淺談電梯鋼絲繩檢驗技術分析
摘要：鋼絲繩是影響到電梯安全的重要部件，鋼絲繩的斷絲、斷股現(xiàn)象嚴重影響到電梯的使用壽命，同時影響到電梯的使用安全。如果鋼絲繩斷股會引起電梯故障，造成停梯，本文探討電梯鋼絲繩的檢驗和保養(yǎng)的必要性。
關鍵詞：鋼絲繩，檢驗，保養(yǎng)
電梯鋼絲繩是電梯重要的懸掛裝置，承受著轎廂和對重的全部懸掛重量，并靠與曳引輪槽的摩擦力驅動轎廂升降。在電梯運行過程中，鋼絲繩繞著曳引輪、導向輪或反繩輪單向或交變彎曲，產(chǎn)生拉應力、接觸應力和彎曲應力。所以，要求電梯鋼絲繩有較高的強度、撓性和耐磨性，其抗拉強度、延伸率、圓度、柔性等特性應符合GB8903-2005《電梯用鋼絲繩》的規(guī)定。正是由于電梯鋼絲繩的損傷程度及承載能力直接關系到乘客的生命和財產(chǎn)的安全，在使用過程中如何對其進行正確的檢驗及保養(yǎng)顯得尤為重要。
1． 鋼絲繩的檢查
根據(jù)使用經(jīng)驗，電梯鋼絲繩在正常工況下突然斷裂的現(xiàn)象極為少見，其損壞一般是在長期運行中由于磨損、彎曲疲勞、銹蝕或外傷逐漸形成的，見圖1、2。
⑴斷股、斷絲的根數(shù)、部位。該繩有一處斷股，斷面扁平、明亮、光鮮，表明該股斷裂為瞬間斷裂，另一處斷絲數(shù)超過安全技術規(guī)范要示，斷面灰暗、毛糙，表明斷絲長期存在。
�、茰y量鋼絲繩直徑減少量小于10%，鋼絲繩表面無明顯外部磨損現(xiàn)象。
�、卿摻z繩子潤滑、清潔狀況良好，無銹蝕現(xiàn)象。
�、壤K頭及其組合無異常情況。
�、射摻z繩子臥入繩槽情況良好，繩槽表面平滑，經(jīng)深度卡盡測量繩臥入槽內(nèi)深度基本一致。
2、鋼絲繩子磨損和變形分析
⑴機械磨損。
磨損包括鋼絲繩表面、股與股之間、絲與絲之間的磨損，鋼絲繩的機械磨損主要為外部均勻磨損、變形磨損和內(nèi)部磨損3種。
�、偌儥C械磨損。一般來說，電梯鋼絲繩在使用過程中由于其硬度比繩槽高，磨損很慢，但由于張力、槽型、鋼絲繩在繩槽中打滑、偏磨、打滾而與繩槽產(chǎn)生摩擦，由此，對鋼絲繩產(chǎn)生磨損，這種情況下的磨損是均勻的。②變形磨損。是指鋼絲繩在某一段內(nèi)的局部磨損，由于鋼絲繩和曳引輪經(jīng)常發(fā)生慢性位移或鋼絲繩在曳引輪上劇烈振動、沖擊造成的，使得鋼絲繩局部擠壓變形，雖然鋼絲繩截面積并未減少，但局部的鋼絲材質已受損，容易斷絲。③內(nèi)部磨損。由于鋼絲繩的交變彎曲，股中鋼絲之間產(chǎn)生相對移動，股與股之間接觸壓力增大，使相鄰股之間的鋼絲產(chǎn)生局部壓痕，時間一長會因應力集中而折斷。
檢驗時首先觀察鋼絲繩直徑變細情況，除目測外還要用游標卡尺測量繩徑�！峨娞荼O(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則——曳引與強制驅動電梯》中規(guī)定，當磨損后的鋼絲繩直徑小于鋼絲繩公稱直徑的90%，即使未發(fā)現(xiàn)斷絲，該繩也應報廢。
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鋼絲繩重復通過反繩輪中撓上撓下，無數(shù)次的彎曲，容易使鋼絲產(chǎn)生疲勞，韌性下降，最終導致斷絲，疲勞斷絲常出現(xiàn)在股的彎曲程度最厲害的一側外層鋼絲上。通常情況下，疲勞斷絲的出現(xiàn)意味著鋼絲繩已經(jīng)接近使用后期。《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則——曳引與強制驅動電梯》中規(guī)定，懸掛鋼絲繩和補償鋼絲繩出現(xiàn)籠狀畸變、繩芯擠出、扭結、部份壓扁、彎折應報廢。斷絲分散出現(xiàn)在整條鋼絲繩，任何一個捻距內(nèi)單股的斷絲數(shù)大于4根；或者斷絲集中在鋼絲繩某一部位或一股，一個捻距內(nèi)斷絲總數(shù)大于12根（對于股數(shù)為6的鋼絲繩）或者大于16根（對于股數(shù)為8的鋼絲繩），該繩也應報廢。
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在電梯過程中，鋼絲繩與其它設備不正常的接觸容易造成外傷。最明顯的外傷是鋼絲繩在滑輪里滑槽，在輪槽中跳出擋板，結果常常使幾十米乃至數(shù)百米的鋼絲繩因為局部軋壞而報廢。
防止鋼絲繩外傷的關鍵在于完善電梯設備，因此《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則——曳引與強制驅動電梯》中規(guī)定懸掛鋼絲繩繩端固定應當可靠，彈簧、螺母、開口銷部件無缺損。對于強制驅動電梯，應當采用帶楔塊的壓緊裝置，或者至少用3個壓板將鋼絲繩固定在卷筒上。
3鋼絲繩斷絲分析
�。�1）過載斷絲。鋼絲繩在使用過程中承受過載負荷和沖擊負荷，造成斷絲其斷口呈現(xiàn)杯狀塑性收縮，由于鋼絲繩的安全系數(shù)很大，這種斷絲現(xiàn)象比較少見。
�。�2）疲勞斷絲。發(fā)生在股的彎曲程度最大的一側的外層鋼絲，金屬疲勞產(chǎn)生的斷絲，其斷口形狀平齊。
�。�3）磨損斷絲。是由曳引輪與鋼絲繩之間磨損打滑而造成的，這種斷絲是在鋼絲繩磨損極其嚴重的情況下且發(fā)生在最外層鋼絲，斷口兩側呈斜茬，斷口扁平。
�。�4）銹蝕斷絲。是由鋼絲繩銹蝕嚴重而產(chǎn)生的，斷口不整齊，呈斜尖狀。
�。�5）剪切斷絲。被硬性物體卡阻或受較大外力打擊、擠壓造成，斷口呈剪切狀。
（6）扭結斷絲。這種斷絲在正常使用中很少出現(xiàn)，只有在鋼絲繩出現(xiàn)松馳造成扭結才出現(xiàn)。斷口形狀平整、光滑。
根據(jù)經(jīng)驗，電梯鋼絲繩存在內(nèi)部斷絲時，電梯鋼絲繩在運行中能聽到“咔嚓”的響聲。傳統(tǒng)檢驗中上述的檢驗主要靠檢驗員自身經(jīng)驗進行判斷，《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則——曳引與強制驅動電梯》要求用鋼絲繩探傷儀全長檢測或分段抽測。鋼絲繩探傷儀是一種無損檢測設備，無損檢測技術是利用物質的某些物理性質因存在缺陷或組織結構上的差異使其物理量發(fā)生變化這一現(xiàn)象，在不損傷被檢物使用性能及形態(tài)的前提下，通過測量這些變化來了解和評價被檢測的材料、產(chǎn)品和設備構件的性質、狀態(tài)、質量或內(nèi)部結構等的一種特殊的檢測技術。在特種設備檢驗行業(yè)中，無損探傷一直是鍋爐、壓力容器等承壓類特種設備的主要檢測手段，以前在電梯檢驗中運用較少，隨著檢驗技術的發(fā)展，現(xiàn)在應用越來越廣泛。
4、電梯鋼絲繩的保養(yǎng)
�。�1）要定期對鋼絲繩表面進行清理維護。
在電梯定期檢驗中，檢驗員經(jīng)常發(fā)現(xiàn)鋼絲繩表面積聚著一層油污，這是從鋼絲繩內(nèi)滲出的潤滑油和灰塵混在一起形成的，如不及時清洗，不僅影響鋼絲繩的使用壽命，還會改變鋼絲繩在曳引輪槽中的摩擦系數(shù)，降低曳引能力，在轎廂輕載或重載的情況下，可能造成鋼絲繩打滑導致橋廂沖頂或蹲底。
�。�2）通常情況下，新出廠鋼絲繩大部分在生產(chǎn)時已經(jīng)進行了潤滑處理，但在使用過程，潤滑油脂會流失減少。鑒于潤滑不僅能夠對鋼絲繩在運輸和存儲期間起到防腐保護作用，而且能夠減少鋼絲繩使用過程中鋼絲之間、繩股之間和鋼絲繩與曳引輪槽之間的磨損，對延長鋼絲繩使用壽命十分有益，因此，為把腐蝕、磨損對鋼絲繩的危害降低到最低程度，進行潤滑保養(yǎng)十分必要。
首先，一定要選擇適宜的鋼絲繩潤滑脂。電梯鋼絲繩潤滑脂應采用有一定摩擦系數(shù)的專用摩擦脂，高性能的鋼絲繩潤滑脂是維護鋼絲繩，延長鋼絲繩壽命的根本保障。鋼絲繩在工作時，內(nèi)部呈現(xiàn)三維方向的微動摩擦，這就需要鋼絲繩潤滑脂必須具有很強的滲透性能，即讓潤滑脂中的潤滑油分子抗磨劑成分能滲透到每根鋼絲上面。鋼絲繩脂還必須具有較強的粘附件性能，以保證其均勻的粘附到鋼絲繩上。
其次，要采取正確的潤滑方法。通常對鋼絲繩子的潤滑保養(yǎng)有幾種方式，一種是將鋼絲繩拆卸下來，放在溫度在80-100度的潤滑油中浸泡約2-4小時；另一種是用刷子將潤滑劑直接刷在鋼絲繩上，關鍵是涂刷的方法和間隔要掌握好，一般來說直徑約12mm的鋼絲繩，每四十米大約涂刷1公斤左右的潤滑脂，涂刷間隔在兩周左右；再一種是使用專用的鋼絲繩潤滑設備對鋼絲進行潤滑，這種方法最省事，但設備的成本較高。具體采用哪種潤滑劑及潤滑方式應按鋼絲繩制造廠的規(guī)定要求進行。電梯維護保養(yǎng)單位真正重視鋼絲繩潤滑維護的還不很多，很多單位已經(jīng)習慣于更換新的鋼絲繩，而不注重鋼絲繩的維護保養(yǎng)。前面敘述的清洗、潤滑僅是對鋼絲繩本身而言，這只是保證鋼絲繩安全使用要求的一個方面。
除此之外，還必須定期對鋼絲繩使用的外圍條件如：曳引輪槽的表面磨損情況、輪槽幾何尺寸進行檢查，以保證鋼絲繩在運行過程中與其始終處于良好的接觸狀態(tài)，降低磨損，從而延長鋼絲繩的使用壽命。
5、結論
綜合以上分析，結合鋼絲繩斷絲斷股照片，此臺電梯鋼絲繩斷絲斷股是由于磨損嚴重不均勻而產(chǎn)生的，磨損不均的原因是由于鋼絲繩的安裝不當和使用過程中的維護保養(yǎng)不到位所產(chǎn)生的，尤其鋼絲繩的安裝質量至關重要。因此，在電梯的安裝監(jiān)督過程中不但應注意鋼絲繩的出廠合格證及安全系數(shù)是否適當，還應注重鋼絲繩的安裝質量。在電梯使用過程中，電梯維修保養(yǎng)，對鋼絲繩的維護也不能忽視，應注意檢查鋼絲繩受力是否均勻、鋼絲繩磨損及斷絲等情況，以免發(fā)生類似事故。
參考文獻：
[1]GB8903—2005《電梯用鋼絲繩》
[2]TSGT7001—2009《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則—曳引與強制驅動電梯》
[3]GB7588—2003電梯制造與安裝安全規(guī)范[S]
