從實(shí)際判斷起重機(jī)鋼絲繩的損傷（一）

鋼絲繩作為起重機(jī)上重要的零部件及直接受力構(gòu)件，在使用時(shí)安全狀況如何，是安全檢驗(yàn)過程中進(jìn)行檢測(cè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。現(xiàn)實(shí)中，因鋼絲繩損傷或破斷導(dǎo)致重大事故的屢見不鮮。為確保起重機(jī)使用中鋼絲繩的安全運(yùn)行，在起重機(jī)檢測(cè)過程中對(duì)鋼絲繩的使用狀況作出準(zhǔn)確判斷，掌握鋼絲繩的損傷規(guī)律及防治方法很有必要?，F(xiàn)結(jié)合檢驗(yàn)工作實(shí)際，就如何判斷起重機(jī)上使用的鋼絲繩的損傷現(xiàn)象，作簡要分析。

　　一、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Z常見的損傷方式，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。在鋼絲繩的全長范圍內(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　　在使用過程中，鋼絲繩經(jīng)過卷筒或滑輪時(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。從表面受壓磨損來看，采用線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，選擇線接觸或者面接觸類型的鋼絲繩是減少內(nèi)部磨損的有效途徑。

　　二、疲勞　　鋼絲繩在使用過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)通過滑輪或卷筒中撓上撓下，無數(shù)次的彎曲，容易使鋼絲產(chǎn)生疲勞，韌性下降，Z終導(dǎo)致斷絲。而疲勞斷絲出現(xiàn)在股的彎曲程度Z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。

　　2．2拉伸、扭曲和振動(dòng)引起的疲勞　　起重機(jī)鋼絲繩在起動(dòng)和制動(dòng)的始末，捆扎鋼絲繩在承受載荷的前后，變化的拉伸應(yīng)力會(huì)引起金屬疲勞。此外，鋼絲繩經(jīng)常受到扭曲和振動(dòng)也是產(chǎn)生疲勞的原因。疲勞損傷的原理是在變應(yīng)力的作用下，細(xì)鋼絲表面首先由于各種滑移形成初始裂紋，然后裂紋尖端在切應(yīng)力的作用下反復(fù)塑性變形，使裂紋擴(kuò)展直至斷裂。其疲勞引起的斷絲一般斷口平齊，多半出現(xiàn)在表層鋼絲上。

　　2．3防止鋼絲繩疲勞損傷的途徑

    　?。?)在條件許可的情況下，應(yīng)盡可能使卷筒和滑輪的直徑加大。

    　　（2)在安排滑輪布局時(shí)，應(yīng)盡量避免使鋼絲繩反向彎曲，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，反向彎曲的破壞約為同向彎曲的2倍。

    　　（3)盡可能選擇結(jié)構(gòu)好的鋼絲繩，如WS，TX型等線接觸鋼絲繩。使用這些鋼絲繩能成倍地提高使用壽命。

　　三、銹蝕　　鋼絲繩一般在露天使用，日曬雨淋會(huì)使鋼絲繩腐蝕，尤其是在有害氣體與惡劣環(huán)境下使用的鋼絲繩，腐蝕造成的損傷就更嚴(yán)重。因腐蝕而受損的鋼絲繩表面存在氧親和性的差異，使表面的某一局部金屬成為陽極，另一鄰近的局部金屬成為陰極，形成了大量的小電池。在小電池的作用下，表面便形成很多圓形腐蝕坑，并逐步加深。這些坑就成了應(yīng)力集中點(diǎn)、疲勞裂紋的源泉。與此同時(shí)，腐蝕使鋼絲繩的截面積減小、彈性和承受沖擊的能力降低。

　　防止鋼絲繩銹蝕損傷的方法有兩種，一種是勤涂油，對(duì)于經(jīng)常處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的鋼絲繩涂油是必不可少的。新鋼絲繩麻芯一般含有12%～15%的油脂，而報(bào)廢的鋼絲繩在損耗Z大的部位僅含2.4%的油脂，在同一根鋼絲繩的繩端，即使沒有經(jīng)過滑輪也仍含有12.7%～14.5%的油脂。試驗(yàn)表明，涂油鋼絲繩在試驗(yàn)后期發(fā)生的斷絲約為不涂油的半數(shù)。一根鋼絲繩Z初的含油量只能維持壽命的40%，其后如不加油則斷絲急劇增加。二是對(duì)使用環(huán)境惡劣、相對(duì)運(yùn)動(dòng)較少的鋼絲繩可選擇鍍鋅、鍍鋁等特種鋼絲繩。這些鋼絲繩暴露在大氣中的鍍鋅或鍍鋁表面會(huì)形成氫氧化鋅和氫氧化鋁薄膜，能有效地防止鋼絲繩的腐蝕。