鋼絲繩整繩破斷拉力影響因素及質(zhì)量檢測(cè)

鋼絲繩是先由多層鋼絲捻成股，再以繩芯為中心，由一定數(shù)量股捻繞成螺旋狀的繩。按照不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)可以分為不同的類(lèi)別，例如，按照材質(zhì)可分為碳素鋼鋼絲繩和不銹鋼鋼絲繩，按照捻制方法可分為單股繩、雙捻繩和三捻繩等。由于鋼絲繩具有較高的抗拉強(qiáng)度、抗疲勞強(qiáng)度和抗沖擊韌性，能夠承受多種載荷及變載荷的作用，被廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、建筑、運(yùn)輸、航海和航空航天、石油和海洋工作等諸多領(lǐng)域。

 

 

在實(shí)際應(yīng)用中，受多種因素影響，鋼絲繩發(fā)生破斷導(dǎo)致事故的情況時(shí)有發(fā)生，甚至給相關(guān)方造成嚴(yán)重?fù)p失。為了保障鋼絲繩使用的安全性，防止因破斷而造成嚴(yán)重事故，有必要對(duì)鋼絲繩破斷拉力影響因素進(jìn)行分析，并對(duì)鋼絲繩進(jìn)行科學(xué)的質(zhì)量檢測(cè)。

 

破斷拉力影響因素

鋼絲繩發(fā)生破斷通常是受多種因素的影響，包括自身質(zhì)量、使用方法、環(huán)境、承重等，而就其自身質(zhì)量而言，通過(guò)試驗(yàn)所測(cè)得鋼絲繩整繩破斷拉力的大小也同樣有多種影響因素。

 

1、鋼絲繩中鋼絲的抗拉強(qiáng)度

鋼絲繩承載能力的獲得來(lái)自于單根鋼絲承載能力的集合，鋼絲繩中所用鋼絲的抗拉強(qiáng)度直接影響鋼絲繩的整繩破斷拉力。通常而言，鋼絲抗拉強(qiáng)度越高，鋼絲繩的破斷拉力也會(huì)越高，二者成正向關(guān)系。

 

 

2、鋼絲繩繩芯材質(zhì)

鋼絲繩的繩芯主要分纖維芯和金屬繩芯兩大類(lèi)，不同的材質(zhì)對(duì)于鋼絲繩整體性能的作用有所差別。纖維芯可以?xún)?chǔ)存較多的潤(rùn)滑脂，能夠更好地對(duì)鋼絲繩起到潤(rùn)滑作用，金屬繩芯鋼絲繩更耐磨、抗擠壓，破斷拉力也相對(duì)較高。

 

3、鋼絲繩的捻制均勻性

鋼絲繩在捻股、合繩等環(huán)節(jié)，鋼絲或股的張力大小、張力均勻與否對(duì)鋼絲繩整繩破斷拉力也有較大影響。如果未能有效控制張力大小，造成鋼絲在股中或股在繩中松緊不一致，使各部分受力不均，從而導(dǎo)致鋼絲繩整繩破斷拉力較低。

 

4、鋼絲繩的結(jié)構(gòu)

鋼絲繩的結(jié)構(gòu)也是影響鋼絲繩破斷拉力的主要因素之一。鋼絲繩按股中相鄰層鋼絲之間的接觸狀態(tài)分為點(diǎn)接觸、線(xiàn)接觸或面接觸等類(lèi)別，每種類(lèi)別內(nèi)部鋼絲間受力方式有所區(qū)別。例如，線(xiàn)接觸類(lèi)鋼絲繩為平行捻制，內(nèi)外層鋼絲互相接觸在一條螺旋線(xiàn)上，當(dāng)處于受力狀態(tài)時(shí)，其鋼絲之間的接觸應(yīng)力較于點(diǎn)接觸類(lèi)鋼絲繩小得多，具有更大的承受載荷的能力，因此在使用條件相同情況下，線(xiàn)接觸鋼絲繩使用壽命比點(diǎn)接觸鋼絲繩長(zhǎng)。

 

 

5、其他影響因素

鋼絲繩內(nèi)部結(jié)構(gòu)受力較為復(fù)雜，除了以上影響因素，鋼絲繩整繩破斷拉力還受到自身其他多種因素的影響。在對(duì)其破斷拉力進(jìn)行深入分析時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際綜合多種影響因素進(jìn)行判斷，對(duì)于檢測(cè)試驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)結(jié)果，也應(yīng)考慮鋼絲繩破斷拉伸試驗(yàn)的夾持方式等外部因素，以更準(zhǔn)確掌握鋼絲繩整繩破斷拉力。

 

質(zhì)量檢測(cè)

根據(jù)《鋼絲繩通用技術(shù)條件》（GB/T 20118-2017），對(duì)于鋼絲繩破斷拉力的測(cè)試，可采用實(shí)測(cè)破斷拉力的方法進(jìn)行。在具體試驗(yàn)操作時(shí)，可用合金澆鑄法、樹(shù)脂澆注法、套管壓制法、直接夾持法和纏繞法等方法進(jìn)行試驗(yàn)。本文以樹(shù)脂澆注法為例，對(duì)鋼絲繩實(shí)際破斷拉力測(cè)定進(jìn)行闡述。

 

 

（1）試樣制備

去掉端部捆扎之前，在距離試樣兩端一個(gè)夾持長(zhǎng)度處分別用低碳鋼絲將鋼絲繩牢固捆扎，且捆扎長(zhǎng)度及數(shù)量應(yīng)符合規(guī)范要求。逐一打開(kāi)繩股及股中鋼絲呈帚頭狀，在任何情況下不能對(duì)鋼絲進(jìn)行矯直，允許彎成鉤形。對(duì)于纖維芯類(lèi)鋼絲繩，應(yīng)從帚頭根部去掉纖維繩芯。采用合適的方法對(duì)帚頭鋼絲進(jìn)行清洗，將清洗干凈的帚頭裝入模具中調(diào)正，然后將調(diào)制好的樹(shù)脂混合液緩慢注入模具中，并用細(xì)鋼絲攪動(dòng)以排除澆注體內(nèi)的空氣，直至注滿(mǎn)為止，并需將澆注完成后的試樣放置一定時(shí)間使樹(shù)脂完全固結(jié)。

 

（2）試驗(yàn)過(guò)程

確保試驗(yàn)環(huán)境溫度符合要求，將試樣安裝于試驗(yàn)機(jī)上，并保證試樣軸線(xiàn)與試驗(yàn)機(jī)夾頭軸線(xiàn)重合。先將試樣置于上下鉗口座內(nèi)，并讓下鉗口座內(nèi)的試樣懸空，調(diào)整試驗(yàn)機(jī)零點(diǎn)后再進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。整個(gè)過(guò)程中應(yīng)平穩(wěn)加載，可根據(jù)試驗(yàn)力值大小控制合適的加載速度，且力值增加的速率應(yīng)符合相關(guān)要求。根據(jù)試樣破斷位置及實(shí)測(cè)破斷拉力對(duì)試驗(yàn)有效性進(jìn)行判斷，如果試驗(yàn)無(wú)效，應(yīng)重新取樣進(jìn)行試驗(yàn)。需要注意的是，試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)采取有效措施，防止鋼絲繩試樣發(fā)生旋轉(zhuǎn)，以免因此影響整個(gè)試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

 

 

結(jié)語(yǔ)

鋼絲繩的破斷拉力大小是鋼絲繩性能的重要判斷依據(jù)，也是其質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中需加以重視的方面。鋼絲繩性能能否長(zhǎng)期保持安全穩(wěn)定，除了與其自身質(zhì)量密不可分，也與日常使用過(guò)程中對(duì)鋼絲繩的愛(ài)護(hù)和保養(yǎng)有直接關(guān)系。在鋼絲繩使用與存放過(guò)程中，應(yīng)盡量避免與鋒利及重型物體碰撞，防止與電焊機(jī)接觸，在高溫環(huán)境使用時(shí)應(yīng)采取隔熱措施，并經(jīng)常對(duì)鋼絲繩進(jìn)行檢查，以確保其安全性。