吊索具鋼絲繩的磨損和預(yù)防

 鋼絲繩使用的安全性是人們長(zhǎng)期以來(lái)一直關(guān)心的問(wèn)題，因鋼絲繩的損傷或破斷而產(chǎn)生的重大事故時(shí)有發(fā)生。為了確保使用中鋼絲繩的安全運(yùn)行，掌握鋼絲繩的損傷規(guī)律及防治方法很有必要。就起重機(jī)上使用的鋼絲繩而言，規(guī)格品種繁多、使用千差萬(wàn)別，但一般隨著使用時(shí)間的持續(xù)，都會(huì)出現(xiàn)損傷現(xiàn)象。筆者通過(guò)多年工作實(shí)踐的總結(jié)，歸納起主要損傷現(xiàn)象有以下六種，即：磨損、疲勞、銹蝕、變形、咬繩、過(guò)載。

     1磨損

      鋼絲繩在操作時(shí)與其它物體接觸并有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生摩擦。在機(jī)械的、物理的和化學(xué)的作用下，鋼絲繩的表面也不斷磨損。磨損是鋼絲繩最常見(jiàn)的損傷方式，一般分為外部磨損、變形磨損和內(nèi)部磨損三種情況。

     1.1外部磨損

     鋼絲繩在使用過(guò)程中其外周與滑輪槽、卷筒壁、鉤頭等物體表面接觸而引起的磨損屬于外部磨損。在外部磨損后繩徑將變細(xì)，外周表面的細(xì)鋼絲被磨平。

      鋼絲繩的外部磨損使承受載荷的鋼絲截面積減小，鋼絲繩的破斷載荷也相應(yīng)降低。通過(guò)試驗(yàn)得到鋼絲繩直徑減小率與破斷載荷降低率的關(guān)系曲線(xiàn)。由曲線(xiàn)可以看出，單周磨損較全周磨損更惡劣，所以應(yīng)盡可能使單周磨損的鋼絲改為全周均勻磨損。在鋼絲繩的全長(zhǎng)范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能地做到均勻磨損。如起重機(jī)鋼絲繩在使用中期換頭，一般可延長(zhǎng)鋼絲繩使用壽命30%～40%。

     1.2變形磨損

      由于振動(dòng)、碰撞造成的鋼絲繩表面撞損，叫做變形磨損，這是一種局部磨損現(xiàn)象。如卷筒表面的鋼絲繩受到其它物體的撞擊，起重機(jī)起升鋼絲繩相互打纏，或者由于滑輪與卷筒中心偏斜而產(chǎn)生的咬繩現(xiàn)象，都會(huì)使鋼絲繩產(chǎn)生變形磨損。這種變形磨損因局部擠壓而變形，其鋼絲橫斷面在擠壓處向兩旁伸展成翅形。從外表看，鋼絲寬度擴(kuò)展，雖鋼絲繩截面積減小不多，但局部擠壓處的鋼絲表面材質(zhì)硬化了，極易斷絲。

      1.3內(nèi)部磨損

      在使用過(guò)程中，鋼絲繩經(jīng)過(guò)卷筒或滑輪時(shí)所承受的全部負(fù)荷壓在鋼絲繩的一側(cè)，各根細(xì)鋼絲的曲率半徑不可能完全相同。同時(shí)，由于鋼絲繩的彎曲，鋼絲繩內(nèi)部各根細(xì)鋼絲就會(huì)相互產(chǎn)生作用力并且產(chǎn)生滑移，這時(shí)股與股之間接觸應(yīng)力增大，使相鄰股間的鋼絲產(chǎn)生局部壓痕深凹。當(dāng)反復(fù)循環(huán)拉伸彎曲時(shí)，在深凹處則產(chǎn)生應(yīng)力集中而被折斷，構(gòu)成了內(nèi)部磨損。通常細(xì)鋼絲表面的壓力與鋼絲繩的壓力成正比，在張力相同情況下，由于受壓面積不同，單位面積承受的壓力也不同。從表面受壓磨損來(lái)看，采用線(xiàn)接觸鋼絲繩比采用點(diǎn)接觸鋼絲繩有利，采用面接觸鋼絲繩比采用線(xiàn)接觸鋼絲繩更有利。此外，鋼絲繩的彎曲程度、運(yùn)動(dòng)速度，對(duì)鋼絲繩的內(nèi)部磨損均有影響。很明顯，選擇線(xiàn)接觸或者面接觸類(lèi)型的鋼絲繩是減少內(nèi)部磨損的有效途徑。

      2疲勞

     鋼絲繩在使用過(guò)程中主要承受彎曲疲勞和拉伸、扭曲、振動(dòng)引起的疲勞。

     2.1彎曲疲勞

     鋼絲繩重復(fù)通過(guò)滑輪或卷筒中撓上撓下，無(wú)數(shù)次的彎曲，容易使鋼絲產(chǎn)生疲勞，韌性下降，最終導(dǎo)致斷絲。而疲勞斷絲出現(xiàn)在股的彎曲程度最厲害的一側(cè)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。

      試驗(yàn)表明，鋼絲繩的彎曲疲勞壽命與d/d比值(即卷筒直徑d與鋼絲繩直徑d的比值)、安全系數(shù)和鋼絲繩結(jié)構(gòu)均有密切的關(guān)系。

怎樣鑒別鋼絲繩彈性小

在某些情況下(通常與工作環(huán)境有關(guān))，鋼絲繩的彈性會(huì)顯著減小，若繼續(xù)使用則是不安全的。

鋼絲繩的彈性減小是較難發(fā)覺(jué)的，如檢驗(yàn)人員有任何懷疑，則應(yīng)征詢(xún)鋼絲繩專(zhuān)家的意見(jiàn)。然而，彈性減小通常伴隨下述現(xiàn)象：

a.繩徑減小

b.鋼絲繩捻距伸長(zhǎng)

c.由于各部分相互壓緊，鋼絲之間和繩股之間缺少空隙

d.繩股凹處出現(xiàn)細(xì)微的褐色粉末

e.雖未發(fā)現(xiàn)斷絲，但鋼絲繩明顯的不易彎曲和直徑減小比起單純是由于鋼絲磨損而引起的也要快得多。

這種情況會(huì)導(dǎo)致在動(dòng)載作用下突然斷裂，故應(yīng)立即報(bào)廢。