01.钢丝绳无损检测基本原理
从1906年世界上出现第一台钢丝绳探伤仪，到现在理论上探讨过的钢丝绳无损检测方法很多，包括超声波、声发射、电涡流、射线、光学及磁检测法等，其中只有磁检测法得到了实践和推广，其它方法或因检测信号易受干扰，检测结果难以记录；或因设备费用太高，检测局限性太大，均未在大范围推广应用。
目前，钢丝绳常用的无损检测方法主要包括截面积损失法（LMA）和局部损失法（LF）。
截面积损失法
通过传感器头磁化一段钢丝绳，能通过霍尔效应传感器有效地测定轴向钢丝绳中的总磁通。传感器输出的电信号，在磁回路可感应范围内，其输出的电压与金属截面积变化成正比。
该方法用于测定金属截面积变化（LMA），主要用于检测断丝、磨损、锈蚀等钢丝绳截面积综合变化的缺陷。
图1 截面积损失法的原理示意
局部损失法
永磁体提供恒定的磁通，通过传感器头来磁化一段钢丝绳，钢丝绳中的不连续（如断丝）所引起的漏磁，能用不同传感器（如霍尔效应传感器）来检测。传感器输出的是电信号，并被记录，用于测定局部损失。
但该方法不能明确给出有关损伤的确切数量信息，只能给出钢丝绳中断丝、内复式和磨损等是否存在的提示性信息。
图2 局部损失法的原理示意
02钢丝绳无损检测的局限性
虽然常规无损检测方法在索道安全运行的过程中能对钢丝绳的损伤做出判断，在消除事故隐患、科学节约用绳成本上起到关键作用，但是受原理和外部条件的制约，这些方法也存在着局限性。
检测原理造成局限性
LMA法的灵敏度随着损伤距离钢丝绳表面的深度增大和断丝处断口的减小而降低，LF法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。
对于钢丝绳的金属学性质的变化，如脆化、疲劳等无法做出判定。
对于索道用钢丝绳来说，钢丝绳出现的损伤、断丝主要集中出现在表面丝，表面丝均为粗丝，因此无损检测漏检主要集中在小断口断丝或者断口未打开的情况，如图3所示，目前普遍采用的方法很难采集到此类损伤的信号，无法对此类损伤做出准确判定。
图3 断丝断口未打开的情况
对于聚集性断丝数量判断也存在局限，如果断丝的断口未打开、断口间距较小或者其他特殊情况，LMA和LF值都会受到影响，不易判断聚集性断丝数量。因此对于聚集性断丝，或者波形显示断口较长的钢丝绳要进行实际目测检查，防止误判断丝数，而达到报废标准造成危险。
钢丝绳探伤易受干扰
由于探伤仪的传感器采用霍尔元件，在工作时易受电磁干扰。当进行钢丝绳无损检测时，如果附近出现较强的电磁信号，检测波形会出现较大的波动，如图4所示，这对结果分析会产生很大的影响，无法通过波形做出具体的判断。
图4 受到干扰后的波形
如对湖南某索道进行钢丝绳无损检测时，在仪器正常标定后，所采集到的信号出现异常波动，停机检查后判断是仪器受到干扰。经了解在钢丝绳检测处（索道驱动上站）附近建有一座微波站，怀疑此为干扰源。该索道长度较长，将检测位置转为下站，重新进行标定检测，数据波形显示正常。
因此在无损检测过程中，应关闭或远离可能对无损检测有干扰的无线信号源，如尽量避免在检测仪器附近使用无线对讲机，关闭无线广播系统等。
如在检测过程中，发现检测波形有异常现象，在确定仪器正常的情况下，寻找并关闭干扰源，或者做好屏蔽设施。
钢丝绳接头位置的检测
由于索道运载索是一个循环的无极绳，存在至少一个接头，而钢丝绳接头是整根钢丝绳最为薄弱的地方，对于钢丝绳接头的无损检测可以得到钢丝绳接头编接长度、接头插入段长度、编接点分布、是否存在断丝等信息，如图5所示，但无法对钢丝绳的编接质量做出具体判定。
图5 接头部分波形
因为钢丝绳接头部分的结构复杂，波形有很大的干扰，常规无损检测方法目前无法对钢丝绳接头部分的断丝及断丝数量做出准确判断，但是通过经验可以总体看出钢丝绳接头编接质量，如果发现问题应进行目测检查，防止因误判造成钢丝绳的隐患。
因此对于索道用钢丝绳接头的检查，不能仅仅依靠无损检测来判断，结合目测检查显得更为重要。
03钢丝绳更换时间的判断
钢丝绳无损检测是判断钢丝绳使用情况的重要手段，但是如何判断一根钢丝绳是否达到使用极限或接近极限，则是需要相当丰富的经验来判断。
按照索道用钢丝绳检验和报废规范中提出的报废标准来看，按照断丝情况，索道用钢丝绳在正常情况下极少有因断丝达到极限而报废的，因为绝大多数索道对钢丝绳的维护保养都是非常重视的。
索道用钢丝绳报废的主要原因是出现疲劳，常规无损检测方法目前还无法检测出钢丝绳的疲劳情况，所以只能通过钢丝绳的断丝增加率来判断钢丝绳是否疲劳或者接近疲劳。
当一根钢丝绳使用超过五年，而且每次无损检测结果中的断丝数量都在增加，那就需要缩短检测时间，加强对钢丝绳的监控；当随着时间增加，钢丝绳的断丝增加率持续上升，据此可以判断钢丝绳接近疲劳，需要更换。
因此，钢丝绳的更换要通过钢丝绳的断丝数、断丝增加率、使用时间以及波形变化来综合判断。
04钢丝绳管理的发展方向
索道钢丝绳作为索道管理的重点，既有安全要求也有经济效益要求。
钢丝绳无损检测的目的是确保钢丝绳的安全使用，钢丝绳缺陷的定性检测已经比较可靠，但因钢丝绳损伤的多样性、复杂性和外界干扰的影响，要定量地确定检测信号和钢丝绳损伤之间的关系仍然很困难。
因此在无损检测中，要对钢丝绳数据深入分析，了解所用仪器的局限，在特殊情况要和目测观察结合起来，避免造成漏判、误判，结合钢丝绳使用时间、周围环境、使用状况，预测出钢丝绳的更换时间。钢丝绳的更换要通过钢丝绳的断丝数、断丝增加率、使用时间以及波形变化来综合判断。
对于钢丝绳的管理工作要正确处理好安全与效益的关系，在充分保证安全的前提下，科学合理延长钢丝绳的使用寿命。通过分析钢丝绳使用中存在的不安全现象，采取相应的方法和措施，可以延长钢丝绳使用寿命，并实现钢丝绳经济效益的最大化。
