钢丝绳在线监控系统技术方案
煤矿钢丝绳实时在线监控系统
技术方案
上海宏探无损检测设备有限公司
第1页，共24页
钢丝绳在线监控系统技术方案
第一章 监控技术简介
1、目前现状
钢丝绳作为起重、运输、提升及承载等重大装备与重要设施中的高度危险构件，被视为诸多工业领域的“生命线”。被广泛应用于矿山、冶金、建筑、水利、旅游、港口码头、交通运输、航空航天、石油钻探、军事工业等各个领域。在起重提升设备中，钢丝绳的使用十分普遍。
长期以来，由于复杂的结构、恶劣的使用环境和损伤的不可修复性，原因 的千差万别，但一般随着使用时间 的持续，都会出现损伤现象，大体归纳起主要损伤现象有以下几种，即：断丝、磨损、疲劳、锈蚀、变形、咬绳、过载。以致钢丝绳的使用和管理始终是设备管理的难点，也成为企业安全生产的重大隐患，多年来事故不断，直接的设备损失和间接的经济损失巨大。历史以来，由于缺少科学可靠的实时在线监控设备，钢丝绳的安全监测一直是重大设备管理过程中的“盲点”或“危险源”。研制钢丝绳实时在线监控系统，及时发现在役运行设备的事故隐患，确保钢丝绳安全运行，是用户长期要求解决的迫切问题。
煤矿的主副井提升钢丝绳在遭遇淋水、粉尘、含硫气体的恶劣环境下频繁工作，钢丝绳断裂的事故时常发生。为了保证安全，煤矿安全规程以很大的篇幅对钢丝绳的使用进行严格的规范。各种股捻钢丝绳在1个捻距内断丝断面积与钢丝总断面积之比或直径量减小量达到煤矿安全规程第404条、405条、406条规定，提升钢丝绳必须每天检查1次，必须更换。
长期以来，在钢丝绳的管理上一直处于一种“重视但没有有效手段”的尴尬境地，不得不采用人工目测、卡尺量、凭经验、凭感觉换绳等方法，存在着“不可靠、不安全、不经济、低效率”等四大难题，亟需利用先进的管理和技术手段加强钢丝绳的检测、承载能力评估、安全管理等工作，从整体上提高二矿区提升设备的管理水平，保障钢丝绳安全运行。
随着便携式钢丝绳电脑探伤仪诞生，从技术上解决了煤矿钢丝绳的在线检测，众多煤矿已率先投入使用。现行的检测仪器是虚拟式的设计理念，利用现代的功能强大的IT技术，将该设备的的技术性能加以拓展与衍生，应用于钢丝绳在线实时监控，成为煤矿保障安全的工具。
第2页，共24页
钢丝绳在线监控系统技术方案
2、国内外产品
自1906年世界上第一台钢丝绳探伤仪问世以来，目前国内外市场相继拥有众多钢丝绳无损探伤设备，作为点检与巡检，无法长期固定在被检设备进行实时监测之用，现国外主要产品有：美国史普拉格公司的NDT、波兰Zawada公司的MD、南非AATS公司、俄罗斯Intron Plus Ltd的Intros、德国Stuttgart大学的WBB、日本东京制钢的MRT和加拿大Rotesco的Rotescograph 2D和2C-TAG88M；国内主要产品有：华中科技大学的MTC、沈阳全鞍安全报警器材有限公司的KST、、北京杰安泰无损检测有限公司的EMT，目前现有产品都局限于仪器仪表的采样实施，不能利用计算机进行控制，实现虚拟仪器模式的监测设备，以致无法满足实时在线长期监控的方案与效果。 3、同类产品
目前钢丝绳在线监控系统在国内是绝无仅有的几家公司研制出该类产品，主要有两类：洛阳TCK公司(TST公司)与上海宏探无损检测设备有限公司已涉足该领域的发，一类是剩磁类，洛阳的研制的产品为弱磁式(剩磁式)钢丝绳在线自动检测系统；一类是永磁类，上海宏探无损检测设备有限公司的现有产品为GNDT钢丝绳在线监控系统。 3.1弱磁式钢丝绳在线自动检测系统
其使用的原理为剩磁方法（GB/T21837－2008《铁磁性钢丝绳电磁检测方法》中的4.14条定义并注：该方法是新开发的一种钢丝绳检测技术，有待进一步跟踪研究和应用验证），该方法在检测时是励磁设备与检测单元是分体的，必须在检测之前对被检钢丝绳进行磁化，然后由检测单元对被检测钢丝绳的剩余磁场变化进行检测。同时此方法早在美国的ASTM E 1571－93《铁磁性钢丝绳电磁检测规范》到目前最新版的标准都难以列入其中（该标准是在ASTM委员会E7无损探伤部司法监督下，由小组委员会E07.07电磁测量法部直接负责）。
步骤一 步骤二
该剩磁方法的固有局限性（见GB/T21837－2008中的7.4条）：1、仪器所测的金属横截面积变化，只能表示相对仪器校准基准点处的变化。2、对于引起金属横截面
第3页，共24页