金属非金属矿山在用缠绕式提升机钢丝绳和连接装置检测
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发布时间:2026-05-06 12:01:28 更新时间:2026-05-05 12:01:52
点击:0
作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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金属非金属矿山作为我国矿产资源开发的重要组成部分,其生产安全始终是行业监管与企业管理的重中之重。在矿山提升运输系统中,缠绕式提升机是连接井下与地表的关键枢纽设备,被誉为矿山的“咽喉”。而在提升机系统中,钢丝绳及其连接装置则是直接承受载荷、传递动力的核心构件。缠绕式提升机通过卷筒缠绕钢丝绳来实现容器的升降,这一过程决定了钢丝绳不仅需要承受巨大的静张力,还要在启动、制动及过程中承受动载荷、冲击载荷以及复杂的弯曲应力。
检测对象主要针对金属非金属矿山在用的缠绕式提升机配套钢丝绳和连接装置。其中,钢丝绳包括提升钢丝绳、平衡钢丝绳(如适用)以及罐道钢丝绳等;连接装置则涵盖了连接提升容器与钢丝绳的楔形连接装置、桃形环、吊挂装置以及其他形式的连接部件。这些部件长期处于恶劣的作业环境中,不仅面临重载拉伸,还要经受矿井淋水、潮湿空气的腐蚀,以及由于卷筒缠绕过程产生的挤压、摩擦磨损。
对在用钢丝绳和连接装置进行定期、专业的检测,其核心意义在于防范断裂事故。一旦钢丝绳或连接装置失效,将导致坠罐、跑车等灾难性事故,造成人员伤亡和巨大的经济损失。通过科学检测,可以及时发现金属构件内部潜在的疲劳裂纹、腐蚀坑、断丝等缺陷,评估其剩余承载能力,从而在保障生产效率的同时,构筑起坚实的安全防线。
针对缠绕式提升机钢丝绳和连接装置的特性,检测工作需覆盖外观质量、几何尺寸、力学性能及无损探伤等多个维度,具体检测项目依据相关国家标准和行业标准执行。
首先是钢丝绳的外观与尺寸检测。外观检测主要检查钢丝绳是否存在可见的断丝、锈蚀、扭结、压扁、弯折等缺陷。对于缠绕式提升机而言,钢丝绳在卷筒上的缠绕层数对其寿命影响巨大,检测时需重点关注多层缠绕部位钢丝绳的挤压变形情况。尺寸检测则重点测量钢丝绳直径的减小量,直径磨损是钢丝绳报废的重要指标之一。
其次是钢丝绳的无损检测。这是检测工作的核心环节,主要采用漏磁检测技术。通过专业的钢丝绳探伤仪,对钢丝绳全长进行连续扫描,能够精准识别出外部断丝、内部断丝、局部腐蚀、磨损以及由于疲劳引起的金属截面积损失。无损检测能够发现肉眼无法察觉的内部损伤,对于预防突发性断裂至关重要。
第三是连接装置的检测。连接装置作为应力集中的关键节点,其检测项目主要包括:一是外观检查,查看是否有裂纹、明显变形、磨损严重等情况;二是无损探伤,通常采用磁粉检测或超声波检测方法,对连接装置的主受力部位进行探伤,以发现表面及近表面的疲劳裂纹;三是力学性能测试,对于可拆卸的连接件,必要时进行硬度测试或拉伸试验,以验证其材料性能是否退化。
此外,还包括钢丝绳润滑状况检测。良好的润滑能减少钢丝绳与卷筒、天轮之间的摩擦,减缓腐蚀速度。检测人员需评估润滑脂的附着情况及老化程度,判断是否需要清洗重新涂油。
规范的检测流程是确保检测数据准确、结论可靠的前提。金属非金属矿山在用缠绕式提升机钢丝绳和连接装置的检测通常遵循“现场调查、设备准备、实施检测、数据分析、出具报告”的标准化流程。
在现场调查阶段,检测人员需收集提升机的基本技术参数,如提升高度、额定载荷、提升速度、钢丝绳型号及直径、投入使用时间、历史维护记录等。同时,需确认现场作业环境符合安全检测条件,确保提升机处于停机状态并已执行锁定挂牌制度,保障检测人员人身安全。
在实施检测环节,通常采用“目视检测+仪器检测”相结合的方法。首先进行人工目视检测,检测人员以不大于规定速度的速度慢速钢丝绳,仔细检查钢丝绳表面是否存在断丝、锈蚀麻点、死弯等缺陷,并使用游标卡尺测量不同位置的直径。随后进行仪器无损检测,将钢丝绳探伤仪传感器安装于钢丝绳上,以规定的速度进行全程扫描。仪器将自动记录钢丝绳的信号曲线,通过缺陷信号的特征分析,定量判断断丝根数、截面积损失率等关键数据。
对于连接装置,需将其拆卸或置于可视位置,清理表面油污后进行磁粉探伤。在施加磁悬液或磁粉后,观察是否有磁痕聚集,从而判断是否存在裂纹。对于关键受力销轴,可采用超声波测厚仪测量磨损量。
数据分析是流程中的技术难点。检测人员需依据相关国家标准,结合仪器的定量分析结果,判断各项指标是否达到报废条件。例如,对于断丝数,需计算在一个捻距内的断丝总数是否超过规定比例;对于锈蚀,需评估锈蚀程度等级。最终,综合各项检测数据,判定钢丝绳和连接装置的安全状况等级,出具具有法律效力的检测报告,明确是否可以继续使用、需降低载荷使用或立即报废更换。
该类检测服务主要适用于各类金属与非金属地下矿山、露天矿山采用缠绕式提升机进行人员、物料或矿石提升的场所。特别是对于服务年限较长、提升任务繁重、作业环境恶劣(如高湿度、酸碱腐蚀环境)的矿山企业,检测的必要性和频次要求更高。
根据相关安全规程和行业标准的要求,检测周期有着明确规定。通常情况下,提升钢丝绳必须每天进行一次日常检查,每月进行一次详细检查。而专业的第三方检测机构进行的全面检测,通常建议每年至少进行一次。对于悬挂在井筒中时间较长的钢丝绳,如使用年限达到规定年限(如摩擦式提升机首绳通常为2-3年,缠绕式提升机钢丝绳则根据断丝和锈蚀情况决定),则必须进行更换或进行更严格的检测评估。
在新钢丝绳悬挂前,必须进行验收检测,查验产品质量证明文件并进行性能测试。在用钢丝绳遭遇卡罐、突然停车等剧烈冲击载荷后,必须立即停止,进行临时性专项检测,确认结构受损情况后方可决定是否恢复。连接装置的检测周期通常与钢丝绳检测同步进行,但在日常点检中应增加频次,特别是对于承受交变载荷的销轴和连接环,一旦发现异常应立即安排检测。
在多年的检测实践中,缠绕式提升机钢丝绳和连接装置常表现出几类典型缺陷,这些缺陷直接关联着矿山提升系统的安全风险。
一是钢丝绳的疲劳断丝。由于钢丝绳在过程中频繁经过天轮、卷筒,产生反复的弯曲应力,导致钢丝金属疲劳断裂。这类断丝通常出现在钢丝绳与卷筒接触频繁的区段,若断丝数量在一个捻距内累积过多,将极大降低钢丝绳的破断拉力,存在断裂风险。
二是锈蚀与磨损的复合损伤。金属非金属井下环境潮湿,部分矿井水具有腐蚀性。钢丝绳表面一旦失去润滑脂保护,极易生锈。锈蚀不仅减小了钢丝的有效截面积,还会产生应力集中点,加速钢丝的断裂。同时,缠绕式提升机多层缠绕时,钢丝绳层间挤压会产生扁平磨损,这种磨损会破坏钢丝绳的圆度,降低其柔韧性。
三是连接装置的疲劳裂纹。连接装置长期承受脉动载荷,在几何形状突变处(如孔边、圆角处)容易萌生疲劳裂纹。此类裂纹在初期肉眼难以发现,但扩展速度快,一旦失稳断裂,将导致容器坠落。检测中常见的这类问题多源于材料本身的铸造缺陷或加工质量不佳,以及长期超载。
四是维护不当引发的问题。如钢丝绳“咬绳”,即钢丝绳在卷筒上缠绕时由于偏角过大或排绳不整齐,导致上层钢丝绳嵌入下层绳股之间,造成严重的挤压损伤。又如润滑不良,导致钢丝绳干摩擦,加速磨损进程。这些人为维护缺失导致的问题,是检测中需要重点指出的安全隐患。
金属非金属矿山在用缠绕式提升机钢丝绳和连接装置的检测,是一项技术性强、责任重大的安全基础工作。它不仅是对设备性能的一次全面体检,更是对矿山安全生产主体责任的有效落实。面对日益严格的安全生产监管要求和高质量发展的行业趋势,矿山企业应摒弃传统的经验式管理,转向依靠科学数据和专业技术支撑的精细化管理。
通过引入专业检测机构,严格执行相关国家标准和行业标准,建立常态化、规范化的检测机制,能够有效识别并消除提升系统潜在的隐患,延长设备使用寿命,降低事故发生率。保障每一根钢丝绳的坚韧性,守护每一个连接装置的稳固性,就是守护矿山工人的生命线,确保矿产资源开发安全、平稳、可持续进行。
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