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0引言 客运索道是利用钢丝绳和运载工具运送乘客的一种机械运输设施，应用于山岳景区及滑雪场，一旦发生事故会造成经济损失和恶劣的社会影响。钢丝绳作为索道的承载构件，其重
0引言
客运索道是利用钢丝绳和运载工具运送乘客的一种机械运输设施，应用于山岳景区及滑雪场，一旦发生事故会造成经济损失和恶劣的社会影响。钢丝绳作为索道的承载构件，其重要性不言而喻。与其他设备钢丝绳仅受拉力的情况不同，索道用的钢丝绳同时承受拉力和剪力，受力情况更加复杂，对钢丝绳的要求也更高。
1钢丝绳的损伤
钢丝绳在日常运行中，由于张力弯折等机械运动以及外部环境的影响，出现各种损伤，如果损伤超过标准则要立即更换。损伤类型主要有磨损、锈蚀和断丝等。由于客运索道钢丝绳基本都选择镀锌钢丝绳且转轮都采用软质衬垫，因而锈蚀和磨损出现的极少，损伤主要为断丝。断丝会直接造成钢丝绳强度降低，对钢丝绳的影响危害巨大。断丝按照成因可分为外因造成的断丝、材质变化、疲劳断丝。
1）外因造成断丝非正常使用造成的损伤，如机械故障造成的撞击（脱索、索系鞭打缠绕）、周围环境造成的损伤（如落石、树木倒伏等）等。发生事故后，应立即停运，检查钢丝绳表面情况，如有无断丝、磨损、变形等。
2）材质变化如果因外部原因造成了钢丝材质的变化，无论是否出现断丝损伤，都按照断丝计算。造成材质变化的原因主要有雷击、故障造成高速机械摩擦。钢丝绳一般采用优质高强度碳素钢拉拔捻制而成，碳素钢一旦受到高温，会使碳化物粗大，晶格组织发生变化，钢丝的机械性能下降。钢丝虽未断裂损伤，但在短时间使用中的反复弯曲，形成断丝损伤，钢丝绳整体结构下降，在判定时此类变化也应归为断丝。
3）疲劳断丝索道在正常运行时，钢丝绳经过各种转轮时会形成弯曲，在允许张力下经过一定次数的弯曲后，钢丝因疲劳而产生断丝。当钢丝绳受到弯曲时，钢丝绳表面的钢丝受到的弯曲应力最大，故疲劳断丝一般先发生在表面钢丝。疲劳断丝是钢丝绳强度开始下降，寿命进入末期的表象，需要引起各方重视。
2钢丝绳的检查检测
目前索道使用单位关于钢丝绳的检查，主要分为员工检查以及检测机构无损检测。员工检查主要采用目视挂纱检查钢丝绳表面断丝情况，测量钢丝绳直径及捻距的变化。但是，目视检查的效率和准确度很低，且只能发现外部损伤，目前钢丝绳损伤最可靠的手段是依靠钢丝绳探伤仪进行检测。钢丝绳探伤经历了近百年的发展，目前最可靠的检测方法是通过磁性原理进行检测，并已取得了较为广泛的应用，但还存在着一定的局限性。
1）缺陷状况复杂钢丝绳是一种由上百根钢丝组成的钢丝系统，而每根钢丝的状态将对整个磁系统的状态造成影响，故复杂的缺陷状况使基于磁性原理的钢丝绳无损检测方法异常复杂。
2）系统建模困难由于磁场为非线性，缺陷和其磁特征之间没有精确的函数关系。目前，钢丝绳探伤仪的检测准确率已经大大提高，但检测的自动化及智能化程度不高，尤其对多缺陷复杂模型（见图1）的结果分析需要检测人员具备一定的经验。
3检测周期的影响因素
分析索道用钢丝绳一般采用带纤维芯的同向捻线接触或面接触的优质钢丝绳，需要钢丝绳厂家定制生产，生产运输需要较长周期。如果发生钢丝绳报废且没有预先准备的情况，索道长时间停运将给使用单位带来经济损失和社会影响，故制定合理的检测周期尤为重要。如检测周期太短，虽确保了安全，但提高了索道使用单位的负担，尤其对于固定抱索器索道，给索道员工增加了繁重的工作量。如检测周期过长，不能确保钢丝绳在检测周期内正常使用，给索道安全带来一定的风险。
3.1影响索道用钢丝绳使用的因素
3.1.1钢丝绳使用年限的因素国外厂家统计钢丝绳整个生命周期情况如图2所示，其损伤-时间曲线基本遵从机械设备寿命曲线，分为磨合期、稳定期及报废期。
报废期/
作合期定期增
时间
图2钢丝随生命周期
磨合期发生损伤的原因：1）由于钢丝绳在捻制过程中，钢丝本身存在的薄弱点，如钢丝焊接点等。在早期运行中，薄弱点进阶发展成为损伤；2）钢丝绳运输及安装不当造成的机械损伤形成的损伤。稳定期的钢丝绳经过磨合后，运行稳定，损伤增加情况大幅减小。报废期在使用一定年限后，钢丝绳中的部分钢丝开始出现疲劳情况，损伤情况开始增加，损伤数量随使用时间而增加。
通过钢丝绳的生命周期图，可从2个角度分析钢丝绳检测周期的因素：
1）稳定期可以看出稳定期的长短决定了钢丝绳的使用寿命。相同的使用条件下，钢丝绳的制造质量越好，钢丝绳的稳定期越长，也就代表着钢丝绳的寿命越长。但钢终绳各个厂家的制造质量存在差异，现仅以相同厂家钢丝绳比较。如图3所示，通过统计一段时期内某厂家部分钢丝绳使用情况。其钢丝绳的使用年限，即稳定期基本符合正态分布。当该厂家钢丝绳的使用时间超过峰值年限后，检测周期予以适当缩短。
3）报废期进入报废期的主要特征是钢丝绳损伤大幅增加，且增加数量逐年提高，故可以通过无损检测的历年损伤情况判断钢丝绳是否进入报废期。如图4所示，某索道的钢丝绳历年损伤情况，明显看出在使用7年后，钢丝绳损伤情况开始逐年增加，且增加数量逐年增多，故可以判断钢丝绳已经进入报废期。
3.1.2钢丝绳弯折和张力的因素钢丝绳受力复杂，存在着拉力、挤压力、转矩、剪力。当设备运行荷载弯曲时，内部受力更加复杂，目前也未有完善的受力计算理论。对索道钢丝绳而言，疲劳状况主要有弯曲疲劳和张力变化疲劳。王大刚凹等通过进行钢丝绳弯曲疲劳试验，相同的钢丝绳在不同的张力状况下，在不断弯曲运行时，检查钢丝绳断丝情况。试验结果表明，弯曲是钢丝绳疲劳的主要原因。当弯曲疲劳次数大于一定循环次数时，钢丝绳均发现断丝现象。在相同情况下，张力增加或张力变化幅值增加，都会降低钢丝绳疲劳寿命。钢丝绳所受的弯曲情况及张力变化都与索道本身相关。钢丝绳受弯曲的影响因素有：索道的型式、回转轮直径、线路支架的数量等：钢丝绳所受张力更为复杂，受到素道线路、张紧方式、荷载情况等诸多因素影响。
影响钢丝绳使用寿命的因素有很多，通过本文分析仅从钢丝绳损伤情况、使用年限、弯折情况、张力变化（见表1）4个因素考虑，建立一种基于影响因素分析的钢丝绳评价方案，辅助决策检测周期。4个因素都对钢丝绳使用寿命产生一定的影响，首先量化各影响因素，再根据其影响的大小给定每种因素的权重，影响钢丝绳检测周期的评价结果为
R=ZV-.
式中：Y为设定影响因素，，为对应其因素的权重。当R超过设定的评定线时，评价钢丝绳状况不佳，需要缩短检测周期，使用单位加强检查，必要时进行更换钢丝绳。因为”的权重受主观因素影响较大，此评价结果可供检测工作参考。以图4中某索道为例，对其进行评价，结果如图5所示，在2019年已经超过评定线，可以对检测人员提出预警。此评价方式可有效评价钢丝绳的状态，并辅助检测人员决策钢丝绳检测周期。
