·Home·Table of Contents

·Terrestrial and Marine Transportation

NDT of steel ropes with Magnetic Flaw detectors:

Documentation and interpretation of test Results

O.Gronau DMT, Bochum, Germany S.Belitsky, V.Sukhorukov

INTRON PLUS, Moscow, Russia Contact

Test result documentation and correct interpretation is an actual problem in various technologies of NDT:

ultrasonic, eddy current, X-ray, magnetic etc.

Most of current flaw detectors are provided by means of test data processing to get testing document. The document usually looks like a report or a protocol containing information on an object under test, test equipment and its adjustment, test procedure and conditions and so on. The basic part of the report is used to be as a graphical representation of test data. This may be like visual image of whole object under test or its part (e.g. weld zone) or like schematic data representation (e.g. a strip-chart record, 2D or 3D printed traces of a flaw detector signal).

Test data are represented usually on strip-chart record or on 2D printed traces of signal by steel rope NDT. Most of present magnetic steel rope flaw detectors work as two-functional (two-channel) instruments:

one channel for loss of metallic area (LMA) measurement of a rope.

Record of the LMA channel represents LMA value in percents relative to a standard value of rope metallic area as a function of distance along the rope.

another for local faults (LF) detection.

The LF channel records sensor signals that appear due to LF like broken wires, local corrosion etc. along rope under test. A path signal generator used to get distance marks on the records.

Rejection criteria for ropes in use take into consideration limitations in LMA and LF as like as rope dimensions change and disturbance of rope structure.

Earlier rope flaw detectors used chart recording as base method of test data representation. Of course, chart record contains the most full information about rope condition. The information must be interpreted correctly to identify possible faults of a rope. Therefore inspectors must be skilful and experienced. Besides it takes much time because of usual big length of a record. Nevertheless, errors are inevitable since interpretation and identification processes are subjective. Another disadvantage of chart recorder use is fixed amplitude and distance scaling. Therefore it is difficult to interpret signal traces with wide range of signal magnitude, e.g. corresponding to location of rope metallic core broken or to place of rope splicing. One more disadvantage is the problem of interpretation when rope speed changes.

Inspection procedure by flaw detectors depends on purpose of a rope use and its positioning in equipment or construction. Thus, inspection procedures for mine hoist rope, for elevator rope and for stay rope (guy) are different. In particular, demand to minimize inspection time is actual when ropes of mine hoist or hot-metal crane are checked. Often it is necessary to get inspection data in real time to stop rope move and to inspect the rope section visually just after significant LF or LMA signals appear.

Another procedure is used to test guys. In this case a magnetic head of flaw detector moves along rope under test. Test data are transferred to an electronic unit by a cable and then are recorded or/and are loaded down to computer for processing. The real time data recording procedure demands to perform it by high skilled expert who can quickly interpret a record. Of course, the inspection result is subjective.

When the computer-oriented procedure is used then testing data are processed according to algorithms accumulated experience of many experts. Therefore the result is more objective. Documentation of testing result is important part of inspection. There are requirements for testing report in rules and instructions of many countries. According to these rules the report must include information of a rope under test (construction, dimensions, location, use etc.), of a flaw detector used and of its adjustment, of testing procedure, of inspection personnel. The more important part of the report is signal traces of LMA and LF channels. The steel rope magnetic flaw detector INTROS designed and manufactured by INTRON PLUS, Ltd. can be applied for inspection using both the procedures mentioned. It consists of a universal electronic unit and different magnetic heads (Fig.1) to test ropes of various constructions and dimensions [1]. The microprocessor electronic unit is portable (not more than 0.8 kg) and is used as data logger with memory sufficient to save testing data of (2-12) km of rope in the LMA and LF channels simultaneously. The unit can be used as in-situ interpreter of test results for

real-time inspection using its own LCD display, light and sound alarm. A chart recorder can be connected to the INTROS electronic unit. Recording is possible as in real time (in-situ) simultaneously with data downloading to the unit storage so after testing by the data transfer from the storage. The scales of the record are set automatically during instrument calibration.

Fig 1:

Due to portability and self-contained power supplying the electronic unit can be fixed at magnetic head to work as full independent instrument moving along rope under test far away from inspector. This is useful by guy of bridges or buildings inspection.

The software WINTROS is intended for test data processing after they are downloaded into a computer. The WINTROS provided many of functions: different kinds of filtering, noise cutting-off, zero level displacing, rejecting and alarm levels setting, amplitude and distance scaling (zooming), auto-scaling, signal traces "lacing", aligning of some signal traces by distance and others. The last function is very helpful to follow rope condition within its lifetime. It is important to catch a moment when rope wearing speed increases significantly. In this case time intervals between inspections must be decreased.

Test data accumulation in electronic format allows to create databases for many ropes under test and to exchange data by modern communication means, e.g. by e-mail.

The inspection report as a final document is filed and printed after test data processing (Fig.2). It consists of two parts: text one and graphical one. The graphical part includes diagrams representing compressed information about LMA (left) and LF (right). Height of the bar on the LF diagram represents the relative magnitude of the largest LF signals. Distance of the rope sections correlated to the signals is shown below. Two horizontal lines on the LMA diagram show the rejection (upper) and the alarm (under) levels of rope LMA. The diagrams may be used as a basis for conclusion about a rope under test condition and its further use without detail analysis of signal traces. The traces are

attached to the report in two versions: one is original and another is after processing fulfilled by an expert. Thus, the inspection report is an exhaustive document for the expert conclusion. The INTROS instrument has being used for rope inspection at various equipment and installations in Russia, Ukraine and Kazakhstan for years and since 1998 - in Germany. Some examples of interpretation of test data are cited below.

Fig 2 :

Fig.3 and Fig.4 shows LMA and LF signal traces before and after processing by the WINTROS. The LMA traces (Fig.4) are low-pass filtered and the LF traces (Fig.4) are filtered by an optimal filter and cut-off. Fig.4 consists of two traces got with 10-weeks interval for the same rope. All the traces relate to inspection of 30.5mm diameter brake rope at the cargo/man-riding two-deck cage of the "Scalistaja" shaft of "Norilsky nickel" mining enterprise. The traces show that the most worn section is located at the distance of (800-1100) m from the ground surface. LMA increased here from 6.5% to 8.8% within 10 weeks. There is significant corrosion damage of the section too as it can be seen at the LF traces. That is why inspector ordered to test the rope monthly and when LMA attained 10% then the rope was removed. Investigation confirmed the INTROS testing data.

Fig 3:

Fig 4:

Fig.5 illustrates the INTROS signal traces of rope inspection of the hot-metal overhead travelling crane at "Severstal" steel plant. The LMA traces recorded with 1-week interval show 6 most worn sections concentrated in the rope part nearest to a hot-metal ladle. There are 3 high LMA peaks and 3 lower ones between them. It appears during investigation of the traces that the first 3 peaks relate to the rope sections, which are located

on hoisting blocks (approached to the ladle for 3m) when the ladle is loaded or unloaded by hot metal. The sections are exposed by dynamic load and high temperature simultaneously. Therefore the rope sections wires are damaged mechanically and are lost strength due to metal structure change. The change influences on the INTROS output due to wire metal magnetic condition change. The lower 3 peaks correlate to tackle blocks of the crane, which are located at least in about 15m from the ladle and are not exposed by high temperature. There is only mechanical damage of wires here, without structural change. The LMA increases in all peaks during rope lifetime. The highest one increases approximately from 3% to 5% for 2 weeks.

Fig 5:

The DMT TesTec Division (earlier WBK-Rope-Testing-Institute) has long experience with the inspection of steel ropes for more than 100 years. For many years steel ropes used in coal mines have been inspecting by the company. Today the company is involved in inspection of wider range of ropes: ropes for the potash and salt mines, crane ropes, bridge ropes and guy ropes of broadcast towers, etc. The magneto-inductive devices used for these purposes utilize sensor coils. Four differential coils, which enclosed the rope as half-coils in two planes, detect the stray fields (4 LF signals). Usage of 4 coils system and special location of that coils makes possible detection of broken wires. The magnetic flux is determined by a measuring coil that encloses the rope. The magnitude of the magnetic flux is proportional to the meaning of metallic cross-section of the rope (LMA signal). The electronic device RTI has a chart recorder integrated, which presents the rope charts during test. Test data are stored into a PCMCIA-Memory card for further evaluation. Special software developed for test data evaluation is able to determine the maximum of wire breaks per reference length along the rope and determine the section with maximum loss of metallic area along the rope. Both the maximum wire breaks per reference length (caused by fatigue fractures) and the maximum loss of metallic area (caused corrosion and wear) are decisive criteria for the determination of the point of discarding or the specification of inspection cycles

for ropes. The use of coils causes a more extensive electronics as well as an increased handling of the system. Therefore the ranges of application of the rope test instrument INTROS based on Hall-sensors where checked since 1998. A good agreement of the results at the determination of the metallic cross section was observed between both rope test instruments. The RTI device shows clearly more distinctive amplitudes at the recognition of wire breaks. The wire break signals where however also recognized at the INTROS device with the help of the LMA trace. The software developed for the RTI device was brought into line for the INTROS device. An example for the determination of the loss of metallic area during the life time is represented in Fig. 6. These results are obtained from Koepe hoist shaft of the main haulage plant of the DSK (German hard coal industry). The conditions in the shaft are very damp and the ropes reached their point of discarding because of corrosion and wear. The area of the maximum damage is within the acceleration section for these hoisting ropes.

Fig 6:

References

1. V.Sukhorukov. Steel Wire Rope Inspection: New Instruments. - The 7th ECNDT, Copenhagen, May, 26-29, 1998.

© AIPnD , created by NDT.net |Home|    |Top|

Inspection of ropes for Austrian Ropeway using modern NDT Instruments

A.Russold -TUEV, Vien, AustriaS. Belitsky - INTRON PLUS, Moscow, Russia

Contact

Steel wire ropes are most significant part of ropeways. Safe use of the ropeways depends directly on the rope condition, on the in-time and reliable rope inspection. Magnetic flaw detectors are used to determine rope wearing. They can measure the rope loss of metallic area (LMA) and detect the rope local faults (LF) like broken wires and other faults [1,2]. Rope NDT at aerial ropeways differs from rope NDT at mine hoists, cranes and elevators. The difference is specified by construction of the ropeways, by rope wearing character by NDT condition.

The carrying rope is immovable at reversible aerial ropeways, therefore magnetic head of flaw detector must move along the rope during testing. There are one or several towers supporting the rope between stations at this type of ropeways. Difficulty appears by NDT due to this. Meanwhile, the carrying rope is subjected to wear mostly on the towers by cabin passage over them. Some companies produce special magnetic heads with one-side access to the rope under test to pass over the tower. But rope NDT practice in Austria does not suggest rope testing on the towers because of low reliability of testing data due to big ferrous mass influence. Instead of this the rope is tested only between the towers where two-side access to the rope is possible. Meantime, the rope is displaced along periodically. Due to this the rope wears out more uniformly and inspection of the rope part, located on the tower earlier, is possible.

The ropes of locked or spiral types are used mostly as carrying ones. They have the maximum ratio of rope metal area to rope diameter. This requires high power of the flaw detector magnetic system for magnetic saturation of rope

material. Besides, use of AC electromagnetic systems is impossible because of high shielding of electromagnetic field by the external wires of the rope.

The design with one ring haulage rope is used mostly at modern aerial ropeways. The rope in this case can be tested completely locating magnetic head at the most convenient place. The rope length can be as much as 5 km and more and there are one or several splices in the rope. The splice increases the rope diameter for (10-20)% and the metallic area for 16,6%. So flaw detector must store big value of information for next analysis.

Another problem appears by rope testing of some types of airways, where available place for magnetic head location is only at the edge of tower (Fig.1) or on the roof of moving cabin. The place is located rather high often. Therefore the flaw detector must be as light and portable as possible and be convenient for fast preparation of magnetic head for rope inspection. It is useful to arrange full set of the flaw detector (including magnetic head and data acquisition unit) on the rope for the next rope testing without any operator.

The ropes of ropeways have low LMA value unlike mine hoist ropes due to rubber lining of pulleys and to insignificant corrosion. The main faults of the ropes are broken wires and disturbance of rope structure because of rather significant bending load on towers and pulleys. That is why the most important parameter of flaw detector is the sensitivity limit to LF. Requirements for the LMA measurement accuracy are not so strong.

TUEV AUSTRIA inspects ropes at ropeways permanently and volume of inspection works within a year is considerable because of many ropeways in Austrian Alps. The comparative testing of modern rope flaw detectors INTROS (INTRON PLUS, Ltd., Russia) and LMA-250 (NDT Technology, Inc., USA) was performed in July - October 1999 to determine their ability for the ropeway rope inspection. The instrument of the Swiss company KUENDIG was used as base for comparison since TUEV AUSTRIA has been using it for years. The KUENDIG flaw detector is only one-channel instrument: it is able to detect LF. Both other instruments are two-channel: LMA and LF. The KUENDIG and LMA-250 instruments use strip chart recording of analog signals. The INTROS is full digital instrument, which loads testing data about 8 km of rope into a non-volatile storage. The data can be downloaded to a PC for processing and printing of final report. The special WINTROS software is used for data processing [2]. The built-in symbol display is intended for real-time testing as well as an optional strip chart recorder, which can be used for recording current or stored signals.

Fig 1: Intros magnetic head location on the ropeway

supporting tower in Austrian Alps.

The INTROS is the lightest from the represented instruments, it weights not more 15kg.

The 10 ropes were inspected by all the 3 instruments during the testing. Three of the ropes are carrying ones (two of them are locked type and one is 64mm spiral type) and one is pulling. The rest seven are carrying-drawing type of ring type aerial ropeways. The rope diameter is from 22mm to 64mm.Besides, lab testing was performed to evaluate detachability of internal LF for all the instruments using special rope standards. Test results of all instruments are approximate the same.

First the KUENDIG instrument was used to inspect ropes, then inspection was performed by two other instruments simultaneously. To avoid influence one instrument to another they were installed on opposite sides of ring ropeways hauling drum. Direction of rope magnetization in magnetic heads was not taken into consideration because special tests have confirmed that the influence of one head rope magnetization on readings of another flaw detector is negligible. When carrying ropes were inspected, magnetic head was placed over a cabin and the head was opened before passing over the tower and then was closed after the passing.

The instruments were calibrated by calibration wire added to the rope under test (negative LMA value). The distance scales of all the recording were corrected by signal of the rope splice. The result of rope inspection by three mentioned flaw detectors are cited below.

LMA measurement As well as the KUENDIG instrument has got only the LF channel, the LMA was measured by two other instruments only. Both of them show approximately the same ability to detect LMA when the fault section is rather short (Fig. 2,a,b, three faults located at 783-787m). This ability usually is named as averaging length for LMA.

a)INTROS b)NDT c)KUENDIG

Fig 2: Segment of haulage rope with additional splice (left) and 3 faults.

The INTROS's dynamic range is wide due to digital method of operation. That is why it can be used without loss of sensitivity by wide range of metallic area change, e.g. at rope splice (Fig. 3,a, from 2786 to 2810m). It is possible to interpret the testing data correctly, meanwhile to do this on base of other instruments readings is not so easy. For instance, section

about 765m in the traces Fig.2, where only INTROS's trace shows clearly the additional partial splice of rope strands. Besides, it is more convenient to read data assigned numerical values and to value LMA when the rope length is high.

a)INTROS b)NDT c)KUENDIG

Fig 3: Rope segment with splice.

Detection of LF like broken wires.

All the instruments appear approximately the same detectability of the LF like broken wires during lab testing. There are some LF in real ropes which were detected by two flaw detectors but were not detected by the third one. Meanwhile combinations of the instruments can be various. The possible reason of this is difference in LF sensitivity limit of the instruments for definite LF types. Hence, no one of the instruments submitted is guarantee detection of all LF detected by other flaw detectors.

Detection of internal LF in ropes of locked and spiral types. As it mentioned above this problem is rather hard. The INTROS and the LMA-250 instruments demonstrated ability to detect this type of faults (Fig. 4).

Fig 4: Locked coil rope with internal localized fault (Intros traces).

Inspection of the ring ropeways splices. Inspection of that section of a rope is actual problem since wires experienced additional loading because of rope lower elasticity in the splice places. That leads to break of wires as it can be seen on Fig. 4

traces. The INTROS is able to inspect this place as well using LMA channel without additional arrange of the instrument. Thus, the comparative testing of magnetic flaw detectors produced by three different manufacturers, shows that two of them, the INTROS and the LMA-250 are most available for inspection of steel ropes at aerial ropeways and their testing data are rather close each other.

References

1. V.Sukhorukov. Steel Wire Rope Inspection: New Instruments. - The 7th ECNDT, Copenhagen, May, 26-29, 1998.

2. O.Gronau, S.Belitsky, V.Sukhorukov. NDTof Steel Ropes with Magnetic Flaw Detectors: Documentation and Interpretation of Test Result. - In this issue.

© AIPnD , created by NDT.net |Home| |Top|

·Home·Table of Contents

·Terrestrial and Marine Transportation

Steel Wire Rope Condition Monitoring by Non-Destructive

Investigation and Evaluation while on Installation/Service

S.D. Singh, B. GharaScientist, Central Mining Research Institute, Barwa

Road, Dhanbad (Bihar) India Contact

ABSTRACT

Steel wire ropes are extensively used in mining/ Aerial ropeway industries for haulage, track and hoisting purposes for transportation of men & materials. The importance of periodic rope condition monitoring plays a vital role to achieve maximum mineral exploitation in the hazardous atmosphere as well as passenger cable car ropeway installations. With fast approach in mechanization in mining industries/ passenger cable car ropeway installation, adoption of latest technology in non-destructive investigation and evaluation to enhance safety and optimum safe rope life is essential and Central Mining Research Institute is engaged in this endeavour since last more than three decades.

INTRODUCTION:

Steel winding ropes which are heterogeneous in nature are subjected to severe working conditions and their behaviour vary on different environmental and nature of service they are subjected to rope deterioration such as corrosion, wear, abrasion and broken wire lead to rope failure. It is difficult to assess the rope condition by external visual examination and in any event it is not possible when internal deterioration takes place.

Further, the steel wire ropes specially installed over the multirope friction/koepe winders of mines and Aerial ropeway industries for which Non-Destructive technique is the only means to monitor the health condition of the ropes in the online/insitu where the possibility of drawal of the rope- specimen for conventional (destructive) test is ruled out. More over the technique does not disturb the costly installation/production & working for long time. At the same time the technique monitors / scan the condition of entire rope length in the installations as well as it is very quick and reliable.

For the purpose of non-destructive investigation two types of technique are adopted namely D.C. and A.C. technique. D.C. technique is used to evaluate the broken wires due to localised losses even when they are nearer to the inner axis of the rope and A.C. technique detects losses in cross section/metallic area of steel ropes due to wear, corrosion, abrasion etc., which are of distributed nature enables the possibility of evaluation of remaining breaking strength of the wire rope.

Wire ropes are used for a variety of applications where a secure attachment is essential between different moving part of a system. Applications of wire ropes include haulage ropes carrying men and material to hoist a cage or lift in a shaft. Different types of wire ropes are in use both in terms of size and type of construction with each rope being selected are designed for a specific application. In most cases a rope failure could cause extensive damage of costly installations and in some cases loss of life.

Safety codes and authorities mandate periodic inspection visually of by destructive tests on a sample of three meters drawn from the ropes at prescribed intervals. Especially, in cases of friction winders and passenger cable car ropeway installation where drawl of rope specimen is ruled out, non-destructive investigation is the only means to assess the behaviour conditions of wire ropes. It is not unreasonable to believe visual inspection is inherently unreliable as the sole criterion in these cases.

Hence, non-destructive investigations on wire ropes at systematic interval becomes an important factors for preventive maintenance programme in mining and aerial transportation industries throughout the world. A programme of regularly scheduled Non Destructive Investigations typically at 4 to 6 months from the date of installation of wire ropes is of particular value for safe and extended usage or premature removal in adverse cases. since an accurate and objective record of rope condition is available for each inspection, it is possible to

compare rope data at the time of each inspection. A complete documentation of rope's gradual deterioration throughout its entire service life is therefore available. The end of safe service life is usually reached when the rope degradation rapidly accelerates between inspections.

Evaluation of rope behaviour is assessed on the magnitude of rope deterioration due to different factors as environmental, working conditions, usage rate, maintenance schedule etc. Quantitative estimates of safety related wire rope parameters are obtained through Non-Destructive Investigation such as loss of metallic cross sectional area and remaining service life. Rope defects are categorised in two respects:

a) Qualitative inspection for localised faults andb) Quantitative inspection for loss of metallic cross sectional area.

PRINCIPLE OF OPERATION:

Localised faults in a rope are detected using inductive sensors and distributed flaws in a rope is determined by using Hall Effect sensors. The sensing head bring the running sector of wire rope to a condition close to magnetic saturation and provides signal from its sensors. The inductive sensors detect signals due to localised loss viz. broken wires, pittings localised corrosion and the distributed loss of metallic cross sectional area are sensed by Hall Effect sensors for evaluation of defects caused due to corrosion wear and abrasion.

A steel rope comprises of a considerable number of simultaneously working wires and after breaking one of them the remaining wires take over it's share of loss. Each broken wire due to friction between particular wire transmits the load which falls to its share already at certain distance from the broken spot. Stress values in particular wires of the rope are various. The criteria of wear out of the ropes which are based on the number of cycles of operation time can not be accepted although some countries follows this as a statutory condition for rope replacement. Even at practically the same static and dynamic condition of loading the operation conditions of the rope like length of the rope, sort of lubrication used during production of wire ropes, influence of temperature, water and humidity determines the safe life of wire rope operating one after another in the same or similar installation.

Evaluation of broken wires are made by D.C. system using a strong D.C. magnetic field to magnetically saturate rope specimen. In this system when discontinuities occur such as broken wires a radial field is produced by leakage across the separated ends of the break. This field can be measured as the discontinuity is passed through a coil system.

Assessment of loss in metallic area by A.C. technique utilizing an alternating magnetic field in a coil assembly with circuitry to measure field strength enables

the detection of corrosion, wear and abrasion over the rope length. When a wire rope is placed within a coil system the flux density is a function of the steel cross sectional area of the rope. As it is passed through the coil loss of area due to corrosion or wear results in a reduction in field strength which is measured and recorded. the A.C. system used as a dual frequency device with a choice of operating frequencies. In general locked coil ropes are tested at lower frequency. Factors that influence the magnetic field are permeability of steel, volume of steel with the coil system and eddy currents that are produced by the application of A.C. field to the rope under test.

CONCLUSION:

Visual inspection of wire rope for the inservice inspection of wire ropes had deficiencies. It has been concluded that non destructive examination of wire ropes in mining and aerial ropeway industries where ropes play a vital role and the data obtained from non-destructive investigations at periodic interval will assist in developing future ropes safety standards and in determining wire rope extension/premature retirement criteria.

The three figures No. 1, 2 and 3 which represent the good and bad portion of wire ropes due to high present of corrosion, pitting/nicking during its service rendered in the multirope friction /koepe winders of mines and aerial ropeway installations.

Fig 1: Shows good portion of wire rope

Fig 2: shows high percentage of corrosion of wire rope at intermittent distance

Fig 3: shows high percentage of corrosion & pitting over entire portion of wire rope

Achievements

i. Extension of rope life after its stipulated period. ii. Timely discard/Removal of the ropes within its normal (stipulated) period.

iii. Suggestion for timely/correct maintenance of the rope in the installation. iv. Maximum safe rope life in the installation and economy as well. v. A complete report of kilometer lengths of wire rope can be interpreted in a

very short time for acceptance/rejection. vi. Thus the technique assess the rope life and saves enormous cost of

premature rope replacement and eliminates the major accidents which may be fatal for human life some time during operation.

At present, Central Mining Research Institute is carrying out the condition monitoring on more than sixty to seventy number of wire ropes of various size and construction in the different multirope friction/ koepe winders of coal & metal mines and aerial ropeway installations in India by Non-Destructive investigation and evaluation technique. Imposing non-destructive examination as statutory measure is most essential because conventional (destructive) tests on a specimen rope length of three meter do not speak about the rope integrity on its entire length.

Acknowledgement

Authors are thankful to Director, Central Mining Research Institute, Dhanbad, India for giving permission to present the paper in the 15th World Conference on Non-Destructive testing, Rome (Italy).

REFERENCES

1. Weishedel, H.R. and Ramsey, R.P. : `Electromagnetic testing, a reliable method for the inspection of wire ropes in service', NDT International Volume 22 Number 3 June, 1989, p. 155-160.

2. Baker, T.G. : `New South African drum Hoisting Plants', CIM Bulletin, December, 1974, pp. 87-96.

3. Poffenroth, Dennis N.: `Flaw Detection in Mine Hoist Transportation system. 4. Rotesco Ltd., Toronto, Ontario, Candad : `DC wire rope testing - Elementary

Theory and application'.

© AIPnD , created by NDT.net |Home|    |Top|

Wavelet Analysis of MFL Signal for Steel Wire Rope Testing

V.Barat, D.Slesarev, V.LuninMoscow Power Engineering Institute (TU), Russia

S.BelitskyINTRON Plus, Moscow, Russia

Contact

Introduction

In-situ inspection of steel wire ropes is an actual problem of modern Non-destructive testing. Today this inspection is realized by magnetic flux leakage (MFL) method. When using this technique, magnetic head magnetically saturates a rope specimen. While rope is passing through magnetic head, the instrument inspects the rope. Any changes in inspected rope area such as discontinuities, like broken wires or strands, pits of corrosion etc., cause changes in leakage magnetic field. These changes are detected by field sensors, which are placed close to the rope midway between the pole pieces of magnetic head [1]. Signals from field sensors consist information to be extracted about defects of the rope. The task of signal analysis is to register number and characteristics of broken wires and to measure the loss of metallic cross-section area. Conventionally, narrow band or optimized filtration is used for analyzing signal.

One of typical features of the problem consists in a strong influence of such factors as rope vibrations, gap changes, twisted rope structure, etc. As a result of this influence, diagnostic signal has a lot of interference, which form wide band (white) and narrow band noises. This reduces significantly sensibility of the method and reliability of broken wire detection and increases requirements to operating personnel. Even by using optimized filtration one can increase signal-to-noise ratio to no more than 2 - 2.5 times. Therefore, a problem of effective signal analysis is really actual.

Approach

Diagnostic signal of steel wire rope MFL testing consists of impulses with different magnitude and duration, depending on depth and dimension of the wire defects. However, all such impulses have approximately the same form, which is caused by distribution of magnetic flux leakage around a broken wire. This particular feature allows us to suppose that application of Wavelet

transformation for the purpose of signal analysis can significantly increase sensibility and reliability of defect detection.

It is known, that Wavelet Transform (WT) as a time-scale signal representation, has a property of good localization of time events in different scales. Continuous WT is given by formula [2]:

(1)

where s(t) - an analyzed signal, t and - independent variables (time or spatial coordinate), a - scale parameter, ( ) - a mother wavelet. It can be viewed as a filtration with a changing of time scale. So, if a mother wavelet has a form of informative signal (in our case, impulse), then WT acts as a matched filtration with changing time scale, which should ensure defect impulse detection. It can be seen from formula (1), that WT is a kind of two-dimensional signal representation, therefore, algorithms of image processing can be used for its analysis. Our approach assumes a similarity of mother wavelet ( ) to a form of defect impulse.

Solution and results

As already mentioned, the magnetostatic transducers (based on Hall-effect sensor) are usually used for inspection of steel wire ropes. This sensor measures the distribution of leakage field caused by defect. Using differential measurement scheme, signal of a typical defect has a form of smooth two-polar impulses with duration depending on depth and size of the defect.

We need to select such mother wavelet which similar to form of typical defect impulse. For this, application of several types of mother wavelets was tested in the frame of this study: Haar-wavelet, Symmetrical wavelet and Daubechies-wavelet. They are all widely used in signal and image processing and provide good impulse localization in different scales. A range of scale parameter a should be chosen considering the rope diameter and transducer construction - appropriate values of a can be calculated from impulse characteristics [3].

Figure 1 shows one of a typical test signal that contains the impulses influenced by 14 defects of different size and location.

Fig 1: Example of signal for rope area containing 14 defects

The signal was sampled with a step of 2 mm along rope. Test signal provides estimation of defect impulse duration - in this case, it lies in the range from 28 to 42 mm. Considering impulse form and duration, we can estimate its frequency spectrum shown in Figure 2.

Fig 2: Frequency spectrum of test signal Fig 3: Haar-wavelet transform of test signal

Considering mother wavelet spectrum, we can evaluate the range of scaling parameter appropriate to defect impulses [3]. In our case this range is a= 1.5 - 4.5, Haar-wavelet transform of test signal is depicted in Figure 3. The rope defects are reflected as distinct vertical lines on the WT at given scale range. Length and profile of the lines on wavelet plane depend on defect features (its form and length) as well on mother wavelet features. In particular, Haar-wavelet has a broad frequency spectrum, therefore it gives lower localization in scale range comparing with Daubechies-wavelet, which has narrow frequency range (in this case - spatial frequency, because independent variable is a spatial variable). It should be noticed that impulse interference also has a form of vertical lines and they are presented in the same scale range. Therefore some special image processing techniques are necessary for effective defect detection.

Some known techniques of image processing can be used for line localization on wavelet plane. With the help of such techniques we can localize defects and estimate some of its parameters. Nevertheless, this techniques do not provide possibility to suppress impulse interference presented in signal, and therefore reduce reliability of diagnosis. Figure 4 shows WT of test signal with Symmetrical mother wavelet. As it follows from comparison of Figures 3 and 4, Symmetrical wavelet gives better scale resolution.

Fig 4: Symmetrical wavelet transform of test signal

Good result, in sense of diagnosis reliability, can be achieved using weighted summation of wavelet values for some chosen scales {ak}1K. Set of scale values should be chosen so, that all wire defects are presented. Signal-to-noise ratio (SNR) of linear weighted summation for Haar-wavelet is 3.1 and for Symmetrical wavelet - 4.5, SNR for input signal is 2.0 (optimal filtration gives 2.9). Better result can be achieved using nonlinear processing of WT. Figure 5 shows result of weighted summation with nonlinear noise elimination using Haar-wavelet, and Figure 6 shows the result for Symmetrical wavelet.

Fig 5: Result of weighted summation with nonlinear noise elimination using Haar-wavelet

Fig 6: Result of weighted summation with nonlinear noise elimination using Symmetrical wavelet

If we calculate a value, that reflects relation of useful impulse energy to interference energy for different wavelet types (namely, square root of this relation), we get following data

Haar-wavelet Symmetrical wavelet Daubechies-wavelet 11.9 3.4 6.4

We can see, that Haar-wavelet gives dramatic improvement of SNR, that is, in diagnosis reliability. It means that in practice such signal processing can detect really weak impulses. For example, in case of 24-mm rope inspection with instrument for 32-mm rope, it can be detected 12 from 14 defects. Figures 7 and 8 depict results of nonlinear processing of wavelet transform for test signal.

Fig 7: Result of nonlinear processing of Haar-wavelet transform for test signal

Fig 8: Result of nonlinear processing of Symmetrical wavelet transform for test signal

Here is the data with the same signal to interference ratio as before for test signal

Haar-wavelet Symmetrical wavelet Daubechies-wavelet 12.9 6.2 12.2

Conclusion

We should mention that obtained ratios do not reveal real ability of particular wavelet to be estimate characteristics of defects. So, Haar-wavelet is not so sensitive to defect's characteristics as Symmetrical wavelet. Depending on specific task, Haar-wavelet, Daubechies-wavelet or some other type of wavelet can be applied for analysis of diagnostic signals with the purpose to detect wire defects or estimate its characteristics.

Also, we would like to notice that described approach of signal processing with application of WT ensures significant increase of sensibility and reliability of steel rope inspection. Furthermore it provides a basis for automated rope diagnosis.

References

1. Sukhorukov V., Steel Wire Rope Inspection: New Instruments. - The 7th ECNDT, Copenhagen, May, 26-29, 1998

2. Daubechies I., Ten Lectures on Wavelets - Philadelphia: 1995

3. Slesarev D., Barat V., Application of wavelet transformation to the analysis of signals with impulse components. - Izmeritelnaja Technika, M: 2000. - No 7

The Instrument Set for Non-destructive Magnetic Testing of Wire Ropes

Since 1979, Meraster has supplied instruments to estimate the in-situ deterioration of wire ropes around the world.

The operation of our NDT instruments is based on permanent magnet method, which was developed in Poland and is used throughout the world. Meraster's standard range of sensing measuring heads can be used for ropes ranging from 8 to 90

mm diameter. Custom designed heads are also available. For smaller ropes our MD-20 hand-held head-tester can be used.

Recently developed by Meraster, the MD120 recording system includes a specially designed portable chart recorder with additional data recording which can be transferred to a computer. This unique instrument has been designed as a helpful and comfortable tool, to meet the special needs of rope experts in industrial environments.

Unique features:

Detecting the position of defects throughout the rope's entire length and depth Using mathematical integral method for easier readout of high density defects Zoom replay of recorded defects

: Diagram solid state memory Computer interface "Settings with rope code" memory

MD120 Defectograph uses today's knowledge and technology to provide the maximum possible information that can be obtained from a rope in situ under non-destructive testing.

CHARACTERISTICS

SPECIFICATIONS OF MD120 B DEFECTOGRAPH AND ITS MEASURING HEADS

Rope size range

GP series standard heads diameter  from 8 to 85 mm heads GP-1 type from 30 to 85 mmheads GP-2 type from 20 to 60 mmheads GP-3 type from 10 to 30 mmhead GP-4  from 10 to 26 mmhead GP-5  from 10 to 15 mmheads GP-6 type from 8 to 14 mmHand-held tester MD-20 as a head from 8 to 22 mmGM series light-weight heads from 10 to 90 mm 

Rope types wire ropes made of ferromagnetic steel, any form of construction

 Detected rope defects

defects characterised by stepwise changes in rope cross-section, i.e. broken wires, pitting corrosion, etc., are detected using inductive sensors in all heads

larger losses in a rope's metallic cross-section, i.e. wear, corrosion in longer length etc. are detected using additional Hall-effect sensor in GP-1(h), GP-2(h), GP-3(h) and GM series heads

real distortion

Able to detect all important defects to estimate rope deterioration; maximum sensitivity may be as high as 0.05% of nominal rope metallic cross-sectional area (but such defect readability depends on the rope's construction)

 Defect positioning on rope length with rope length converter RI, mounted in heads GP-1 type, GP-2 type, GP-3 type, GM or separate for others

Defect positioning of depth inside rope with heads equipped with double inductive sensors ("inner" and "outer"), i.e. heads GP-1 type, GP-2 type, GM

 Operating conditions

Temperature from -25° to + 40° C for recording on paper from 0° to + 40° C Relative humidity to 95% for recording on paper from 25 to 85%

Dimensions and weight of measuring heads See: "GP Measuring Heads", "GM Measuring Heads", "MD-20 Wire Rope Tester"

SPECIFICATIONS OF MD120 B DEFECTOGRAPH

- SIGNAL RECORDER.

Application range This instrument is intended to record signals from magnetic sensing heads for testing wire ropes. It may also be direct applied to recording other electric signals within its

sensitivity range 1mV/mm to 3.2 V/full scale or it may be customised to record within another required range, from 50 µV/mm.

 Main modes

chart feed at constant selectable speed chart feed synchronous to rope movement

Recording channels 4 measurement channels -

o 2 channels of inductive sensors (coils) signals, o 1 channel of Hall-effect sensor signal, o 1 channel of mathematical integration of the inductive signal,

rope length printout in meters by 5 cm of chart, time marks every 1 second and 10 seconds printout of recorder settings, rope code settings, time and date

Example Wire rope test chart

Recording method Thermal array line printing head, printing on thermal paper on a roll 112 mm x 25m

resolution 8 dots/mm channel format - overall width 103 mm

o Induction channels ± 18 mm each o Hall channel ± 9 mm

o Integral channel 9 mm grid every 1mm and 10 mm in separate channels

Rope speed range at compensation of speed influence to inductive sensor signals 0.05 to 10 m/s

Displayed rope speed range 0.05 to 9.99 m/s by 0.01m/s, over range indicated

 Rope length display range 1 to 9999 m by 1 m reversible, up/down counting option, initial length setting capability

 Length converter input 2 x 100 pulses/m (type RI)

 Paper chart drive 1, 2, 5, 10 mm/m of rope or 1, 2, 5, 10 mm/second at synchro-feed rope speed should be limited

at 1 mm/m to 7.0m/sat 2 mm/m to 7.0m/sat 5 mm/m to 3.6m/s

at 10 mm/m to 1.8m/s

"Zoom replay" ratio 20 mm/m of rope or mm/s

"Zoom replay" memory capacity 18.75 m of rope or 18.75 seconds of recording

 Acoustic signal of rope defect level 10, 20,....to 90% of full scale of the inner sensor channel (beeper and also headphones)

 "Settings & Rope Code" Memory Capacity 100 items

Indicators

liquid crystal display 2 x 40 characters RUN or STOP LED indicator POWER ON LED indicator PAPER OUT multicolour LED indicator of battery charging

Diagram memory (optional Memory Card) Type: SRAM Memory Card

PCMCIA type I or II, Capacity:  512 kB to 4 MB, i.e.

300 to 2400 m of rope at synchro modeor 300 to 2400 seconds (40 min) of recording

Recorded data:

3 signal channels + integral channelat sampling rate 2.5 mm or msrecorder settings, rope code, time, daterope length counter

Data replaying:

• printing selected sectors with MD120 • with computer and software tools 

Required interface for data transfer from diagram memory to the computerPCMCIA port & professional, byte level software driver

 Sensitivity range Outer and inner coil channels

sensitivity at constant chart feed in mm/s and at synchro mode (mm/m), for rope speed 1m/s: 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200 mV/mm , at input resistance 21.5 kohm

actual sensitivity at synchro mode o for rope speed 0.05 to 10m/s depends on: "nominal sensitivity" x "value of

rope speed in m/s" o at speed less than 0.05 m/s: as for 0.05 m/s (max. sensitivity 1 mV/mm x

0.05 = 0.05 mV/mm)

Hall-effect sensor channel 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5, 10, 20 mV/mm differential input voltage

with DC component cutting, 0-400 mV

Integral of inductive signal 4 sensitivity levels running integral range 0.1 to 9.99 m or s

Power AC Mains 220 V, 80 VA; other AC Mains voltages on request DC 12 V, 50 W Internal rechargeable battery for 4-6 hours of operation without external power

o deep discharge protection o recharging while external power is connected

Dimensions 47.5 x 37 x 17.5 cm

 Weight with standard accessories 13 kg

Products\Intros\MH24-64

Magnetic Head MH 24-64

Specification

For inspection of ropes with diameter from 24 to 64 mm (1" to 2,5") Size 330 x 235 x 190 mm (13" x 9,3" x 7,5 ") Weight 15 kg (33 lbs) Speed along the rope during inspection - from 0 to 2 m/s (0 to 2,18 yards/s)

Features

Dual-function: LMA and LF capability Speed does not affect readings Accurate distance wheel assembly Easy to install and re-install Easy to handle and fix on the rope 3 changeable hall sensor units Temperature range -10 +50°C Design conforms to IP54

Typical applications but not limited with:

Inspection of mining ropes, aerial ropeways (mostly ropes of chairlifts and gondola lifts), guy (suspension) ropes of bridges.

For ordering please refer to our Part # 12-204E

Magnetic Head MH 24-64M3

This product is designed fore high sensitivity to LF (broken wires) and is capable to reveal each single broken wire in the rope.

Specification

For inspection of ropes with diameter from 24 to 64 mm Size 330 х 235 х 190 mm Weight 16 kg Speed along the rope during inspection - from 0 to 2 m/s

Features

High LF sensitivity – 0,3% High LMA accuracy – 1% Dual-function: LMA and LF capability Speed does not affect readings Easy to install and re-install Temperature range -10 +50 °C Design conforms to IP54

Typical applications but not limited with:

Inspection of mining ropes, aerial ropeways, suspended bridge ropes, etc. • Home

• Daftar Isi

• Terrestrial dan Kelautan Transportasi

NDT tali baja dengan detektor Flaw Magnetic: Dokumentasi dan penafsiran Hasil uji

O. Gronau

DMT, Bochum, Jerman

S. Belitsky, V. Sukhorukov

Intron PLUS, Moskow, Rusia

Kontak

________________________________________

Hasil tes dokumentasi dan penafsiran yang benar merupakan masalah aktual dalam

berbagai teknologi NDT: ultrasonik, arus eddy, X-ray, magnetik dll Sebagian besar cacat

saat detektor disediakan oleh sarana pengolahan data pengujian untuk mendapatkan

dokumen pengujian. Dokumen biasanya terlihat seperti laporan atau sebuah protokol

yang berisi informasi pada objek yang sedang diuji, peralatan uji dan penyesuaian,

prosedur dan persyaratan pengujian, dan sebagainya.

Bagian dasar laporan digunakan untuk menjadi sebagai representasi grafis dari data tes.

Ini mungkin seperti gambar visual seluruh objek yang sedang diuji atau bagian (misalnya

mengelas zona) atau seperti skema representasi data (misalnya catatan strip-chart, 2D

atau 3D dicetak jejak cacat sinyal detektor).

Data tes biasanya diwakili strip-chart catatan atau jejak dicetak 2D sinyal oleh tali baja

NDT. Sebagian besar sekarang tali baja magnet detektor cacat bekerja sebagai dua-

fungsional (dua channel) instrumen: satu saluran atas kehilangan wilayah metalik (LMA)

pengukuran tali dan satu lagi untuk kesalahan lokal (LF) deteksi. Catatan dari saluran

LMA LMA mewakili nilai dalam persen relatif terhadap nilai standar daerah metalik tali

sebagai fungsi dari jarak di sepanjang tali. Catatan yang LF sensor saluran sinyal yang

muncul karena patah LF seperti kabel, dll korosi lokal di sepanjang tali yang diuji.

Sebuah sinyal jalur digunakan untuk mendapatkan tanda jarak di atas catatan.

Penolakan kriteria untuk tali yang digunakan mempertimbangkan keterbatasan yang ada

pada LMA dan LF sebagai seperti sebagai tali dimensi perubahan dan gangguan

struktur tali.

Sebelumnya tali cacat rekaman grafik detektor digunakan sebagai metode dasar

representasi data pengujian. Tentu saja, tabel berisi catatan informasi yang paling

lengkap tentang kondisi tali. Informasi harus ditafsirkan dengan benar untuk

mengidentifikasikan kemungkinan kesalahan dari suatu tali. Oleh karena itu pengawas

harus terampil dan berpengalaman. Selain membutuhkan banyak waktu karena

biasanya besar catatan panjang. Meskipun demikian, kesalahan yang tidak dapat

dihindari karena interpretasi dan proses identifikasi subjektif. Kelemahan lain dari

penggunaan perekam grafik amplitudo tetap dan jarak scaling. Oleh karena itu sulit

untuk menafsirkan sinyal jejak dengan berbagai sinyal besar, misalnya sesuai dengan

tali metalik lokasi inti rusak atau ke tempat tali splicing. Satu lagi kelemahan adalah

masalah penafsiran ketika tali perubahan kecepatan.

Prosedur pemeriksaan oleh detektor cacat tergantung pada tujuan penggunaan tali dan

posisi dalam peralatan atau konstruksi. Dengan demikian, prosedur untuk inspeksi

tambang kerekan tali, karena tali lift dan untuk tinggal tali (cowok) yang berbeda. Secara

khusus, permintaan untuk meminimalkan waktu inspeksi aktual ketika tali tambang

kerekan atau panas-logam derek dicentang. Seringkali kita perlu untuk mendapatkan

data inspeksi secara real time untuk menghentikan tali bergerak dan untuk memeriksa

bagian tali yang signifikan secara visual hanya setelah LF atau LMA sinyal muncul.

Prosedur lain yang digunakan untuk menguji guys. Dalam hal ini kepala magnet detektor

cacat bergerak sepanjang tali yang diuji. Data pengujian akan ditransfer ke unit

elektronik oleh kabel dan kemudian dicatat atau / dan dimuat ke komputer untuk

diproses.

Data waktu nyata prosedur perekaman tuntutan untuk melakukan itu oleh ahli yang

terampil tinggi yang dapat dengan cepat menafsirkan sebuah catatan. Tentu saja, hasil

pemeriksaan subjektif.

Ketika komputer berorientasi prosedur yang digunakan maka data pengujian diproses

sesuai dengan algoritma akumulasi pengalaman dari banyak pakar. Oleh karena itu

hasilnya lebih objektif.

Dokumentasi dari hasil pengujian adalah bagian penting dari inspeksi. Ada persyaratan

untuk laporan pengujian peraturan dan petunjuk dari banyak negara. Menurut laporan

aturan-aturan ini harus mencakup informasi dari sebuah tali yang diuji (konstruksi,

dimensi, lokasi, gunakan dll), dari sebuah cacat detektor yang digunakan dan dari

penyesuaian, prosedur pengujian, inspeksi personil. Yang lebih penting dari laporan ini

adalah jejak-jejak sinyal LF LMA dan saluran.

Tali baja detektor magnetik intro cacat dirancang dan diproduksi oleh intron PLUS, Ltd

dapat diterapkan untuk diperiksa dengan menggunakan prosedur-prosedur yang

disebutkan. Terdiri dari universal unit elektronik dan magnetik yang berbeda kepala

(Gambar 1) untuk menguji tali dari berbagai konstruksi dan dimensi [1]. Mikroprosesor

unit elektronik portabel (tidak lebih dari 0,8 kg) dan digunakan sebagai data logger

dengan cukup memori untuk menyimpan data pengujian (2-12) km dari tali di LMA dan

LF saluran sekaligus secara bersamaan. Unit dapat digunakan sebagai in-situ penafsir

hasil tes untuk real-time inspeksi menggunakan layar LCD-nya sendiri, cahaya dan

suara alarm. Sebuah grafik perekam dapat dihubungkan ke unit elektronik intro.

Rekaman akan mungkin, karena secara real time (in-situ) bersamaan dengan men-

download data ke unit penyimpanan sehingga setelah pengujian oleh transfer data dari

penyimpanan. Timbangan dari catatan tersebut diatur secara otomatis selama kalibrasi

instrumen.

 Gambar 1:

Karena portabilitas dan kekuatan yang mandiri memasok unit elektronik dapat diperbaiki

di kepala magnetik untuk bekerja sebagai instrumen independen penuh yang bergerak

sepanjang tali yang diuji jauh dari inspektur. Hal ini berguna oleh orang dari jembatan

atau bangunan inspeksi.

WINTROS perangkat lunak ini ditujukan untuk pengolahan data tes setelah mereka di-

download ke dalam komputer. The WINTROS disediakan banyak fungsi: berbagai jenis

filter, kebisingan cutting-off, tingkat nol menggusur, menolak dan pengaturan tingkat

alarm, amplitudo dan jarak skala (pembesaran), auto-scaling, sinyal jejak "hantaman",

menyelaraskan sinyal dari beberapa jejak oleh jarak dan lain-lain. Fungsi terakhir sangat

membantu untuk mengikuti kondisi tali dalam masa pakai baterai. Penting untuk

menangkap saat memakai tali kecepatan meningkat secara signifikan. Dalam kasus ini

selang waktu antara inspeksi harus menurun.

Akumulasi data tes dalam format elektronik memungkinkan untuk membuat database

untuk banyak pengujian dan tali di bawah untuk bertukar data dengan sarana

komunikasi modern, misalnya melalui e-mail.

Inspeksi laporan sebagai dokumen akhir dibuat dan dicetak setelah pengolahan data

pengujian (Gbr.2). Terdiri dari dua bagian: teks satu dan grafis satu. Bagian grafis yang

mewakili diagram mencakup informasi tentang LMA dikompresi (kiri) dan LF (kanan).

Ketinggian bar pada diagram merepresentasikan LF relatif besar dari sinyal LF terbesar.

Jarak dari bagian tali berkorelasi dengan sinyal ditampilkan di bawah. Dua garis

horisontal pada diagram LMA menunjukkan penolakan (atas) dan alarm (di bawah)

tingkat LMA tali.

Diagram dapat digunakan sebagai dasar untuk kesimpulan tentang tali di bawah kondisi

uji dan penggunaan lebih lanjut tanpa analisis detail sinyal jejak. Jejak-jejak yang

melekat pada laporan dalam dua versi: satu adalah asli dan lainnya adalah setelah

pemrosesan dipenuhi oleh seorang ahli. Dengan demikian, laporan pemeriksaan

dokumen yang lengkap untuk ahli kesimpulan.

The intro alat memiliki tali yang digunakan untuk inspeksi di berbagai peralatan dan

instalasi di Rusia, Ukraina dan Kazakhstan selama bertahun-tahun dan sejak tahun

1998 - di Jerman. Beberapa contoh penafsiran data pengujian dikutip di bawah ini.

 

 

Gambar 2:

Fig.3 dan Gambar 4 menunjukkan sinyal LF LMA dan jejak sebelum dan setelah

diproses oleh WINTROS. The LMA jejak (Gambar 4) adalah low-pass disaring dan jejak

LF (Gambar 4) akan disaring oleh filter yang optimal dan cut-off. Gambar 4 terdiri dari

dua bekas sampai dengan 10-minggu interval tali yang sama. Semua jejak-jejak yang

berhubungan dengan inspeksi rem 30.5mm diameter tali pada kargo / orang-naik dua-

dek kandang dari "Scalistaja" batang "Norilsky nikel" perusahaan pertambangan. Jejak-

jejak yang menunjukkan bahwa bagian yang paling dipakai terletak pada jarak (800-

1100) m dari permukaan tanah. LMA meningkat sini dari 6,5% menjadi 8,8% dalam

waktu 10 minggu. Ada yang signifikan kerusakan korosi dari bagian juga seperti dapat

dilihat pada jejak LF. Itu sebabnya inspektur diperintahkan untuk menguji tali bulanan

dan ketika LMA mencapai 10% maka tali telah dihapus. Investigasi mengukuhkan intro

data pengujian.

 Gambar 3:

 Gambar 4:

Fig.5 menggambarkan jejak-jejak sinyal intro tali pemeriksaan logam panas bepergian

overhead crane di "Severstal" pabrik baja. LMA jejak yang direkam dengan interval 1

minggu 6 menunjukkan bagian yang paling dipakai terkonsentrasi di bagian tali terdekat

logam panas sendok. Ada 3 LMA tinggi dan 3 puncak yang lebih rendah di antara

mereka. Tampaknya selama penyelidikan jejak-jejak yang pertama berkaitan dengan 3

puncak tali bagian, yang terletak di blok kerekan (mendekati ke sendok untuk 3m) ketika

sendok itu dimuat atau dibongkar oleh logam panas. Bagian terpapar oleh beban

dinamis dan temperatur tinggi secara bersamaan. Oleh karena itu tali kawat rusak

bagian mekanis dan kekuatan hilang akibat perubahan struktur logam. Pengaruh

perubahan pada output intro kawat logam karena kondisi magnet perubahan.

3 puncak yang lebih rendah berkorelasi untuk mengatasi blok dari derek, yang terletak

setidaknya di sekitar 15m dari sendok dan tidak terpapar oleh suhu tinggi. Hanya ada

kerusakan mekanis kabel di sini, tanpa perubahan struktural.

The LMA meningkat di semua puncak tali selama seumur hidup. Tertinggi meningkat

sekitar dari 3% sampai 5% selama 2 minggu.

 Gambar 5:

Divisi TesTec yang DMT (sebelumnya WBK-Tali-Testing-Institut) memiliki pengalaman

panjang dengan tali baja pemeriksaan selama lebih dari 100 tahun. Selama bertahun-

tahun tali baja yang digunakan di tambang batubara telah memeriksa oleh perusahaan.

Hari ini perusahaan yang terlibat dalam pemeriksaan lebih luas tali: tali untuk tambang

garam abu dan garam, tali derek, jembatan tali dan tali cowok menara penyiaran, dll

The magneto-induktif perangkat yang digunakan untuk tujuan-tujuan ini menggunakan

sensor kumparan. Empat diferensial gulungan, yang tertutup tali sebagai setengah

kumparan dalam dua pesawat, mendeteksi ladang liar (4 LF sinyal). Penggunaan dari 4

sistem kumparan dan lokasi khusus yang memungkinkan kumparan deteksi kabel rusak.

Fluks magnetik ditentukan oleh mengukur kumparan yang membungkus tali. Besarnya

fluks magnet sebanding dengan makna metalik penampang tali (LMA sinyal).

Perangkat elektronik RTI memiliki perekam grafik terintegrasi, yang menyajikan grafik

tali selama tes. Data pengujian disimpan ke kartu memori PCMCIA-untuk evaluasi lebih

lanjut. Software khusus dikembangkan untuk evaluasi data pengujian dapat menentukan

maksimum kawat istirahat per referensi panjang sepanjang tali dan menentukan bagian

dengan kerugian maksimum dari daerah metalik di sepanjang tali. Kedua kawat

maksimum per referensi istirahat panjang (yang disebabkan oleh kelelahan patah

tulang) dan kerugian maksimum daerah logam (menyebabkan korosi dan memakai)

yang menentukan kriteria untuk menentukan titik membuang atau siklus inspeksi

spesifikasi untuk tali.

Penggunaan kumparan menyebabkan elektronik yang lebih luas serta peningkatan

sistem penanganan. Oleh karena itu, kisaran penerapan instrumen tes tali intro

berdasarkan Hall-sensor mana diperiksa sejak tahun 1998. Kesepakatan yang baik dari

hasil di penentuan penampang logam yang diamati antara kedua tali instrumen tes.

Perangkat akan menampilkan para RTI jelas lebih khas amplitudo pada pengakuan

kawat istirahat. Istirahat kawat sinyal Namun di mana juga diakui di perangkat intro

dengan bantuan dari LMA jejak. Mengembangkan perangkat lunak untuk perangkat RTI

dibawa ke intro baris untuk perangkat.

Sebuah contoh untuk penentuan hilangnya daerah metalik hidup selama waktu ini

diwakili dalam Gambar. 6. Hasil ini diperoleh dari poros kerekan Koepe utama tanaman

pengangkutan barang dari DSK (Jerman keras industri batubara). Kondisi di poros

sangat basah dan tali mencapai titik mereka membuang karena korosi dan keausan.

Luas kerusakan maksimum adalah percepatan dalam bagian untuk mengangkat ini tali.

 Gambar 6:

Referensi

1. V. Sukhorukov. Steel Wire Rope Inspection: Instrumen Baru. - The 7th ECNDT,

Kopenhagen, Mei, 26-29, 1998.

© AIPnD, diciptakan oleh NDT.net

| Home | | Top |

Inspeksi tali untuk Austria Ropeway menggunakan Instrumen NDT modern

A. Russold-TUEV, Vien, Austria

S. Belitsky - intron PLUS, Moskow, Rusia

Kontak

________________________________________

Tali kawat baja yang paling penting bagian dari ropeways. Aman penggunaan ropeways

langsung tergantung pada kondisi tali, di in-time dan dapat diandalkan tali inspeksi.

Cacat detektor magnetik digunakan untuk menentukan memakai tali. Mereka dapat

mengukur tali metalik hilangnya daerah (LMA) dan mendeteksi kesalahan tali lokal (LF)

seperti kabel yang rusak dan kesalahan-kesalahan lain [1,2].

Tali NDT di udara ropeways berbeda dari tali tambang NDT di hoists, crane dan lift.

Perbedaan ini ditentukan oleh konstruksi ropeways, dengan memakai tali karakter oleh

kondisi NDT.

Tali yang membawa reversibel tak tergoyahkan di udara ropeways, oleh karena itu

kepala magnet detektor cacat harus bergerak sepanjang tali selama pengujian. Ada satu

atau beberapa menara mendukung tali antara stasiun pada jenis ini ropeways. Kesulitan

muncul oleh karena NDT ini. Sementara itu, yang membawa tali terkena kebanyakan

memakai pada menara dengan kabin bagian atas mereka. Beberapa perusahaan

memproduksi kepala magnet khusus dengan satu sisi akses ke tali di bawah untuk lulus

tes di atas menara. Tapi tali NDT praktek di Austria tidak menyarankan pengujian tali

pada menara karena keandalan rendah karena data pengujian besi besar pengaruh

massa. Alih-alih tali ini diuji hanya antara menara-menara dua-sisi di mana akses ke tali

adalah mungkin. Sementara itu, tali tersebut dipindahkan bersama secara berkala.

Karena memakai tali ini lebih seragam dan inspeksi tali bagian, yang terletak di menara

sebelumnya, adalah mungkin.

Tali dikunci atau jenis spiral digunakan terutama sebagai yang membawa. Mereka

memiliki rasio maksimum area logam tali tali diameter. Ini membutuhkan kekuatan tinggi

detektor kelemahan sistem magnetik saturasi magnetik bahan tali. Selain itu,

penggunaan sistem elektromagnetik AC tidak mungkin karena melindungi tinggi dari

medan elektromagnetik oleh kabel eksternal tali.

Desain pengangkutan barang dengan satu cincin tali yang digunakan kebanyakan di

ropeways udara modern. Tali, dalam hal ini dapat diuji benar-benar menemukan kepala

magnetik di tempat yang paling nyaman. Panjang tali dapat sebesar 5 km dan lebih dan

ada satu atau beberapa splices pada tali. The splice meningkatkan tali diameter untuk

(10-20)% dan wilayah metalik 16,6%. Jadi cacat detektor harus menyimpan nilai besar

informasi untuk analisis berikutnya.

 Gambar 1: kepala magnetik intro lokasi di menara mendukung ropeway di Austria Alps.

Masalah lain muncul dengan tali pengujian beberapa jenis saluran udara, di mana

tersedia tempat untuk lokasi kepala magnetik hanya di ujung menara (Gambar 1) atau di

atap kabin bergerak. Tempat ini terletak agak tinggi sering. Oleh karena itu detektor

cacat harus ringan dan portabel mungkin dan nyaman untuk persiapan cepat magnetik

tali kepala untuk inspeksi. Hal ini berguna untuk mengatur set lengkap detektor cacat

(termasuk kepala magnetik dan pengambilan data unit) pada tali untuk menguji tali

berikutnya tanpa operator.

Tali LMA ropeways memiliki nilai yang rendah tidak seperti tali tambang kerekan karena

lapisan karet katrol dan korosi tidak signifikan. Kesalahan utama yang rusak tali kawat

dan gangguan struktur tali yang agak signifikan karena beban pada menara

membungkuk dan katrol. Itu sebabnya yang paling penting kelemahan parameter

detektor batas sensitivitas LF. Persyaratan untuk keakuratan pengukuran LMA tidak

begitu kuat.

AUSTRIA TUEV tali di ropeways memeriksa secara permanen dan volume inspeksi

bekerja dalam setahun cukup banyak karena banyak ropeways di Austria Alps.

Pengujian komparatif cacat tali modern detektor intro (intron PLUS, Ltd, Rusia) dan

LMA-250 (NDT Technology, Inc, USA) telah dilakukan pada bulan Juli - Oktober 1999

untuk menentukan kemampuan mereka untuk tali ropeway inspeksi. Instrumen dari

perusahaan Swiss KUENDIG ini digunakan sebagai dasar untuk perbandingan sejak

TUEV AUSTRIA telah menggunakan selama bertahun-tahun.

Kelemahan yang KUENDIG detektor hanya satu-saluran instrumen: ia mampu

mendeteksi LF. Kedua instrumen lain adalah dua-saluran: LMA dan LF. The KUENDIG

dan LMA-250 instrumen menggunakan bagan strip rekaman sinyal analog. The intro

penuh alat digital, yang banyak data pengujian sekitar 8 km dari tali ke dalam non-

volatile storage. Data dapat di-download ke PC untuk pemrosesan dan pencetakan

laporan akhir. Lunak WINTROS khusus digunakan untuk pengolahan data [2]. Built-in

simbol layar ini dirancang untuk real-time pengujian serta opsional strip chart recorder,

yang dapat digunakan untuk merekam sinyal saat ini atau disimpan. The intro adalah

yang paling ringan dari instrumen yang diwakili, itu tidak lebih berat 15 kg.

10 tali diperiksa oleh semua selama 3 instrumen pengujian. Tiga dari tali yang

membawa orang-orang (dua di antaranya adalah jenis terkunci dan satu jenis spiral

64mm) dan satu yang menarik. Sisanya tujuh adalah membawa-gambar jenis jenis

cincin ropeways udara. Diameter tali dari 22mm ke 64mm.

Selain itu, pengujian laboratorium dilakukan untuk mengevaluasi detachability LF

internal untuk semua instrumen menggunakan tali khusus standar. Hasil tes semua

instrumen adalah perkiraan yang sama.

Pertama instrumen KUENDIG digunakan untuk memeriksa tali, kemudian pemeriksaan

dilakukan oleh dua instrumen lain secara bersamaan. Untuk menghindari pengaruh satu

alat yang lain mereka telah diinstal pada sisi berlawanan cincin ropeways mengangkut

drum. Arah magnetisasi pada magnet tali kepala tidak dipertimbangkan karena tes

khusus telah mengkonfirmasi bahwa pengaruh dari satu kepala tali magnetisasi pada

pembacaan detektor kelemahan lain diabaikan. Ketika membawa tali yang diperiksa,

kepala magnetik diletakkan di atas kabin dan kepala dibuka sebelum melewati menara

dan kemudian ditutup setelah wafatnya.

Instrumen yang dikalibrasi oleh kawat kalibrasi ditambahkan ke tali yang diuji (negatif

nilai LMA). Skala jarak dari semua rekaman itu dikoreksi oleh sinyal dari menyambung

tali.

Hasil tali inspeksi oleh tiga disebutkan cacat Detektor dikutip di bawah ini.

LMA pengukuran

Serta instrumen KUENDIG hanya punya LF saluran, LMA diukur oleh dua lainnya hanya

instrumen. Keduanya menunjukkan kemampuan yang kurang lebih sama untuk

mendeteksi kesalahan LMA ketika bagian ini agak pendek (Gambar 2, a, b, tiga

kesalahan terletak di 783-787m). Kemampuan ini biasanya disebut sebagai panjang

rata-rata untuk LMA.

 a) intro

 b) NDT

 c) KUENDIG

Gambar 2: Segmen dari tali dengan tambahan biaya pengangkutan sambatan (kiri) dan

3 kesalahan.

Intro yang dinamis yang rentang lebar karena metode operasi digital. Itulah sebabnya

dapat digunakan tanpa kehilangan sensitivitas dengan luas wilayah metalik perubahan,

misalnya di tali splice (Gambar 3, sebuah, dari 2786 ke 2810m). Hal ini dimungkinkan

untuk menafsirkan data pengujian dengan benar, sementara itu untuk melakukan ini di

pangkalan pembacaan instrumen lain tidak begitu mudah. Sebagai contoh, bagian

sekitar 765m dalam jejak-jejak Gbr.2, di mana hanya intro's melacak menunjukkan

dengan jelas sambatan parsial tambahan untai tali. Selain itu, akan lebih mudah untuk

membaca data ditugaskan nilai numerik dan nilai LMA ketika tali panjang yang tinggi.

 a) intro

 b) NDT

 c) KUENDIG

Gambar 3: Tali segmen dengan sambatan.

Deteksi LF seperti kabel rusak.

Semua instrumen muncul kurang lebih sama dari LF detectability seperti kabel rusak

selama pengujian laboratorium. Ada beberapa LF secara real tali yang terdeteksi oleh

dua detektor cacat tetapi tidak terdeteksi oleh ketiga. Sementara itu kombinasi dari

instrumen dapat bervariasi. Alasan yang mungkin dari hal ini adalah LF perbedaan

dalam batas sensitivitas instrumen untuk jenis LF pasti. Oleh karena itu, tidak ada salah

satu dari alat deteksi yang diajukan adalah jaminan dari semua LF dideteksi oleh

detektor cacat lainnya.

Deteksi LF internal dalam tali terkunci dan jenis spiral.

Seperti disebutkan di atas masalah ini agak keras. The intro dan instrumen LMA-250

menunjukkan kemampuan untuk mendeteksi kesalahan jenis ini (Gambar 4).

 Gambar 4: Dikunci kumparan tali dengan kesalahan lokal internal (intro jejak).

Inspeksi cincin ropeways splices.

Pemeriksaan bagian dari tali kawat sebenarnya mengalami masalah karena beban

tambahan karena tali elastisitas lebih rendah di tempat-tempat sambatan. Yang

mengarah pada istirahat kabel seperti dapat dilihat pada Gambar. 4 jejak.

The intro mampu memeriksa tempat ini juga menggunakan saluran LMA mengatur

tanpa tambahan dari instrumen.

Dengan demikian, pengujian komparatif cacat detektor magnetik yang dihasilkan oleh

tiga pabrik yang berbeda, menunjukkan bahwa dua dari mereka, intro dan LMA-250

yang paling tersedia untuk pemeriksaan tali baja di udara ropeways dan data pengujian

mereka agak dekat satu sama lain.

Referensi

1. V. Sukhorukov. Steel Wire Rope Inspection: Instrumen Baru. - The 7th ECNDT,

Kopenhagen, Mei, 26-29, 1998.

2. O. Gronau, S. Belitsky, V. Sukhorukov. Ropes dengan NDTof Steel Magnetic Flaw

Detectors: Dokumentasi dan Interpretasi Hasil Tes. - Dalam masalah ini.

© AIPnD, diciptakan oleh NDT.net

| Home | | Top |

 

• Home

• Daftar Isi

• Terrestrial dan Kelautan Transportasi

Steel Wire Rope Kondisi Monitoring oleh Non-Merusak Investigasi dan Evaluasi

sementara pada Instalasi / Layanan

S.D. Singh, B. Ghara

Ilmuwan, Pertambangan Pusat Penelitian SMERU, Barwa Road, Dhanbad (Bihar) India

Kontak

________________________________________

ABSTRAK

Tali kawat baja yang banyak digunakan di pertambangan / Aerial ropeway industri untuk

pengangkutan barang, melacak dan mengangkat tujuan untuk transportasi manusia &

bahan. Pentingnya pemantauan periodik kondisi tali memainkan peranan penting untuk

mencapai eksploitasi mineral di atmosfer yang berbahaya serta penumpang mobil

ropeway kabel instalasi. Dengan pendekatan cepat mekanisasi di industri pertambangan

/ penumpang mobil ropeway kabel instalasi, adopsi teknologi terbaru dalam penyelidikan

non-destruktif dan evaluasi untuk meningkatkan keselamatan dan optimal tali aman

hidup sangat penting dan Pertambangan Pusat Penelitian SMERU yang terlibat dalam

usaha ini sejak lebih dari tiga dekade.

PENDAHULUAN:

Berliku tali baja yang heterogen di alam menjadi korban kekejaman kondisi kerja dan

perilaku mereka bervariasi pada lingkungan yang berbeda dan sifat pelayanan mereka

mengalami kerusakan tali seperti korosi, pakai, abrasi dan rusak tali kawat

menyebabkan kegagalan. Sulit untuk menilai kondisi tali pemeriksaan visual eksternal

dan dalam setiap peristiwa itu tidak mungkin ketika terjadi kemerosotan internal.

Lebih lanjut, tali kawat baja khusus yang dipasang di atas multirope gesekan / koepe

winders dari ropeway Aerial tambang dan industri yang Merusak Non-teknik adalah

satu-satunya alat untuk memantau kondisi kesehatan tali di online / insitu di mana

kemungkinan drawal dari tali-spesimen untuk konvensional (destruktif) tes

dikesampingkan. Lebih atas teknik tidak mengganggu instalasi mahal / produksi &

bekerja untuk waktu lama. Pada saat yang sama teknik monitor / scan kondisi seluruh

tali panjang dalam instalasi serta sangat cepat dan handal.

Untuk tujuan non-destruktif penyelidikan dua jenis yaitu teknik diadopsi teknik DC dan

AC. DC Teknik ini digunakan untuk mengevaluasi kabel yang rusak akibat kerugian

setempat bahkan ketika mereka lebih dekat ke bagian dalam tali sumbu dan AC teknik

mendeteksi kerugian dalam lintas bagian / wilayah metalik tali baja karena memakai,

korosi, abrasi dan sebagainya, yang adalah alam terdistribusi memungkinkan

kemungkinan evaluasi sisa kekuatan putus tali kawat.

Tali kawat digunakan untuk berbagai aplikasi di mana lampiran yang aman adalah

penting antara berbagai bergerak bagian dari sistem. Aplikasi tali kawat termasuk orang-

orang yang membawa tali pengangkutan barang dan bahan untuk mengangkat kandang

atau angkat dalam sebuah poros. Jenis tali kawat sedang digunakan baik dalam hal

ukuran dan jenis konstruksi dengan masing-masing tali yang dipilih dirancang untuk

aplikasi tertentu. Dalam kebanyakan kasus tali kegagalan dapat menyebabkan

kerusakan dari instalasi mahal dan dalam beberapa kasus hilangnya nyawa.

Kode keselamatan dan wewenang mandat inspeksi berkala secara visual oleh destruktif

tes pada sampel yang terdiri dari tiga meter yang diambil dari tali pada interval yang

ditentukan. Terutama, dalam kasus-kasus gesekan winders dan penumpang mobil

ropeway kabel instalasi di mana spesimen aksen tali dikesampingkan, non-destruktif

penyelidikan adalah satu-satunya cara untuk menilai kondisi perilaku tali kawat. Hal ini

tidak masuk akal untuk percaya inspeksi visual secara inheren tidak dapat diandalkan

sebagai satu-satunya kriteria dalam kasus ini.

Oleh karena itu, non-destruktif investigasi terhadap tali kawat pada selang sistematis

menjadi faktor penting bagi program pemeliharaan preventif dalam pertambangan dan

industri transportasi udara di seluruh dunia. Sebuah program yang dijadwalkan secara

rutin biasanya Non Merusak penunjang pada usia 4 sampai 6 bulan sejak tanggal

pemasangan kawat tali adalah nilai khusus untuk aman dan diperpanjang penggunaan

atau penghapusan dini dalam kasus-kasus yang merugikan. sejak yang akurat dan

objektif catatan kondisi tali tersedia untuk setiap inspeksi, adalah mungkin untuk

membandingkan data tali pada saat setiap inspeksi. Dokumentasi lengkap bertahap tali

kemerosotan seluruh kehidupan layanan seluruh Oleh karena itu tersedia. Akhir

kehidupan pelayanan aman biasanya tiba saat berakselerasi dengan cepat degradasi

tali antara inspeksi.

Evaluasi perilaku tali dinilai pada besarnya tali rusak akibat faktor-faktor lain seperti

lingkungan, kondisi kerja, tingkat penggunaan, pemeliharaan dan lain-lain jadwal

perkiraan kuantitatif terkait keselamatan tali kawat parameter yang diperoleh melalui

Penyidikan Merusak Non-seperti hilangnya logam salib luas penampang dan layanan

sisa hidup. Tali cacat dikategorikan dalam dua hal:

a) Qualitative inspeksi untuk terlokalisasi kesalahan dan

b) kuantitatif inspeksi atas kehilangan metalik luas penampang silang.

PRINSIP OPERASI:

Terlokalisasi kesalahan dalam tali terdeteksi menggunakan sensor dan didistribusikan

induktif kekurangan dalam tali ditentukan dengan menggunakan Hall Effect sensor.

Kepala pensensor membawa sektor menjalankan tali kawat untuk suatu kondisi dekat

dengan magnet saturasi dan memberikan sinyal dari sensor. Sensor induktif mendeteksi

sinyal akibat kehilangan yaitu terlokalisasi. patah kabel, korosi dan pittings terlokalisasi

hilangnya terdistribusi luas penampang logam lintas yang dirasakan oleh Hall Effect

sensor untuk evaluasi cacat yang disebabkan karena memakai korosi dan abrasi.

Sebuah tali baja terdiri dari sejumlah besar secara bersamaan kabel dan setelah

melanggar salah satu dari mereka yang tersisa kabel mengambil alih saham itu

kehilangan. Setiap kawat yang rusak akibat gesekan antara kawat khusus

mentransmisikan beban yang jatuh ke berbagi sudah pada jarak tertentu dari tempat

yang rusak. Nilai stres khususnya tali kawat beragam. Memakai kriteria keluar dari tali

yang didasarkan pada jumlah siklus waktu operasi tidak dapat diterima walaupun

beberapa negara mengikuti perundang-undangan ini sebagai syarat untuk pengganti

tali. Bahkan pada praktis sama statis dan dinamis memuat kondisi kondisi operasi

seperti tali panjang tali, jenis pelumasan yang digunakan selama produksi kawat tali,

pengaruh suhu, kelembaban air dan menentukan kehidupan aman tali kawat operasi

satu setelah lain yang sama atau mirip instalasi.

Evaluasi kabel patah yang dibuat oleh sistem DC DC menggunakan medan magnet

yang kuat untuk tali magnetis jenuh spesimen. Dalam sistem ini terjadi diskontinuitas

seperti kawat patah bidang radial dihasilkan oleh kebocoran di ujung dipisahkan

istirahat. Bidang ini dapat diukur sebagai diskontinuitas dilewatkan melalui sistem

kumparan.

Penilaian kerugian di bidang logam dengan menggunakan teknik AC bolak medan

magnet dalam sebuah kumparan majelis dengan sirkuit untuk mengukur kekuatan

medan memungkinkan pendeteksian korosi, keausan dan abrasi di atas tali panjang.

Ketika tali kawat yang ditempatkan dalam sistem kumparan kerapatan fluksi adalah

fungsi dari salib baja luas penampang tali. Karena melewati kumparan hilangnya

kawasan karena korosi atau memakai hasil dalam bidang pengurangan kekuatan yang

diukur dan dicatat. sistem AC digunakan sebagai perangkat frekuensi ganda dengan

pilihan frekuensi operasi. Secara umum kumparan tali terkunci diuji pada frekuensi yang

lebih rendah. Faktor-faktor yang mempengaruhi medan magnet adalah permeabilitas

dari baja, volume baja dengan sistem kumparan dan pusaran arus yang dihasilkan oleh

aplikasi lapangan dari AC ke tali yang diuji.

KESIMPULAN:

Inspeksi visual tali kawat untuk inspeksi penataran tali kawat telah kekurangan. Telah

menyimpulkan bahwa pemeriksaan tidak merusak tali kawat di udara ropeway

pertambangan dan industri di mana tali memainkan peranan penting dan data yang

diperoleh dari penyelidikan non-destruktif pada interval periodik akan membantu dalam

mengembangkan standar keselamatan tali masa depan dan dalam menentukan

ekstensi tali kawat / kriteria pensiun dini.

Tiga sosok No 1, 2 dan 3 yang mewakili sebagian baik dan buruk tali kawat karena

hadiah tinggi korosi, pitting / nicking selama jasa yang diberikan dalam multirope

gesekan / koepe winders dari tambang dan udara ropeway instalasi.

 Gambar 1: Menunjukkan sebagian besar tali kawat

 Gambar 2: menunjukkan persentase tinggi korosi tali kawat pada jarak intermiten

 Gambar 3: menunjukkan persentase tinggi & korosi pitting alih seluruh bagian tali kawat

Prestasi

i. Perpanjangan tali kehidupan setelah jangka waktu yang ditetapkan.

ii. Tepat waktu membuang / Penghapusan dari tali dalam normal (ditetapkan) periode.

iii. Saran untuk tepat waktu / tepat pemeliharaan tali dalam instalasi.

iv. Kehidupan tali maksimum yang aman dalam instalasi dan ekonomi juga.

v. laporan lengkap kilometer panjang tali kawat dapat diinterpretasikan dalam waktu

yang sangat singkat untuk penerimaan / penolakan.

vi. Dengan demikian, teknik tali menilai hidup dan menghemat biaya besar tali prematur

penggantian dan menghilangkan kecelakaan besar yang dapat fatal bagi kehidupan

manusia beberapa waktu selama operasi.

Saat ini, Lembaga Penelitian Pertambangan Tengah adalah melaksanakan pemantauan

kondisi lebih dari enam puluh seventy untuk jumlah tali kawat dari berbagai ukuran dan

konstruksi di multirope berbeda gesekan / koepe batubara & winders tambang logam

dan instalasi ropeway udara di India oleh Non - merusak penyelidikan dan evaluasi

teknik. Non-destruktif memaksakan pemeriksaan sebagai ukuran perundang-undangan

yang paling penting karena konvensional (destruktif) pengujian pada spesimen tali

panjang tiga meter tidak berbicara tentang integritas tali pada seluruh panjang.

Pengakuan

Penulis berterima kasih kepada Direktur, Pertambangan Pusat Penelitian SMERU,

Dhanbad, India untuk memberikan izin untuk menyajikan makalah dalam Konferensi

Dunia ke-15 pada pengujian Non-merusak, Roma (Italia).

REFERENSI

1. Weishedel, HR dan Ramsey, RP: `elektromagnetik pengujian, metode yang dapat

diandalkan untuk inspeksi tali kawat dalam pelayanan ', NDT International Volume 22

Nomor 3 Juni 1989, hlm 155-160.

2. Baker, T.G. : `Baru drum Afrika Selatan mengangkat Tanaman ', CIM Bulletin,

Desember 1974, hlm. 87-96.

3. Poffenroth, Dennis N.: `Flaw Detection pada sistem Transportasi Hoist Mine.

4. Rotesco Ltd, Toronto, Ontario, Candad: `DC tali kawat pengujian - Dasar Teori dan

aplikasi '.

© AIPnD, diciptakan oleh NDT.net

| Home | | Top |

Analisis Wavelet Sinyal MFL untuk Steel Wire Rope Testing

V. Barat, D. Slesarev, V. Lunin

Moskow Power Engineering Institute (TU), Rusia

S. Belitsky

Intron Plus, Moskow, Rusia

Kontak

________________________________________

Pendahuluan

In-situ inspeksi tali kawat baja merupakan masalah aktual modern pengujian non-

destruktif. Hari inspeksi ini diwujudkan oleh kebocoran fluksi magnetik (MFL) method.

Ketika menggunakan teknik ini, kepala magnetik tali magnetis jenuh spesimen.

Sementara tali melewati kepala magnetik, memeriksa instrumen tali. Setiap perubahan

di daerah tali diperiksa seperti diskontinuitas, seperti patah atau benang kabel, lubang-

lubang korosi dan sebagainya, menyebabkan perubahan pada kebocoran medan

magnet. Perubahan-perubahan ini terdeteksi oleh sensor lapangan, yang ditempatkan

dekat dengan tali di tengah-tengah antara kutub magnet potongan kepala [1]. Sinyal dari

sensor lapangan terdiri informasi yang akan diekstraksi tentang cacat tali. Tugas analisis

sinyal adalah untuk mendaftar jumlah dan karakteristik dari kabel yang rusak dan untuk

mengukur hilangnya logam luas penampang. Konvensional, sempit atau dioptimalkan

filtrasi digunakan untuk menganalisa sinyal.

Salah satu ciri khas masalah terdiri dalam kuatnya pengaruh faktor-faktor seperti

getaran tali, jurang perubahan, memutar struktur tali, dll Sebagai hasil dari pengaruh ini,

sinyal diagnostik memiliki banyak gangguan, yang membentuk band lebar (putih) dan

sempit suara. Ini secara signifikan mengurangi kepekaan dari metode dan kehandalan

yang rusak dan meningkatkan deteksi kawat persyaratan untuk operasi personil. Bahkan

dengan menggunakan filtrasi dioptimalkan dapat meningkatkan sinyal-to-noise ratio

tidak lebih dari 2-2,5 kali. Oleh karena itu, masalah analisis sinyal efektif benar-benar

aktual.

Pendekatan

Sinyal diagnostik tali kawat baja MFL pengujian terdiri dari impuls dengan besar dan

durasi yang berbeda-beda, tergantung pada kedalaman dan dimensi kawat cacat.

Namun, semua impuls tersebut memiliki kira-kira bentuk yang sama, yang disebabkan

oleh distribusi fluks magnet kebocoran di sekitar kawat patah. Fitur tertentu ini

memungkinkan kita untuk menduga bahwa penerapan transformasi Wavelet untuk

tujuan analisis sinyal secara signifikan dapat meningkatkan kepekaan dan keandalan

deteksi cacat.

Diketahui, bahwa Wavelet Transform (WT) sebagai sinyal skala waktu representasi,

memiliki properti lokalisasi baik waktu peristiwa dalam skala yang berbeda. WT kontinu

diberikan oleh rumus [2]:

 

(1)

dimana s (t) - sebuah sinyal - variabel independen (waktu atau koordinat spasial),

sebuahdianalisa, t dan ) - seorang ibu wavelet. (- skala parameter, Hal ini dapat

dilihat sebagai sebuah penyaringan dengan skala waktu perubahan. Jadi, jika seorang

ibu wavelet memiliki bentuk sinyal informatif (dalam kasus kami, impuls), kemudian WT

bertindak sebagai penyaringan yang cocok dengan skala waktu perubahan, yang harus

menjamin dorongan deteksi cacat. Hal ini dapat dilihat dari rumus (1), bahwa WT

merupakan jenis sinyal dua dimensi representasi, oleh karena itu, algoritma dari

pengolahan gambar dapat digunakan untuk analisis. Pendekatan kami

mengasumsikan ) ke bentuk dorongan cacat. (kesamaan ibu wavelet

Solusi dan hasil

Seperti yang telah disebutkan, magnetostatic transduser (berdasarkan pada efek Hall-

sensor) biasanya digunakan untuk pemeriksaan tali kawat baja. Sensor ini mengukur

distribusi lapangan kebocoran yang disebabkan oleh cacat. Menggunakan skema

pengukuran diferensial, sinyal dari cacat biasa memiliki bentuk dua-kutub halus impuls

dengan durasi tergantung pada kedalaman dan ukuran dari cacat.

Kita perlu memilih ibu seperti ombak yang mirip dengan bentuk khas impuls cacat.

Untuk ini, aplikasi dari beberapa jenis wavelet ibu diuji dalam rangka studi ini: Haar-

wavelet, simetris dan Daubechies wavelet-wavelet. Mereka semua banyak digunakan

dalam pemrosesan sinyal dan citra dan memberikan dorongan baik lokalisasi dalam

skala yang berbeda. Berbagai parameter skala yang harus dipilih mengingat tali

diameter dan konstruksi transduser - sesuai nilai-nilai yang dapat dihitung dari

karakteristik impuls [3].

Gambar 1 menunjukkan salah satu dari tes biasa sinyal yang berisi impuls dipengaruhi

oleh 14 cacat dari berbagai ukuran dan lokasi.

 Gambar 1: Contoh dari sinyal untuk daerah tali berisi 14 cacat

Sinyal sampel dengan langkah 2 mm sepanjang tali. Uji sinyal memberikan dorongan

cacat perkiraan durasi - dalam hal ini, terletak pada kisaran 28-42 mm.

 

 

 

 

Kesimpulan

Referensi

1.

2.

3.

 

 

 

:

  

________________________________________

KARAKTERISTIK

 

 

 

 Kondisi operasi

________________________________________

 

 

Contoh

 

 

 

 

 

 

Indikator

 

Kekuasaan

Dimensi

 Bobot

________________________________________

 

Spesifikasi

Fitur-fitur

 

Spesifikasi

Fitur-fitur

Karena portabilitas dan kekuatan yang mandiri memasok unit elektronik dapat diperbaiki

di kepala magnetik untuk bekerja sebagai instrumen independen penuh yang bergerak

sepanjang tali yang diuji jauh dari inspektur. Hal ini berguna oleh orang dari jembatan

atau bangunan inspeksi.

WINTROS perangkat lunak ini ditujukan untuk pengolahan data tes setelah mereka di-

download ke dalam komputer. The WINTROS disediakan banyak fungsi: berbagai jenis

filter, kebisingan cutting-off, tingkat nol menggusur, menolak dan pengaturan tingkat

alarm, amplitudo dan jarak skala (pembesaran), auto-scaling, sinyal jejak "hantaman",

menyelaraskan sinyal dari beberapa jejak oleh jarak dan lain-lain. Fungsi terakhir sangat

membantu untuk mengikuti kondisi tali dalam masa pakai baterai. Penting untuk

menangkap saat memakai tali kecepatan meningkat secara signifikan. Dalam kasus ini

selang waktu antara inspeksi harus menurun.

Akumulasi data tes dalam format elektronik memungkinkan untuk membuat database

untuk banyak pengujian dan tali di bawah untuk bertukar data dengan sarana

komunikasi modern, misalnya melalui e-mail.

Inspeksi laporan sebagai dokumen akhir dibuat dan dicetak setelah pengolahan data

pengujian (Gbr.2). Terdiri dari dua bagian: teks satu dan grafis satu. Bagian grafis yang

mewakili diagram mencakup informasi tentang LMA dikompresi (kiri) dan LF (kanan).

Ketinggian bar pada diagram merepresentasikan LF relatif besar dari sinyal LF terbesar.

Jarak dari bagian tali berkorelasi dengan sinyal ditampilkan di bawah. Dua garis

horisontal pada diagram LMA menunjukkan penolakan (atas) dan alarm (di bawah)

tingkat LMA tali.

Diagram dapat digunakan sebagai dasar untuk kesimpulan tentang tali di bawah kondisi

uji dan penggunaan lebih lanjut tanpa analisis detail sinyal jejak. Jejak-jejak yang

melekat pada laporan dalam dua versi: satu adalah asli dan lainnya adalah setelah

pemrosesan dipenuhi oleh seorang ahli. Dengan demikian, laporan pemeriksaan

dokumen yang lengkap untuk ahli kesimpulan.

The intro alat memiliki tali yang digunakan untuk inspeksi di berbagai peralatan dan

instalasi di Rusia, Ukraina dan Kazakhstan selama bertahun-tahun dan sejak tahun

1998 - di Jerman. Beberapa contoh penafsiran data pengujian dikutip di bawah ini.

Prosedur pemeriksaan oleh detektor cacat tergantung pada tujuan penggunaan tali dan

posisi dalam peralatan atau konstruksi. Dengan demikian, prosedur untuk inspeksi

tambang kerekan tali, karena tali lift dan untuk tinggal tali (cowok) yang berbeda. Secara

khusus, permintaan untuk meminimalkan waktu inspeksi aktual ketika tali tambang

kerekan atau panas-logam derek dicentang. Seringkali kita perlu untuk mendapatkan

data inspeksi secara real time untuk menghentikan tali bergerak dan untuk memeriksa

bagian tali yang signifikan secara visual hanya setelah LF atau LMA sinyal muncul.

Prosedur lain yang digunakan untuk menguji guys. Dalam hal ini kepala magnet detektor

cacat bergerak sepanjang tali yang diuji. Data pengujian akan ditransfer ke unit

elektronik oleh kabel dan kemudian dicatat atau / dan dimuat ke komputer untuk

diproses.

Data waktu nyata prosedur perekaman tuntutan untuk melakukan itu oleh ahli yang

terampil tinggi yang dapat dengan cepat menafsirkan sebuah catatan. Tentu saja, hasil

pemeriksaan subjektif.

Ketika komputer berorientasi prosedur yang digunakan maka data pengujian diproses

sesuai dengan algoritma akumulasi pengalaman dari banyak pakar. Oleh karena itu

hasilnya lebih objektif.

Dokumentasi dari hasil pengujian adalah bagian penting dari inspeksi. Ada persyaratan

untuk laporan pengujian peraturan dan petunjuk dari banyak negara. Menurut laporan

aturan-aturan ini harus mencakup informasi dari sebuah tali yang diuji (konstruksi,

dimensi, lokasi, gunakan dll), dari sebuah cacat detektor yang digunakan dan dari

penyesuaian, prosedur pengujian, inspeksi personil. Yang lebih penting dari laporan ini

adalah jejak-jejak sinyal LF LMA dan saluran.

Tali baja detektor magnetik intro cacat dirancang dan diproduksi oleh intron PLUS, Ltd

dapat diterapkan untuk diperiksa dengan menggunakan prosedur-prosedur yang

disebutkan. Terdiri dari universal unit elektronik dan magnetik yang berbeda kepala

(Gambar 1) untuk menguji tali dari berbagai konstruksi dan dimensi [1]. Mikroprosesor

unit elektronik portabel (tidak lebih dari 0,8 kg) dan digunakan sebagai data logger

dengan cukup memori untuk menyimpan data pengujian (2-12) km dari tali di LMA dan

LF saluran sekaligus secara bersamaan. Unit dapat digunakan sebagai in-situ penafsir

hasil tes untuk real-time inspeksi menggunakan layar LCD-nya sendiri, cahaya dan

suara alarm. Sebuah grafik perekam dapat dihubungkan ke unit elektronik intro.

Rekaman akan mungkin, karena secara real time (in-situ) bersamaan dengan men-

download data ke unit penyimpanan sehingga setelah pengujian oleh transfer data dari

penyimpanan. Timbangan dari catatan tersebut diatur secara otomatis selama kalibrasi

instrumen