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钢丝绳磁性无损检测技术的评估方法及标准研究

陈厚桂  
【摘要】: 电磁无损检测方法与仪器在钢丝绳安全检查中具有重要的作用,对该检测方法和仪器的评估越发重要,为此,本论文对电磁无损检测方法进行深入剖析,针对缺陷表达、标样配置和性能评估等问题进行了系统的研究。 在钢丝绳及缺陷的描述方法研究中,提出了一种基于结构特征的钢丝绳和钢丝绳中缺陷的描述方法,用股层号、股号、股旋角、钢丝层号、钢丝号、丝旋角六个参数完整描述钢丝绳结构,再增加丝旋角变动和钢丝直径两个参数后描述钢丝状态,由钢丝的集合构成钢丝绳,再增加断口宽度和钢丝直径两个参数后描述断丝状态,再增加磨损区的丝旋角变动和磨损比两个参数后完整描述磨损状态。举例实现了测井电缆、密封钢丝绳、六股钢丝绳和多股钢丝绳的缺陷描述。 基于有限元方法,研究了单根钢丝断丝漏磁场的电磁特征和影响因素,分析了断口宽度、钢丝直径和提离距离对漏磁场的影响。研究表明,在影响断丝漏磁场的诸因素中,提离距离的影响最大,断口宽度影响最小。基于磁荷理论建立了六股钢丝绳的漏磁分析模型,研究发现,在断丝分布中,相邻断丝不但影响本断丝信号的幅值,而且影响其相位,因此,检测仪器对断丝测定时的定位能力非常重要,它是定量检测的前提。根据上述研究结论,提出了钢丝绳断丝评定标样的配置方法,对断口宽度、断丝分布、断口数量以及断丝集的度量等问题进行了深入研究。 为了建立截面积损失型缺陷检测时的评定方法,采用磁阻模型分析了检测原理和影响因素,构造了一次螺旋结构的钢丝绳和钢管的三维有限元模型,研究了两者在磁化特性、检测特性和对分布磨损的敏感性三个方面的差异,研究表明,钢丝绳和钢管在磁化特性和检测特性方面具有很大的相似性,但在对分布磨损的敏感性方面存在较大差异。根据研究结论,对集中磨损的检测性能进行评估时,可以用钢管标样替代钢丝绳标样;对分布磨损的检测敏感性进行评估时,不能用钢管标样替代,提出了评估标样的配置和评估方法。 在规范化评估中,引入了钢丝绳无损检测可达性的概念。结合现有的钢丝绳报废标准和无损检测方法,提出了规范化的评估指标和评价方法。由于钢丝绳结构的特殊性,可制作的缺陷尺寸有限,用基于有限缺陷集的标样进行评估时,评估的结果不够精细,为此,提出了基于灰色系统的检测分辨率预测方法。根据电梯钢丝绳的结构和工作要求,设计评估方案,对EMT-13电梯断丝检测系统进行了系统评估。


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