MT/T 716-2019 是煤矿行业专用标准,针对煤矿提升、运输、悬吊等重要用途钢丝绳的出厂验收、到货检验制定技术要求,适用于捻制完成的圆股钢丝绳。以下10项检测项目覆盖钢丝绳外观、尺寸、力学性能、镀层质量等核心指标,是保障煤矿钢丝绳安全使用的关键依据。
1. 钢丝绳的检查与试验
• 检测目的
对钢丝绳进行全面的外观和性能筛查,确认产品质量符合标准及订货合同要求,排除生产过程中产生的缺陷,为后续专项检测划定合格基础范围。
• 检测内容与方法
a. 外观检查:采用目测结合放大镜(必要时),检查钢丝绳表面是否存在断丝、锈蚀、磨损、变形、松股、跳丝、绳芯外露等缺陷。
b. 结构检查:核查钢丝绳的捻向(左捻/右捻、交互捻/同向捻)、股数、丝数是否与合同及标准一致。
• 试验准备:从同一批、同一规格钢丝绳中随机抽取3卷作为试样,每卷截取足够长度用于后续专项检测。
• 判定要求
外观无明显影响使用安全的缺陷;结构参数与订货要求完全一致;不合格试样需加倍抽样复检,复检仍不合格则判定该批次钢丝绳不合格。
2. 直径的测量
• 检测目的
验证钢丝绳实际直径是否符合标准及设计要求,直径偏差过大会影响钢丝绳与滑轮、卷筒的配合精度,过小则会降低其破断拉力和承载能力。
• 检测方法
• 选用精度不低于0.01mm的卡尺,在钢丝绳同一截面的不同方向(至少测3个方向,且各方向夹角不小于60°)测量直径。
• 测量位置需避开绳头、变形段,每根试样至少选取3个不同截面进行测量,记录所有测量数据。
• 判定要求
钢丝绳直径的实测平均值需符合标准规定的允许偏差范围,且单根测量值的最大偏差不得超过标准限值;煤矿重要用途钢丝绳直径允许偏差通常为 0~+7%(具体按绳径规格对应标准条款)。
3. 不松散性检查
• 检测目的
考核钢丝绳捻制后的结构稳定性,避免钢丝绳在切割、使用过程中出现股松散、丝弹出的现象,保障安装和使用安全。
• 检测方法
• 从钢丝绳试样一端截取100~150mm的长度,将截取端的绳芯切除(若为纤维芯)。
• 用手捏住钢丝绳端部,观察股与股之间、丝与丝之间是否出现明显的松散、分离;对于镀锌钢丝绳,需同时观察镀层是否因松散出现剥落。
• 标准规定的强制检验法:在试样端部施加轻微的轴向拉力,或用工具轻敲端部,检查松散程度。
• 判定要求
钢丝绳端部的股和丝无明显松散,股不发生扭转脱位,丝不发生弹出;松散程度未超过标准规定的限值。
4. 钢丝绳中钢丝破断拉力总和的测定
• 检测目的
计算钢丝绳内所有钢丝的破断拉力之和,评估钢丝绳的理论承载极限,是判定钢丝绳强度等级的核心指标。
• 检测方法
• 从钢丝绳试样中随机抽取3股完整的绳股,将每股绳股逐根拆出钢丝,剔除损坏、锈蚀的钢丝。
• 对每根钢丝采用拉力试验机进行破断拉力试验,记录单根钢丝的破断拉力值。
• 统计该钢丝绳的总钢丝根数,计算所有钢丝破断拉力的总和(若抽样检测,需按比例换算至整绳)。
• 判定要求
钢丝破断拉力总和的实测值不得低于标准规定的最小值;对于煤矿提升用钢丝绳,破断拉力总和需满足对应安全系数的计算要求。
5. 拆股钢丝直径的测量
• 检测目的
验证钢丝绳内部单根钢丝的直径是否均匀,是否符合捻制工艺要求,钢丝直径偏差过大会导致钢丝绳受力不均,降低整体使用寿命。
• 检测方法
• 从第4项检测拆出的钢丝中,随机抽取不少于10根完整的钢丝作为试样。
• 选用精度不低于0.001mm的千分尺,在每根钢丝的3个不同位置(两端及中间)测量直径,记录数据。
• 判定要求
单根钢丝直径的偏差需符合标准规定;同批次钢丝直径的不均匀度(最大值与最小值之差)不得超过标准限值;实测直径平均值需与设计值一致。
6. 拉力试验
• 检测目的
测定钢丝绳的实际破断拉力和屈服强度,验证整绳的承载能力是否达到设计要求,是比钢丝破断拉力总和更贴近实际使用的强度指标。
• 检测方法
• 截取长度不小于2m的钢丝绳试样,对试样两端进行压制接头处理(防止拉伸过程中打滑、断裂)。
• 将试样安装在万能拉力试验机上,以均匀速率施加轴向拉力,直至钢丝绳发生破断。
• 记录钢丝绳的屈服拉力、最大破断拉力及破断延伸率等数据。
• 判定要求
钢丝绳的实测破断拉力不得低于标准规定值的95%;破断延伸率需符合对应钢丝绳结构的要求;破断位置需在试样有效长度内,不得出现在接头处。
7. 反复弯曲试验
• 检测目的
考核钢丝绳内单根钢丝的韧性和抗疲劳性能,模拟钢丝在使用过程中绕滑轮、卷筒弯曲时的受力状态,判断钢丝是否易脆断。
• 检测方法
• 从拆出的钢丝中选取不少于10根试样,试样长度需满足弯曲试验机的夹持要求。
• 按照标准规定的参数(弯曲半径、弯曲角度、拉力载荷),将钢丝安装在反复弯曲试验机上。
• 对钢丝进行反复的正向、反向弯曲,直至钢丝发生破断,记录弯曲次数。
• 判定要求
单根钢丝的破断弯曲次数不得低于标准规定的最小值;同批次钢丝弯曲次数的平均值需符合质量等级要求。
8. 扭转试验
• 检测目的
评估单根钢丝的抗扭转性能和均匀性,模拟钢丝绳在捻制、使用过程中的扭转受力,判断钢丝是否存在材质不均、应力集中等缺陷。
a. 检测方法
b. 选取与反复弯曲试验相同规格的钢丝试样,长度符合扭转试验机要求。
• 将钢丝一端固定,另一端施加标准规定的预拉力,然后以恒定速率进行单向扭转,直至钢丝发生破断或达到标准规定的扭转次数。
• 记录钢丝的扭转次数、破断位置及断口形态。
• 判定要求
钢丝的扭转次数不得低于标准限值;断口需平整,无明显的分层、夹渣等缺陷;同批次钢丝扭转次数的离散度需在允许范围内。
9. 安全系数
a. 检测目的
计算钢丝绳的安全使用倍数,确保钢丝绳在煤矿提升、悬吊等工况下的承载负荷远低于其破断拉力,规避过载断裂风险。
b. 计算方法
c. 安全系数计算公式:
式中:
•
— 钢丝绳安全系数
•
— 钢丝绳实测破断拉力(kN)
•
— 钢丝绳在使用中的最大静载荷(kN,含自重、提升载荷等)
a. 对于煤矿立井提升用钢丝绳,需额外考虑动载荷、冲击载荷的影响,修正最大载荷值。
b. 判定要求
煤矿重要用途钢丝绳的安全系数需满足以下最低要求:
钢丝绳用途 | 最低安全系数 |
立井提升(升降人员) | 9 |
立井提升(升降物料) | 7.5 |
斜井提升(升降人员) | 9 |
斜井提升(升降物料) | 6.5 |
矿井悬吊 | 5 |
10. 镀锌层质量
• 检测目的
考核镀锌钢丝绳镀层的均匀性、附着力和耐腐蚀性能,镀层质量直接决定钢丝绳在煤矿潮湿、多腐蚀环境下的使用寿命。
• 检测内容与方法
• 外观检查:目测镀层表面是否光滑、均匀,有无露底、起皮、气泡、锈蚀等缺陷。
a. 附着力试验:采用缠绕法,将镀锌钢丝紧密缠绕在规定直径的圆棒上,观察镀层是否出现剥落、开裂。
b. 均匀性试验:采用硫酸铜溶液浸渍法,将钢丝试样浸入硫酸铜溶液中,记录镀层完全置换所需的时间,判断镀层厚度是否均匀。
• 重量测定:抽取一定长度的镀锌钢丝,去除镀层后称重,计算单位面积的镀层重量。
a. 判定要求
镀层外观无明显缺陷;附着力试验后镀层无剥落;硫酸铜浸渍时间符合标准规定;镀层重量不低于标准限值。