北京吉泰科儀檢測(cè)設(shè)備有限公司
鋼絲繩探傷儀缺陷識(shí)別方法
18600653103 范曉斌 QQ178858256
1.目的及意義
為了感謝廣大JRT11-S系列鋼絲繩無損探傷儀用戶對(duì)我公司產(chǎn)品的支持，以及能更好使用該產(chǎn)品，公司把多年在JRT系列鋼絲繩檢測(cè)儀器開發(fā)、實(shí)驗(yàn)、檢測(cè)及應(yīng)用積累地經(jīng)驗(yàn)，在此奉獻(xiàn)給廣大用戶，特以波形圖為例進(jìn)行介紹，供廣大用戶參考。
JRT系列無損探傷儀器的全稱是JRT系列人工輔助計(jì)算機(jī)智能判斷無損探傷儀。所謂人工輔助是指人為的斷絲、磨損、銹蝕的定性判別，而計(jì)算機(jī)智能判斷指的是在定性的基礎(chǔ)上計(jì)算機(jī)的定量計(jì)算。例如：對(duì)于一段波形，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照軟件操作，我們判斷出斷絲（稱之為人工輔助），判斷結(jié)束后計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)給出我們所判斷絲的位置、根數(shù)以及捻距內(nèi)的斷絲根數(shù)（稱之為計(jì)算機(jī)智能判斷）。
本章將對(duì)各種在實(shí)時(shí)檢測(cè)過程中遇到的各種波形作系統(tǒng)講解。分析波形產(chǎn)生的原因，以及鋼絲繩材料、結(jié)構(gòu)對(duì)波形分析帶來的影響。同時(shí)我們熱誠(chéng)歡迎廣大用戶，把實(shí)際工作中遇到的異常信號(hào)和相關(guān)難題來電來函，通知我們，共同分析原因所在，解決難點(diǎn)問題。
由于水平有限，錯(cuò)誤在所難免，衷心希望廣大用戶對(duì)本手冊(cè)中的錯(cuò)誤與不到之處提出批評(píng)，予以指正，我們將不勝感激。
2.鋼絲繩的缺陷
隨著使用時(shí)間的的持續(xù)，鋼絲繩將會(huì)出現(xiàn)各種損傷現(xiàn)象。例如，由于鋼絲磨損和銹蝕引起鋼絲截面積的減��；由于疲勞、表面硬化、銹蝕引起鋼絲內(nèi)部性能的變化；使用不妥引起繩的變形等等。在役鋼絲繩可能出現(xiàn)單線斷裂、腐蝕、磨損、亂線等損傷，各種損傷都將會(huì)造成鋼絲繩的故障。由于鋼絲繩使用的重要性和鋼絲繩的結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)，當(dāng)鋼絲繩中桔柑一處出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷后，整根鋼絲繩將被報(bào)廢，因此，鋼絲繩一旦出現(xiàn)故障將是不可修復(fù)的。。
3.信號(hào)的劃分
JRT系列鋼絲繩檢測(cè)儀是一種基于漏磁原理的無損檢測(cè)產(chǎn)品，故缺陷位出現(xiàn)的信號(hào)我們可以理解為漏磁信號(hào)，從這個(gè)角度出發(fā)來分析鋼絲繩所產(chǎn)生的信號(hào)就不難理解。廣義上的檢測(cè)信號(hào)我們可以將之分為兩種：背景信號(hào)和缺陷信號(hào)。
3.1背景信號(hào)
這種信號(hào)的產(chǎn)生是由鋼絲繩本身的結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的“股波信號(hào)”理論上我們把它稱之為背景信號(hào)，它的產(chǎn)生是由其本身結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的，JRT系列檢測(cè)系統(tǒng)通過各元件檢測(cè)信號(hào)相互之間的疊加、差分等處理和先進(jìn)的聚磁技術(shù)，有效地消除了股波信號(hào)帶來的負(fù)面影響，提高了檢測(cè)儀器的信噪比。鋼絲繩股間漏磁場(chǎng)是一規(guī)則的、周期分布的空間場(chǎng)，因此此類信號(hào)相對(duì)均勻，易辯別。另，股波信號(hào)反映出鋼絲繩的結(jié)構(gòu)特征，同時(shí)也反映著鋼絲繩表面磨損、銹蝕等狀態(tài)。下面就我們?cè)趯?shí)際工作中遇到的情況舉例說明：
3.1.1正常的股波信號(hào)：
圖1 平衡索檢測(cè)部分波形圖
分析如下：由上述信號(hào)可以看出鋼絲繩結(jié)構(gòu)狀況良好，無斷絲、無局部磨損、銹蝕現(xiàn)象且結(jié)構(gòu)捻制嚴(yán)密，材質(zhì)較好。
圖2 龍門吊部分檢測(cè)波形圖
分析如下：由上述信號(hào)可以看出鋼絲繩結(jié)構(gòu)狀況良好，無斷絲、無局部磨損、銹蝕現(xiàn)象，但其結(jié)構(gòu)捻制較圖1差，材質(zhì)較好。
圖3 索道牽引索檢測(cè)部分波形圖
分析如下：由上述信號(hào)可以看出鋼絲繩結(jié)構(gòu)狀況較差，無斷絲、無局部磨損、銹蝕現(xiàn)象，但其結(jié)構(gòu)捻制較前兩種差，材質(zhì)提純度不高，由鋼繩加工工藝決定。
3.1.2磨損現(xiàn)象時(shí)的鋼絲繩股波信號(hào)：
圖4 塔吊部分檢測(cè)波形圖
分析如下：由上述信號(hào)可以看出鋼絲繩結(jié)構(gòu)由于在使用過程發(fā)生了較大的變化，圖中波形起伏說明股波漏磁量不均勻。漏磁量較大的地方波形向上起表現(xiàn)為磨損或銹蝕；漏磁量小時(shí)波形相對(duì)基準(zhǔn)線下偏移表現(xiàn)為鋼絲繩局部截面增大（如：松股時(shí)）。這種股波信號(hào)的產(chǎn)生往往給斷絲的定性判別帶來一定的難度。
注：基準(zhǔn)線是指圖中虛線。
3.1.3鋼絲繩內(nèi)含剩磁時(shí)的股波信號(hào)：
圖5 港口塔吊
分析如下：
“
” 此類信號(hào)稱之為干擾信號(hào)，是由于鋼絲繩內(nèi)部含用磁性而造成。產(chǎn)生磁性的原因有大致可分為兩種，一種是鋼絲繩由于雷擊造成，另一種是由于生產(chǎn)工藝造成。遇到此類信號(hào)，應(yīng)消磁后再進(jìn)行檢測(cè)或用檢測(cè)儀器多次檢測(cè)。
3.1.4鋼絲繩終端的端部效應(yīng)
圖6 港口塔吊
分析如下：
此類信號(hào)稱之為端部效應(yīng)出現(xiàn)在鋼絲繩檢測(cè)起始和終止端，由檢測(cè)起動(dòng)時(shí)突變而形成，不可作為缺陷信號(hào)處理。
3.2 斷絲信號(hào)分析方法
鋼絲繩的斷絲一般可分為：疲勞斷絲、磨損斷絲、銹蝕斷絲、剪切斷絲以及過載斷絲、扭結(jié)斷絲等 。由于鋼絲繩通常由直徑相同的多根鋼絲或直徑不同的多種規(guī)格的鋼絲組成，表面往往凸凹不平，內(nèi)部又存在著空氣隙，不是鐵磁性材料的連續(xù)體。因此，鋼絲繩被磁化后其表面漏磁場(chǎng)中，既有繩中斷絲漏磁場(chǎng)，又有背景漏磁場(chǎng)（股波信號(hào)），給我們?cè)谌毕荻ㄐ陨蠋硪欢ǖ睦щy。
3.2.1參數(shù)的調(diào)整法
不同結(jié)構(gòu)的鋼絲繩其參數(shù)不同。正確、合理的選擇參數(shù)，可以使我們?cè)谂袛噙^程中達(dá)到事半功倍的效果。（各個(gè)參數(shù)定義詳見說明書）。其中波形縮小率的調(diào)整尤為重要，這個(gè)參數(shù)是為技術(shù)員作判斷時(shí)看圖方便而設(shè)置，其參數(shù)值可根據(jù)需要進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。
以下面波形為例：
圖7 當(dāng)前波形縮小率：8
由上圖可以看出缺陷信號(hào)在股波信號(hào)的干擾下，增加了識(shí)別難度，很難辨認(rèn)。在為種情況下我們可以有效地通過調(diào)整波形縮小率來減小這種難度，如下圖：
圖8 當(dāng)前波形縮小率：24
注：波形縮小率僅僅是用來對(duì)波形的大小進(jìn)行縮放，通過有效的調(diào)整可以提高信噪比，降低我們辨別缺陷信號(hào)的難度，與信號(hào)本身的提取無關(guān)。
3.2.2峰值比較法
峰值比較法這種方法通運(yùn)用于信噪比低的情況。由于鋼絲繩的結(jié)構(gòu)不同，其中鋼絲直徑也有所不同，所以不同結(jié)構(gòu)的鋼絲繩一根斷絲所產(chǎn)生的漏磁量也不相同。原則上粗鋼絲比細(xì)鋼絲所形成的斷絲產(chǎn)生的漏磁量要大，因此其產(chǎn)生的信號(hào)要大。針對(duì)細(xì)鋼絲所形成的斷絲，我們可以根據(jù)信號(hào)的特征及峰值，在門限值調(diào)整好的情況下進(jìn)行比較判斷。如下圖：
圖9 標(biāo)注位置UPP：41 29（背景信號(hào)UPP）
圖10 標(biāo)注位置VPP：55 55
由此我們可以比較得出在此兩點(diǎn)所產(chǎn)生的漏磁量遠(yuǎn)大于圖9標(biāo)注位，且特征信號(hào)明顯，因此我們可以判定為斷絲信號(hào)。
以上情況是我們?cè)谶\(yùn)用JRT系列鋼絲繩檢測(cè)儀時(shí)常見的難點(diǎn)，要熟練的運(yùn)用并掌握，還需要我們?cè)谌粘９ぷ髦胁粩嗟姆e累經(jīng)驗(yàn)，才能徹底融會(huì)貫通。