钢丝作业技术

2024-10-02

钢丝作业技术（精选7篇）

钢丝作业技术篇1

大庆钻探试油测试公司已在伊拉克库尔德地区走过了八个年头的风雨。在这八年里, 试油测试作业工艺得到了显著地发展, 特别是随着甲方的油田开发的深入, 钢丝作业技术在压力参数采集、完井技术、多层生产井选层方面发挥了越来越重要的作用, 为甲方减少作业周期、节约了大量的成本。钢丝作业技术也日渐成熟, 本文就钢丝作业技术的工艺原理及应用做一些研究和阐述。

1 DPT钢丝作业技术的特点及优势

传统的试井作业中, 人们一般采用普通的钢丝绞车或试井车, 将压力计通过试井钢丝或者电缆下入井下储层中部, 记录井下压力、温度的同时需要将钢丝或电缆系到井口并且得利用井口防喷装置等设备。而DPT钢丝作业技术恰恰解决了这一难题。其主要特点是:

(1) 可以实现钢丝与井下工具串 (压力计或者封堵器) 脱开, 并将井下工具串投放到预定深度, 而将钢丝起出, 大大的降低了试井设备的占用率;

(2) 降低了作业强度, 并且由于起出了钢丝, 消除了井控安全隐患, 提高了作业的安全性;

(3) 在不压井的情况下, 有效地取得整个试井的资料, 特别是能解决自喷高压油井或气井难以取得井下准确的温度压力参数的难题;

(4) 降低了高含硫化氢、高含CO2井对工具的要求;

(5) 降低了试油成本。

2 DPT钢丝作业技术工艺原理

通过钢丝作业将连接到钢丝工具串的存储式电子压力计 (通常放置在压力计拖筒内) 下入井内, 当达到井下预定深度时, 通过快速下放, 在震击器作用下剪断投捞器内的剪切销钉, 将压力计及井下承接装置坐落在生产管柱的坐落接头Nipple内, 起出投捞器及其上部工具, 搬走试井车, 在不影响井下流体的流通通道的情况下, 井下压力、温度等参数就存储到压力计中;而当人们需要获知井下压力温度等参数时, 可以将重新通过试井设备将已投放井内压力计工具串从生产管柱内起出井口。

3 系统组成

钢丝作业技术工艺系统主要由试井钢丝撬、井口防喷装置以及井下作业工具串组成。

3.1 试井撬 (或试井绞车)

一般分为两部分:动力部分和绞车部分。动力部分是由柴油机和液压油泵组成, 柴油机带动液压油泵将动力液经高压软管输送到绞车上。绞车钢丝一般配置:从超轻型 (.092") 到超重型 (.140") 钢丝, 钢丝绳为从轻型 (3/16") 到重型 (1/4") 钢丝绳电缆为从轻型 (3/16") 到重型 (1/4") 单芯电缆。

3.2 防喷系统

钢丝阀 (BOP) +防喷管+防喷盒, 电缆作业还包括:防空阀、压力表等。BOP标准承压系数5000psi, 防喷管是带有快速接头, 能承受高压的管子, 可以有效的使井下工具有压力的情况下进出井, 一般最下面的防喷管上有泄压阀孔, 压力表孔;防喷盒上是关键的上部防喷工具, 主要是通过盘根密封, 液压打压来实现钢丝与盘根之间的密封并且保证钢丝自由出入。防喷盒上的滑轮能自动对准绞车的方向。滑轮的直径主要有254mm (10in) 和392mm (16in) 两种。

3.3 井下工具

钢丝作业的井下工具串基本结构组成:钢丝绳帽-加重杆-机械震击器-万向节-投捞工具-扶正器-电子压力计承接装置-支持器-缩径等。

4 钢丝作业应用情况

钢丝作业工艺在库尔德地区应用非常广泛, 已逐步形成了一套完整成熟的作业程序。自2006至2010年这五年内, 钢丝作业就多达28口井次, 100多层次, 大部分是伴随着DST地层测试, 在地层测试油管串内下入开关滑套, 通过钢丝作业的特点把封堵器和压力计管串下入滑套内, 达到封堵测试层, 获得井下样品并动态获得井下压力温度等参数。以下是部分作业情况表1所示。

实例说明:

以Miran-2为例, Miran地区位于库尔德地区北部重镇苏里, 其地质岩石类型是碳酸盐岩, 服务甲方是挪威国家石油公司, 地表外貌为小丘陵荒漠地区;2009年11月13日, 甲方对Miran-2井实施完井测试, 完井油管管柱结构 (自上到下) 测试树—31/2”BTS-6油管—伸缩接头—压力计坐封接头 (XN接头) —31/2”BTS-6油管—内封堵器坐封接头—RTTS安全接头—RTTS封隔器—筛管。期间, 使用钢丝作业将压力计工具串下到坐封接头上, 流动期间下2200M进行PVT取样等。2009年12月16日起出钢丝工具串, 回放压力计, 所得压力计图如下:

从压力、温度与时间的图表上可以看出:井下井底压力3000Psi, 井底温度160F, 为下一步更好的完成PVT取样提供了参数保障, 此井共取PVT样三只, 取样成功率100%。

5 钢丝技术作业的前景展望

随着库尔德地区的油区日益发展, 作业将由探井转向生产井, 钢丝作业技术将在生产作业上发挥越来越重要的作用。作业范围也从单一的压力计与PVT取样拓展到各个方面, 特别是在完井管柱中存在多个油气层时通过开关滑套与投捞堵塞器相结合的方法来选择要打开的油气层, 大大地节约了成本, 提高了油田的效益。

摘要：本文介绍了钢丝作业技术的特点及优势;阐述了钢丝作业的基本原理, 通过钢丝作业技术在库尔德地区的应用实例, 说明钢丝作业在完井技术、生产井选层方面重要作用, 能起到减少作业周期、降低成本等。

关键词：钢丝作业技术,库尔德,完井技术,生产井选层

钢丝作业技术篇2

1.1 管柱类型、管柱结构

1.1.1 试采一体化完井管柱类型

(1) 直井试采一体化完井管柱 (图1-1)

(2) 水平井试采一体化完井管柱 (图1-2)

1.1.2 直井试采一体化完井管柱结构

直井试采一体化完井管柱结构主要由井下安全阀、化学注入阀、伸缩接头、

封隔器、座落短节、割缝油管、座落短节、丢枪短节、射孔枪等具有防硫性能的工具组成。其连接管柱有4.5in油管、3.5in油管、2.875in油管。

第一作者简介:贾庆瑞 (1988-) , 男, 技术员, 2011年3月毕业于天津石油职业技术学院石油工程系, 现从事井下作业, 试油和钢丝试井作业技术研究。

1.1.3 水平井试采一体化完井管柱结构

水平井试采一体化完井管柱结构主要由井下安全阀、气举阀、坐落短节、滑套、化学注入阀、伸缩接头、封隔器、坐落短节、带引鞋球座等具有防硫性能的工具组成。其连接管柱有3.5in油管。

1.2 管柱井下工具的名称及作用

1.2.1 井下安全阀

一般下在井下100 m左右, 它是通过连接到地面上的液压管线加压、卸压可实现井下安全阀开启、关闭.当井口采油树失控发生泄漏、井喷事故时, 可立即关闭该阀, 实现井控。

1.2.2 化学注入阀

化学注入阀下在完井管柱的伸缩接头之上, 用通径6 mm±高压钢管从井下连接到地面, 通过高压泵可向井筒内注入化学药剂, 用于开采时期维护油井正常生产。

1.2.3 伸缩接

伸缩接头下在完井管柱的液压封隔器之上, 用以补偿测试、生产时管柱的伸缩形变, 保护液压封隔器坐封可靠。

1.2.4 液压封隔器

液压封隔器下在完井管柱的伸缩接头与座落短节 (该短节下井前需提前安放2.813”堵塞器) 之间, 正加压完成液压封隔器坐封工作, 用与封隔油套环空。

1.2.5 座落短节

座落短节用于配合钢丝作业的堵塞器、锁芯、悬挂器等工具使用;作用是封堵、分隔管柱内空间, 临时封闭油井, 也可用于悬挂压力计进行测试工作。

1.2.6 割缝油管

割缝油管是油套环空, 流体流动的通道。

1.2.7 气举阀

气举阀是连接在试采一体化水平井完井管柱不同位置上的一组设备, 可通过钢丝作业的气举阀投捞工具串开启关闭不同深度的气举阀, 实现气举排液作业。

1.2.8 滑套

滑套能进行打开或关闭动作, 连通油套环空, 从而完成洗井、替液等作业。

1.3 钢丝作业难点分析

根据现场测试求产资料, 雅达工区相当部分井为高温高压井, 且硫化氢、沥青含量较高, 因此对于该类型井的钢丝试井作业, 具有相当的风险及难度, 主要体现在以下几个方面:

(1) 硫化氢对井下施工工具有很强烈的腐蚀作用。

(2) 高温度且施工过程中温度变化大, 对下井工具的材质耐高温要求高。

(3) 高压力以至完井液密度高, 钢丝作业工具使用环境恶化;开井施工作业及关井时井口压力高, 井口防喷装置要求严格。

(4) 地层出砂堵塞工具, 工具卡死井下。

(5) 井深 (直井深度可达4000m以上) , 管柱结构变化多端, 井内管柱短接、变径较多, 工作状态更为复杂。

(6) 酸洗作业, 导致工具极易腐蚀、变形。

(7) 测试求产后期, 井壁较脏 (含有沥青等杂质) , 钢丝作业极易出现遇阻、遇卡现象。

2 钢丝作业施工工序 (实践操作)

根据伊朗雅达瓦兰油田高温高压含硫油井所配备的试采一体化完井管柱结构类型, 以及试油测试项目的要求, 选出了与其配套的钢丝作业工具:Gauge cutter、 (图2-1) 、MR及Bomb hanger、GR打捞工具 (图2-2) 、Lock Mandrel及Run tool、GR打捞工具Prong及SB (图2-3) 。 (以上是目前钢丝作业的主要部分工具) 圆满完成了雅达一期数百井次的试井作业。

2.1 简述施工工序

伊朗雅达瓦兰油田根据开采油藏深度、油层厚度、压力系数高低, 分成两种类型井开采:垂直钻探生产井 (F井) 和水平钻探生产井 (S井) 。以F井为例:

2.1.1 下试采一体化完井管柱作业时

按施工设计下放完井工具, 在管柱、工具下放途中, 利用钢丝作业实施通径, 核实管柱深度, 检查有无变形。

2.1.2 坐封、验封封隔器作业时

坐封完成后, 通过钢丝作业捞取井下堵塞器, 辅助验封封隔器。

2.1.3 井筒替浆作业时

钢丝作业, 下入滑套开关工具, 开启滑套, 使油管与环空形成连通, 洗井, 替出环空泥浆。按设计完成替浆后, 再次下入滑套开关工具, 关闭滑套。

2.1.4 打捞井下堵塞器作业时

按设计要求, 为便于后期酸化测试求产, 需通过钢丝作业, 捞出井内原有堵塞器 (雅达油区所用堵塞器有两部分组成:prong和Lock Mandrel)

2.1.5 投捞压力计作业时

测试期间, 为取得井下温度, 压力数据, 需通过钢丝作业, 实现投捞井下压力计作业。

下面具体介绍试采一体化管柱钢丝作业工序中的:投压力计、投锁芯作业。 (此两项作业在所有钢丝施工工序中, 是极易发生事故的。所叙述操作工序均由现场多次事故之后分析总结得出。)

2.2 投压力计施工工序

根据雅达项目测试要求, 为更好的分析了解井况, 取得井下数据, 测试中需下放井下压力计取得温度、压力数据。操作工序如下:

(1) 根据井况选择合适通井规通井。

(2) 确定合理投送工具串。对于F井 (直井) 使用MR压力计投送工具串如图2-4, 对于S井 (斜井) 使用MR压力计投送工具串如图2-5. (加万向节便于工具串在井内随油管偏转, 从而减少遇卡。同时可避免工具旋转造成钢丝绕接疲劳。)

(3) 当MR压力计投送工具串下入防喷管内后, 缓慢打开清蜡阀, 当听到气流声后停止开启, 至压力平衡后再完全打开阀门。 (如果开启闸门过急, 高压气流冲击工具串使工具串上窜, 极易造成钢丝打扭或Bomb hanger脱落)

(4) MR压力计投送工具串在下放途中无特殊情况禁止上提 (上提, 极易造成Bomb hanger锁块转化, 导致Bomb hanger中途落井, 损坏工具) , 速度控制在80m/min以内, 并设置好绞车张力正负变化报警值:50磅。通过安全阀、变径及其它井下工具井段时控制速度在15m/min以内, 同时监测张力防止遇阻, 通过后检查张力是否发生明显变化。

(5) 在距滑套上部30m左右, 测试静止张力二次并记录;在距坐落接头5m左右, 测试静止张力一次并记录, 测试速度控制在15m/min以内, 测试张力过程中, 前后测试条件必须一致 (同一深度, 同一速度, 同时下放或同时上提测张力) 。当工具串下放至坐落接头之下5m后, 开始上提工具串到坐落接头之上5m左右, 并记录上提张力和静止张力。缓慢下放工具串至坐落接头处, 使悬挂器坐入坐落接头内。

(6) 上提工具串测试钢丝上提张力和静止张力, 与投送前测试张力对比, 张力发生明显减少, 且与压力计和悬挂器重量换算值大体相当, 证明压力计已成功投放。

2.3 投锁芯施工工序

锁芯:完井作业中为便于封隔器座封、分割管柱内空间或测试求产后期临时弃井封井时, 需向坐落短节内投放的一种井下工具。其种类分为:R型、X型、RN型、XN型。目前雅达油区主要用的是XN型锁芯。

操作工序如下:

(1) 选用合适通井规通井。

(2) 设置好绞车张力正负变化报警值:50磅。下锁心投放工具串 (图2-6) , 在距滑套上部30m左右, 测试静止张力二次并记录;在距坐落接头5m左右, 测试静止张力一次并记录, 测试速度控制在15m/min以内, 测试张力过程中, 前后测试条件必须一致。 (下放途中若遇阻, 禁止快速下击, 极易造成工具卡或投放工具串变为非选择位)

(3) 工具缓慢下至坐落接头下部5米左右, 记录钢丝静止张力。重新设置张力正负报警值:350磅。

上提工具到工作筒, 由于投送工具滑块作用, 使工具不能正常通过工作筒;继续上提后钢丝张力如果超过静止悬重100公斤左右, 此时投送工具:

(1) 滑块收缩, 不再保护上部剪切销钉;

(2) 在打捞颈和弹簧外套之间出现一个间隙;

(3) 工作筒探测爪子收缩, 锁芯键弹出, 使投放工具串成为非选择位。如果继续上提后钢丝张力超过静止悬重100公斤后, 仍无法使工具转换为非选择位, 就需要向上震击, 速度50m/min, 并根据实际情况增加速度, 直到工具转换为非选择位。将投放工具串提过坐落接头6m左右, 并记录好上提和静止张力。

下放工具串, 使锁心卡瓦进入工作筒90度台阶, 使工具限位。轻轻向下震击, 速度控制在20m/min以内, 使锁芯完全进入工作筒。向下高速震击3次, 切断6.3毫米上部钢销钉。上提工具串超过静止张力约220lbs, 观察3分钟, 如果张力不变, 说明锁芯已经完全进入工作筒, 并转换到锁紧位。

向上震击, 切断8毫米下部铜销钉。顺利起出下入工具, 井口确认, 完成投放作业。

3 钢丝作业施工总结

伊朗雅达瓦兰油田从事的钢丝作业, 实现了管柱试压、坐封、酸化测试求产、封井、回采等作业的一体化。严防了高压高温含硫油气井的井控安全隐患。施工工序简化, 节省施工时间, 缩短施工周期, 经济效益十分显著。

从项目开始到目前, 钢丝作业数百井次。作业事故发生十几次 (井下工具严重遇阻、遇卡、被埋、井下落物等事故) , 这些事故大部分是因为井况原因造成, 但也存有因施工准备、工具检查核实不到位造成的事故。

整体来看, 高压高温含硫油气井钢丝作业取得显出成果:

(1) 系统优化了钢丝作业工具、工序;

(2) 制定了多项高压高温含硫油气井钢丝操作规程和规章制度;

(3) 造就了更加规范、标准化的作业指导方针;

(4) 员工安全意思、职业技能得到很大提高。

4 钢丝作业施工建议

高压高温含硫油气井钢丝作业事故发生率较高, 常有遇阻、遇卡等现象, 为此提出以下预防处理措施:

(1) 经常检查和保养各种设备和工具, 对震击器等各种下井工具和装置定期进行功能检测, 及时发现不足并整改, 保证下井工具和装置的良好状态。

(2) 控制绞车拉力, 避免钢丝塑性变形, 定期检测钢丝质量。

(3) 根据井下管柱结构, 井况合理选用下井工具及设备。

(4) 下井装置工具要设计有利于打捞的打捞颈, 并配备相应专用打捞工具。

(5) 所有工具下井之前, 必须逐一检查, 准确计量长度尺寸并记录。

(6) 钢丝作业设备安装试压合格, 开启井口闸门时, 应缓慢打开直到上下压力平衡 (快速的开启闸门, 因井下高压气流冲击, 极易造成工具串上窜或下井工具 (如压力计悬挂器) 落井现象) 。

(7) 下入井下工具前要用合适通井规通井, 了解井筒状况。

(8) 合理选择井下震击器。对于井内含沥青等杂质较多的井不易使用链式震击器 (链式震击器空缝隙较大, 杂质粘附在上面, 可能会导致震击器卡死, 失去震击效果, 造成井下事故) , 建议选用管式震击器。

(9) 及时了解井的动态, 每进行一步作业, 要考虑可能发生的事故, 并提出相应处理措施。

(10) 认真做好钢丝作业各工序的风险识别、风险控制, 做好硫化氢防护作业。

(11) 加强员工井控安全意识, 不断提高人员的技术素质, 操作人员必须熟悉下井工具或装置的规范, 结构、性能和原理, 每项作业严格按照操作规程。

摘要：伊朗雅达瓦兰油田测试层属于高温、高压、高含硫油气井范畴.为了极好的多方位的防范、控制井控风险, 采用了一种试采一体化的完井管柱。针对这一完井管柱, 钢丝作业技术在其中占据着重要的地位。目前, 通过多井次的实施应用, 钢丝作业技术日趋完善, 能够胜任伊朗雅达瓦兰油区钢丝作业任务。从而为提高海外试油速度提供了有效保障。鉴于作者的工作业务范围, 本文主要介绍作者在伊朗雅达瓦兰油田的现场实践操作, 并对钢丝作业在此井况下的应用进行总结, 希望能对同类型钢丝作业提供一定的指导意义。

关键词：伊朗雅达瓦兰,高温高压,完井管柱,钢丝作业,实践操作

参考文献

[1]中法渤海地质服务有限公司修井完井测试监督培训教材

钢丝作业技术篇3

1 钢丝绳的类型

大部分钢丝绳都是圆形股钢丝绳, 而且按绳中钢丝接触的状态分为点接触钢丝绳、线接触钢丝绳和面接触钢丝绳。点接触钢丝绳即是普通钢丝绳, 是由相同直径的钢丝捻制而成, 由于制造简单价格便宜, 所以在升降机械和拖绞机械中使用十分广泛, 但挠性差, 使用寿命短。线接触钢丝绳由不同直径的钢丝捻制而成, 内部钢丝之间的接触成线状, 钢丝间的挤压应力比点接触钢丝绳小得多。线接触钢丝绳由于挠性好, 使用寿命长, 现已在起重机械尤其是电梯中广泛使用。面接触钢丝绳是由不同截面的异形钢丝组成, 使内部钢丝呈面接触。一般用于特种用途。

2 影响钢丝绳寿命的因素

钢丝绳的根数确定, 除了考虑负载和安全系数外, 还应考虑钢丝绳在绳槽中的比压和钢丝绳的弹性伸长量。一般要求电梯处于最低层站时, 轿内载荷由空载到满载所引起钢丝绳的伸长量不超过20mm。所以在大提升高度时, 为控制伸长量就需增加钢丝绳根数, 才能保证电梯有好的平层精度并在起、制动时不会产生较大的弹性抖动。钢丝绳使用过程中, 由于各种应力和摩擦、腐蚀等, 使钢丝绳产生疲劳、断丝或磨损。当强度降低到一定程度, 不能安全地承受工作负荷时就应报废。影响钢丝绳寿命的因素有以下几个方面:

1) 拉伸力。运行中的动态拉力对钢丝绳的寿命影响很大, 同时各钢丝绳的荷载不均匀也是影响寿命的重要方面, 如果钢丝绳中的拉伸荷载变化为20%时, 则钢丝绳的寿命变化达30%~200%。

2) 弯曲。电梯运行中, 钢丝绳上上下下经历的弯曲次数是相当多的, 由于弯曲应力是反复应力, 将会引起钢丝绳的疲劳, 影响寿命。而弯曲应力与曳引轮的直径成反比, 所以曳引轮、反绳轮的直径不能小于钢丝绳直径的40倍。

3) 曳引轮槽型和材质。好的绳槽形状使钢丝绳在绳槽上有良好的接触, 使钢丝产生最小的外部和内部压力, 能减少磨损延长使用寿命。另外钢丝绳的压力与钢丝和绳槽的弹性模量有关, 如绳槽采用较软的材料, 则钢丝绳具有较长的寿命。但应注意的是, 在外部钢丝绳应力降低的情况下, 磨损将转向钢丝绳的内部。

4) 腐蚀。在不良的环境下, 内部和外部的腐蚀会使钢丝绳的寿命显著降低、横断面减小, 进而使钢丝绳磨损加剧。特别要注意的是麻质填料解体或水和尘埃渗透到钢丝绳内部而引起的腐蚀, 对钢丝绳的寿命影响更大。除此之外, 电梯的安装质量、维护的好坏、钢丝绳的润滑情况等都会影响到钢丝绳的寿命, 另外, 钢丝绳本身的性能指标、直径大小和捻绕型式等也都会影响钢丝绳的寿命。

3 电梯钢丝绳无损检验技术及维护

电梯曳引钢丝绳是电梯重要的部件, 但其在长时间使用后会产生磨损、断丝、断股等缺陷。对各种缺陷必须进行有效监控。

3.1 检验要求及技术

1) 检验要求:曳引钢丝绳不应有过度磨损、断股等缺陷, 断丝数不应超过报废标准。2) 检验技巧:在选定部位的6d或30d长度范围内 (绳端处也应作为选择范围之一) , 目测检查钢丝绳的可见断丝数。必要时用钢丝绳探伤仪全长检测或分段抽测。对多层股钢丝绳应用钢丝绳探伤仪进行检测。将轿厢停在行程的适宜位置处, 用张力检查装置测量每根钢丝绳的张力, 计算张力偏差值。外观检查绳端固定及部件缺损情况。3) 检验禁忌:切勿只认为钢丝绳严重磨损时才可能报废, 而忽视了当钢丝绳公称直径减少7%时, 即使未发现断丝, 该绳也应报废。

3.2 检验的无损检验

钢丝绳的全面检查钢丝绳的使用期限和安全工作, 很大程度取决于良好维护。定期检查, 按规定更换新绳;换新绳应符合原设计要求, 如其他型号可代用, 则要重新计算, 除绳直径符合要求外, 破断拉力也不低于原要求。测量绳的直径以它外圆表示, 用游标卡尺测量最大的外圆处, 实际数据点>0.9~0.95x绳表公称直径为合格。每周必须检查一次, 对易损坏、断丝和铁锈较多的一段作停机检查 (电梯运行到基站以及中段, 钢丝绳断丝数较多) 。断丝的突出部分应在检查时剪下, 并记人检查记录簿内。检查方法:人在机房电梯慢车行驶, 细心检查绳在曳引轮上绕行全过程或用棉纱围在绳上, 若绳有断丝, 其断头会把棉花挂住。少量断丝不须更换, 仍可使用, 不过巡查要特别注意。在一个捻距 (7~7.2倍绳径) 内断丝数目超过钢丝总数的2%, 每周需增加检查的次数。检查钢丝绳的表面有否麻斑、断股、锈蚀、是否干燥, 绳的受力均匀与否都在检查范围内。特别注意:绳在稳定期后出现不正常的伸长或断丝数加多时, 例如:连续三天出现显著伸长, 或在某一捻距内每天都有断丝出现, 则已接近失效, 宜及时更换。在机房检查完钢丝绳, 应到井道内继续检查。人站在轿顶, 操作电梯检修运行, 轿顶与对重处在同一水平位置, 检查轿厢与对重绳头连接部。电梯以检修速度从井道顶部运行到底部, 其间每隔1.5mm停止一次, 检查对重上部的钢丝绳, 其内容与方法同在机房检查相同。最后, 仔细查绳头组合装置、不允许有锈蚀, 紧固螺母不能松动, 绳头弹簧不能有永久变形或裂纹。检查方法:用小锤轻轻敲击被查部位, 观察松动情况, 若敲击有嘶哑声, 表明有裂纹存在。

3.3 电梯钢丝强的维护

钢丝绳要有适当的润滑。钢丝绳中心有油浸麻芯一根, 制作时绳内浸入特殊润滑油防锈, 使用日久油外渗失掉, 需定期加油, 最好用钢丝绳油, 可用浓度中等30#如45#机油。加油方法:轿厢从底层慢速上行, 加油时特别注意油不能滴在制动轮上, 油不宜加太多, 以手摸感油即可, 对不绕曳引轮的钢丝绳必须涂防腐蚀保护外表。备用钢丝绳应存放在干燥, 通风的室内。底部用木方垫起, 高不少于30ram。绳面涂防腐剂, 每年检查一次。钢丝绳锈蚀破坏性极大, 外层容易锈蚀并会向内蔓延, 谨防隐蔽破坏。钢丝绳应卷在绳木轮上, 用时使绳木轮转动放出钢丝绳, 避免绳打圈、打结、松散或钢丝破断。电梯运行中, 导轨不垂直、接头不平、导靴与导轨问隙过大都会引起钢丝绳在运行时震动。司机采取点动平层, 不但电气元器件易受损害, 钢丝绳也会因点动产生附加动载荷受损。

摘要：钢丝绳是机械中常用的柔性传力构件, 是由若干钢丝先捻成股, 再由若干股捻成绳。一般中心还有用纤维或金属制成的绳芯, 以保持钢丝绳的断面形状和贮存润滑剂。本文主要是对电梯钢丝绳无损检验及其维护进行探讨。

关键词：电梯,钢丝绳,无损检验,维护

参考文献

[1]黄沙.自动扶梯销轴断裂失效分析[J].职业, 2012.

[2]陈仁.浅谈电梯曳引钢丝绳断股检测装置的设计[J].科技与企业, 2012.

[3]傅海明.电梯轿厢的ANSYS结构优化设计[J].机电信息, 2012.

钢丝绳无损检测技术研究进展篇4

钢丝绳是由纯制造碳素钢含碳量高的珠光体组织组成,作为最重要的挠性构件之一,被广泛地应用于矿产、冶金、交通、建筑等工程领域中。其在使用过程中,会出现疲劳、锈蚀、磨损甚至骤断现象,导致承载能力下降,危及设备及人身安全[1]。据相关统计,使用中的钢丝绳大约10%以上的强度损耗超过15%,其中2%以上强度损耗越过30%,而大概70%的强制定期更换的钢丝绳却基本没有损耗[2]。由此可见,钢丝绳检测及其安全性评估急需而又较为薄弱。因此对钢丝绳可靠性进行无损检测具有很重要的意义。

近年来,学者们致力于探索检测钢丝绳缺陷的各种方法,在努力使钢丝绳使用寿命延长的同时确保其在失效之前及时地更换钢丝绳。但由于钢丝绳机构的复杂性、工作环境多样性和现有检测方法的局限性,使得钢丝绳检测非常困难。本研究综合分析现阶段钢丝绳无损检测国内外相关研究成果,总结并提出今后的研究方向。

1 钢丝绳无损检测应用在国内外的发展状况

100年前,第一台钢丝绳探伤仪在南非问世。自此采用各种检测技术原理的钢丝绳无损探伤在世界范围内得到了很大的发展[3]。

(1)加拿大诺论达矿业公司利用霍尔元件拾取信号法研制的“磁图”式检测仪,能测出钢丝绳断面损失数和断丝位置,于第一届世界钢丝绳年会上被公认为最优的产品。

(2)且华MTC钢丝绳无损探伤仪是上海且华虚拟仪器技术有限公司在1997年从美国引进的虚拟仪器,该仪器建立了可实现定性定量检测诊断的数学模型。在该技术上,且华公司成功地推出了MTC钢丝绳安全检测仪(电脑检测诊断系统)。

(3)洛阳TCK公司独创的弱磁检测技术列入2007年国家“火炬计划”和2008年“国家安全生产科技发展计划”,其生产的一系列钢丝绳检测仪在中国市场占有率超过80%[4]。

钢丝绳安全问题得到越来越多的关注,相应的检测产品也层出不穷,如便携式钢丝绳探伤仪、电梯钢丝绳探伤仪、钢丝绳在线实时自动检测系统。在实际工程中应用广泛,两种国内探伤仪的比较如表1所示。

2 钢丝绳无损检测技术研究在国内外的发展状况

钢丝绳无损检测技术是在不损坏钢丝绳结构的基础上,对钢丝绳的内部结构、工作状态进行检测,根据检测结果对钢丝绳的安全性作出评估。在现有技术中,通常将检测技术分为磁检测技术和非磁检测技术。非磁检测方法主要包括声发射检测法、电流检测法、声发射-超声检测法。磁检测方法按其工作原理可分为漏磁通法、主磁通法和回路磁通法,相应的检测元件有霍尔元件、感应线圈等[5]。

2.1 钢丝绳磁检测技术的研究

磁检测技术应用于工程上的主要是电磁法和永磁法,电磁检测技术因其可靠性强、灵敏度高、经济实惠等优点而被认为最可靠的钢丝绳检测方法,利用霍尔元件进行相关检测的基本原理如图1所示。

国外研究中,荷兰的Zawada NDT采用感应线圈和霍尔元件相结合的混合线圈传感器检测线圈传感器在漏磁通检测中精度低,现在已趋于用霍尔元件来代替[6]。美国无损检测技术中心研究了以永久磁铁和积分线圈为基础的钢丝绳截面积损失检测系统,提高了检测LMA的分辨率[7]。德国Stuttgart大学设计了内壁嵌有霍尔元件环形阵列的传感器探头,可以清晰地描述钢丝绳轴向和周向的磁场形态[8]。Zawada公司的霍尔元件探头能准确无误地检测所有严重缺陷位置和深度,检测局部损伤精度为钢丝绳横截面积的0.2%。

国内研究中,傅常海等人[9]开发了基于MSP430的钢丝绳检测方法,能够进行断丝判别及显示检测结果。张锦锦等人[10]针对新一代电磁法钢丝绳探伤仪在探伤中出现的工频干扰,提出了一种滤除工频干扰的方法。钟小勇[11]采用漏磁法及数字信号处理器DSP设计了实时在线钢丝绳检测系统,通过迭代计算滤除噪声。田志勇等[12]提出了一种基于BP神经网络的断丝损伤定量检测系统。肖汉斌等人[13]通过在试验机上安装弱磁钢丝绳检测系统,选择不同的速度、分频和张力对仪器进行重复性试验,得出最佳的检测条件。赵强[14]建立了基于弱磁矢量合成理论的钢丝绳无损检测数学模型,利用单片机数字处理和软件分析,实现宽距条件下的实时在线检测。陈厚桂等人[15]利用灰色预测理论,研究基于有限缺陷集的断丝检测灵敏度预测方法,通过数据预测扩展出虚拟缺陷。陆延红等人[16]采用霍尔元件检测断丝信号,运用最小二乘法的曲线拟合算法对信号进行定量分析,该处理技术提高了准判率。

双鸭山矿业集团应用了TCK钢丝绳无损检测系统,能较好地解决对重大装备提升钢丝绳在线监测、实时管理的难题,有效地消除了由于钢丝绳断裂造成的机毁人亡的事故,该系统应用每年钢丝绳用量减少1/3,节约350万元,降低检测能耗费用百万元[17]。

2.2 钢丝绳非磁检测技术的研究

钢丝绳非磁检测技术主要包括电流检测方法、声发射检测法、声发射-超声检测法。

电流检测电路由于其高效率电流模式、电源管理芯片等优点,被学者广泛研究。韩国W.H.K于1999年最早提出了基于Sense FET的电流检测电路,虽经过多年的研究,将电流检测电路运用于钢丝绳检测还是存在一定困难。

声发射(AE)又称应力波发射,Laura等人最早将声发射技术用于钢丝绳检测,结果显示在钢丝绳失效之前检测到高于噪音15 d B~20 d B的AE信号;实验证明钢丝绳达到最大拉伸载荷之前即给出失效报警似乎是可行的。Casey,Taylor等人[18]对AE技术用于钢丝绳进行了大量的研究,发现能够定位断丝位置。国内来看,只有东北大学的邵永波、于大安等人[19]用声发射技术对钢丝绳断丝进行定量检测研究,实现断丝的定量化研究和断丝的自动检测与识别。但因其设备成本较高,只适用于静态工作状态下的钢丝绳检测,故只用于非常重要的场合[20]。

声-超声检测技术被视为判定复合材料结构损伤的一种有效方法[21],检测原理如图2所示,该方法采用压电换能器在材料表面发送应力波,该应力波与材料微结构相互作用并经界面多次反射与波形转换后,到达接收应力波信号的传感器;对接收的波形信号进行分析,提取几个能反映材料机械性能变化的参量,称为应力波(SWF)因子。研究者可以根据试验来研究钢丝绳磨损后的SWF因子与其破断拉力之间的关系,最后判断钢丝绳安全状况,预测钢丝绳使用寿命。

韩国的科技人员[22]利用各种无损检测方法对粘结复合材料的疲劳强度进行了研究,认为AU检测技术能提供缺陷部位更详细的信息;英国的Richard等人[23]利用该技术对航空飞机结构、复合材料和风机涡轮叶片进行研究,建立了结构缺陷与强度之间的关联程度。国内声和超声技术研究与应用起步较晚,1991年开始了有关金属基复合材料声-超声技术课题研究。航空航天部利用声-超声对复合材料进行无损研究,同济大学刘镇清[24]对声-超声的发射、传播及接受做了一定研究;声-超声检测技术用于检测钢丝绳尚处于理论研究阶段,实际运用于钢丝绳检测还需要很长一段时间的研究。

3 结束语

钢丝绳检测的目的是保障运行安全,减少因过早报废产生的浪费。多年相关研究使得钢丝绳检测技术有了长足的进步,相关产品的上市能够有效解决实际工程问题,仍有较大的发展空间。但由于钢丝绳机构的复杂性、工作环境多样性和现有检测方法的局限性,使得钢丝绳检测定量化还有一定难度。磁检测能够做到定性分析,定量分析不足;电流检测应用不广泛;声发射对于稳定的缺陷不够敏感。声-超声检测技术结合声发射和超声波的优点,在无损检测中具有光明前景,可以从下面几方面开展研究。

(1)多方面考虑疲劳、锈蚀、磨损等综合因素,利用声发射—超声技术有效地评定钢丝绳的使用性能和寿命。结合频谱分析和小波等目前新技术,尽可能多地综合实验获取钢丝绳质量、整体性、强度值及复合状态的信息,以此来提高测试信号的准确性。

(2)加强计算机技术应用,提高声发射—超声技术的实时分析和过程控制,通过数据分析,可以建立起钢丝绳金属截面损失(LMA)、金属局部缺陷(LF)与钢丝绳剩余强度之间关系的数学模型,那么就可以准确地掌握钢丝绳的强度损失。

矿井滚筒提升机钢丝绳工艺技术篇5

煤炭是人们日常生活必不可少的能源, 煤炭开采企业也是国家重点企业之一。随着开采程度的加深, 使得地表浅层的煤炭几乎开采殆尽, 但是为了满足人们的需求, 煤炭企业只能向更深处的煤炭储存地进行挖掘, 这就要求煤炭企业要具备高科技的挖掘技术和大型化的机械装备。随着主副井深度的扩大, 煤炭企业采取多绳落地式摩擦提升装备, 这个装备主要是依靠提升钢丝绳与滚筒衬垫间的摩擦力来吊起重物, 或者是将重物放到主副井中去。钢丝绳作为这个设备的最重要的零件, 一旦钢丝绳出现了磨损、断丝等情况, 就必须立即进行更换。在更换钢丝绳时, 煤炭企业主要采用的是新旧绳捆绑提升机带绳法和为新旧绳连接小绞车牵引法, 本文就这两种方法进行对比。

1 新旧绳捆绑提升机带绳法

该工艺在操作时, 需要先将新旧钢丝绳捆绑起来, 再与提升容器一起慢慢的放下去, 直到另外一个容器升到井口才停止, 接着将井口处延伸到绞车旁的钢丝绳更换掉。更换完之后, 在按逆时针开动提升机, 将井筒内的旧绳索慢慢的拆除, 并将容器提升到井口处, 最后将楔形连接装置中的桃型环绳头部分更换掉。该工艺具体操作步骤如下:

1) 将提升机2#的容器利用钢丝绳提升到适当的位置, 再将回柱绞车钢丝绳按照绳的数目 (一般是4根) 轮的上面穿过, 通过绞车房出绳口到达绞车房内。

2) 将穿过来的钢丝绳用绳卡固定住, 并与新钢丝绳一起被固定, 再将这4根新钢丝绳拖到井口处。

3) 将1根新钢丝绳与1根钢丝绳用15根副绳卡固定住。

4) 这些准备工作做完后, 就可以进行操作了, 直接启动提升机, 并以每秒≤0.5 m的速度, 沿着与2#的容器相同的方向运动。

5) 在提升过程中, 每隔10 m就用一个小板卡将新旧绳捆绑起来并进行固定, 这样可以保证新旧绳能够同时向下移动;在每隔40 m的地方要用大板卡将8根绳都固定起来, 以避免绳子在下放时出现转动, 在井筒内打扭。

6) 按步骤4的方法开动提升机, 1#容器提升到井口可以乘人的地方时, 就将提升机关闭。这时将井下的提升容器及新旧绳用锁绳器锁起来, 并将容器提升到1.5 m的地方, 再用公子钢穿过容器, 将容器固定在井口锁口梁上。

7) 这时候就要将旧钢丝绳从提升容器中取出来, 在取之前要将装置中的油放干净, 这样才可以让固定住的4根钢丝绳松动, 方便作业人员轻松地将旧钢丝绳头抽出来。

8) 利用井口的回柱绞车牵引, 将井口到提升机房这段距离的旧钢丝绳按次序拆除, 并将新钢丝绳沿着井口围绕一圈, 将新钢丝绳按照秩序牵引到位, 并穿过桃形环, 利用绳卡固定起来。

9) 将新钢丝绳穿如绳槽后, 按照调绳工艺, 将井口工字钢取出来, 向油缸内加油, 让4根钢丝绳产生张力, 自行实现平衡。

10) 接着用每秒≤0.5 m的速度慢慢地开动提升机, 并将旧绳回收, 待提升机开到绳卡的地方, 作业人员就在井口处将绳卡拆除。

11) 当2#的容器开到井口处的时候, 将提升容器固定在这里, 并将固定新旧钢丝绳的绳卡去除, 一个一个的将旧绳的绳头从连接装置中取出来, 并将新的绳头放进去。

12) 将所有的旧钢丝绳全部回收后, 将油缸加满, 拆除工字钢之后, 更换钢丝绳, 作业就成功完成。

2 新旧绳连接变频小绞车牵引法

该工艺主要是以井上井下的辅助小绞车为作业的基础, 先将旧钢丝绳的两头从连接装置上拆除, 直接在井上将新旧钢丝绳牢固的连接在一起, 再利用井口16 t低频的小绞车和井下专用的小绞车来一起牵引, 将旧的钢丝绳下放到井底进行回收, 把新钢丝绳放到井筒中。4根钢丝绳的更换工序都是一样的, 在进行更换时, 要按照顺序来进行更换。

2.1 作业前的准备工作

1) 选好场地来放置16 t低频的小绞车, 将变频控制系统和制动闸与小绞车配套, 以有效控制绞车的速度和方向。

2) 待用。

3) 将4台旧绳回收车以及配套的电气设备放到井底, 在回收车上缠上直径13 mm、长50 m的钢丝绳。

4) 准备好其他必要的工具。

2.2 具体操作步骤

1) 对提升机1#提升容器进行打压后, 直接在上井口处下放, 同时将2#提升容器开到楔型连接装置处, 并要高于作业台大约15 m处, 将提升机关闭。

2) 将新旧钢丝绳连接起来。

3) 在连接处下方200 mm处将旧绳割断, 再利用绞车将旧

绳从绳槽内慢慢的抽出来。

4) 将旧绳的绳头从楔型连接装置的桃形环内移出来, 并与回收后的旧绳连接起来。

5) 利用16 t低频的小绞车, 并运用变频控制系统对其进行控制, 将新钢丝绳慢慢地下放到井筒内, 同时也让作业人员将旧绳回收到回收滚筒上, 并对钢丝绳的牵引情况进行监护。

6) 当井筒内的新绳到位后, 在距搭接位置的200 mm处将新绳割断, 并穿进楔型连接装置, 利用板卡进行固定。

7) 当新绳经过提升机房时, 将新绳移入绳槽里, 进行调绳后, 直接将新绳穿入桃形环, 并固定。

8) 再将其他3根新绳按照以上的步骤进行更换。

3 两种工艺比较分析

在进行提升机钢丝绳的更换工作时, 作业人员要对所有工序都了然于胸, 要做好作业准备, 确保在作业时是进行垂直作业。在将新旧钢丝绳进行连接时, 要保证连接质量;在利用绳卡固定钢丝绳时, 要按照要求进行作业, 只有小心谨慎地进行更换提升钢丝绳作业, 才能够避免出现重大事故。

在进行钢丝绳更换之前, 作业人员要在钢丝绳磨损部位垫好橡胶皮, 将绳卡固定处的U 型部分放在新绳那一侧, 这样可以减少钢丝绳受到的损害。

通过对两种工艺的对比分析, 可以发现捆绑法的工序比较复杂, 需要很多的人力, 并且需要花很多的时间来对钢丝绳进行更换。不仅如此, 在利用捆绑法更换时, 还要对捆绑新绳以及绳卡的总质量进行计算, 避免其超过该提升机的最大静张力。而牵引法则不同, 它不仅减去了在井筒内捆绑以及拆除新旧绳的环节, 让钢丝绳能够一步牵引到位, 而且可以利用变频控制系统来控制变频绞车的速度, 让它的速度比井底绞车的速度要慢一点, 在这样的情况下再牵引钢丝绳不仅可以让钢丝绳始终处于受力状态, 而且还可以避免出现钢丝绳打扭的情况, 让作业人员安心的工作。

4 结语

采用新旧绳连接变频小绞车牵引法, 不仅工艺比较简单, 而且能够提高作业人员的工作效率。让新旧钢丝绳能够始终处于受力状态, 防止钢丝绳在上升过程中出现转动, 提高立井更换钢丝绳安全系数, 保证作业人员的生命安全。

参考文献

[1]原志坤.新型矿用单绳缠绕式提升机松绳保护装置的研究与应用[J].煤矿机电, 2011, 11 (6) :110-112.

[2]娄方, 郭道满.摩擦式提升机钢丝绳更换工艺改进[J].煤矿机电, 2010, 38 (1) :73-73.

[3]田文杰.缠绕式滚筒提升机更换提升钢丝绳的工艺分析[J].煤矿机电.2013 (1) :90-93.

电梯钢丝绳无损检测技术应用研究篇6

中国电梯协会数据显示, 近年来我国备案在册的电梯数量正以每年高于20%的速度增长, 2008年年底已超过100万台, 2009年底则突破120万台, 成为世界上电梯拥有量最大的国家。我国有13亿多人口, 在用电梯的人均拥有量是世界平均数的1/3, 是发达国家的1/10, 我国电梯市场还远未饱和。随着城市化、城镇化建设的不断深入, 各种项目的建设增多, 住宅电梯、自动扶梯、自动人行梯的需求也会越来越大。

电梯分布在城市密集楼群中, 人们对电梯的依赖程度越来越高。随着电梯用量的暴增, 电梯的安全问题也愈加凸显。近年来与电梯有关的安全事故时有发生, 且呈高发态势, 主要发生在商场、宾馆、医院、地铁等场所及民用住宅, 这些都是人员密集地。[1]根据统计, 仅2010年我国电梯事故就造成43人死亡, 电梯万部事故率为0.26。而电梯一旦发生事故, 往往会造成重大人员伤亡。现在电梯的安全使用日益得到人们的关注和重视, 故2011年各地相继展开以电梯安全为内容的专项整治工作。

电梯作为涉及人身安全的特种设备, 其安全附件特别是钢丝绳由于频繁使用, 会出现不同程度的腐蚀、磨损、断丝等现象, 严重影响电梯的安全使用。电梯钢丝绳是一种挠性构件, 它具有强度高、自重轻、弹性好、工作平稳可靠、承载能力强以及在高速工作条件下运行无噪声等优点。然而, 电梯钢丝绳作为一种工程承载构件, 所处的工作环境十分恶劣, 在使用一段时间后, 必然会发生断丝、磨损、锈蚀甚至骤断等现象, 使其内部结构性能发生变化, 其损伤程度和承载能力关系到电梯的性能稳定和乘客的人身安全。由于它的很多缺陷存在于内部, 无法仅凭外观就能作出准确判定。因此, 能否准确地检测出钢丝绳的缺陷, 并作出判定分析, 已成为电梯钢丝无损检测的关键。

通过研究无损检测技术在电梯钢丝绳检测中的应用, 可以科学地分析、判断钢丝绳的使用情况, 及时更换, 同时避免不必要的浪费, 确保电梯的安全使用。

1 现状分析

在20世纪90年代和21世纪初, 电梯大量投入运行, 电梯钢丝绳的报废、更新成为一个普遍而突出的问题。国家电梯质量监督检验中心副主任马培忠曾表示, 这些电梯的大部分组成部件已经到了或者超过了正常使用寿命, 并且这些电梯多数早就不符合现在完善的安全要求, 到了应该改造和更新的阶段。如果不加区别的全部更换, 无疑耗费巨大, 而有选择地更新又面临如何进行技术判别的问题。电梯钢丝绳与电梯其他部位相对完善的检测和监视手段相比, 其检测及其安全性评估目前急需却又薄弱。[2]

我国传统的电梯钢丝绳检测一般采用肉眼检测的简单方法, 存在很多缺陷, 易出现漏判、错判等问题。目前, 我国还没有一套完整的电梯钢丝绳电磁检测方法的标准或安全技术规范。据调查, 许多单位的电梯未经科学检测判定即更换电梯钢丝绳, 这样不仅大大增加了电梯的使用成本, 也严重降低了电梯的使用效率。

《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》 (以下简称新检验规则) , 2010年4月1日起开始实施。新规则中对于电梯的检测也是要求使用钢丝绳检测仪或放大镜进行检查。[3]但无论是放大镜还是肉眼检测或卡尺的检测, 都会存在检测精度不高、结果不准确、造成错判的问题。

从100多年前世界上第一台钢丝绳探伤仪在南非面世以来, 世界范围内钢丝绳无损探伤采用的各种检测技术原理蓬勃发展, 几乎涵盖了近代物理学的各个分支学科。现在, 通常将钢丝绳无损探伤技术分为磁检测技术和非磁检测技术两大类, 非磁检测方法因检测信号易受干扰、检测结果难以记录、设备费用太高、检测局限性太大等原因未能推广应用。[4]基本都处于实验室阶段。对电梯钢丝绳检测设备最基本、最重要的要求就是在各种干扰之下灵敏地、准确无误地识别钢丝绳缺陷的信号, 排除各种噪声干扰, 从而获得钢丝绳损伤的真实信息, 并在此基础上对这些信息进行分析处理, 形成对钢丝绳损伤的判断。

电磁无损检测技术正以可靠性强、灵敏度高、更经济而成为研究的重点, 并且已经投入到实践中, 是目前公认的最可靠的钢丝绳检测方法, 其研究的方向正朝着高精度、多功能、智能化、操作简单、微控制器辅助检测方向发展。目前市场上已有许多种电磁钢丝绳无损检测仪器, 但在实际应用操作过程中, 均存在一定程度的缺陷。而且这些检测仪器大多都是针对矿山、钢铁企业用钢丝绳检测的设计, 不能很好地适应电梯间狭小空间的操作, 尤其近年来无机房电梯的广泛使用使得这个问题尤为突出。

2 电磁无损检测技术在电梯钢丝绳检测中的应用

由于电梯钢丝绳的结构特点, 决定了其故障产生的特殊性, 随着使用时间的延长, 电梯钢丝绳将会产生各种损伤, 例如:由于钢丝绳磨损和锈蚀引起电梯钢丝绳截面积的减少。当电梯钢丝绳中某一处出现严重故障后, 将会导致整根钢丝绳报废。总体而言, 电梯钢丝绳在使用过程中的损伤主要有断丝、锈蚀、变形、磨损等几种形式, 而且不同的损伤之间互相产生影响。

电磁无损检测技术早在实际的应用中就已得到广泛应用, 国外关于钢丝绳电磁无损检测已发展了一个世纪, 积累了很多经验。现在国外钢丝绳无损检测正由早期的检测钢丝绳磨损、断丝、锈蚀等缺陷, 向检测钢丝绳金属截面积损失、钢丝绳强度评估和钢丝绳寿命预估方向发展。[5]目前一些发达国家已制定了通过无损检测判废钢丝绳的标准和规则, 并且最新的国际标准ISO4039—20041中3.3.3条款明确了钢丝绳无损检测结合人工视觉检查可以确定钢丝绳恶化的面积和程度。

为解决上述问题, 需要对各种规格的电梯钢丝绳建立针对电梯钢丝绳检测的参数数据库, 将检测得到的数据与数据库中的参数进行比较, 才能依照程序更便捷、更准确地作出结论, 避免了经验数据判断的不准确, 真正实现智能化、“傻瓜化”。要形成基本的数据库, 必须对大量的钢丝绳数据进行采集。笔者所在的研究小组进行了大量的模拟实验, 并针对不同类型和规格的电梯钢丝绳进行了测试。如表1所示。

将数据库和探伤仪的虚拟系统对接, 才可以确保参数设定的合理性, 避免了依靠检验者主观经验判断带来的误差, 降低仪器使用的难度, 并可保证结果的同一性。如图4所示。

3 结语

电磁无损检测技术在钢丝绳检验中的应用越来越广泛, 但在电梯钢丝绳的检测中还应更具针对性, 才能彻底消除事故隐患, 科学规划, 节约用绳成本, 有效提高生产效率, 而电梯钢丝绳数据库的建立更能完善整个电磁无损检测技术在实际中的应用, 也必将促进我国特种设备安全技术与监管水平快速越上一个新的高度。

参考文献

[1]国家质检总局.2009年全国特种设备安全状况白皮书, 2010

[2]窦柏林, 杨旭, 缪康.我国钢丝绳安全现状及钢丝绳检测技术的创新.中国特种设备安全, 2008 (7)

[3]TSG T7001—2009电梯监督检验和定期检验规则—曳引与强制驱动电梯

[4]杨辉.电梯曳引钢丝绳的无损检测与润滑维护.上海电梯, 2006 (3)

钢丝作业技术篇7

在110kV及以上电压等级的输变电线路施工工程中, 防扭特种钢丝绳被大量用于电力线路牵引, 张力展放导线。各种规格钢丝绳一般都有几百千米。这种钢丝绳与条件相对普通起重运输用钢丝绳相比, 其工作环境环境较为恶劣, 不仅要经受日晒、灰尘、雨淋、泥浆的侵蚀, 还要承受不断变化的拉升、松弛、滚动和牵引过程中绳丝之间、绳与轮之间、绳与绳之间经常产生的运动摩擦。上述因素的影响, 会使钢丝绳产生磨损、疲劳、断丝以及锈蚀和变形, 从而降低钢丝绳的强度, 缩短钢丝绳的寿命。因此, 钢丝绳的润滑保养工作非常重要。另外, 由于钢丝绳使用数量大, 其润滑保养工作也非常困难。

1 钢丝绳润滑保养状况

通常情况下, 大部分新出厂的钢丝绳在生产时就已经进行了润滑处理, 但在使用过程中, 润滑油脂会流失、减少或失效, 特别是在输变电线路野外使用及拖拉作业中, 润滑脂极容易磨掉脱落。润滑保养不仅能对钢丝绳在运输和存储期间起到防腐保护作用, 且能减少钢丝绳使用过程中钢丝之间、股绳之间和钢丝绳与匹配轮槽之间的摩擦, 对延长钢丝绳使用寿命十分有益。因此, 为把腐蚀、摩擦对钢丝绳的危害降到最低程度, 重新对钢丝绳进行润滑加注显得十分必要。在众多钢丝绳日常使用与保养方法中, 钢丝绳的润滑最为关键和重要。给钢丝绳润滑保养的传统方法, 一般以人工为主, 如用毛扫、毛刷或其它涂刷工具, 沾上润滑脂 (油) 后直接涂在钢丝绳表面。采用这种方法, 润滑油脂很难进入钢丝绳内部, 效果不好, 劳动强度也大, 且由于滴漏还会污染环境。也有一些机械加注的方法, 通常是针对专有设备上的钢丝绳保养的, 有很大的局限性。

2 钢丝绳润滑装置的设计

在输变电工程施工中, 钢丝绳处于露天工作状况, 环境比较恶劣, 使用中很难做到不沾水不沾泥, 生锈和腐蚀现象经常会发生。从工地用过运回基地的一盘一盘沾满泥水的钢丝绳, 若不进行处理特别是润滑保养, 很快就会生锈和腐蚀;若继续使用则可能发生断裂危险以至造成事故损失;若不再使用, 报废处理也是一笔很大的浪费;而若采用人工钢丝绳保养, 由于润滑脂 (油) 很难进入钢丝绳的内部, 生锈和腐蚀同样会从内部开始, 从而缩短钢丝绳的寿命。本公司曾购买过1台小型钢丝绳煮油箱 (如图1) 用以钢丝绳上油。作业时人力拖动钢丝绳通过油池进行钢丝绳润滑。这种方法效率低, 过油时间短, 还会因油滴随绳漏出而造成环境污染, 所以也不再使用。

经过研究, 我们找到解决问题的办法, 设计了一种新型钢丝绳润滑加注装置。其主要设计思路是:既然在进行润滑的时候, 劳动强度大, 与其花大力气研究如何改进原有设备, 不如反过来研究如何更好地润滑, 将维修保养成本降到最低。于是重新设计一种采用煮油箱加上自动温控系统的新型润滑装置, 对钢丝绳润滑加注保养方法进行了改进。

新型钢丝绳润滑煮油工艺系统由油箱 (图2、图3) 、滴 (漏) 油回收平台、排污阀、箱盖、自动温控加热控制系统 (图4) 等组成。

钢丝绳润滑煮油工艺系统工作原理:利用混合油脂加热后的流动性和强渗透作用, 及冷却会凝固的特性, 对钢丝绳加油润滑。沉淀的杂质, 排污回收处理。这样既保证了钢丝绳的充分润滑, 也确保润滑油脂不会浪费, 是很科学、安全和经济的。煮油箱的实物见图2、图3。

3 新型钢丝绳润滑煮油工艺技术特点

对钢丝绳润滑进行加热浸润加注, 浸润前需先把钢丝绳各线股空隙中的污物、尘土、油泥等用压缩空气和钢刷清理干净, 然后放入煮油箱中淹浸, 使用的油应加热到110℃左右, 让水分蒸发, 以便油脂渗入。

(1) 油脂的选用。选用混合油脂 (主要由基础油、稠化剂、添加剂、结构稳定剂按一定比例配置而成) 。

(2) 分组加热。加热箱共设6组15kW电加热器, 每1组独立控制, 需要时可以全部投入。

(3) 加热油温自动控制。因混合油闪点大约在300℃～400℃, 于是在控制箱表盘上, 设定油温标记在160℃, 超过此温度自动断电, 不致使温度过高, 避免油温过高而燃爆的危险。

(4) 大面积浸泡渗透。钢丝绳不仅表面需要润滑, 芯部的润滑同样重要, 浸泡在100℃～160℃高温油脂特别是机油中, 润滑渗透作用充分, 不会产生润滑失效现象。

(5) 节约高效, 减少污染。钢丝绳煮油后, 停放在滴油平台, 不会造成润滑油脂的浪费, 同时油池可以放入待加注润滑的钢丝绳同时进行, 效率高。

4 应用情况

2010年4月煮油箱设备安装调试完成, 开始对钢丝绳进行清理, 加注润滑油70km。经对比分析, 新工艺方法比旧方法效率显著提高, 成本大幅降低。

加热浸润加注保养后, 进行质量检查发现, 钢丝绳表面整洁, 芯部油脂均匀, 见图5、图6。