RU2299939C2

RU2299939C2 - Steel cable and method of rejecting the same

Info

Publication number: RU2299939C2
Application number: RU2005110780/12A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Аркадьевич Короткий (RU); Анатолий Аркадьевич Короткий; Марат Нурмухамедович Хальфин (RU); Марат Нурмухамедович Хальфин; Анатолий Степанович Липатов (RU); Анатолий Степанович Липатов; Владимир Семёнович Котельников (RU); Владимир Семёнович Котельников; Дмитрий Анатольевич Короткий (RU); Дмитрий Анатольевич Короткий; Александр Евгеньевич Козловский (RU); Александр Евгеньевич Козловский; Валерий Борисович Маслов (RU); Валерий Борисович Маслов; Олег Александрович Коваленко (RU); Олег Александрович Коваленко; Александр Владимирович Кинджибалов (RU); Александр Владимирович Кинджибалов; Борис Игоревич Бондаренко (RU); Борис Игоревич Бондаренко
Priority date: 2005-04-13
Filing date: 2005-04-13
Publication date: 2007-05-27
Also published as: RU2005110780A

Abstract

FIELD: handling engineering, in particular, steel cables operating under elevated temperature conditions.

SUBSTANCE: steel cable has outer layer including restricted number of indicator wires having shape similar to that of main wires of steel cable. Indicator wires are hollow along the entire length and are made from material having melting temperature below 300 C. Cavities of indicator wires are filled with colorant substance. Number of indicator wires in steel cable does not exceed rejection number as to number of ruptures of outer wires for the given structure of steel cable, lay direction and classification group of mechanism where this steel cable is to be employed. Method involves interweaving indicator wires into steel cable and detecting defects therein. Defects are revealed by colorant substance traces occurred on cable surfaces as a result of loss of sealing of indicator wire cavity.

EFFECT: enhanced reliability in operation and increased safety of steel cable.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к стальным канатам, работающим в условиях повышенной температуры, и направлено на повышение безопасности эксплуатации стальных канатов.The invention relates to hoisting and transport machinery, namely to steel ropes operating at elevated temperatures, and is aimed at improving the safety of operation of steel ropes.

Известна конструкция стального каната [С.Т.Сергеев. Стальные канты. - Киев: Техника, 1974, с.289], содержащая в наружном слое каждой пряди ограниченное число протекторных проволок, изготовленных из другого материала и предназначенных для защиты стального каната от коррозии. Данная конструкция каната с протекторными проволоками не предназначена для его браковки и по обрыву протекторной проволоки невозможно судить об изменении несущей способности каната в целом, в то же время материал протекторной проволок не реагирует на температурные воздействия и в нем не образуются температурные дефекты.Known construction of a steel rope [S.T.Sergeev. Steel piping. - Kiev: Technique, 1974, p.289], containing in the outer layer of each strand a limited number of tread wires made of another material and designed to protect the steel rope from corrosion. This design of the tread wire rope is not intended for its rejection and it is impossible to judge the change in the bearing capacity of the rope as a whole by tearing the wire, at the same time, the material of the tread wire does not respond to temperature influences and temperature defects are not formed in it.

Известен способ браковки синтетического каната [Патент №2148117, Клаудио Де Ангелис (DE)], содержащий ограниченное число индикаторных электропроводящих угольных волокон. Способ браковки базируется на сведении двух типов волокон с различными свойствами в одну канатную прядь. Одно волокно из ароматического полиамида обладает высоким пределом прочности при знакопеременном цикле и высоким удельным растяжением при разрыве. Другое волокно - электропроводящее угольное волокно - обладает свойством ломкости. Оба типа волокна скручиваются в канатную прядь. В процессе эксплуатации вследствие растяжения или знакопеременных нагрузок электропроводящее угольное волокно рвется и ломается раньше по сравнению с несущими волокнами из ароматического полиамида канатной пряди. С помощью источника напряжения можно определить число оборванных угольных индикаторных волокон. Для того чтобы гарантировать остаточную несущую способность браковку каната производят по фиксированному проценту непригодности угольных индикаторных волокон.A known method of rejection of a synthetic rope [Patent No. 2148117, Claudio De Angelis (DE)], containing a limited number of indicator conductive carbon fibers. The rejection method is based on combining two types of fibers with different properties into one rope strand. One fiber made of aromatic polyamide has a high tensile strength in an alternating cycle and high tensile strength at break. Another fiber - an electrically conductive carbon fiber - has the property of brittleness. Both types of fiber are twisted into a rope strand. During operation, due to stretching or alternating loads, the electrically conductive carbon fiber breaks and breaks earlier compared to the carrier fibers of aromatic polyamide of a rope strand. Using a voltage source, you can determine the number of dangling carbon indicator fibers. In order to guarantee residual bearing capacity, the rope is rejected at a fixed percentage of unsuitability for coal indicator fibers.

Недостатки данного способа браковки каната заключаются в том, что использование электропроводящих угольных волокон в качестве индикаторных не позволяет оценивать несущую способность стального каната при воздействии высоких температур. Стальной канат, находясь в условиях высоких температур, теряет гибкость за счет выгорания (высыхания, высыпания) смазки, что приводит на практике к лавинообразному обрыву проволок и стального каната в целом даже при незначительной нагрузке. Проволоки в стальном канате утрачивают возможность перемещения относительно друг друга. Стальной канат становится похожим на стальной стержень и даже при незначительной продольной нагрузке в процессе его изгиба на блоках в проволоках возникают напряжения, превышающие предел прочности, что приводит к их обрыву (разрушению). Это явление подтверждается статистическими данными по авариям, происшедшим на разливочных кранах металлургических предприятий. В то же время стальной канат является электропроводным и использование электропроводящих угольных волокон в качестве индикаторных не приводит к положительному эффекту в части определения дефектности индикаторных проволок. Индикаторные электропроводящие угольные волокна не "реагируют" на температурные условия эксплуатации стального каната.The disadvantages of this method of rope rejection are that the use of electrically conductive carbon fibers as indicator fibers does not allow us to evaluate the bearing capacity of a steel rope when exposed to high temperatures. The steel rope, being at high temperatures, loses flexibility due to the burning out (drying, rash) of the lubricant, which leads in practice to an avalanche-like breakage of wires and the steel rope as a whole, even with a slight load. The wires in the steel rope lose the ability to move relative to each other. A steel rope becomes similar to a steel rod and even with a slight longitudinal load during its bending, stresses occur in the wires in the blocks in excess of the tensile strength, which leads to their breaking (destruction). This phenomenon is confirmed by statistics on accidents that occurred on the taps of metallurgical enterprises. At the same time, the steel rope is electrically conductive and the use of electrically conductive carbon fibers as indicator fibers does not lead to a positive effect in terms of determining the defectiveness of indicator wires. Indicated conductive carbon fibers do not "react" to the temperature conditions of operation of the steel rope.

Известен способ браковки стального каната, включающий операции периодического осмотра стального каната на предмет обнаружения числа обрывов наружных проволок по его фиксированной длине и отбраковку стального каната при превышении числа обрывов наружных проволок больше допустимых значений [Приложение 13. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. ПБ 10-382-00].A known method of rejection of a steel rope, including the periodic inspection of the steel rope to detect the number of breaks of the outer wires along its fixed length and rejection of the steel rope when the number of breaks of the outer wires exceeds the permissible values [Appendix 13. Rules for the design and safe operation of hoisting cranes. PB 10-382-00].

Описанный способ браковки стального каната не учитывает образование (возникновение) дефектов и не оценивает его несущую способность при воздействии высоких температур.The described method for rejecting a steel rope does not take into account the formation (occurrence) of defects and does not evaluate its bearing capacity when exposed to high temperatures.

Изобретение направлено на повышение безопасности эксплуатации стальных канатов в условиях повышенной температуры.The invention is aimed at improving the safety of operation of steel ropes at elevated temperatures.

Это достигается тем, что в наружный слой стального каната вплетено ограниченное число индикаторных проволок, форма которых аналогична основным проволокам стального каната, изготовленных из материала с температурой плавления не более 300°С. Внутри них по всей длине имеется полость, заполненная красящим веществом, при этом количество индикаторных проволок в стальном канате не больше браковочного показателя по числу обрывов наружных проволок для данной конструкции стального каната, направления свивки и группы классификации механизма, где эксплуатируется стальной канат.This is achieved by the fact that a limited number of indicator wires are woven into the outer layer of the steel rope, the shape of which is similar to the main wires of the steel rope made of material with a melting point of not more than 300 ° C. Inside them, along the entire length, there is a cavity filled with a coloring matter, while the number of indicator wires in the steel rope is not more than the rejection indicator for the number of breaks of the outer wires for a given steel rope construction, lay direction and the classification group of the mechanism where the steel rope is operated.

Способ браковки стального каната заключается во вплетении в стальной канат индикаторных проволок и обнаружении в них дефектов, которые выявляют по появлению следов красящего вещества на поверхности каната, образовавшихся в результате разгерметизации полости индикаторной проволоки от воздействия высоких температур.The method of rejecting a steel rope consists in weaving indicator wires into a steel rope and detecting defects in them, which are detected by the appearance of traces of a coloring substance on the surface of the rope formed as a result of depressurization of the indicator wire cavity from high temperatures.

Таким образом, предлагаемая нами конструкция стального каната и способ его браковки дают возможность повысить безопасность эксплуатации стальных канатов, работающих в условиях повышенных температур.Thus, the steel rope design and the method of rejection that we offer make it possible to increase the safety of steel ropes operating at elevated temperatures.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 показано поперечное сечение стального каната, состоящего из сердечника 1, прядей 2, содержащего ограниченное число индикаторных проволок 3 в наружном слое. Форма поперечного сечения индикаторных проволок 3 снаружи аналогична основным проволокам 4 стального каната, а внутри она по всей длине выполнена полой и заполнена красящим веществом 5.Figure 1 shows a cross section of a steel rope consisting of a core 1, strands 2, containing a limited number of indicator wires 3 in the outer layer. The cross-sectional shape of the indicator wires 3 on the outside is similar to the main wires 4 of the steel rope, and inside it is hollow and filled with dye 5 along the entire length.

При обрыве индикаторной проволоки 3 в результате ее плавления происходит разгерметизация ее внутренней полости с последующим вытеканием из нее красящего вещества 5. Вытекшее красящее вещество 5 оставляет на поверхности стального каната следы, что информирует об обрыве (плавлении) индикаторных проволок 3 и, как следствие, способствует своевременной браковке стального каната.When the indicator wire 3 breaks as a result of its melting, its inner cavity is depressurized, followed by the outflowing of dye 5. Leaked dye 5 leaves traces on the surface of the steel rope, which informs about the breakage (melting) of the indicator wires 3 and, as a result, contributes to timely rejection of the steel rope.

Количество индикаторных проволок 3 в канате не должно превышать браковочного показателя по числу обрывов наружных проволок для данной конструкции стального каната, направления свивки и группы классификации (режима) механизма его эксплуатации, приведенного в таблице, так как индикаторные проволоки не являются несущими, а введение их в конструкцию стального каната не должно снизить его несущую способность.The number of indicator wires 3 in the rope should not exceed the rejection indicator for the number of breaks of the outer wires for a given steel rope construction, the stranding direction and the classification group (mode) of its operation mechanism shown in the table, since the indicator wires are not bearing, and their introduction into the design of the steel rope should not reduce its bearing capacity.

На фиг.2 показан способ браковки стального каната по обнаружению следов 6 красящего вещества 5 на поверхности стального каната, появившихся в результате разгерметизации полости с красящим веществом 5 индикаторной проволоки 3.Figure 2 shows the method of rejection of the steel rope by detecting traces 6 of the dye 5 on the surface of the steel rope, resulting from the depressurization of the cavity with the dye 5 of the indicator wire 3.

Таким образом, повышается безопасность эксплуатации стального каната, работающего в условиях повышенной температуры, поскольку в стальном канате, подверженном воздействию высокой температуры, произойдет плавление индикаторной проволоки 3 с последующим истеканием красящего вещества 5 из ее внутренней полости, и при очередном осмотре стальной канат будет отбракован.Thus, the operating safety of a steel rope operating at elevated temperatures is increased, since the indicator wire 3 will melt in a steel rope exposed to high temperature, followed by the expiration of the dye 5 from its internal cavity, and during the next inspection, the steel rope will be rejected.

Для проверки работоспособности предлагаемого способа был проведен эксперимент со стальным канатом ГОСТ 3066 диаметром 16,5 мм. Из стального каната была выплетена одна из прядей, в которую вместо одной из стальных проволок была вплетена проволока из оловянно-свинцового сплава с температурой плавления около 200°С, имеющая во внутренней полости красящее вещество (канифоль). Стальной канат посредством разрывной машины подвергался растяжению 50 кН (что соответствует запасу прочности 3,55) и воздействию температуры около 400°С (температура создавалась источником тепла (паяльной лампой} и контролировалась термометром). В результате воздействия температуры в одном месте по длине каната проволока из оловянно-свинцового сплава расплавилась, пары канифоля просочились наружу, оставив следы на поверхности каната, а основные (стальные) проволоки стального каната оставались неповрежденными. При проведении эксперимента часть смазки со стального каната стекла, часть сгорела и обуглилась. Стальной канат стал жестким при изгибе, что подтвердилось при его изгибе после снятия с разрывной машины. Проведенный нами эксперимент подтвердил работоспособность предлагаемой конструкции стального каната, способа его браковки и наличие всех заявляемых отличительных признаков.To test the performance of the proposed method, an experiment was conducted with a steel rope GOST 3066 with a diameter of 16.5 mm One of the strands was woven from the steel rope, into which instead of one of the steel wires a tin-lead alloy wire was woven with a melting point of about 200 ° C, which had a coloring substance (rosin) in the inner cavity. By means of a tensile testing machine, a steel rope was subjected to a tensile strength of 50 kN (which corresponds to a safety factor of 3.55) and a temperature of about 400 ° C (the temperature was generated by a heat source (blowtorch} and controlled by a thermometer). As a result of the temperature being applied in one place along the wire rope length melted from a tin-lead alloy, rosin pairs leaked out, leaving traces on the surface of the rope, and the main (steel) wires of the steel rope remained intact. part of the grease from the steel rope of the glass, part burned out and charred.The steel rope became stiff during bending, which was confirmed when it was bent after being removed from the tensile testing machine.

В промышленных условиях в качестве красящего вещества могут быть использованы любые красящие жидкости или порошки, не воспламеняющиеся и не испаряющиеся при той температуре, в которой может оказаться стальной канат.In industrial conditions, any coloring liquids or powders that are not flammable and do not evaporate at the temperature at which the steel rope can be used as a coloring matter.

Claims

1. Steel rope containing a limited number of indicator wires in the outer layer, the shape of which is similar to the main wires of a steel rope, characterized in that the indicator wires are made hollow along the entire length of the material with a melting point of not more than 300 ° C, while the cavity is filled with a coloring substance , and the number of indicator wires in the steel rope is not more than the rejection indicator for the number of outer wire breaks for a given steel rope construction, lay direction and mechanical classification group Isma, where they operate a steel rope.

2. The method of rejection of a steel rope, which consists in weaving indicator wires into a steel rope and detecting defects in them, characterized in that the defects are detected by the appearance of traces of coloring matter on the surface of the rope formed as a result of depressurization of the indicator wire cavity from high temperatures.