ICS77.140.65 CCSH49 中华人民共和国国家标准 GB/T21837—2023 代替GB/T21837—2008 铁磁性钢丝绳电磁检测方法 Practiceforelectromagneticexaminationofferromagneticsteelwirerope 2023-11-27发布 2024-06-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件代替GB/T21837—2008《铁磁性钢丝绳电磁检测方法》,与GB/T21837—2008相比,除结 构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下: a) 更改了标准的适用范围(见第1章,2008年版的第1章); b) 删除了交流电磁类仪器工作原理相关条款(见2008年版的4.1.1); c) 删除了剩磁类仪器工作原理相关条款(见2008年版的4.1.4); d) 删除了意义和用途(见2008年版的第5章); e) 更改了仪器的要求,同时增加了仪器性能的要求(见5.1,2008年版的第8章); f) 更改了人员资格的要求(见5.2,2008年版的6.2); g) 增加了检测准备的要求(见6.1); h) 增加了检测环境的要求(见6.5); i) 增加了检测报告的要求(见8.2)。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国钢铁工业协会提出。 本文件由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。 本文件起草单位:国家钢丝绳产品质量检验检测中心、洛阳百克特科技发展股份有限公司、马鞍山 法尔盛科技有限公司、江苏松诚实业发展有限公司、华中科技大学、山东舒博特智能科技有限公司、冶金 工业信息标准研究院。 本文件主要起草人:凌晨、张峰、陈建豪、孙燕华、王玲君、任翠英、陈延菘、康宜华、张家旖、周立君、 汪小竹、张治礼、潘初元、杨岳民、尤峰、冷明鉴、苏頔瑶、王勇。 本文件于2008年首次发布,本次为第一次修订。 ⅠGB/T21837—2023 铁磁性钢丝绳电磁检测方法 1 范围 本文件描述了采用磁通、漏磁原理检测铁磁性钢丝绳局部损伤和金属横截面积变化的检测方法和 仪器校准方法。 本文件适用于各种铁磁性钢丝绳的检测。铁磁性钢缆索电磁无损检测也可参照本文件执行。 注:本文件所述检测方法较难检测出钢丝绳端部和铁磁性钢连接处的损伤,不易辨别纯金属性质(脆性、疲劳等)引 起的退化。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T5616 无损检测 应用导则 GB/T8706 钢丝绳 术语、标记和分类 GB/T9445 无损检测 人员资格鉴定与认证 GB/T20737 无损检测 通用术语和定义 GB/T26832 无损检测仪器 钢丝绳电磁检测仪技术条件 3 术语和定义 GB/T8706和GB/T20737界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 局部损伤 localflaw;LF 钢丝绳中的不连续,诸如断丝、钢丝的蚀坑、较深的钢丝磨损或其他钢丝绳局部物理状态的退化等。 3.2 金属横截面积损失 lossofmetalliccross-sectionalarea;LMA 钢丝绳上特定区域中材料(质量)缺损的相对度量。 注:金属横截面积损失是通过比较检测点与钢丝绳上象征最大金属横截面积的基准点(仪器测量)来测定的。 4 检测原理 4.1 概述 铁磁性钢丝绳电磁检测仪器可基于4.2和4.3所述的一种或多种原理。一台仪器可同时采用磁通 和漏磁检测原理。 4.2 磁通原理类仪器 磁化单元(永磁体或直流线圈)提供恒定磁通,磁化一段钢丝绳。钢丝绳中的轴向总磁通,通过可以 1GB/T21837—2023 有效测定磁场或稳恒磁场变化的磁敏传感器[例如环绕(感应)线圈、霍尔效应传感器等]来测定(见图1 和图2),输出为电压信号,并被记录。在磁回路可感应范围内,其输出的电压与金属横截面积变化成正 比。此类仪器用于测定金属横截面积变化。 磁通原理的固有局限性:仪器所测得的金属横截面积变化,只能表示这是相对于仪器校准基准点处 的变化;检测灵敏度随损伤距离钢丝绳表面深度的增大和断丝处断口的减小而降低。 图1 用感应线圈测量金属横截面积损失的永磁类设备探头示意图 图2 用霍尔装置测量金属横截面积损失的永磁类设备探头示意图 4.3 漏磁原理类仪器 磁化单元(永磁体或直流线圈)提供恒定磁通,磁化一段钢丝绳。钢丝绳中不连续(例如断丝)所引 起的漏磁,能用不同的磁敏传感器(例如感应线圈、霍尔效应传感器等)来测定(见图3),输出为电压信 号,并被记录。此类仪器用于测定局部损伤。 漏磁原理的固有局限性:仪器不能给出有关损伤的确切数量方面的信息,只能给出钢丝绳中断丝、 内部腐蚀和磨损等是否存在的提示性信息;不易辨别出较细的断丝、小断口断丝或接近于多断丝处的单 根断丝;不易辨别出带有蚀坑的断丝;由于纯金属学性质引起的退化不易辨别,当钢丝绳是否报废是基 于断丝增加的百分率时,在检测发现有断丝后,有必要增加检测的频次。 图3 断丝导致漏磁的示意图 2GB/T21837—2023 5 一般要求 5.1 仪器 5.1.1 仪器应由探头、信号处理单元、信号显示(报警)单元和信号储存(分析)单元等组成。 5.1.2 探头由磁化单元、磁敏单元和测距单元等组成,应符合以下要求: a) 探头应设计成可适用于不同直径的钢丝绳,必要时,可通过衬套等辅助装置防止钢丝绳在探头 内发生横向移动,以保证检测时探头与钢丝绳大致处在同一轴心线上; b) 磁化单元包括永磁体或直流线圈,且能充分磁化仪器所设计范围(大小和结构)的钢丝绳; c) 磁敏单元包括霍尔效应传感器或感应线圈等可以有效测定磁场变化,并实现磁电信号转换的 磁敏传感器; d) 测距单元包括测距轮或编码器,如有必要,还宜具有图示速度与钢丝绳速度同步且成正比的动 态图像控制器。 5.1.3 信号处理单元的主要功能是将磁敏单元输出的电信号进行放大、滤波、模数转换等处理。 5.1.4 信号显示(报警)单元可以是视觉显示单元或图表记录器,宜具有检测距离和速度的输出功能, 以显示当前检测移动距离和检测速度,还宜具备声光报警功能。 5.1.5 信号储存(分析)单元可使用多种储存媒介,如数据记录仪或多功能计算机等。其容量应确保能 够在一次连续检测中存储整条钢丝绳长度的信号。 5.1.6 仪器性能应符合GB/T26832的规定。 5.2 人员资格 5.2.1 从事钢丝绳无损检测的人员应当具备足够的钢丝绳检测经验和钢丝绳专业知识,人员上岗前, 应由雇主或代理进行钢丝绳无损检测培训和操作授权。 5.2.2 如果合同有约定,按本文件实施检测的人员,应按GB/T9445或合同各方同意的体系进行人员 的资格鉴定与认证。 5.3 无损检测实验室资格 如果合同有约定,无损检测实验室应符合GB/T5616的相关要求。 5.4 对比试样 5.4.1 钢丝绳对比试样 5.4.1.1 钢丝绳对比试样(见图4)的参数包括:钢丝绳对比试样上人工损伤的类型、尺寸、位置和数量, 钢丝绳对比试样上人工损伤尺寸的验证方法和允许误差,钢丝绳对比试样的直径和结构。 5.4.1.2 用于制作对比试样的钢丝绳应与被检钢丝绳一致。用于制作对比试样的钢丝绳应通过检测, 确定并截取一个没有局部损伤和金属横截面积损失的绳段。该绳段还应足够长,以满足人工损伤所要 求的间距以及拥有足够空间来避免钢丝绳端部效应。 5.4.1.3 按照合同约定的检测灵敏度制作钢丝绳对比试样。钢丝绳对比试样上的人工损伤,应采用去 除或增加的方法在外层钢丝上形成平断口。典型的断口长度应为1.5mm,3mm,6mm,12mm, 25mm,50mm,100mm,200mm,400mm和800mm。断口间的距离为760mm,断口距钢丝绳端部 不宜小于1.2m。 5.4.1.4 如果检测仪器被证实是可行的,并得到合同各方的同意,局部损伤和金属横截面积检测灵敏度 的要求可比5.4.1.3更严格。 3GB/T21837—2023 图4 钢丝绳对比试样示例 5.4.2 钢条对比试样 5.4.2.1 钢条对比试样(见图5)的参数包括:钢条对比试样的数量、长度和直径,钢条对比试样的使用 场合。 5.4.2.2 钢条对比试样是由单根钢条组成的钢条束,钢条束的总横截面积与被检钢丝绳的金属横截面 积相等。将钢条束放进探头中,沿探头轴向移动单根或多根钢条,来模拟由磨损、腐蚀或断丝等造成的 钢丝绳中的金属横截面积损失。此方法能用于调节和校准仪器,可精确地给出和控制仪器响应的变化。 5.4.2.3 实验室校准规程中所用的钢条对比试样,最小宜为1m长或按仪器制造商的推荐长度,以使钢 条端部效应最小化。 5.4.2.4 检测前的磁场校验,可使用较短的钢条或钢丝。 图5 钢条对比试样示例 5.5 检测合同 检测合同宜包括下列内容: a) 验收准则; b) 测定LMA或LF,或两者都检测; c) 钢丝绳检测区段(整段检测可要求设定多次,分段内检测可设定一次); d) 采用的校准方法:钢丝绳对比试样、钢条对比试样或两者都要; e) 设备校准的最大时间间隔。 4GB/T21837—2023