基于弱磁的钢丝绳断丝检测磁特性分析分析

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1、武汉理jI：人学硕士学位论义11．{课题研究的意义第1章绪论钢丝绳由予具有强度高、自重轻、弹性好、工作平稳可靠、承受动载和过载能力强以及在高速工作条件下运行和卷绕无噪声等许多优点，所以在运输、矿山、旅游、交通、冶金及建筑等很多行业得到了广泛的应用，如矿井提升机、电梯、吊桥、旅游缆车及起重运输机械等都大量使耀钢丝绳。然而，钢丝绳作为～种承载构件，它在使用的过程中必然会发生疲劳、锈蚀、磨损甚至骤甑现象，因此，钢丝绳使用的安全性是人们长期以来一直关心的问题。近十年来因钢丝绳破断而造成的事故仍然时有发生。2004年德

2、江县枫溪镇桐湾村一煤矿因钢丝绳断绳导致3人死亡，1人受伤；1999年，贵州麻岭游览区的缆车钢丝绳突然断裂，缆车上的23名游客仅有一名幸存下来，其余22名全部不幸身亡等等诸如此类的悲惨事故仍在影响着我们的生活。但出于钢丝绳结构的复杂性，工作环境的多样性，检测方法的局限性，使得钢丝绳缺陷检测非常困难，到因前为止，几乎没有一种检测方法或仪器装置完全满足实际检测的使磺要求。目前，我国的各大港口一般都是采用人工检查和定期强制更换钢丝绳的办法来保证生产安全。这种办法不仅可能报废了仍有使用价值的钢丝绳而造成巨大的浪费，而且

3、还可能不能及时更换由于各种偶然因素严重损伤的钢丝绳，形成事故隐患。因而研制先进的钢丝绳无损检测仪器，其经济效益和社会效益是可观的。．1。2文献阅读综述1．2．1钢丝绳无损检测技术的分类钢丝绳是工程中应用极为广泛的一种挠性构件。它具有强度高、自重轻、弹性好、工作平稳可靠、承受动载和过载能力强以及在高速工作条件下运行和卷绕无噪声等许多特点，在煤炭、冶金、交通、运输、建筑、旅游等国民经济武汉理：[人学硕士学位论文各主要行业和部门得到广泛应用。起重机、矿井提升机货运客运索道、电梯、斜拉桥、悬索桥、悬吊屋顶、船舶的固定

4、缆绳、吊车等，都是应用钢丝绳的实例。正像其它的工程构件一样，钢丝绳在使用过程中也会发生疲劳、锈蚀磨损甚至断裂等现象，这些都影响到了钢丝绳的安全使用。多年来，人们一直在探索钢丝绳的损伤机理和检测钢丝绳缺陷的各种方法，国内外的科技工作者已经提出了很多适合于钢丝绳状态检测的无损检测方法，其中具有代表性的有下面几种【l叫：声学检测法、机械检测法、射线检测法、电流检测法、光学检测法、电涡流检测法、超声波检测法、振动检测法、声发射检测法和磁检测法。上述方法中，前四种或因检测信号易受干扰，或因检测结果难以记录，或因设备费用

5、太高，或因检测性能太差，至今未能走出实验室。其他方法均得到过实际应用。而磁检测法是检测钢铁工件的首选方法【4】，也是目前被公认为最可靠的钢丝绳检测方法【5】。这一方法长期以来受到人们的重视，也是目前最为成熟的检测方法。钢丝绳绝大多数采用导磁性能良好的高碳钢制成，很适合于利用电磁检测法进行检测；同时磁检测法具有成本较低，易于实现等优点，因而，目前实用的钢丝绳技术和仪器几乎都采用磁检测法[6-12】。磁检测方法检测钢丝绳缺陷(断丝、磨损、锈蚀等)的基本原理是，用一磁场沿钢丝绳轴向磁化钢丝绳段，当钢丝绳通过这一磁化

6、磁场时，一旦钢丝绳中存在缺陷，则会在钢丝绳表面产生漏磁场，或者引起磁化钢丝绳磁路内的磁通变化，采用磁敏感元件检测这些磁场的畸变即可获得有关钢丝绳缺陷的信息【13】。1．2．2钢丝绳电磁检测技术的发展简史1906年，南非C．McCann与R．Colson共同研制了世界上第一台钢丝绳电磁无损检测装置。该装置采用交流(AC)励磁，故称为AC方法。1925年。德国H．Chappuzeau又首次提出了基于漏磁测量的钢丝绳电磁无损检测装置，这一方法采用直流(DC)励磁，故称为DC方法。基于DC方法，1925～1955年期

7、间，国外开发了大量的钢丝绳检测仪器。从60年代丌始，钢丝绳无损检测技术进入系统研究阶段。日本藤中雄三教授与小门纯一教授等通过对不同使用环境中各种结构类型的钢丝绳进行大量检测实践，分析了现场中影响钢丝绳电磁无损检测结果准确性的各种因素，从而提出了利用电磁检测法进行钢丝绳检测时需要解决的问题及一些实用方法。加2武汉理工人学硕十学位论文拿大F．Kitzinger博士与G．A．Wint教授提出了利用霍尔元件作为检测元件实现对钢丝绳截面变化和局部损伤缺陷进行检测的技术方法与装置；紧接着，又提出了利用磁通门技术组合检测钢

8、丝绳截面变化和局部损伤缺陷的技术方法与装置。波兰w．Swider博士等对电磁无损检测仪器检测钢丝绳输出的检测信号进行了深入的分析，进而摸索出从检测信号中辨识缺陷类型的一些方法与规律。经过各国科技工作者的不懈努力，钢丝绳检测技术，特别是电磁无损检测技术，得到很大进展，并制成了相应的检测仪器。与人工目视检测相比，这些探伤仪器的产生和推广应用是钢丝绳检测上的一大进步，但是这些探伤仪都存在着的缺点：仪器分辨