速脫離，使用起來(lái)非常的安全可靠。
3.8檢測(cè)結(jié)果不同
(1)傳統(tǒng)的探傷儀都標(biāo)榜自己可以定量檢測(cè)鋼絲繩的各種損傷，而實(shí)際上只能對(duì)鋼絲繩表面斷絲進(jìn)行定性檢測(cè)。
(2)“TCK.W”則能準(zhǔn)確地定量檢測(cè)出鋼絲繩內(nèi)外部斷絲、磨損、銹蝕、疲勞等各種損傷，并現(xiàn)場(chǎng)給出檢測(cè)結(jié)果及各種損傷明確的數(shù)值。
4 結(jié)論
使用TCK.W鋼絲繩損傷定量檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行鋼絲繩檢測(cè)，操作簡(jiǎn)單方便，只需一個(gè)人，智能型“傻瓜”式操作，該儀器不僅能夠定性的分析，而且能夠定量檢測(cè)鋼絲繩的斷絲、磨損、銹蝕，疲勞等損傷，它能夠準(zhǔn)確判斷鋼絲繩的使用壽命，可靠預(yù)防鋼絲繩的斷繩事故，有效提高鋼絲繩的運(yùn)行效率，大大減少了因斷繩而帶來(lái)的巨大損失。
目前，徐莊煤礦首次采用這種儀器進(jìn)行試驗(yàn)，取得了良好的效果。產(chǎn)生了不可估量的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。同時(shí)，實(shí)踐也證明，只有認(rèn)真執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》的要求對(duì)絞車鋼絲繩的準(zhǔn)確檢測(cè)，才能保證絞車的安全運(yùn)行。
技術(shù)交流：wm@wmndt.com
序號(hào)
論文名稱
發(fā)表期刊
作者單位
作者
行業(yè)
3
《中國(guó)索道協(xié)會(huì)第四屆一次理事會(huì)暨索道技術(shù)論壇》
華山三特索道
杜軍紅 彭?xiàng)?/div>
索道
14
《煤礦機(jī)電》
晉城藍(lán)焰煤業(yè)股份有限公司
郭東兵
煤炭
21
《經(jīng)濟(jì)管理》
山東黃金礦業(yè)萊州有限公司焦家金礦
尹海林
金礦
35
《煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》
批準(zhǔn)執(zhí)行：國(guó)家發(fā)改委
TCK·W
煤炭
36
中國(guó)煤炭機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)、煤礦與煤炭城市發(fā)展工作委員會(huì)
煤炭
40
能 源 與 環(huán) 保
河南能源化工集團(tuán) 永煤公司陳四樓煤礦 永煤公司職工培訓(xùn)學(xué)校
奐光潤(rùn)1，謝良魁2，張 豪1，鄧高鵬1
42
機(jī)電工程技術(shù)2018年第47卷第08期
山西科林礦山檢測(cè)技術(shù)有限責(zé)任公司
張曦曦
煤礦
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