张宇 谢平平

随着智慧码头建设的持续推进，远程控制岸桥在码头的应用日益普及。采用技术手段动态检测岸桥钢丝绳使用状况，从而确保钢丝绳安全使用和合理更换，是保障码头安全、高效作业的重要手段。本文介绍宁波梅山岛国际集装箱码头有限公司（以下简称“宁波梅山岛码头”）岸桥钢丝绳弱磁自检测技术应用情况，以期为自动化码头岸桥远程控制改造提供借鉴。

1 岸桥钢丝绳检测的重要意义

钢丝绳是将钢丝按照一定的力学性能和几何尺寸捻制在一起的螺旋状钢丝束，由钢丝、绳芯和润滑脂组成。钢丝绳能够传递长距离负载并承受多种载荷和变载荷的作用，具有安全系数高、自重轻、耐疲劳、耐冲击、耐腐蚀、柔软性能好等优点，是港口起重机设备必不可少的组成部分之一。岸桥钢丝绳弱磁自检测技术是在不接触钢丝绳的情况下，利用弱磁将被检测区域的钢丝绳磁化，形成小型的磁化带，再利用磁化带中钢丝绳损伤所导致的磁通密度和磁场强度变化，来检测和识别钢丝绳内部缺陷的新型钢丝绳检测技术。

当前常用的岸桥钢丝绳更换标准如下：（1）钢丝绳磨损程度达到7%;（2）6倍于钢丝绳直径的长度内断丝9根或30倍于钢丝绳直径的长度内断丝18根;（3）钢丝绳使用时间达到2年。一般情况下，码头维保人员定期（每月）检测钢丝绳磨损和断丝情况。目前，钢丝绳检测方式主要为人工上机测量，该检测方式存在主观判断易失误、测量有误差、检测视野受限、无法检测绳芯等缺点。鉴于此，宁波梅山岛码头应用钢丝绳弱磁自检测技术，从而在提高钢丝绳检测效率和准确率的同时，提高钢丝绳的利用率和安全性。

2 岸桥钢丝绳弱磁自检测技术原理及优势

2.1 技术原理

岸桥钢丝绳弱磁自检测技术是一种新型无损检测技术，其基于空间磁场矢量合成原理，利用弱磁使被检测区域形成固定的磁化带，然后通过弱磁能势传感装置提取磁化带中被磁化钢丝绳的磁场信息，最后根据提取的信息识别钢丝绳磨损和缺陷。岸桥钢丝绳弱磁自检测技术基本原理如下。

（1）通过固定在检测位置的弱磁加载组件形成调制给定的弱电磁场，然后通过弱电磁场磁化磁场内的铁磁性钢丝绳，将被检测区域内的钢丝绳变为可检测状态。

（2）通过高性能的弱磁传感器提取被检测区域钢丝绳的实时状态信息并输出原始检测数据。

（3）通过数据采集转换装置将收集到的信息按照既定的数学模型和数据制式转换并储存，然后通过无线通信装置，将钢丝绳的实时动态数据信息传输到主机系统处理中心。

（4）通过系统终端主控装置软件中的数学模型，全方位综合分析钢丝绳实时检测数据，并通过自检测软件界面，提供每日数据分析处理结果和钢丝绳实时磨损状态。

2.2 技术优势

（1）可全面检测钢丝绳。弱磁自检测元件灵敏度较高，即使钢丝绳检测段的微小损伤也会引起弱电磁场信号波动，从而实现对钢丝绳的全方位检测。

（2）可即时、准确检测钢丝绳。传感器对钢丝绳表面检测距离最大可达30 mm，且信号通过能力强，不受钢丝绳通过速度影响，从而保证岸桥钢丝绳在非接触高速运动状态下也能得到实时检测。

3 岸桥钢丝绳弱磁自检测技术应用情况

宁波梅山岛码头岸桥钢丝绳弱磁自检测系统可以协助工程人员随时检测起升钢丝绳和小车前后牵引钢丝绳的实际磨损、变形、断丝、锈蚀等状态，实现钢丝绳重大隐患提前预警，从而降低岸桥作业事故率，减少事故损失。

根据岸桥型号和钢丝绳实际作业方式，选取起升钢丝绳和小车牵引钢丝绳最易受损伤的位置（即滑轮附近），在小车架平台上起升滑轮的入绳侧布置4个弱磁传感器，并在前大梁和后大梁小车牵引钢丝绳的4个滑轮侧各布置1个弱磁传感器，以确保最大限度地检测到钢丝绳与滑轮磨损绳段。岸桥钢丝绳弱磁自检测系统在线实时自动检测界面如图1所示：中间为起升钢丝绳和小车牵引钢丝绳面积状态;右侧为钢丝绳实时位置和岸桥作业状态;左侧为数据实时操作界面。

宁波梅山岛码头根据岸桥钢丝绳弱磁自检测系统调取的起升钢丝绳检测信息，发现近期出现4次钢丝绳故障预警（见图2）：（1）2021年5月7日04：06，2号起升钢丝绳损伤量4.27%，损伤位置0 m，中度损伤，小车位置94.54 m，吊具高度25.79 m;（2）2021年5月7日05：33，2号起升钢丝绳损伤量4.01%，损伤位置0 m，中度损伤，小车位置94.54 m，吊具高度25.79 m;（3）2021年5月23日03：30，2号起升钢丝绳损伤量4.18%，损伤位置0 m，中度损伤，小车位置104.12 m，吊具高度37.83 m;（4）2021年5月23日05：40，2号起升钢丝绳损伤量4.48%，损伤位置0 m，中度损伤，小车位置104.12 m，吊具高度37.83 m。根据实时预警信息，4处预警为同一起升钢丝绳磨损拉伸绳段，此位置的面积磨损在4%以上，而其他位置的面积磨损在1.0%～2.4%之间。保养人员上機检测后发现，起升钢丝绳磨损拉伸绳段断丝。

4 岸桥钢丝绳弱磁自检测技术应用效果

（1）人工静态点检耗时缩短，甚至未来有望取消人工静态点检，全部实行岸桥动态点检，从而提高码头人工利用率。

（2）岸桥人工静态点检和维保人员出勤次数减少，从而降低维保工作危险性。

（3）岸桥维保时间缩短，从而促进岸桥作业效率和码头运营效益提升。

（4）岸桥钢丝绳保养可控性提升，可利用碎片时间实施保养，从而实现降本增效的目的。

（5）岸桥钢丝绳故障率降低，岸桥作业安全性增强。

5 岸桥钢丝绳弱磁自检测技术应用展望

（1）由于岸桥钢丝绳弱磁自检测传感器安装有一定局限性，钢丝绳弱磁自检测系统对钢丝绳的检测仅限于重点工作段，例如小车牵引钢丝绳从张紧处到小车固定的一段，其磨损相对严重且前后大梁检测装置无法检测到，后期可以通过优化检测装置安装位置或其他方法加以改进。

（2）现阶段岸桥钢丝绳弱磁自检测系统在线实时自动检测界面只显示钢丝绳截面磨损量，未来可以深入研究弱磁信号识别，通过算法直接识别并显示钢丝绳损伤情况，以提高钢丝绳弱磁自检测系统的智能化水平。

（3）现阶段岸桥钢丝绳弱磁自检测系统直接通过自带软件界面显示钢丝绳数据，未来可以深入研究钢丝绳弱磁自检测系统软件兼容问题，推动岸桥钢丝绳弱磁自检测技术朝智能化和集成化方向发展。