1、狀態監測與診斷技術TCK.W 型鋼絲繩在線無損探傷儀的工作原理及其應用編者按：TCK鋼絲繩探傷儀是TCK.W鋼絲繩檢測儀的早期名稱。TCK.W 數十年如一日，堅持鋼絲繩檢測技術的研究，終于取得了鋼絲繩檢測技術的重大突破，成為鋼絲繩檢測領域的引導者。TCK.W型鋼絲繩在線無損探傷儀，是國家自然科學基金委顯會資助項目(資助項目號6875002)。在充分總結國內外經驗教訓的基礎上，作者探索漏磁場交鏈新原理，研制出高靈敏磁傳感器對鋼絲繩進行無損探傷。通過微機處理定量顯示打印內外斷絲、磨損、銹蝕、損傷斷面、變形、金屬斷面減少、鋼絲焊點及其位置。該儀器靈敏度高、功能多、檢測精度高、測試速度快、抗干擾性能強

2、、體積小、重量輕、裝卡方便，是一種多功能的無損探傷儀；該儀器除了各項經濟技術指標均超過國際同類產品外，還有手動和自動標定系統，是國內外首創。它根據不同直徑的鋼絲繩，可手動或通過微型計算機自動搜索，尋找標定點，使儀器全面實現智能化和操作簡單化1991年l0月，TCK.W鋼絲繩在線無損探傷儀通過省級鑒定，經專利局檢索，專家評定認為，該項目達到國際領先水平。1992年l0月，獲國家發明專利(專利號：90103642.0)。1991年6月，在全國首屆煤炭工業專利技術及產品發布會上獲榮譽證書，并被列為煤炭工業推薦產品。1991年9月，在全國技術成果交流交易會上榮獲優秀獎。1993年4月2日 5日，中國統

3、配煤礦總公司和中國煤炭工業設備管理協會在鄭州召開了全國鋼絲繩無損探傷技術交流會。評審組評議認為：TCK.W型鋼絲繩在線無損探傷儀具備申請許可證資格。1993年4月8日,TCK.W型鋼絲繩在線無損探傷儀取得能源部頒發的煤礦主要設備(安全監測)許可證(93)能源煤配許(171)號 。這是目前國內唯一取得國家機關認可，并同意在全國推廣應用的鋼絲繩無損探傷儀。一、TCK.W型鋼絲繩在線無損探傷儀的工作原理簡述鋼絲繩斷傷面積s是更換鋼絲繩的主要依據和標準。斷傷場強的各項變量都是矢量其和差關系都是矢量關系。一種檢測儀器的存在和實用必有其物理概念和數學模型的建立。在這里也是一樣。鋼絲繩一旦被磁化之后，則圍繞

4、鋼絲繩出現主漏磁場HI、局部漏磁場Hi(即：內外斷絲造成的局部漏磁場Hd、內外磨損造成的漏磁場Hm、內外銹蝕所產生的局部漏磁場Hx及斷面變小、鋼絲焊接點等所產生的其他漏磁場Hq等)。 此外，地理、環境所產生的磁場，如地磁、電氣設施等也不同程度地影響著鋼絲繩的磁場分布以確定鋼絲繩內部和表面缺陷已被公認，并通過實驗得到證明。二、TCK.W型鋼絲繩無損探傷儀的操作與使用檢測前，將探頭和微電腦用屏蔽電纜連接，并將微電腦電源插入交流220V 電源上，然后將ZCX直流充磁機的電源插入電腦的交流220V插座上。接線完畢。1用ZCX直流充磁機對鋼絲繩進行磁化(1)將ZCX卡在被檢鋼絲繩上。(2)接通ZCX開關

5、，指示燈亮。以23ms速度開動提升機，從鋼絲繩一端磁化到另一端，關閉開關，將ZCX拿離鋼絲繩，磁化完畢。被磁化的鋼絲繩短期內可以不再磁化。據國外文獻報道，鋼絲繩磁化后可保持十年。使用單位可根據具體情況，以不影響生產為原則，半年磁化一次。對于記錄著減速信號的鋼絲繩，磁化到減速點停車，將充磁機跳過05m后再繼續接通ZCX往前充磁到末端。磁化鋼絲繩時，除有減速點外，中間不得斷電。在探傷過程中，TCK.W探傷儀不會使減速信號消失，不影響減速信號正常工作。但要注意減速點外的強磁場約lm長對TCK.W 探傷儀會有影響，可對這lm 長的鋼絲繩進行周期性的檢測 對干單繩纏繞式提升機，鋼繩要在罐籠下放時磁化，上

6、升時檢測。根據不同場合可磁化、檢測同時進行。2. 對鋼絲繩進行探傷(1)拿著探頭手柄，扣住扳機，使探頭張開，然后卡在鋼絲繩上：以0-3ms速度開車，探頭將信號送入微電腦。(2)微電腦的操作：詳見說明書(計算機部分)。(3)對鋼絲繩初檢時，可用方便電源盒(初檢器)與探頭直接連接不通過微電腦。通過探頭上指示燈可知有無損傷信號，而且方便電源有報警裝置，遇到危險信號時，可發出報警響聲。3充磁機和探頭的方向在檢測中，注意充磁機的探頭的方向(見圖1)，ZCX 型直流充磁磯的N 極和探頭的N 極方向要一致。被磁化的鋼絲繩和ZCX型直流充磁機方向一致。不論鋼絲繩運動方向是正向還是反向，鋼絲繩的N極始終和充磁機

7、的方向一致。圖l4.探頭指示燈安裝于標牌上共7只燈：IVI為紅燈，指示6路傳感器輸出狀態。燈亮表示在鋼絲繩的相應位置有損傷信號輸出，燈滅表示無損傷信號輸出。中間一只綠燈表示行程，指示行程信號的輸出，見圖2。圖25. 探頭的調整可在新鋼絲繩上進行，也可在5m長的樣板鋼絲繩上進行，鋼絲繩磁化后將探頭卡在鋼絲繩上。調整旋鈕，使六只燈處于熄滅狀態，移動鋼絲繩或探頭。經過人為斷傷點或使用中出現的斷傷點時斷傷信號輸出到微機，由微機處理后打印出結果。如果打印結果不符臺實際檢查結果，則進一步調整微調旋鈕，直到準確為止，一般在5m長樣板鋼絲繩上人為制造45個斷傷點即可。在樣板鋼絲繩上調好之后，到現場實測時還要再

8、次調整。如探頭卡在鋼絲繩上發現指示燈亮，則證明卡探頭的地方有損傷；查找結果如無損傷。則調整微調使指示燈熄滅，即可進行檢測。六只信號燈全熄滅，說明無任何損傷。若Hd、Hx、Hm、 Hq中某一項不為0，就應有信號燈亮，有“I”輸出。例如：Hdo，Hx=0Hm=0Hq=0，則有“I”輸出，其檢測內容是斷絲，其他類推。6探頭的機械調整鋼絲繩保持在探頭中心運動很重要，鋼絲繩偏離探頭中心會影響檢測精度，保持鋼絲繩在探頭中心運動靠調整導輪架上的頂絲。旋轉頂絲可使橡膠導輪沿徑向移動，以改變環抱鋼絲繩的直徑，最佳狀態是鋼絲繩運動時，八只導輪都在旋轉，鋼絲繩擺動中的緩沖靠橡膠輪輕微變形；頂絲順時針旋轉時環抱鋼絲繩

9、的直徑變小，反之變大，注意鋼絲繩不得摩擦到探頭內壁以免探頭內壁受磨損。行程輪要靠在鋼絲繩上滾動。檢測時靠行程輪給出深度倍號(長度信號)以確定鋼絲繩損傷位置，不得反復移動，就是說如檢測AB兩點間長度時，一次走完，不得在中間反復幾次后再達到終點，否則行程座標就錯了。三、TCK.W型鋼絲繩在線無損探傷儀在實際中的應用及評價1浙江平水銅礦1991年9月經過工業試驗、應用試驗、適應性檢測和在線檢測使用，并經對被測鋼絲繩的解剖驗證，結論如下：(1)TCK.W儀能檢測提升機鋼絲的斷絲、磨損和金相組織缺陷等損傷(斷面面積的減少)，它不僅能檢測在用鋼絲繩的損傷情況，而且能檢測新鋼絲繩的制造質量(焊接點、捻制損傷

10、)。(2)探頭的傳感原理先進，實地檢測時不影響提升機鋼絲繩上已記錄的自控磁信號，是一重大突破。(3)探頭結構緊湊，體積小，重量輕。能方便地裝卡和退出，技術可靠，操作安全。(4 )在正常運行狀態下檢測，鋼絲繩運行速度的變化不影響檢測結果，因此，真正實現了不影響正常生產的在線檢測。(5)信號處理(微機)系統運行良好。2云南易門礦務局1992年1月，該儀器實現了豎井鋼絲繩在線檢測替代手工及肉眼檢測，通過實測9O多次獲取1000多個數據。經解剖鋼絲繩驗證，基本相符，目前技術上是可靠的，實際應用是可行的。該儀器體積小、重量輕、靈敏度高、輸出信號強，性能比較穩定、操作方便，在不清除表面油污的情況下，也能較

11、準確地檢測表面斷絲數，對內部斷絲有較強的判斷能力，是目前唯一可用的一種新型鋼絲繩斷絲檢測儀器。建議在全局礦山推廣使用。3中國人民解放軍第二炮兵工程學院該探傷儀已被該院采用。用于導彈基地鋼絲繩檢測。使用證明，該儀器功能齊全、準確可靠，能檢測鋼絲繩內外斷絲、磨損、銹蝕等損傷，還能檢測出鋼絲焊接點，并擴大了使用范圍，利用該探傷儀可檢測鋼管裂紋。四、結論1.TCK.W型鋼絲繩在線無損探傷儀使用首創的漏磁場交鏈原理，不僅靈敏度高、功能多、檢鍘精度高、測試速度快、抗干擾性能強，而且體積小、重量輕、裝卡方便，各項指標均超過國際同類產品。其特有的手動和自動標定系統，通過微機自動搜索，尋打標定點，自動打印結果，實現了全面智能化和操作簡單化。2TCK.W型錒絲繩在線無損探傷儀，可實現在線檢測，大大縮短了對鋼絲繩的檢測時間，將給使用者帶來巨大經濟效益。3TCK.W型鋼絲繩在線無損探傷儀，可使鋼絲繩的更換建立在科學基礎之上，使鋼絲繩的使用壽命延長到確實失效限度為止，這將極大降低企業的生產成本。4TCK.W型鋼絲繩在線無損探傷儀，可使對鋼絲繩