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摘要：對鋼絲繩傳統(tǒng)檢測方法和在線自動監(jiān)測系統(tǒng)進行了比較。著重介紹了鋼絲繩在線自動監(jiān)測系統(tǒng)的原理、組成和應(yīng)用實例。從大同煤礦集團挖金灣煤業(yè)公司虎龍溝煤礦現(xiàn)場實際應(yīng)用效果來看，該自動監(jiān)測系統(tǒng)較好地解決了提升絞車鋼絲繩在線自動監(jiān)測、實時管理的難題。
關(guān)鍵詞：鋼絲繩 檢測 系統(tǒng) 安全 效益
中圖分類號：TD53 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2009）08（c）-0010-01
鋼絲繩作為重要提升、起重、運輸設(shè)備中的“高度危險構(gòu)建”，始終被視為這些領(lǐng)域中的“生命線”。長期以來，由于缺少科學可靠的檢測設(shè)備，鋼絲繩的使用安全一直是重大設(shè)備管理中的“盲點”或“危險源”。為了確保用繩安全，用繩單位普遍采用人工檢測或定期換繩的方法。由于鋼絲磨損和銹蝕引起鋼絲截面積的減?。挥捎谄?、表面硬化、銹蝕引起鋼絲內(nèi)部性能的變化；使用不妥引起繩的變形等等。在役鋼絲繩可能出現(xiàn)單線斷裂、腐蝕、磨損、亂線等損傷，各種損傷都將會造成鋼絲繩的故障。由于鋼絲繩使用的重要性和鋼絲繩的結(jié)構(gòu)性能特點，當鋼絲繩中一處出現(xiàn)嚴重缺陷后，整根鋼絲繩將被報廢，因此，鋼絲繩一旦出現(xiàn)故障將是不可修復的。
技術(shù)上一般認定，判定鋼絲繩是否安全的強度損耗臨界點為15%。美國某權(quán)威部門曾對全世界8000家鋼絲繩實驗站和應(yīng)用現(xiàn)場做過統(tǒng)計，結(jié)果是有10%的在用鋼絲繩強度損失超過15%，處于危險狀態(tài)；有2%的在用鋼絲繩強度損失超過30%，處于極度危險狀態(tài)。而大約70%被強制更換的鋼絲繩只有很小甚至沒有強度降低。造成極大的浪費。該換的繩沒換，不該換的繩被強制更換。這都是由于鋼絲繩監(jiān)測管理方面的手段不完善、不科學所導致。
目前國內(nèi)大多數(shù)煤礦對提升絞車鋼絲繩還是采用人工檢測。這種方法存在一下兩方面的弊端：
1、開機能耗大，人工檢測鋼絲繩用目測、手摸鋼絲繩的運行速度在0.3-0.5m/s之內(nèi)，如果，遇到有懷疑的地方還得停車用卡尺進行檢查。而對于某段油泥較重的鋼絲繩需清洗干凈之后才能檢測，且每天需檢測一次。以大同煤礦集團挖金灣煤礦公司龍虎溝礦為例：副斜井提升機絞車鋼絲繩長770m，電機功率1000kw。每檢測一次鋼絲繩約1h，一年僅鋼絲繩檢測就造成300-400h開機能耗的浪費。耗電400000KVA。
2、數(shù)據(jù)不可靠，鋼絲繩在使用時，每月至少要潤滑2次。潤滑前先用鋼絲刷子去鋼絲繩上的污物并用煤油清洗，然 后用加熱到800C以上的潤滑油蘸浸鋼絲繩，使?jié)櫥徒嚼K芯。人工檢測只能部分檢測出鋼絲繩的外部損傷，而對鋼絲繩的內(nèi)部斷絲、磨損、銹蝕，尤其是疲勞等狀況則無法檢測，因此許多重大隱患難以發(fā)現(xiàn)。
鋼絲繩斷絲磨損等缺陷的在線監(jiān)測已經(jīng)研究了整整一百年。由于它是細長型結(jié)構(gòu)獨特的材料，普通的電子儀器難以并來不及分析處理，即使用最先進的傳感器采集信號，不可避免發(fā)生誤檢和漏檢。
國內(nèi)近年來從美國、英國、日本加拿大等國引進的價格昂貴的鋼絲繩無損檢測設(shè)備，大都被棄之不用，或者僅限于實驗室研究。而對鋼絲繩采用真正意義上的在線實時監(jiān)測，尚屬于全球范圍內(nèi)的一項技術(shù)空白。
鋼絲繩在線自動監(jiān)測系統(tǒng)的問世，使得用科學儀器取代人工檢測規(guī)格書成為現(xiàn)實。鋼絲繩在線自動監(jiān)測系統(tǒng)最大程度地排除了人為因素的影響，系統(tǒng)經(jīng)技術(shù)人員預(yù)先調(diào)試好后，便進入自動標定、自動檢測的運行狀態(tài)，檢測結(jié)果穩(wěn)定可靠。
鋼絲繩在線自動監(jiān)測系統(tǒng)的原理是：在被檢鋼絲繩的運行路徑中，合理選擇監(jiān)測點，盡可能完成最大行程的實時監(jiān)測，監(jiān)測中遇危險信號時，第一時間傳送至設(shè)備操作系統(tǒng)，發(fā)出聲光警報并可選擇性設(shè)置自動或人工停機等應(yīng)急處理方式，以確保設(shè)備安全運行。
鋼絲繩在線自動監(jiān)測系統(tǒng)主要由模態(tài)弱磁加載裝置、模式組合檢測體統(tǒng)、穩(wěn)態(tài)運行保持裝置、多功能數(shù)據(jù)采轉(zhuǎn)換工作站、聲光預(yù)警系統(tǒng)和終端程序主令控制主站等部分組成。檢測過程：首先由弱磁加載組建完成對被測鋼絲繩的弱磁加載，使其處于穩(wěn)定的待測狀態(tài)；其次由高性能傳感器監(jiān)測組建完成對被測鋼絲繩全程狀態(tài)信息的提取，并輸出原始檢測信息；應(yīng)將傳感器安裝在鋼絲繩擺動最小的位置。安裝要具有一定的柔性，采用懸浮式固定，以避免鋼絲繩在探頭中晃動；只有通過傳感器部分的鋼絲繩才能被檢測到，因此，當檢測存在死區(qū)時，應(yīng)選擇多點檢測。遠離熱源、磁源、及其他受強磁場影響的儀器等。多功能數(shù)據(jù)采轉(zhuǎn)換工作站接收到原始檢測信息后，完成規(guī)定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)對原始數(shù)據(jù)的初步處理和信息存儲；并通過有線或無線通訊傳輸方式，將運行中的規(guī)格書損傷信號實時傳輸?shù)街骺刂行摹?/p>
根據(jù)中華人民共和國煤炭行業(yè)標準MT/T970-2005《鋼絲繩（纜）在線無損定量檢測方法和判定規(guī)則》的規(guī)定。多功能數(shù)據(jù)采轉(zhuǎn)換工作站的處理結(jié)果提供預(yù)警信號，根據(jù)損傷程度的不同，對鋼絲繩的安全狀態(tài)進行判斷。
大同煤礦集團挖金灣煤業(yè)公司虎龍溝礦推廣應(yīng)用鋼絲繩在線自動監(jiān)測系統(tǒng)后，徹底杜絕人工檢測的各種弊端，避免了斷繩事故的發(fā)生。對安全生產(chǎn)起到了十分重要的保障作用。
同時，該自動監(jiān)測系統(tǒng)也為虎龍溝礦帶來了可觀的經(jīng)濟效益。僅檢測能耗節(jié)約近30于萬元。鋼絲繩因采用自動檢測系統(tǒng)后不會被提前強制更換，減少用量1/3，節(jié)約成本60萬元。減少停機檢測時間4/5，創(chuàng)造利潤100萬元。全年節(jié)省資金200于萬元。同時為安全用繩提供了可靠的保障。
鋼絲繩自動在線監(jiān)測系統(tǒng)在提升機鋼絲繩使用和維護中起著十分重要的作用，它為科學、系統(tǒng)地管理使用提升機鋼絲繩提供了技術(shù)支持和依據(jù)，確保了工作效率消除了安全隱患?？茖W降低成本，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。
作者簡介：朱大根（1972- ），男，大同煤礦集團挖金灣煤業(yè)公司助理工程師。