起重机滑轮轮槽磨损及检验检测的分析

起重机滑轮轮槽磨损及检验检测的分析

温炯良

（广东省特种设备检测研究院肇庆检测院526070）

摘要：滑轮轮槽磨损在起重机工作中几乎无法避免，该问题主要影响起重机作业效率，也会导致安全隐患。基于此，本文以起重机滑轮轮槽磨损原因和机制作为切入点，予以简述，再以此为基础，重点分析相关问题的检验检测方法，给出超声检测、物理检测以及预防性检测等内容，为后续起重机的安全使用提供参考。

关键词：滑轮轮槽磨损；起重机；老化磨损；超声检测

前言

滑轮（pulley）是用来提升重物的简单机械，安装于起重设备处的滑轮可提升综合作业效益。滑轮周边有槽，能够绕轴转动，因起重机往往用于重物的起吊，其滑轮轮槽磨损较为严重，分析认为未能得到及时检修，起重机滑轮轮槽的工作能力会持续下降，影响设备寿命。本文针对其磨损原因、检验检测进行分析。

1.起重机滑轮轮槽磨损原因和机制

1.1老化磨损

老化磨损是起重机滑轮轮槽磨损的主要原因，是指起重机在长期的作业过程中，受到起吊物重力影响，其绳索与轮槽表面持续相互摩擦、摇动，造成轮槽表面出现毛刺、凹凸不平等情况。老化磨损是导致起重机滑轮轮槽磨损的最主要因素，且基本不可避免。此外，长期作业的滑轮轮槽，在滑轮压痕作用下会出现裂纹，缝隙则会逐渐拓展。滑轮轮槽在拉力的往复作用下也可能发生塑性形变，以上均属于老化磨损[1]。

1.2瞬时磨损

瞬时模式是指在起重机横向运动、受力情况突然发生改变时，绳索与滑轮轮槽出现的快速、高强度、非规律性的摩擦。如在起重机力臂改变方向时，绳索与滑轮轮槽受力点情况实际上已经改变，受到静摩擦力的约束，不会出现绳索等结构明显位移的情况，但小范围的摩擦加剧依然会增加滑轮轮槽和绳索接触位置的破坏，力的改变情况越明显、起吊的重物重量越大，这种破坏越严重，二者呈现为典型的正态相关性。以绳索的静摩擦力和力臂方向改善产生的作用力之差为约束边界，当后者作用力超过静摩擦力时，可能导致瞬时磨损的范围大大增加。

1.3综合磨损

综合磨损是指老化磨损、瞬时磨损以及其他因素共同作用下，起重机滑轮轮槽出现物理性、化学性损坏的情况[2]。如轮槽投入使用的时间较长，且缺乏有效检修，必然出现老化磨损，在不理想的环境下进行重物起吊作业，如酸性环境、高湿度环境等，其轮槽受到多个因素的影响，磨损速度大大加快，甚至可能导致严重损坏、带来安全问题。综合磨损带有一定的可控性，常与老化磨损同步发生。

2.起重机滑轮轮槽磨损的检验检测方法

2.1超声检测

超声检测是一种现代化无损检测方法，适用于滑轮轮槽各个部位的磨损情况分析。一般要求将超声发射装置放置于轮槽的一端，将超声接收设备放置于与发射装置完全对称（允许少许误差）的另一端。在发出超声波前，应对滑轮轮槽以及周边部位进行清洁，清理各类杂物。完成位置选取、核对后，利用发声装置发送超声波，超声波经过滑轮表面、进入内部后，强度出现削弱，这种削弱的级别与滑轮轮槽的实际磨损情况相关。当轮槽因磨损变薄，接收装置可以捕捉到较强的超声信号；滑轮轮槽出现裂纹，接收装置可以捕捉到带有明显峰值强度变化的超声信号；当滑轮轮槽存在毛刺、凹凸不平等问题，接收装置捕捉到的超声信号会呈现出明显的波动特点。可根据超声波接收结果了解滑轮轮槽的磨损情况、部位信息，进行必要的更换修补。当已经确定滑轮轮槽存在问题，但不确定问题发生部位的情况下，借助超声检测也有助于发现磨损具体情况。

2.2物理检测

物理检测是一种传统的起重机滑轮轮槽磨损检测法，该方法能够用于评估重大问题，但对于一些不易察觉的轻微磨损、凹凸变化缺乏敏感性。如投入使用超过6个月的滑轮轮槽，其最易磨损的部位为轮槽的中间和两端部位，可在非工作状态下，对上述区域进行检查。如果绳索和轮槽产生的静摩擦力，大部分时间大于起重机力臂摆动的作用力，则轮槽中央部位以及两侧，会出现明显的变化，金属材料在光照下镜面效应突出，这表明上述部位出现磨损，可以选取同类材质的小金属块，直接焊熔于轮槽表面，应对磨损问题。如果起重机作业压力较大，绳索和轮槽产生的静摩擦力可能小于起重机力臂摆动、机械摇动造成的作用力，此时滑轮轮槽各部分在光照下的镜面反射不多见于轮槽中央，可见于两端，同时轮槽中间位置会出现比较明显的凹凸变化、毛刺，凹凸变化、毛刺越多，表明轮槽的磨损越严重，应及时处理，并对起重机的作业压力进行适当的调整，降低重物起吊的频率，规避安全隐患。

2.3预防性检测

预防性检测，是指在轮槽损坏问题发生前，借助各类技术进行磨损程度检验以及问题检测，做到防患于未然。一般可选取1-2个月为间隔，在检验工作开始前，确保起重机处于非作业状态，且电源关闭、轮槽位于安全位置。首先对轮槽进行物理检测，了解其表面老化情况，包括磨损和锈蚀等等，核准无误后，再进行超声检测。超声检测面临误差问题，一般检测对象的厚度、密度越大，使用时间越长，表明处理效果越差，超声检测的误差也越大，应在初次检测结果上，进行二次、三次检测，以加权处理的方式，了解超声捕捉态势。对于存在波动、明显超声强度峰值的区域，进行针对性检测，即便滑轮轮槽没有明显损坏，也应予以记录，并在资金条件允许的情况下进行更换。此前学者在研究中发现，各类起重机滑轮轮槽的更换周期多在12-36个月之间，为保证起重机作业能力以及作业安全性，建议结合起重机工作压力确定预防性检测的周期，对于工作压力大、频繁起吊重物的起重机，检修间隔不宜长于1个月，作业压力较小、投入使用时间尚短的起重机，可每45天或2个月检修一次。一些存在小裂纹、表面问题的起重机滑轮轮槽，应在每次作业前进行一次检测。

总结：综上，现代社会生产工作中，起重机的应用广泛，作用突出，其滑轮轮槽磨损后，会导致性能下降。目前来看，起重机滑轮轮槽磨损的原因可分为老化磨损、瞬时磨损、综合磨损三大类。检测方面，可用方式包括超声检测、物理检测和预防性检测等，不同方式的原理存在差异，实际工作中可结合需要酌情选取。

参考文献：

[1]苏明锋,刘明锋,卢迪,等.一种对起重机在用滑轮进行超声波探伤探头夹具的设计[J].特种设备安全技术,2018(04):26-28.

[2]逯文钊.煤库桥式抓斗起重机滑轮组及导轮技术改造[J].齐鲁石油化工,2018,46(02):131-133.