电梯复合曳引钢带无损检测方法的分析

电梯复合曳引钢带无损检测方法的分析

郑立彬

天津市特种设备监督检验技术研究院，天津市，300192

摘要：为了对保障电梯复合曳引钢带长期处于安全、稳定、良好状态，从而保障电梯运行安全与效率，必然需要对钢带进行定期检测或在发现异常后及时检测。本文对超声波检测法、磁粉检测法、涡流检测法、射线数字成像检测法、磁弹检测法等适用于电梯复合曳引钢带的无损检测方法进行了综合分析与探讨，希望能为相关从业人员带来一些有价值的参考与帮助。

关键词：电梯复合曳引钢带；无损检测；超声波检测；磁弹检测法

引言

电梯复合曳引钢带是由多层不同材质组成的特殊钢带，材料通常包含钢丝绳、聚酯纤维、橡胶等，其具备强度大、耐磨性能与耐腐蚀性能良好的优势。电梯中应用复合曳引钢带，能切实提高电梯运行效率、减少噪音与振动以及提升安全性，故而复合曳引钢带在现代建筑电梯系统中被广泛应用。电梯复合曳引钢带在长期使用过程中会持续受到较大的外力作用，最终会出现磨损、变形、断丝等缺陷，进而影响电梯运行安全、稳定和效率。为了提升电梯运行的稳定性，有必要应用无损检测方法定期对复合曳引钢带进行检测，进而及时发现缺陷并进行处理。基于此，下文主要对电梯的复合曳引钢带无损检验方法进行分析和探讨。

一、超声波检测法

超声波检测的原理为超声波能在材料中按照一定速度与方向传播，而在遇到声阻抗有所不同的异质界面时便会反射，通过对反射的超声波进行接收和分析便能完成检测。对电梯复合曳引钢带进行超声波检测，发射出的超声波遇到钢带重的缺陷后便会反弹并返回到探头区域，探头会将反射回来的超声波能量转化成可识别的电脉冲，经过处理后便可直接通过示波管荧光屏显示脉冲信号，进而根据脉冲信号的幅度以及反射波位置对钢带中的缺陷进行无损检测。基于超声波的电梯复合曳引钢带无损检测方式具有灵敏性强、可精准定位、经济性好、易操作等优势，其在电梯安全检测中的应用较为广泛，尤其能对钢带重的二维型缺陷进行有效检测。不过该方法也有着无法精确地定性与定量分析、检测结果缺乏直接见证记录、检测面粗糙度较高时会导致检测精度降低等缺陷。

二、磁粉检测法

磁粉检测法主要用于检测电梯复合曳引钢带表面的开口缺陷以及近表面缺陷。该方法的原理为铁磁性材料磁化后会在内部生成较强的磁感应场，而磁力线通过材料中的缺陷位置时则会出现畸变，进而出现漏磁场。此时只需在材料表面撒上磁粉，那么漏磁场便会使磁粉产生磁痕，进而直观地显示材料缺陷。应用磁粉检测法对电梯复合曳引钢带进行无损检测，能实现快速检测、低成本检测、高灵敏检测。

三、涡流检测法

涡流检测法是一种被广泛应用的非接触式检测方法，其通过电磁感应原理实现对被检对象内感生涡流的变化的测量完成检测，从而无损地判定被检对象的某些性能或缺陷。在电梯复合曳引钢带检测中应用涡流检测法，需要将检测线圈放置在钢带附近，然后施加交流电让线圈产生和钢带相垂直的磁场，同时会产生涡流。涡流受到钢带的电导率以及磁导率的影响，会生成感应次级磁场。磁极磁场对涡流线圈生成的磁场产生影响，会使得线圈阻抗有所变化。这意味着钢带尺寸、形状、缺陷等的影响会使得涡流产生变化，进而可通过涡流变化情况实现无损检测。应用涡流法对电梯复合曳引钢带进行无损检测时通常以涡流密度衰减来反映钢带的缺陷情况。涡流密度衰减和涡流趋肤深度呈正相关关系，而后者则可用于量化涡流在深度方向的衰减快慢，从而用于检测和判断被测对象的深层隐藏缺陷。涡流趋肤深度与激励信号的频率、被检对象的磁导率、被检对象的电导率等呈负相关关系。实际应用涡流法对电梯复合曳引钢带进行无损检测时，需要将检测区域内的涡流密度衰减控制于1/e倍以内，这样才能确保涡流密度充分分布于钢带厚度内，确保检测区域分布有较大电流，从而确保检测范围足够大且检测观察到的现象足够明显。另外随着相关技术的逐步成熟，目前交错阵列涡流检测方法和差分电桥检测电路相结合能进一步提升无损检测的精准性，基于涡流线圈制作的传感器已经被广泛应用于电梯复合曳引钢带的无损检测之中。不过需注意的是，应用涡流法对电梯复合曳引钢带进行无损检测存在诸如无法显示缺陷图像并判定缺陷性质、深埋缺陷检出率低等不足，故而实际应用时一定要对此多加考量。

四、射线数字成像检测法

摄像数字成像检测法是基于射线法而来的无损检测方法，即用数字探测器将射线光子转换为数字信号，从而通过计算机对数字信号进行图像化显示与处理。射线检测本身是利用x射线、γ射线、中子射线等对电梯复合曳引钢带的缺陷情况进行检测，依靠射线穿透物体过程中与物质发生作用并经历吸收和散射后强度逐渐减弱。如果被穿透物体存在缺陷，那么会使得缺陷区域的透过射线强度和周围区域的透过射线强度有所差异，从而判断缺陷位置与大小等。射线数字成像检测不仅具备传统射线检测法的检测效率高、精准度高的特点，还具备可自动检测与识别钢带缺陷、直观显示缺陷的图像信息、相关数据资料能自动保存并可通过互联网实现信息共享等，有利于检测工作及其管理的优化。不过目前射线数字成像检测技术的应用成本较高，故而其应用范围相对有限，有待进一步推广。

五、磁弹检测法

磁弹检测法是基于巴克豪森噪声原理实现磨削烧伤缺陷无损检测的方法。磁弹检测法的远离为铁磁性材料磁化过程中其内部的大量磁畴会前后移动，此时放置在铁磁性材料附近的导电线圈中会产生电脉冲现象。而电感线圈产生的感应磁场会对被检工件产生作用，使得传感器中产生相应的检测信号。对检测信号进行获取并采取放大、滤波等方式加以处理，能得到和被检工件磁化功率、材料晶体结构、位错与残余应力等相关的信号电压值，而信号电压值则与磁导率值呈正相关关系。这意味着只需对磁导率和被检工件表面显微硬度与残余应力的对应关系进行分析，便能对被检工件的磨削烧伤程度进行检测和判断，从而实现无损检测。运用磁弹检测法对电梯复合曳引钢带进行无损检测，需要使用包含磁激励单元、信号处理单元、信号显示单元的主机连接测头，再将测头放置在被检工件表面，然后可设定磁化电压与频率等参数，便可通过计算机的专业软件获得相关数据并对钢带内的磨削烧伤情况进行检测与判断。

结语：

综上可知，合理应用无损检测方法能对电梯复合曳引钢带进行有效检测，进而保障电梯运行安全与效率。因此，在进行钢带检验过程中需要根据实际情况对其质量进行严格把控。技术人员需要熟练掌握各种无损检测方法，积极学习最新、最先进的检测方法，及时发现曳引钢带存在的问题，立即进行处理和更换，并在实践中根据实际情况正确选择实施无损检测的时间、选用最适当的检测技术、进而提高检测的有效性与精准性。

参考文献:

[1]陈述,汪宏,柯春晖,徐金海,周旭明.基于复合曳引钢带的电梯运行性能[J].起重运输机械,2021(13):38-41.

[2]邵鹏,郭必奔,郑波,唐波.电梯复合曳引钢带结构健康监测方法研究[J].中国特种设备安全,2021,37(06):36-40.

[3]胡晓,梁国安,季一锦.电梯复合曳引钢带无损检测方法的研究[J].起重运输机械,2015(08):103-105.

[4]张杰，赵斌，郝云晓.基于变排量液压泵/马达的电液混合驱动曳引电梯节能系统研究[J].液压与气动，2020（09）:153-160.

[5]黄龙涛,王海平,屈涛,刘继征,刘海.高速曳引电梯提升钢丝绳水平方向振动的分析与研究[J].起重运输机械,2022(12):32-40.

[6]王森,林正,季舒安,苗鑫雨,叶锋,李青.电梯曳引钢带内部钢丝绳无损检测[J].中国测试:2021,1-10.

[7]王文宾,黄相斌,韩春鹏,宋斌杰.试论电梯检验中控制系统常见问题和对策[J].城市建设理论研究(电子版),2017,(29):150.

[8]钟绍江.引起电梯曳引钢丝绳与曳引轮失效的原因解析[J].中国设备工程,2023(09):205-207.