Spis tre ci
Od Autora
Wykaz wa niejszych, stosowanych skrótów oraz oznacze wraz z ich jednostkami
1. Zarys historii rozwoju lin
1.1. Rys historyczny rozwoju lin w staro ytno ci
1.1.1. Wprowadzenie
1.1.2. Liny w czasach prehistorycznych
1.1.3. Liny w staro ytno ci
1.2. Rys historyczny rozwoju lin do Rewolucji Przemys owej
1.2.1.
1.2.3. Czasy rewolucji przemys owej
1.2.4.
1.3. Pierwsze nowoczesne liny stalowe
2.2. Materia y stosowane do produkcji lin stalowych
2.2.1. Wprowadzenie
2.2.2. Drut stalowy na liny
2.2.3. Rdzenie lin stalowych
2.2.4. Pokrycia lin stalowych i splotek
2.2.5. Smary do lin stalowych
2.3. Oznaczanie splotek i lin stalowych ze wzgl du na budow i wykonanie
2.3.1. Obecny system oznaczania lin stalowych wg normy PN-EN 12385-1:2000
2.3.2. Poprzedni system oznaczania lin stalowych wg normy PN-ISO 3578:1997
2.3.3. System oznaczania lin stalowych wg polskiej normy PN-68/M-80200
2.3.4. Poprzedni (nieobowi zuj cy) systemem normalizacji wg DIN stosowany w Niemczech
2.3.5. Elementy oznaczania lin stalowych wg normalizacyjnego systemu angielskiego BS
2.4. Budowa splotek lin stalowych
2.4.1. Rodzaje styku powierzchni drutów w splotce
2.4.2. Podstawowe konstrukcje splotek lin stalowych o przekroju okr g ym
2.4.3. Geometria splotek lin stalowych o przekroju kszta towym
2.4.4. Podstawowe konstrukcje splotek deformowanych plastycznie
2.5. Budowa splotek lin stalowo-w ókiennych
2.6. Technologia produkcji splotek i lin stalowych
3. Przegl d konstrukcji lin stalowych oraz ich po cze i zako
3.1. Liny stalowe jednozwite
3.1.1. Liny jednozwite z drutów okr g ych (liny spiralne)
3.1.2. Liny jednozwite pó zamkni te (HLCR) wykonane z drutów kszta towych
3.1.3. Liny jednozwite zamkni te (FLCR) wykonane z drutów kszta towych
3.2. Liny stalowe dwuzwite o przekroju okr g ym
3.2.1. Liny stalowe dwuzwite okr g osplotkowe
3.2.2. Liny stalowe dwuzwite o splotkach kszta towych
3.2.3. Liny stalowe dwuzwite nieodkr tne o splotkach okr g ych
3.2.4. Liny stalowe o splotkach deformowanych plastycznie (liny kompaktowane)
3.2.5. Liny stalowe okr g e plastykowane
3.3. Stalowe liny kablowe
3.4. Liny stalowe stosowane w konstrukcjach z o onych
3.4.1. Liny stalowe do ta m przeno nikowych z kordem wzmacnianym linkami
3.4.2. Linki stalowe do pasów p dnych d wigów osobowych i towarowych
3.4.3. Liny stalowe przeznaczone na ci gna spr aj ce
3.4.4. Liny stalowe do kabli energetycznych i kable w oplotach stalowych
3.4.5. Liny stalowo-w ókienne i liny hybrydowe
3.5. Liny stalowe o przekroju prostok tnym
3.5.1. Liny p askie szyte i nitowane
3.5.2. Liny p askie stalowo-gumowe
3.6. Zako czenia i po czenia lin stalowych
3.6.1. Sposoby mocowania ko ców lin stalowych
3.6.2. Sposoby czenia odcinków lin stalowych przez zaplatanie ko ców
3.6.3. Zawieszenia linowe
3.6.4. Systemy mocowania elementów konstrukcji do lin stalowych
3.6.5 Mocowanie ko ców lin stalowych na b bnach
3.7. Nowe materia y na liny
3.7.1. Liny z w ókien w glowych
3.7.2. Liny wykonane z w ókien sztucznych
4. Dobór lin stalowych do okre lonych warunków pracy
4.1. Wprowadzenie
4.2. Wymiary geometryczne lin stalowych
4.3. Obliczanie lin stalowych
4.3.1. Klasyczne de nicje wytrzyma o ci lin stalowych i ich interpretacja
4.3.2. De nicje i wymagania techniczne wprowadzone
norm PN-EN 12385
4.4. Podstawowe zasady doboru lin stalowych do przenoszenia obci e wzd u nych
4.5. Zerwanie liny pod wp ywem obci enia w asn mas
4.6. Zasady doboru lin stalowych przenosz cych obci enia poprzeczne
4.7. Praca lin stalowych w uk adach wielokr kowych i nap dach linowych
4.7.1. Kinematyka wielokr kowych uk adów linowych
4.7.2. Obci enia lin pracuj cych w uk adach wielokr kowych
4.8. Rola i udzia si tarcia w pracy lin stalowych
4.8.1. Sprz enie cierne pomi dzy lin a p dni linow
4.8.2. Przyk ady nap dów i uchwytów linowych wykorzystuj cych sprz enie cierne
4.8.3. Rola si tarcia w technologii wymiany lin górniczych wyci gów szybowych
4.8.4. Windy frykcyjne (windy cierne)
4.9. Naciski pomi dzy lin a bie ni p dni linowej
4.9.1. Naciski powierzchniowe
4.9.2. Rowki kó linowych
4.9.3. Wyk adziny rowków kó linowych
4.10. P dnie b bnowe
5. W a ciwo ci eksploatacyjne lin stalowych
5.1. Eksploatacja lin
5.2. Wprowadzanie lin stalowych do eksploatacji
5.3. Wyd u anie si i modu spr ysto ci pracuj cych lin stalowych
5.4. Moment odkr tu lin stalowych
5.5. Trwa o zm czeniowa lin stalowych
5.6. Przyczyny zu ywania si i odk adania lin stalowych
5.6.1. Wprowadzenie
5.6.2. Podstawowe przyczyny powstawania uszkodze drutów i lin stalowych
5.6.3. Zu ycie zm czeniowe i hipotezy o zu yciu lin stalowych
5.6.4. Zu ycie korozyjne i fretting
5.6.5. Zu ycie cierne
5.6.6. Zu ycie lin stalowych na skutek dzia ania momentu odkr tu
5.7. Kryteria odk adania lin stalowych w wybranych urz dzeniach transportu linowego
5.8. Technologie napraw lin stalowych
6. Metody bada i oceny stanu lin stalowych
6.1. Wprowadzenie .
6.2. Klasyczne metody wizualne
6.2.1. Sposoby pomiaru deformacji geometrycznych i star drutów lin stalowych
6.2.2. Metody pomiaru wymiarów geometrycznych ubytków uszkodzonych drutów
6.3. Nowe metody wizualne (VT) oceny stanu lin stalowych
6.3.1. Zastosowanie cyfrowej fotogra i i skanowania laserowego 2D w ocenie wizualnej lin stalowych
6.3.2. System wizyjny z zastosowaniem kamer cyfrowych do oceny stanu lin stalowych
6.3.3. System laserowy 3D do wizyjnej inspekcji lin
6.4. Aktywne metody bada magnetycznych i oceny stanu lin stalowych
6.4.1. Norma PN-EN 12927: Wymagania bezpiecze stwa dla osobowych kolei linowych
6.4.2. Podstawy magnetycznej metody badania stanu lin stalowych
6.4.3. Aparatura do akwizycji wyników bada magnetycznych lin stalowych
6.5. Obliczanie stopnia zu ycia lin stalowych na podstawie wyników bada magnetycznych
6.5.1. Obliczanie stopnia zu ycia na podstawie sygna u z czujnika indukcyjnego LD
6.5.2. Obliczanie stopnia zu ycia na podstawie sygna u z czujnika hallotronowego LMA
6.5.3. Przegl darki wyników bada magnetycznych Browser MD120 i MD121View
6.5.4. Ocena stanu zaplecenia liny na podstawie wyników bada magnetycznych
6.5.5. Identy kacja deformacji struktury geometrycznej liny na podstawie wyników bada magnetycznych
6.6. Dok adno bada magnetycznych lin stalowych
6.6.1. Metodyka i ocena dok adno ci bada magnetycznych lin stalowych
6.6.2. Wp yw obci enia liny na dok adno pomiaru metod magnetyczn czujnikiem hallotronowym LMA
6.6.3. Ocena os abienia lin na podstawie wyników bada magnetycznych
6.7. Technologie bada lin stalowych metod magnetyczn
6.7.1. G owice do bada magnetycznych lin stalowych produkowane w Polsce
6.7.2. Sposoby badania metod magnetyczn lin ruchomych
6.7.3. Badanie metod magnetyczn lin nieruchomych
6.7.4. Badanie lin p askich i ta m przeno nikowych zbrojonych linkami stalowymi
6.8. Prognozowanie czasu pracy lin stalowych
6.9. Kierunki rozwoju magnetycznej metody badania lin stalowych
7. Analiza widmowa sygna u cyfrowego oraz modelowanie zu ycia zm czeniowego i dynamiki pracy lin stalowych
7.1. Wprowadzenie
7.2. Analiza widmowa sygna ów z czujników indukcyjnych typu LD
7.2.1. Sygna cyfrowy z czujników indukcyjnych typu LD
7.2.2. Przekszta cenie Fouriera sygna u cyfrowego
7.2.3. Detekcja wymiarów geometrycznych lin na podstawie widma sygna u z czujników indukcyjnych LD
7.2.4. Widmo sygna ów impulsowych z czujników indukcyjnych typu LD
7.3. Zaawansowane metody analizy sygna u z czujników indukcyjnych typu LD
7.4. Modelowanie zu ycia zm czeniowego lin stalowych
7.4.1. Model iteracyjny procesu zu ycia zm czeniowego lin stalowych
7.4.2. Modelowanie rozk adu napr e w drutach liny
7.4.3. Wp yw charakteru obci e drutów liny na jej trwa o
537
7.4.4. Modelowanie wp ywu niektórych czynników konstrukcyjnych i wytrzyma o ciowych na trwa o zm czeniow lin stalowych . . . 546
7.4.5. Dynamika procesu zu yciowego lin a diagnostyka ich stanu
7.4.6. Rozdzia obci e w uk adach wielolinowych urz dze wyci gowych
7.5. Modelowanie dynamiki pracy lin w uk adach transportu linowego .
7.5.1. Wprowadzenie
7.5.2. Wielomasowe modele uk adów transportu linowego
7.5.3. Modele ci g e dynamiki i kinematyki lin stalowych
7.6. Modelowanie pracy lin stalowych w uk adach wielokr kowych
8. Zastosowanie lin stalowych w urz dzeniach do transportu ludzi i materia ów .
8.1. Wprowadzenie
8.2. Koleje linowe
8.2.1. Wprowadzenie
8.2.2. Terenowe koleje linowe ( funiculars) .
8.2.3. Charakterystyka pasa erskich napowietrznych kolei linowych
8.2.4. Wyci gi narciarskie
8.2.5. Specjalistyczne koleje linowe
8.3. Górnicze wyci gi szybowe
8.3.1. Uk ady olinowa górniczych urz dze wyci gowych
553
557
561
561
563
566
567
572
574
581
583
597
599
605
605
8.3.2. Statyka, kinematyka i dynamika górniczych wyci gów szybowych . . 614
8.3.3. Tarcze szybowe i linowe prowadzenie naczy wyci gowych . . . . . 621
8.3.4. Urz dzenia do g bienia i pog biania szybów
8.4. Urz dzenia suwnicowe
8.4.1. Suwnice
8.4.2. D wigi linotorowe
8.4.3. Przewo ny d wig linotorowy
8.4.4. Szeregowy d wig linotorowy
8.5. D wigi osobowe i towarowe
8.5.1. Nieco historii
8.5.2. Elektryczne d wigi osobowe i towarowe
8.5.3. D wigi hydrauliczne i d wigi z nap dami pasowymi
8.5.4. D wigi osobowe o trasie k towej
8.6. urawie, d wigi budowlane, d wigowe urz dzenia portowe i morskie
8.6.1. urawie
8.6.2. D wigi samojezdne, budowlane i platformy ruchome
8.6.3. D wigi budowlane i platformy ruchome
8.6.4. Urz dzenia d wignicowe na statkach
9. Pomocnicze zastosowania lin stalowych w uk adach wybranych maszyn i konstrukcji .
9.1. Maszyny podstawowe górnictwa odkrywkowego
9.1.1. I znowu nieco historii
9.1.2. Koparki jednonaczyniowe
9.1.3. Koparki wielonaczyniowe
9.1.4. Zwa owarki i zwa owarko- adowarki
9.2. Wiertnicze wyci garki linowe
9.3. Przeno niki ta mowe
9.3.1. Linowe uk ady napinania ta m przeno nikowych
9.3.2. Przeno niki linowo-ta mowe
9.4. Konstrukcje ci gnowe
9.4.1. Konstrukcje ci gnowe w budownictwie
9.4.2. Mosty linowe .
9.4.3. Konstrukcje spr ane linami stalowymi
9.4.4. Ci gnowe uk ady linowe do napinania
9.4.5. Konstrukcje niestateczne mocowane linami stalowymi
9.5. Platformy wiertnicze i eksploatacyjne
9.6. Obci enia lin odci gowych i wantowych
9.7. Nietypowe zastosowania lin stalowych
628
637
637
639
645
648
649
649
676
681
688
689
692
697
699
700
703
3. Przegl d konstrukcji lin stalowych oraz ich po cze i zako cze
ci gna poza zastosowania w ró nego rodzaju kompozytach. W ókna te, o rednicach 5÷16 m (grubo w osa ludzkiego to maksymalnie 140 m), maj bardzo wysok wytrzyma o na rozci gnie, ok. 5000 MPa, du y modu spr ysto ci, ok. 100 GPa, oraz ma e wyd u enie. W zwi zku z tym do przeniesienia obci e wystarcza lina o bardzo ma ym przekroju no nym. Zalety te spowodowa y, e ci gna wykonane z drutów ze szk a kwarcowego zastosowano w obserwatoriach do wykrywania relatywistycznych fal grawitacyjnych Einsteina LIGO w USA (ang. Laser Interferometer Gravitational Observatory) i VIRGO we W oszech. S u tam ze znakomitym skutkiem do podwieszania luster o masie 40 kg, które pracuj cych w uk adach interferometrów laserowych. Zadaniem ci gien jest odseparowanie najbardziej precyzyjnej aparatury pomiarowej, jaka w ogóle zosta a zbudowana, od wp ywu zewn trznych zak óce w postaci mikro drga typu sejsmicznego.
3.7.2. Liny wykonane z w ókien sztucznych
Punkt ten opracowano na podstawie publikacji [160], w której zebrano i uporz dkowano podstawowe informacje dotycz ce lin w ókiennych wykonywanych z w ókien z tworzyw syntetycznych. Wspomniana publikacja odwo uje si do aktualnych artyku ów dotycz cych tej problematyki. Jest to stosunkowo nowa dziedzina, ale liczba publikacji ro nie bardzo szybko. Przyk adowo, liczba artyku ów o linach w ókiennych prezentowanych na cyklicznych (co 2 lata) konferencjach wiatowej organizacji OIPEEC (ang. International Organization for the Study of the Endurance of Ropes) wzros a od 2003 r. z 6% do 42% w 2017r., a wzrost ten jest wyk adniczy. Pozosta e artyku y dotycz lin stalowych. Ciekawostk jest te to, e w 2003 r. organizacja OIPEEC ze swojej poprzedniej nazwy wykre li a s owo Wire i obecnie generalnie zajmuje si wszystkimi linami, Ropes, nie tylko linami stalowymi, Wire Ropes.
W XX wieku zsyntezowano bardzo wiele nowych materia ów i wytworzono z nich wiele nowych w ókien o du ej wytrzyma o ci na rozci ganie, z których wytwarzane s liny. Najwa niejsze daty, wynalazki i nazwy handlowe produktów w ókiennych przedstawiono poni ej wg [160]:
• 1935 r. i 1938 r. wynalezienie nylonu 6.6 i 6 ( poliamid PA) u ywanego na linki spadochronowe (DuPont);
• 1941 r. – wynalezienie poliestru PET (Anglia) i w ókna dacron (1950 r. DuPont);
• 1953 r. – wytwarzanie lin z w ókien PET;
• 1953 r. – wynalezienie polietylenu PE o du ej masie cz steczkowej i g sto ci HMPE;
• 1954 r. – wynalezienie polipropylenu PP i zastosowanie go na liny;
• 1965 r. – wynalezienie aramidu (rys. 3.61(b)i kevlaru (DuPont);
• 1970 r. – wyprodukowanie w ókien o nazwie kevlar i lin z tego w ókna (1972 r.),
• 1973 r. – wyprodukowanie w ókien o nazwie twaron (DuPont);
3.7. Nowe materia y na liny
• 1980 r. i 1981 r. – opracowanie w ókien High Modulus Poliethylene HMPE (dyneema i spectra);
• 1982 r. – wynalezienie w ókien PBO (zylon);
• 1988 r. – wynalezienie w ókien Liqiud Cristal Aromatic Poliethylene LCAP (vectran) i zastosowanie go w linach (1994 r.).
W tabeli 3.4 zestawiono podstawowe parametry fizyczne (g sto i temperatura topnienia lub dekompozycji), u ytkowe (wyd u enie wzgl dne) i wytrzyma o ciowe (wytrzyma o na rozci ganie i modu spr ysto ci) niektórych w ókien naturalnych, w ókien syntetycznych i stali wysokow glowej. Parametry wytrzyma o ciowe podano zarówno w jednostkach u ywanych w przemy le w ókienniczym [N/tex], jak i w jednostkach mi dzynarodowych SI [Pa = N/m2]. Jednostka [tex, teks] jest to tzw. g sto liniowa w ókien naturalnych lub syntetycznych zdefiniowana jako: 1 tex = 1g/km. Aby wi c porówna wytrzyma o na zrywanie w ókien syntetycznych i naturalnych okre lonych w jednostkach [N/tex] z jednostkami uk adu SI [Pa], nale y pod uwag wzi tak e g sto danego tworzywa [g/cm3]. W zale no ci
Tabela 3.4. Porównanie podstawowych parametrów u ytkowych i wytrzyma o ciowych w ókien naturalnych, syntetycznych i stali wysokow glowej [139, 160]
Rodzaj w ókna Masa [g/cm3]
Temperatura topnienia [°C]
Wytrzyma o na rozci ganie Wyd u enie [%] Modu E [mN/tex][MPa][N/tex][GPa] bawe na1,5zap on 1503004607,05,08,0 manila1,3zap on ok. 1505307003,020,030,0 sizal1,3zap on ok. 1504405803,020,030,0 len1,5zap on ok.1505408103,018,027,0 konopie1,5zap on ok. 1504707051,821,732,6 juta1,5zap on ok.1503104652,217,225,8 nylon1,125884096020,07,08,0 PET1,4258820113012,011,015,0 PE1,014053050020,04,04,0 PP0,916562056020,07,06,0 aramid (PA)1,5500200029003,560,090,0 aramid HMA1,8500–32000,9–290,0 TLCP1,4330220031003,555,080,0 LCP1,4500–24004,0–60,0 HMPE1,0150350034003,5100,0100,0 PBO (zylon)1,5650365058003,5–180,0 druty stalowe7,9160033026002,020,0160,0
Gdzie: nylon (PA) – poliamid; PET – poliester; PE – polietylen o du ej g sto ci; PP – polipropylen; aramid –poliamid sieciowany; HMA – aramid o du ym module spr ysto ci (ang. High Modulus Aramid ); TLCP, LCP –polimery ciek okrystaliczne (ang. Liquid Crystal Polymer); HMPE – polietyleny o du ej warto ci modu u E (ang. High Modulus Poly Ethylene)
4.4. Podstawowe zasady doboru lin stalowych do przenoszenia obci e …
4.4. Podstawowe zasady doboru lin stalowych do przenoszenia obci e wzd u nych
W celu dobrania liny stalowej do danego zadania niezb dna jest znajomo przepisów lub norm dotycz cych zasady przyjmowania lub obliczania wspó czynników bezpiecze stwa. Mianem wspó czynnik bezpiecze stwa, najcz ciej oznaczany symbolem x, n lub s (ang. safety factor), okre la si a priori wielokrotno obliczeniowej si y zrywaj cej lin w ca o ci (o dowolnej przyj tej definicji) w odniesieniu do jej obci enia statycznego. Wspó czynnik ten w interpretacji deterministycznej okre la iloraz przedstawiony równaniem:
gdzie: F onom – obliczeniowa nominalna si a zrywaj ca lin [kN], Fstat – obci enie pojedynczej ga zi liny si statyczn [kN].
Si a statyczna w danej ga zi uk adu linowego lub w pojedynczej linie jest okre lona w sposób zilustrowany na rys. 4.13 z zale no ci:
gdzie: Q [kg] – masa u yteczna podnoszona przez lin [kg], q [kg] – masa sta a podnoszona przez lin (masa naczynia, kabiny, haka, uchwytu, zawiesi itp.) [kg], ml – masa lin [kg], g – przyspieszenie grawitacyjne [m/s2], z – liczba lin przenosz cych to obci enie.
Na rysunku 4.13 przedstawiono wszystkie obci enia, które przenosi lina, oraz inne parametry, które mog by istotne przy doborze liny. Jest to sztywno na zginanie (sztywno poprzeczna liny ElI [N·m 2]), sztywno na rozci ganie (sztywno wzd u na liny El S [N]) oraz moment odkr tu, którego jednostka zale y od sposobu wyznaczania tego parametru (kN/m, kN/°). Sztywno ci poprzeczne lin nigdy nie s podawane przez producenta, a w niektórych katalogach renomowanych producentów lin stalowych mo na znale ró nie zdefiniowane dane na temat wielko ci momentu odkr tu danej konstrukcji liny.
Umowna warto liczbowa wspó czynnika bezpiecze stwa dla ró nych obiektów transportu linowego zawiera si w przedziale 2÷16 (w przypadku lin wyrównawczych wyci gów szybowych wyst puj jeszcze wi ksze warto ci, nawet > 20). Liczbowe warto ci wspó czynników bezpiecze stwa s zapisane w przepisach odnoszcych si do konkretnych zastosowa lin stalowych i z regu y wynikaj z tradycji i bardzo wielu lat do wiadcze w eksploatacji lin stalowych. Zestawienie warto ci wspó czynników bezpiecze stwa, które s stosowane przy dobieraniu lin w najwaniejszych grupach urz dze transportowych i innych zastosowaniach lin stalowych, przedstawiono w tab. 4.4.
4. Dobór lin stalowych do okre lonych warunków pracy
Rys. 4.13. Zasady doboru (obliczania) przekroju no nego liny: H – d ugo liny [m], Q – masa u yteczna [kg], q – masa sta a podnoszona przez lin [kg], ml – masa liny lub lin [kg], g – przyspieszenie grawitacyjne [m/s2], z – liczba lin, A (lub S) – obliczany (dobierany) przekrój no ny liny [mm2], ElS – sztywno wzd u na liny [N], ElI – sztywno poprzeczna liny [N·m2], El – modu spr ysto ci liny[MPa], I – moment bezw adno ci przekroju poprzecznego liny [m4], – masa w a ciwa liny (masa 1 m liny) [kg/m], Fstat – ca kowite statyczne obci enie dobieranej (obliczanej) liny [N]
Tabela 4.4. Minimalne warto ci wspó czynników bezpiecze stwa stosowanych przy doborze lin stalowych w ró nych obiektach transportu linowego
Dziedzina transportuZastosowanie linyRodzaj pracy Warto wspó czynnika bezpiecze stwa Statki eglugi morskiejzawiesia linowep tle zaplatane6,0 tuleje zaciskane5,0
Wydobywcze rz dzenia wyci gowe dopuszczone do pracy przez Wy szy Urz d Górniczy1)
liny no ne wyci gów jednolinowych
liny no ne wyci gów wielolinowych
jazda ludzi7,5 –0,001 (H-400)
ci gnienie urobku6,5 –0,001 (H-400)
jazda ludzi7,2 –0,001 (H-400)
ci gnienie urobku6,2 –0,001 (H-400)
liny wyrównawcze6,0
liny prowadnicze i odbojowe5,0 liny do zawieszania urz dze pomocniczych5,0
Liny wyci gowew zale no ci od kraju stosowania5,2÷8
6.1. Wprowadzenie
praktycznych ma charakter jedynie wyrywkowy, gdy nie ma mo liwo ci poprzez pomiar r czny dokona oceny stanu liny na ca ej jej d ugo ci. Metoda ta wymaga te du ego do wiadczenia od osób wykonuj cych badania nieniszcz ce.
W drugiej grupie metod najwa niejsza jest metoda magnetyczna badania lin stalowych MRT (ang. Magnetic Rope Testing) [121], nale ca do grupy metod magnetycznych [86]. Metoda ta niekiedy oznaczana jest symbolem EMT (ang. Electro-Magnetic Testing). Z uwagi na uniwersalno oraz rol , jak odgrywa we wszystkich dziedzinach, gdzie s stosowane liny stalowe, oraz na usankcjonowanie prawne (jest to metoda obligatoryjna), metod t omówiono w kolejnym rozdziale. Metody rentgenowskiej RT (ang. Radiographic Testing) oraz metody ultrad wi kowej US (ang. Ultrasonic Testing) [86] nie omówiono ze wzgl du na ich marginalny i bardzo specjalistyczny udzia w diagnostyce lin stalowych b d cych w eksploatacji. Metody te odgrywaj zasadnicz rol w badaniach obiektów litych, spoin itp., a ich rola w praktyce diagnostycznej zwi zanej z obiektami linowymi sprowadza si wy cznie do oceny stanu niektórych ta m przeno ników zbrojonych linkami stalowymi.
W niniejszym rozdziale nie omówiono te metody magnetycznej pami ci metalu MPM (skrót od metoda magnetycznej pami ci metalu) [280] ze wzgl du na ci gle niewielk wiarygodno uzyskiwanych wyników i bardzo marginalne stosowanie w praktyce. Nale y jednak zauwa y , e metoda ta jest bardzo intensywnie rozwijana i badana. Jako pomocnicza jest ona stosowana w diagnostyce ci gie skipów wydobywczych oraz czynione s próby zastosowania jej do oceny stanu lin no nych górniczych wyci gów szybowych o znacznym stopniu skorodowania.
W trzeciej grupie metod badania lin stalowych, tak e wizualnych, konieczne jest stosowanie specjalistycznej aparatury do wizualizacji i ci g ej lub wyrywkowej rejestracji obrazu powierzchni liny. Ró nica w odniesieniu do klasycznej metody wizualnej sprowadza si w zasadzie tylko do sposobu wytworzenia obrazu. Oceny obiektu dokonuje si na podstawie analizy tego obrazu. Wynika z tego, e w porównaniu z klasyczn metod wizualn ocena taka mo e by wykonywana zdalnie. Poniewa w obecnie proponowanych metodach ród em informacji o stanie liny jest obraz w postaci cyfrowej, mo liwe jest równie zastosowanie algorytmów do identyfikacji rodzaju uszkodze , ich wielko ci, a tak e pomiaru na cyfrowym obrazie podstawowych cech geometrycznych liny. Obecnie w tej grupie metod w praktyce stosuje si :
• klasyczn metod wizualn polegaj c jedynie na obserwacji obrazu liny utrwalonego na ró nych no nikach metod fotograficznej rejestracji obrazu [187, 203–205];
• metody wizualne wykorzystuj ce cyfrowe obrazowanie powierzchni liny p askimi skanerami 2D (dwa wymiary);
• zaawansowane metody wizualne wykorzystuj ce przestrzenne obrazowanie powierzchni liny skanerami 3D (trzy wymiary) [203–205].
6. Metody bada i oceny stanu lin stalowych
6.2. Klasyczne metody wizualne
Metody wizualne VT nale do podstawowych metod diagnostyki wszystkich obiektów technicznych [121, 250, 280]. Dziel si na dwie grupy:
• badania wizualne bezpo rednie – przy ich przeprowadzaniu istnieje nieprzerwana cie ka optyczna od oka operatora do badanego obiektu lub obszaru, a badania te mog by prowadzone za pomoc lup, lusterek, endoskopu lub wiat owodu;
• badania wizualne zdalne – w tym przypadku cie ka optyczna od oka operatora do badanego obszaru jest przerwana, badania s prowadzone na podstawie fotografii obiektu, tak e przy u yciu zautomatyzowanych systemów wideo lub robotów. Metoda VT w wersji bezpo redniej jest najpowszechniej stosowan metod oceny stanu lin stalowych. Bardzo cz sto jest to jedyna metoda diagnostyczn stosowana do oceny stanu lin urz dze d wigowych, d wignicowych, lin konstrukcji wsporczych i innych. Jest to te podstawowa metoda stosowana w trakcie tzw. codziennej „rewizji” górniczych wyci gów szybowych. Polega ona na ocenie stanu liny poprzez wzrokow obserwacj okresow dost pnego odcinka liny lub liny na ca ej jej d ugo ci (liny no ne górniczych wyci gów szybowych). Wymaga znacznego do wiadczenia i niestety jest ca kowicie subiektywna, ze wzgl du na brak jednoznacznych kryteriów i subiektywno oceny. W niektórych normach s przedstawiane ilustracje charakterystycznych przypadków uszkodze lin. Nie zawsze jednak maj one zastosowanie w realnych sytuacjach.
Istot metody wizualnej oddaje rys. 6.1. Przedstawiono na nim badanie wizualne liny prowadzone z pomoc lupy i obok to samo badanie wykonane z pomoc wspó czesnego telefonu mobilnego wyposa onego w aparat fotograficzny o rozdzielczo ci 10 Mpx (megapixeli). Aparat ten z powodzeniem mo e by wykorzystany jako lupa cyfrowa. W metodzie tej mo na z dobr rozdzielczo ci wyznaczy wymiary geometryczne drobnych uszkodze liny stalowej w postaci p kni drutów, star , deformacji itp. Mo na dokona oceny star , deformacji plastycznych i wielko ci lokalnych w erów korozyjnych. Zasadnicz wad metody wizualnej w tej
(a)(b)
Rys. 6.1. Ilustracja oceny wizualnej liny stalowej z wykorzystaniem szk a powi kszajcego (a) i telefonu mobilnego (b)