起重机钢丝绳检验和报废规范.doc

起重机钢丝绳检验和报废规范 前 言 ISO（国际标准组织）是一家世界范围的各国标准主体（ISO 成员主体）的联盟。筹备国际标准的工作通常是由ISO 技术委员会进行。对已建立技术委员会的某一主题有兴趣的成员主体，都有权在委员会上派出代表。与ISO 有联系的国际组织，不管政府和非政府性的，也都参加了此工作。在所有电子标准方面，ISO 与国际电子委员会密切协作。 被技术委员会接受的国际标准草案将提交给每个成员主体投票。任何国际标准的出版发行将需要所有投票成员至少75% 以上的多数票的批准。 国际标准ISO4309 是由技术委员会ISO/TC 96，起重机 起草的。 本文件是第二版，撤消并取代了第一版（ISO4309：1981），它在第一版基础上作了细小的修改。 本国际标准的A - F 附件仅供参考之用。 简 介 在起重机上，钢丝绳应被认为是消耗品，当检验显示其力量已下降到继续使用已不再明智的时候，即应该予以更换。 钢丝绳的工作寿命长短不一，主要取决于起重机的特点，状况和使用。一方面寿命长是基本要求，另一方面高效率地利用和高弯曲率（D/d）也要适用。一方面设计的轻巧和压缩体积是基本要求， 另一方面这些数据也可降低，条件是可接受较短的作业周期数量。 但在任何情况下，通过正确操作的设备安全地处理承重，要求对钢丝绳进行常规的检验，并在使用足够时间后将其取下更换。 最后，有些起重机在特殊条件下使用，钢丝绳易于受到偶然性的损伤，因此最初钢丝绳的选择应该考虑此因素。在这样环境下，钢丝绳的检验必须特别仔细，当发现紧要情况时，钢丝绳应立即予以更换。 在所有使用情况下，有关断丝，磨损，腐蚀和变形的报废标准可以立即应用。本标准考虑这些不同的因素，目的是对维护和检验起重机的检验员提供指南。 本标准目标是在钢丝绳报废之前，对起重机处理承重保持一个足够的安全边际。不执行本标准将带来危险的情况。 起重机 钢丝绳 检验和报废规范 1范围 本国际标准明确了钢丝绳的检验和报废标准。 它适用于： a). 钢缆和门式钢缆起重机 b). 悬臂起重机 (转柱吊机, 挂墙式或行走式) c). 甲板起重机 d). 转臂起重机和牵索（桅杆）起重机 e). 带斜撑转臂起重机 f). 浮船起重机 g). 移动起重机 h). 行车起重机 i). 门型或半门型桥式起重机 j). 门型或半门型起重机 k). 铁路起重机 l). 塔式起重机 起重机可用于挂钩，抓斗，磁铁，钢包，挖掘或堆码。可以手工，机械，电动或液压操作。本国际标准的规范也适用于提升组合。 ISO 4306-1 提供了本国际标准中使用的起重机词汇表。 本国际标准中使用的机械分类符合ISO 4301-1。 本国际标准详细地阐述了有关起重机上使用的钢丝绳检验的基础性指南，列举了钢丝绳的报废标准，这些标准应得以执行，以保证设备的有效和安全使用。 2. 定义 以下定义适用于本国际标准： 2.1 绳芯 ：支撑钢丝绳外股的部分。在6 股和8 股结构中，绳芯可能是自然纤维或合成物，或一根或几根钢股螺旋式旋转，以形成单独及较小的绳体。 2.2 钢丝绳在卷轴上的横穿 ：钢丝绳的一部分，在从一层移到另一层的正常轨迹中发生变化，原因是卷轴开槽的种类，或者绳子下层的结构引起的。 2.3 钢丝绳检验记录 ：钢丝绳的检验记录，由起重机用户掌握。 2.4 间距 ：在一股同一层钢丝之间的距离，或者一绳同一层股之间的距离。 2.5 股沟 ：单个外股之间的区域。在股沟之间的断丝显示有可能缺少股距。 2.6 卷轴上的钢丝绳叠绕 ：转动卷轴使钢丝绳形成一层（叠绕可以是螺旋或水平的，如果是水平的，钢丝绳在一层到另一层的横穿将发生在钢丝绳锚定于卷轴的平行线上）。 2.7 同向捻 ：外股层钢丝的走向与钢丝绳外股的走向为同一方向的钢丝绳。 2.8 股长 ：单根股所形成的螺旋的长度。 2.9 多股绳 ：由若干层股所组成的钢丝绳。如果钢丝绳的一层或多层与外股反方向地旋转，将会降低钢丝绳的旋转特性（防旋转）。如果所有股按相同方向旋转，则无此优点。 2.10 交互捻，常规捻 ：外股层钢丝的走向与钢丝绳外股的走向为反方向的钢丝绳。 2.11 卷筒 ：钢丝绳卷绕在上面的过渡卷，木材质或钢材质，取决于钢丝绳的重量。 2.12 钢丝绳实际直径 ：钢丝绳的一圈的直径，单位：毫米。 2.13 钢丝绳公称直径 ：钢丝绳的设计直径，单位：毫米。 2.14 防旋转钢丝绳 ：钢丝绳具有八股或以上的结构，外股旋转方向与下方内股方向相反。 3钢丝绳 3.1 安装前的状态 用户应确保钢丝绳的情况符合本国际标准的要求。 应采用与最初安装同类型的钢丝绳作为替换钢丝绳。如果不同类型，用户应确保它具有的特性至少与所代替的钢丝绳相等。 当从一段更长的钢丝绳上截取一段用于起重机上时，截断处的两端应加以处理，或者采用合适的工艺防止钢丝绳在截断处散开。 在重新安装于设备上时，卷轴和滑轮上所有开槽都应检查，保证它们可以满足替换绳的需要。 3.2 安装 当从卷筒上拉动钢丝绳时，应采用所有预防措施以避免旋转失去控制，因为发生失转将导致钢丝绳的打结，纽结或弯曲。 如果不在张力下，钢丝绳与设备的任何部分摩擦，接触部分应合适地加以保护。 在把钢丝绳带入设备操作之前，用户应确保所有与钢丝绳操作有关的装置已就绪并正确地工作。 应先进行几次相当于正常承重的10% 的吊装作业，以便稳定钢丝绳。 3.3 维护 钢丝绳的维护应与起吊设备及使用，环境以及涉及到的钢丝绳类型有关。除非起重机或钢丝绳的厂家有其他说明，如有可能，钢丝绳应予以清洁，并涂抹防护油脂，特别是经过滑轮时弯曲的那部分。 防护油脂应与钢丝绳厂家提供的原厂润滑油相兼容。 缺乏维护会导致钢丝绳减少寿命，特别是当起重机在腐蚀环境下工作，或者由于一些操作上的要求，不能上防护油脂时。 3.4 检验 3.4.1 频率 3.4.1.1 每日观察 只要可能，应该每个工作日都观察钢丝绳所有可见部分，目的是发现通常的恶化和变形。应特别留意与设备接触点部分。任何怀疑钢丝绳情况的细小变化都应报告，并由合格的技术员按照3.4.2进行检验。 3.4.1.2 由合格技术员进行的周期性检验（按照3.4.2） 为确定周期性检验的频率，应考虑以下事宜： a). 在设备使用国家的法定要求 b). 起重机的种类，以及在何种环境下使用 c). 起重机的分类 d). 前次检验的结果 e). 钢丝绳已使用的年限 3.4.1.3 按照3.4.2 的特殊检验 3.4.1.3.1 在任何情况下，当事故发生，可能造成对钢丝绳的损坏，并降低其寿命，或者曾经拆除过，重新装配后又继续使用情况下，应该对钢丝绳进行检验。 3.4.1.3.2 在任何情况下，如果设备闲置三个月或以上，应该在重新开工前对钢丝绳进行检验。 3.4.1.4 配备合成滑轮或带合成内衬的金属滑轮的钢丝绳 当钢丝绳只用于合成滑轮或部分合成滑轮，或者带合成内衬的金属滑轮，在有任何可见的断丝迹象，或者钢丝绳圆周严重磨损前，可能内部就已发生不少断丝。 在这种情况下，应在过去钢丝绳性能数据的基础上，考虑到常规检验得到的结果，以及对于报废钢丝绳进行详细检验所得到的信息，建立一个明确的检验计划。 应特别注意任何润滑油表现出干燥或变质的局部区域。 对于某一特定起重机上使用的钢丝绳的报废标准，应建立在起重机和钢丝绳制造厂家之间信息交换。 3.4.2 检验点 3.4.2.1 总述 尽管应检验钢丝绳的整个长度，但应特别留意以下位置： - 移动和静止钢丝绳的两个端部 - 钢丝绳通过滑轮组或滑轮部分；如设备不断重复作业，应特别留意起重机在承重情况下经过滑轮上方的钢丝绳。 - 钢丝绳通过补偿滑轮的部分 - 钢丝绳上任何可能受到外在摩擦的部分（比如舱口栏板） - 对腐蚀和疲劳的内部检验 - 钢丝绳的任何受热部分 检验结果应记录在此起重机的检验报告里。 3.4.2.2 端部 不含吊索 应检验钢丝绳端部经过的区域，因为此部分易于发生疲劳（断丝）和腐蚀。压制和冲压的端部也应进行类似的检验，应检验金属套头材料上的裂纹，以及钢丝绳和套头之间可能的打滑。 可拆卸的端部（楔型套头，铆接）应检验端部里面和下方的断丝，并保证楔头和铆接的紧固。检验应保证钢丝绳端部符合相应标准和规范的要求。 手工制作的环状捻接只能应用于捻接的尾部，以避免保护手部不受钢丝的戳伤，同时在任何时候都能在捻接的剩余部分对断丝进行视觉检验。 当断丝明显地出现在端部附近或中间，可以截断钢丝绳，并重新安装端部接头。当然，钢丝绳应有足够长度允许钢丝绳在卷轴上有最低的卷绕次数。 3.5 报废标准 钢丝绳的安全使用应符合以下标准（参看3.5.1 至3.5.11）： a). 断丝的性质和数量 b). 端部的断丝 c). 断丝的附近组合 d). 断丝的增长率 e). 单股的断裂 f). 绳径的减少，包括由于核芯恶化导致绳径的减少 g). 弹性降低 h). 外部和内部磨损 i). 外部和内部腐蚀 j). 变形 k). 由于热量或电弧引起的损坏 l). 永久性延伸的增加率 所有检验都应考虑这些单个因素，并识别到适用的标准。当然，恶化经常是多种因素造成，并累积起来的结果，应该由合格的技术员甄别，并反映到其决定里，是否报废或继续使用。 在任何情况下，检验员应调查恶化的原因是否是设备的缺陷，如果是的话，他应该提出建议，在更换钢丝绳前，修正此缺陷。 3.5.1 断丝的性质和数量 一台起重机的总体设计不允许钢丝绳无限长时间地使用下去。 对于6 股和8 股绳，断丝主要发生在表面。但此对于多层股数的钢丝绳（典型的是多股结构），断丝则主要发生在内部，因此是“隐性”断裂。 连同3.5.2 至3.5.11 中的因素，表一和表二均作出了考虑。 当对防旋转钢丝绳建立报废标准时，同样需要考虑绳结构，使用时间，以及使用方式。可视断丝数量的参考标准请参考表二。 当任何局部地方的润滑表现出干燥或变质现象时，应特别关注。 表一 钢滑轮上使用的圆股钢丝绳的断丝数量的参考表 1). 填充钢丝不被认为是承重钢丝，因此应排除在检验之外。对于具有多层股结构的钢丝绳，只有可见的外股予以考虑。对于有钢芯的钢丝绳，钢芯被认为是内股，因此也不作考虑。 2). 在计算可见断丝数量时，数字将被约为整数。对于外股大于正常尺寸的钢丝绳的外层钢丝，其结构应予以降低一级，并打有 * 号。 3). 一个断丝可能有两处可见端部。 4). d = 钢丝绳的公称直径 表二 钢滑轮上使用的防旋转钢丝绳的断丝数量的参考表 1). 一个断丝可能有两处可见端部。 2). d = 钢丝绳的公称直径 3.5.2 端部断丝 端部或附近的断丝，即使数量稀少，也表明此处具有高拉力，也可能是由于端部绳头安装不正确造成的。应调查此处恶化造成的原因，如有可能，端部应重新制作，减少绳长，如果其长度足够继续使用。 3.5.3 断丝的集合化 当断丝相互靠近，表现出集合化，此钢丝绳应该报废。如果此断丝组合发生在小于钢丝绳直径六倍的长度里，或者集中在一股里，即使断丝数量小于表一和表二里的最大断丝数量，仍然应该审慎地考虑予以废弃。 3.5.4 断丝增加率 当疲劳是钢丝绳恶化的绝对主因时，断丝的发生始于使用一段时间后，但断丝在短间隔内就会继续增加。 在此情况下，建议对断丝的增加进行仔细的检验和记录，并得到断丝的增加率。通过采用此规律，可以决定未来钢丝绳报废的期限。 3.5.5 断股 如果一股完全断裂，此钢丝绳应该报废。 3.5.6 绳芯的恶化造成的绳径减少 绳芯的恶化造成的绳径减少可归于以下原因： a). 内部磨损和凹痕 b). 钢丝绳里股和丝摩擦引起的内部磨损，特别是反复弯曲时 c). 纤维芯的恶化 d). 钢芯的断裂 e). 在多层结构里的内层断裂 对于防旋转钢丝绳，如果这些因素导致钢丝绳的公称直径减少3%（正常的两次直径测量平均数），对于其他钢丝绳，减少10%，这些钢丝绳应该报废，即使没有可见的断丝。 注意：新绳的实际直径可能大于公称直径，因此允许磨损多出部分的直径。 细微的恶化在通常的检验中可能并不明显，特别是如果钢丝绳的拉力平均分配于每股之间。当然，这样的情况会导致高程度失去钢丝绳的力量，因此任何内部恶化的迹象应该得到内部检验程序的检验。如果此类恶化得到确认，钢丝绳应该报废。 3.5.7 外部磨损 钢丝绳中外股钢丝突起部的摩耗是由于在压力下，与滑轮和卷轴的凹槽接触摩擦的结果。当承载加大或减少，滑轮表面是平面时, 这样的情况对于那些移动钢丝绳上与滑轮接触的部位特别明显，磨损会由于缺少润滑，润滑不当或灰尘和砂土而加重。 磨损会通过减少金属截面积而影响钢丝绳的力量。 当由于外部磨损，而使实际绳径减少7% 或使公称直径减少更多，即使无可见断丝，钢丝绳也应报废。 3.5.8 弹性降低 在某些特定条件下，通常与工作环境有关，钢丝绳可能会产生严重的弹性降低，进一步使用已不再安全。 弹性降低不易于检验：如果检验员有任何疑问，应向钢丝绳方面专家请教。当然，一般与下列有关： a). 绳径减少 b). 钢丝绳层长度延伸 c). 单丝间和股间缺少间隙，原因是组成部件的相互间压缩。 d). 股间存在的细微，灰色粉末。 e). 虽然没有可见的断丝，钢丝绳本体可能变得僵硬，不易处理，而且绳径一定会减少，并且大于纯粹钢丝磨损而导致的绳径减少。这种情况可能会导致在移动装载过程中的突然断裂，因而足以证明需要立即报废。 3.5.9 外部和内部腐蚀 腐蚀特别易于发生在海洋和工业污染环境下，不仅通过减少钢丝绳的金属截面积而降低拉断力，而且还会加速疲劳，导致不正常表面，产生压力裂纹。严重的腐蚀可能导致钢丝绳的弹性降低。 a). 外部腐蚀 外部钢丝的腐蚀可通过肉眼观察到。 b). 内部腐蚀 相对于外部腐蚀，这种情况更难于检验。外部腐蚀常常伴随着内部腐蚀，但是以下现象可以识别到： 1). 绳径的变化。在钢丝绳沿着滑轮弯曲的部位，通常会发生绳径减少现象。不过，对于静止的钢丝绳，绳径的增加也并非罕见，主要原因是日积月累在外层的灰尘所至。 2). 外层股之间间隙变小，通常伴随股沟里的断丝。 如果对内部腐蚀有任何建议，钢丝绳应该按照附件D 进行内部检验，并由一名合格的检验员进行。 3.5.10 变形 从正常形态发生可见的改变称为“变形”。变形可导致变形处发生不均衡的压力分布。 根据外观，钢丝绳的变形有以下主要类别： a). 波浪形 b). 篮形或灯笼状变形 c). 绳股挤出 d). 钢丝挤出 e). 局部变粗 f). 局部变细 g). 部分表面变平 h). 纽结或紧环 i). 弯曲 3.5.10.1 波浪形 波浪形是一种钢丝绳的径向轴成为一种螺旋形状的变形。尽管不一定必然会导致钢丝绳失去力量，但如果严重的话，可能会传导震动，导致钢丝绳不规则的运动。在延长使用一段时间后，将会产生磨损和断丝。 如果发生波浪形，出现以下情况钢丝绳应报废： d 1 4d /3 d 是钢丝绳的公称直径，d 1 是钢丝绳变形部分对应的直径，检验钢丝绳的长度不超过25d。 3.5.10.2 篮形或灯笼状变形 这种情况发生在带有钢芯的钢丝绳上，外股位置异动，或外股比内股更长。发生这种情况，通常是由于钢丝绳从松弛状态突然拉紧承重。 如果发生篮子或灯笼状变形，钢丝绳应立即报废。 3.5.10.3 股挤出 这种现象通常与篮形或灯笼状变形联系起来，钢丝绳的不平衡反映在绳芯的挤出上。 如果发生股挤出，钢丝绳应该立即报废。 3.5.10.4 丝挤出 在这种情况下，一些钢丝或几组钢丝在钢丝绳接触滑轮的反面立起，成为环状 通常是由于突然拉紧承重。 3.5.10.5 局部变粗 局部变粗可能发生，并影响钢丝绳的寿命。这种情况通常与绳芯变形有关（在特殊场合下，纤维