浅谈电梯钢丝绳检验技术分析
摘要：钢丝绳是影响到电梯安全的重要部件，钢丝绳的断丝、断股现象严重影响到电梯的使用寿命，同时影响到电梯的使用安全。如果钢丝绳断股会引起电梯故障，造成停梯，本文探讨电梯钢丝绳的检验和保养的必要性。
关键词：钢丝绳，检验，保养
电梯钢丝绳是电梯重要的悬挂装置，承受着轿厢和对重的全部悬挂重量，并靠与曳引轮槽的摩擦力驱动轿厢升降。在电梯运行过程中，钢丝绳绕着曳引轮、导向轮或反绳轮单向或交变弯曲，产生拉应力、接触应力和弯曲应力。所以，要求电梯钢丝绳有较高的强度、挠性和耐磨性，其抗拉强度、延伸率、圆度、柔性等特性应符合GB8903-2005《电梯用钢丝绳》的规定。正是由于电梯钢丝绳的损伤程度及承载能力直接关系到乘客的生命和财产的安全，在使用过程中如何对其进行正确的检验及保养显得尤为重要。
1． 钢丝绳的检查
根据使用经验，电梯钢丝绳在正常工况下突然断裂的现象极为少见，其损坏一般是在长期运行中由于磨损、弯曲疲劳、锈蚀或外伤逐渐形成的，见图1、2。
⑴断股、断丝的根数、部位。该绳有一处断股，断面扁平、明亮、光鲜，表明该股断裂为瞬间断裂，另一处断丝数超过安全技术规范要示，断面灰暗、毛糙，表明断丝长期存在。
⑵测量钢丝绳直径减少量小于10%，钢丝绳表面无明显外部磨损现象。
⑶钢丝绳子润滑、清洁状况良好，无锈蚀现象。
⑷绳头及其组合无异常情况。
⑸钢丝绳子卧入绳槽情况良好，绳槽表面平滑，经深度卡尽测量绳卧入槽内深度基本一致。
2、钢丝绳子磨损和变形分析
⑴机械磨损。
磨损包括钢丝绳表面、股与股之间、丝与丝之间的磨损，钢丝绳的机械磨损主要为外部均匀磨损、变形磨损和内部磨损3种。
①纯机械磨损。一般来说，电梯钢丝绳在使用过程中由于其硬度比绳槽高，磨损很慢，但由于张力、槽型、钢丝绳在绳槽中打滑、偏磨、打滚而与绳槽产生摩擦，由此，对钢丝绳产生磨损，这种情况下的磨损是均匀的。②变形磨损。是指钢丝绳在某一段内的局部磨损，由于钢丝绳和曳引轮经常发生慢性位移或钢丝绳在曳引轮上剧烈振动、冲击造成的，使得钢丝绳局部挤压变形，虽然钢丝绳截面积并未减少，但局部的钢丝材质已受损，容易断丝。③内部磨损。由于钢丝绳的交变弯曲，股中钢丝之间产生相对移动，股与股之间接触压力增大，使相邻股之间的钢丝产生局部压痕，时间一长会因应力集中而折断。
检验时首先观察钢丝绳直径变细情况，除目测外还要用游标卡尺测量绳径。《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》中规定，当磨损后的钢丝绳直径小于钢丝绳公称直径的90%，即使未发现断丝，该绳也应报废。
⑵弯曲疲劳。
钢丝绳重复通过反绳轮中挠上挠下，无数次的弯曲，容易使钢丝产生疲劳，韧性下降，最终导致断丝，疲劳断丝常出现在股的弯曲程度最厉害的一侧外层钢丝上。通常情况下，疲劳断丝的出现意味着钢丝绳已经接近使用后期。《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》中规定，悬挂钢丝绳和补偿钢丝绳出现笼状畸变、绳芯挤出、扭结、部份压扁、弯折应报废。断丝分散出现在整条钢丝绳，任何一个捻距内单股的断丝数大于4根；或者断丝集中在钢丝绳某一部位或一股，一个捻距内断丝总数大于12根（对于股数为6的钢丝绳）或者大于16根（对于股数为8的钢丝绳），该绳也应报废。
⑶外伤。
在电梯过程中，钢丝绳与其它设备不正常的接触容易造成外伤。最明显的外伤是钢丝绳在滑轮里滑槽，在轮槽中跳出挡板，结果常常使几十米乃至数百米的钢丝绳因为局部轧坏而报废。
防止钢丝绳外伤的关键在于完善电梯设备，因此《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》中规定悬挂钢丝绳绳端固定应当可靠，弹簧、螺母、开口销部件无缺损。对于强制驱动电梯，应当采用带楔块的压紧装置，或者至少用3个压板将钢丝绳固定在卷筒上。
3钢丝绳断丝分析
（1）过载断丝。钢丝绳在使用过程中承受过载负荷和冲击负荷，造成断丝其断口呈现杯状塑性收缩，由于钢丝绳的安全系数很大，这种断丝现象比较少见。
（2）疲劳断丝。发生在股的弯曲程度最大的一侧的外层钢丝，金属疲劳产生的断丝，其断口形状平齐。
（3）磨损断丝。是由曳引轮与钢丝绳之间磨损打滑而造成的，这种断丝是在钢丝绳磨损极其严重的情况下且发生在最外层钢丝，断口两侧呈斜茬，断口扁平。
（4）锈蚀断丝。是由钢丝绳锈蚀严重而产生的，断口不整齐，呈斜尖状。
（5）剪切断丝。被硬性物体卡阻或受较大外力打击、挤压造成，断口呈剪切状。
（6）扭结断丝。这种断丝在正常使用中很少出现，只有在钢丝绳出现松驰造成扭结才出现。断口形状平整、光滑。
根据经验，电梯钢丝绳存在内部断丝时，电梯钢丝绳在运行中能听到“咔嚓”的响声。传统检验中上述的检验主要靠检验员自身经验进行判断，《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》要求用钢丝绳探伤仪全长检测或分段抽测。钢丝绳探伤仪是一种无损检测设备，无损检测技术是利用物质的某些物理性质因存在缺陷或组织结构上的差异使其物理量发生变化这一现象，在不损伤被检物使用性能及形态的前提下，通过测量这些变化来了解和评价被检测的材料、产品和设备构件的性质、状态、质量或内部结构等的一种特殊的检测技术。在特种设备检验行业中，无损探伤一直是锅炉、压力容器等承压类特种设备的主要检测手段，以前在电梯检验中运用较少，随着检验技术的发展，现在应用越来越广泛。
4、电梯钢丝绳的保养
（1）要定期对钢丝绳表面进行清理维护。
在电梯定期检验中，检验员经常发现钢丝绳表面积聚着一层油污，这是从钢丝绳内渗出的润滑油和灰尘混在一起形成的，如不及时清洗，不仅影响钢丝绳的使用寿命，还会改变钢丝绳在曳引轮槽中的摩擦系数，降低曳引能力，在轿厢轻载或重载的情况下，可能造成钢丝绳打滑导致桥厢冲顶或蹲底。
（2）通常情况下，新出厂钢丝绳大部分在生产时已经进行了润滑处理，但在使用过程，润滑油脂会流失减少。鉴于润滑不仅能够对钢丝绳在运输和存储期间起到防腐保护作用，而且能够减少钢丝绳使用过程中钢丝之间、绳股之间和钢丝绳与曳引轮槽之间的磨损，对延长钢丝绳使用寿命十分有益，因此，为把腐蚀、磨损对钢丝绳的危害降低到最低程度，进行润滑保养十分必要。
首先，一定要选择适宜的钢丝绳润滑脂。电梯钢丝绳润滑脂应采用有一定摩擦系数的专用摩擦脂，高性能的钢丝绳润滑脂是维护钢丝绳，延长钢丝绳寿命的根本保障。钢丝绳在工作时，内部呈现三维方向的微动摩擦，这就需要钢丝绳润滑脂必须具有很强的渗透性能，即让润滑脂中的润滑油分子抗磨剂成分能渗透到每根钢丝上面。钢丝绳脂还必须具有较强的粘附件性能，以保证其均匀的粘附到钢丝绳上。
其次，要采取正确的润滑方法。通常对钢丝绳子的润滑保养有几种方式，一种是将钢丝绳拆卸下来，放在温度在80-100度的润滑油中浸泡约2-4小时；另一种是用刷子将润滑剂直接刷在钢丝绳上，关键是涂刷的方法和间隔要掌握好，一般来说直径约12mm的钢丝绳，每四十米大约涂刷1公斤左右的润滑脂，涂刷间隔在两周左右；再一种是使用专用的钢丝绳润滑设备对钢丝进行润滑，这种方法最省事，但设备的成本较高。具体采用哪种润滑剂及润滑方式应按钢丝绳制造厂的规定要求进行。电梯维护保养单位真正重视钢丝绳润滑维护的还不很多，很多单位已经习惯于更换新的钢丝绳，而不注重钢丝绳的维护保养。前面叙述的清洗、润滑仅是对钢丝绳本身而言，这只是保证钢丝绳安全使用要求的一个方面。
除此之外，还必须定期对钢丝绳使用的外围条件如：曳引轮槽的表面磨损情况、轮槽几何尺寸进行检查，以保证钢丝绳在运行过程中与其始终处于良好的接触状态，降低磨损，从而延长钢丝绳的使用寿命。
5、结论
综合以上分析，结合钢丝绳断丝断股照片，此台电梯钢丝绳断丝断股是由于磨损严重不均匀而产生的，磨损不均的原因是由于钢丝绳的安装不当和使用过程中的维护保养不到位所产生的，尤其钢丝绳的安装质量至关重要。因此，在电梯的安装监督过程中不但应注意钢丝绳的出厂合格证及安全系数是否适当，还应注重钢丝绳的安装质量。在电梯使用过程中，电梯维修保养，对钢丝绳的维护也不能忽视，应注意检查钢丝绳受力是否均匀、钢丝绳磨损及断丝等情况，以免发生类似事故。
参考文献：
[1]GB8903—2005《电梯用钢丝绳》
[2]TSGT7001—2009《电梯监督检验和定期检验规则—曳引与强制驱动电梯》
[3]GB7588—2003电梯制造与安装安全规范[S]