用_MTC_鋼絲繩檢測技術(shù)診斷港口集裝箱起重機上的鋼絲繩

1、PortOperation 2006 No 6(SerialNo 170)用 MTC!鋼絲繩檢測技術(shù)診斷港口集裝箱起重機上的鋼絲繩上海浦東國際集裝箱碼頭有限公司 陳偉華定位檢 摘 要:應(yīng)用 MTC!鋼絲繩檢測技術(shù),采集和處理港口集裝箱起重機鋼絲繩的狀態(tài)信息,通過定量、測,發(fā)現(xiàn)斷絲、銹蝕、磨損及其引起的鋼絲截面積總和變化等缺陷,掌握鋼絲繩的實際技術(shù)狀態(tài),指導(dǎo)其使用管理。關(guān)鍵詞:鋼絲繩; MTC!;檢測技術(shù);信號分析;狀態(tài);評估AnApplicationofMTCTestingTechnologytoDiagnosisofSteelWireRopeofPortContainerCranesShan

2、ghaiPudongInternationalContainerTerminalsLimited ChenWeihuaAbstract:ByuseoftheMTCtestingtechnologyforsteelwirerope,theconditionsoftheropeonportcontainercranesarecollectedandprocessed.Throughquantityandpositionedtest,managed.thewirebroken,corrode,abrasionandthechangeoftheropecrosssectionalareacanbefo

3、und,sotherealconditionoftheropecanbeknownanditsworkingcanbeKeywords:Steelwirerope;MTC;TestingTechnology;SignalAnalysis;Condition;Evaluation1 港口集裝箱起重機鋼絲繩檢測管理及新技術(shù)應(yīng)用港口集裝箱起重機鋼絲繩處于長時間連續(xù)工作狀態(tài),工作環(huán)境惡劣,為保證安全生產(chǎn),必須經(jīng)常性地檢測其斷絲、磨損、銹蝕和直徑變化。長期以來,由于沒有精確、定量的檢測工具,只能靠人工目測或借助游標卡尺來檢查鋼絲繩的外部狀況,而對其內(nèi)部狀況不能進行有效的檢測和判斷。另外,大型化的集裝箱起

4、重機等設(shè)備的鋼絲繩一般都很長,人工檢測效率低、效果差,運行中的鋼絲繩的一些隱患往往難以被發(fā)現(xiàn)和確定,結(jié)果導(dǎo)致斷絲或磨損已超標 間 文彼門教授認為,把集裝箱起重機全套設(shè)備固定安裝在雙體船上而不是單體船上的另一個優(yōu)勢是,除了讓駁船或者其他支線船掛靠雙體船四周外,還可讓一部分駁船停靠在雙體船前艏和后艏的兩船之間的空間中,促使集裝箱船-船或者船-駁的轉(zhuǎn)運更加便利,效率更高,而且安全可靠。間 文彼門教授認為,荷蘭鹿特丹港的浮式集裝箱起重機相當于一座微型浮式集裝箱碼頭,從長遠來看,其投資總額和投資回報率均明顯高于岸邊集裝箱碼頭,而且更加環(huán)保,可以為沿海航運支線集裝箱船舶和內(nèi)河航運集裝箱駁船提供裝卸服務(wù),僅

5、占水面,幾乎不占陸地,可以進一步發(fā)揮沿海、近海、內(nèi)河集裝箱運輸?shù)膬?yōu)勢。這種類型的浮式集裝箱起的鋼絲繩仍在繼續(xù)使用,留下嚴重的安全隱患,或者盲目提前更換,造成浪費。1998年,上海港開始引進和應(yīng)用 MTC!鋼絲繩檢測技術(shù),由專人檢測、監(jiān)控集裝箱起重機的鋼絲繩,收集和分析鋼絲繩實際使用狀態(tài)的定量數(shù)據(jù),并依據(jù)GB5972-1986起重機械用鋼絲繩檢驗和報廢實用規(guī)范#進行管理,延長了鋼絲繩的使用壽命。試用企業(yè)1年就節(jié)約18萬元的鋼絲繩費用,嘗到了應(yīng)用 MTC!鋼絲繩檢測技術(shù)的甜頭。為了使全港能更科學(xué)地管理集裝箱起重機鋼絲繩,上海港組織有關(guān)專家對此應(yīng)用項目進行評審, 集裝箱起重機鋼絲繩檢測技術(shù)的應(yīng)用!在

6、2002年度被評為 上海重機,對于水面廣闊,尤其是建造在近海、僅僅靠一座長橋與陸地連接的發(fā)展中國家的大型集裝箱港口碼頭十分適合。鹿特丹港浮式集裝箱起重機的科技含量很高,其雙體船本身有自行驅(qū)動力,其全自動機械采用萬向動力推進器,全部由電腦自動控制,動作精確,十分平穩(wěn),總共只需要3個人操作。目前,這種全自動浮式集裝箱起重機,正越來越多地出現(xiàn)在近海、沿海和內(nèi)河集裝箱碼頭,成為當前擁堵嚴重、急于開發(fā)集裝箱內(nèi)河航運網(wǎng)絡(luò)的不少國家的集裝箱港口的強大支助力量。張榮忠:200093,上海市楊浦區(qū)松花江路105號松花公寓1805室 收稿日期:2006-10-22港口裝卸 2006年第6期(總第170期)市職工技

7、術(shù)創(chuàng)新成果!;同時制定了企業(yè)標準裝卸機械鋼絲繩狀態(tài)檢測方法#,得到了上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局的認定,并獲得了 上海市標準化優(yōu)秀技術(shù)成果三等獎!。法,在分析軟件中做好精確標定。(1)受檢鋼絲繩公稱直徑大小的輸入數(shù)據(jù),以出廠規(guī)格的直徑標準為準。(2)受檢鋼絲繩金屬截面積大小的輸入數(shù)據(jù),為鋼絲繩生產(chǎn)廠提供的金屬截面積規(guī)格標準或?qū)嶋H測得的鋼絲繩每一根絲截面積的總和。在實際應(yīng)用中,我們感到用實測方法計算被檢鋼絲繩的金屬截面積進行輸入標定的方法較好,實測數(shù)值能直接反映該型號鋼絲繩的金屬截面積的實際數(shù)值,用這樣的數(shù)值去判斷被檢鋼絲繩金屬截面積的磨損量,其精確度相對較高。(3)受檢鋼絲繩捻距大小的輸入數(shù)據(jù),以鋼絲

8、繩出廠的規(guī)格標準或?qū)嶋H測量捻距的結(jié)果為準。由于不同鋼絲繩的材質(zhì)和纏繞方法的差異,公稱直徑相同的鋼絲繩,其捻距也有變化,為了精確判斷鋼絲繩1捻距內(nèi)的斷絲數(shù)量,應(yīng)采用實際測量捻距的方法。(4)軟件特定的采樣間隔標定數(shù)為 MTC!鋼絲繩檢測技術(shù)的使用說明書中的數(shù)據(jù),即2.95。這是該軟件固化了的采樣間隔數(shù)值,表示每隔2.95mm采集1個樣本。(5)門限值的確定是檢測鋼絲繩斷絲正確性的關(guān)鍵,在標定中,通過對樣段鋼絲繩的反復(fù)檢測后確定門限值,并將該數(shù)據(jù)調(diào)整到檢測結(jié)果與樣段鋼絲截斷的鋼絲數(shù)一致。圖3中 D1:40.00!為某種規(guī)2 MTC!鋼絲繩檢測技術(shù)概況MTC!鋼絲繩檢測技術(shù)是隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而問

9、世的,它利用筆記本電腦和 MTC!鋼絲繩檢測軟件,建立LF(斷絲、銹蝕等)、LMA(金屬截面積磨損)和L(受檢鋼絲繩的長度和位置)的三維空間數(shù)據(jù)模型,采用磁性無損檢測方法,對使用中的鋼絲繩實施在線的定量、定位檢測,只要被檢鋼絲繩能從專用的 磁探傷傳感器!中通過,便能收集到鋼絲繩的缺損磁信號,并進行分析處理,準確地檢測到該鋼絲繩的斷絲和磨損情況以及其損傷的精確位置,其結(jié)構(gòu)原理見圖1。圖1 MTC!鋼線繩探傷儀在線檢測系統(tǒng)示意圖MTC!鋼絲繩檢測技術(shù)的分析系統(tǒng)見圖2。利用特定的傳感器,采集鋼絲繩的漏磁畸變信息和磁通大小變化信息,經(jīng)過計算機中的LMA982鋼絲繩檢測專用軟件的分析和處理后,可定量確定

10、鋼絲繩的斷絲和銹蝕缺陷,解決了 LF!缺陷的定量檢測問題,同時又可檢測因磨損和銹蝕而引起的鋼絲繩的金屬截面積總和變化的缺陷,解決了LMA缺陷的定量檢測問題。圖3 門限值的確定格鋼絲繩的第1門限值, D2:25.00!為該類鋼絲繩的第2門限值, UPP:110123!為采集到的曲線上某點的第1門限和第2門限的判別值。在進行人機圖2 MTC!鋼絲繩檢測技術(shù)分析系統(tǒng)對話時,UPP值會自動跳至每一個可疑的曲線點,用 確認!或 否定!來進行判別。在判別的過程中,既要重視對曲線波型異化的分析,又要抓住 UPP!數(shù)值的變化情況,通過不斷對曲線波型的積累分析,剔除外界干擾信號,從而得到精確的斷絲缺陷值和缺3

11、MTC!鋼絲繩檢測技術(shù)的應(yīng)用要點應(yīng)用 MTC!鋼絲繩檢測技術(shù)時,應(yīng)重視受檢鋼絲繩檢測前的試樣檢測確認,并需用反復(fù)試驗的方PortOperation 2006 No 6(SerialNo 170)陷位置。由于港口集裝箱起重機用的鋼絲繩現(xiàn)在都采用線接觸或面接觸的混繞結(jié)構(gòu),因此,整股鋼絲繩上的每一絲的金屬截面積的直徑有差異,為了能正確地對斷絲進行定量判斷,在進行試樣檢測時須規(guī)定是哪根斷絲或哪類斷絲,這樣檢測所得到的某點位置上的斷絲數(shù)值,不是絕對斷絲數(shù)值,而是當量斷絲數(shù)值。為了消除鋼絲繩的端頭異常信號,可先讓被檢鋼絲繩在探傷傳感器中先通過12m長后,再按檢測確認鍵進行檢測。(6)在采集不同規(guī)格鋼絲繩的

12、曲線波形時,為了使計算機屏幕顯示的圖形清晰明了,應(yīng)進行波形縮小率的調(diào)整。該數(shù)值只有大于l才有意義,通?？稍?10之間的經(jīng)驗值中選擇,通過改變波形縮小率數(shù)值,能將采集到的曲線波形調(diào)整到最佳的視覺效果(見圖4)。(8)截面靈敏度是反映不同規(guī)格的探傷傳感器在采集信號時的靈敏度情況,其數(shù)值一般為512,由生產(chǎn)廠提供標定值。4 特殊曲線信號分析(1)用 MTC!鋼絲繩檢測技術(shù)采集新的外表鍍鋅鋼絲繩時,得到的密集尖端向下的曲線信號(見圖5),不是斷絲信號,這是鍍鋅不均勻并有毛刺引起的。圖5 鍍鋅鋼絲繩的檢測波形(2)當鋼絲繩遭受雷擊和電弧焊損傷后,其損傷部位的曲線信號始終雜亂無章,這是因為該鋼絲繩的原磁場

13、排序已遭破壞的緣故。這樣的鋼絲繩盡管找不到斷絲,但應(yīng)降低負荷使用或更換。(3)在用 MTC!鋼絲繩檢測技術(shù)檢測鋼絲繩時,如有周期性的電磁波干擾,曲線信號會出現(xiàn)周期性變化的現(xiàn)象,如檢測時檢測設(shè)備與電焊機等共用電源會造成這種干擾。(4)圖6是典型的集鋼絲繩斷絲、擠壓變形、磨損缺陷為一體的曲線信號。圖6a中,起始點處的對稱尖峰為集中斷絲信號;偏離基準線的變異曲線為圖4 調(diào)整波形的顯示效果擠壓變形信號。圖6b中下半部分曲線信號低于基(7)金屬截面基準值(即 LMA0!值)是由軟件自動分析生成的數(shù)值,它是被檢鋼絲繩起始端一定長度內(nèi)的金屬截面積的平均基準值。在分析軟件結(jié)論中反映的鋼絲繩金屬截面積磨損量的百

14、分比,就是以 LMA0!值為基準進行對比而生成的,在判斷受檢鋼絲繩的磨損量時,應(yīng)在標定中調(diào)整最初測得的 LMA0!值,從而得到該鋼絲繩的金屬截面積的百分比磨損量,因此,這一磨損量的數(shù)值是相對于 LMA0!值的結(jié)果。根據(jù)實踐經(jīng)驗,新更換的鋼絲繩在受載使用約1周后,用 MTC!鋼絲繩檢測技術(shù)采集數(shù)據(jù)自動生成的 LMA0!值,最能代表該鋼絲繩金屬截面積的未磨損的基準值。目前國標中還沒有鋼絲繩金屬截面積磨損到什么程度應(yīng)該報廢的標準,通常依據(jù)GB5972-1986起重機械用鋼絲繩檢驗和報廢實用規(guī)范#,以公稱直徑的縮小情況為依據(jù)來進行判斷。為了更加可靠地判別鋼絲繩的安全情況,可對檢測得到的金屬截面積磨損量

15、較大的部位,再用游標卡尺配合進行檢測,這樣能更準確地找到鋼絲繩磨損嚴重的缺陷點,有利于做出正確判斷。圖6 有多種損傷的鋼絲繩的曲線信號港口裝卸 2006年第6期(總第170期)準線,這是磨損曲線信號(右邊的數(shù)值為該鋼絲繩金屬截面積磨損量的百分比)。(5)在采集曲線信號的過程中,鋼絲繩在傳感器中的移動速度過快(如大于6m/s)時,計算機處理采集信號的速度會跟不上,曲線信號會發(fā)生變異,對這樣的曲線信號無法進行人機對話分析,因此,應(yīng)將采集速度控制在6m/s以下,并使受檢鋼絲繩均勻地通過傳感器。在場橋上,并進行跟蹤檢測,取得了可觀的經(jīng)濟效益?，F(xiàn)以此作為企業(yè)節(jié)約設(shè)備運行成本的規(guī)范管理。利用該技術(shù)分析同類

16、集裝箱起重機鋼絲繩的磨損缺陷部位,尋找共性,以此作為依據(jù),對該類設(shè)備進行技術(shù)改造,消除了影響鋼絲繩使用壽命的設(shè)計缺陷,改善了鋼絲繩咬繩損傷狀況,延長了鋼絲繩的使用壽命。通過檢測,發(fā)現(xiàn)某型號集裝箱起重機起升鋼絲繩存在一段(圖7中的L3)經(jīng)常磨損的情況,采用移動其水平導(dǎo)向滑輪,使其中點從D0移到D1的辦法,使 夾角小于 夾角,改善了該處鋼絲繩的擠壓狀況,減緩了鋼絲繩之間的磨損,解決了該型號設(shè)備長期比同類設(shè)備多消耗鋼絲繩的問題。5 利用檢測數(shù)據(jù)評估鋼絲繩的狀態(tài)利用 MTC!鋼絲繩檢測技術(shù)采集到的集裝箱鋼絲繩的缺損信號,探索鋼絲繩材質(zhì)的判別。2003年,我公司從某國進口5卷共5000m的直徑為26mm

17、的線接觸鋼絲繩,用在3種不同類型的RTG上。在使用2個月左右的時間、平均每臺設(shè)備起吊約1萬箱后,發(fā)現(xiàn)該鋼絲繩都出現(xiàn)了不同程度的斷絲或斷股現(xiàn)象,并伴有鋼絲繩松股和嚴重銹蝕的情況,它比原來用的多種型號的鋼絲繩的使用壽命短了很多。針對這一現(xiàn)象,我們采用類比法,用 MTC!鋼絲繩檢測技術(shù)對該型號不同供貨商提供的新鋼絲繩進行檢測,測得其因存在金屬材質(zhì)不良、股繩纏繞過松等缺陷而引起的不正常的漏磁信號,同時又用游標卡尺測得該類鋼絲繩的公稱直徑均比同類直徑小5%左右,而捻距均長3%左右。在同樣的外部條件和作業(yè)環(huán)境中,該類鋼絲繩極易銹蝕。正是這些問題,影響了該類鋼絲繩的使用壽命。我們以 MTC!鋼絲繩檢測技術(shù)采

18、集的信號為依據(jù),并結(jié)合使用周期、起吊箱量、物理數(shù)據(jù)測量對比等客觀分析,與供應(yīng)商交涉,為企業(yè)挽回了經(jīng)濟損失。在使用新鋼絲繩時,利用 MTC!鋼絲繩檢測技術(shù)采集其 LMA0!數(shù)據(jù),能捕捉到鋼絲繩內(nèi)部損傷和缺陷的信息。在采集某型號鋼絲繩的 LMA0!數(shù)據(jù)時,發(fā)現(xiàn)有異常對稱尖端曲線的斷絲信號,經(jīng)過人機對話判斷斷絲位置和斷絲當量值,到現(xiàn)場相應(yīng)位置檢查,發(fā)現(xiàn)該鋼絲繩上存在2處內(nèi)部斷絲缺陷,從而既消除了該鋼絲繩上的斷絲隱患,確保了安全,又得到了索賠。用 MTC!鋼絲繩檢測技術(shù)跟蹤檢測岸橋的起升鋼絲繩,可掌握使用中的鋼絲繩的實際狀態(tài),取得延長鋼絲繩使用壽命的科學(xué)依據(jù)。我們曾對某型號的鋼絲繩做過試驗,創(chuàng)造了該岸橋起升鋼絲繩使用時間長達17.5個月、使用周期內(nèi)裝卸35.7萬箱的記錄。采用該技術(shù)對岸橋上更換下來的鋼絲繩進行安全狀態(tài)檢測、分析和評估,找出其可再利用的部分用圖7 某型號鋼絲繩卷筒和水平導(dǎo)向滑輪的示意圖6 應(yīng)用 MTC!鋼絲繩檢測技術(shù)的注意事項(1)檢測前,應(yīng)先進行目測檢查,消除鋼絲繩嚴重彎曲、擠壓變形、外力軋扁、鋼絲外翹等現(xiàn)象,以免影響鋼絲繩通過傳感器或拉壞傳感器。(2)對受檢鋼絲繩的起始位置做好記號,以