钢丝绳索具的不合格表现有哪些?
钢丝绳索具是以钢丝绳为原料经过加工,主要用于吊装、牵引、拉紧和承载的绳索被称为钢丝绳索具。钢丝绳索具具有强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断等特点,广泛应用于钢铁、化工、运输、港口等行业。使用的钢丝绳品种有磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳和光面钢丝绳。起重机械的总体设计不允许钢丝绳套具有无限长的寿命。当钢丝绳绳套端或其附近出现断丝时,即使数量很少也表明该部位应力很高,可能是由于绳端安装不正确造成的,应查明损坏原因。如果绳长允许,应将断丝的部位切去重新合理安装。
如果断丝紧靠一起形成局部聚集,则钢丝绳套应报废。如这种断丝聚集在小于6d的绳长范围内,或者集中在任一支绳股里,那么,即使断丝数比表列的数值少,钢丝绳套也应予报废。在某些使用场合,疲劳是引起钢丝绳索具损坏的主要原因,断丝则是在使用一个时期以后才开始出现,但断丝数逐渐增加,其时间间隔越来越短。在此情况下,为了判定断丝的增加率,应仔细检验并记录断丝增加情况。判明这个“规律”可用来确定钢丝绳索具未来报废的日期。如果出现整根绳股的断裂,则钢丝绳索具应报废。当钢丝绳索具的纤维芯损坏或钢芯(或多层结构中的内部绳股)断裂而造成绳径显著减小时,钢丝绳索具应报废。
1 主题内容与适用范围本标准规定了插编的钢丝绳吊索索扣的术语、技术要求、检验方法和检验规则。奉标准适用于手工和机械插编的钢丝绳吊索的索扣(以下简称索扣)。 2 引用标准下列标准包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文,在标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨、使用下列标准最新版本的可能性。GB/T 8918 钢丝绳 3 术语3.1 插编的索扣 spliced eye termination将绳股末端反向插入钢丝绳主体内,在钢丝绳端部构成一个环孔或环眼(见图1)。 图1 插编的索扣 3.2 穿插 tuck把需要插编的绳股分别穿过钢丝绳中规定数目的绳股。 4 技术要求4.1 钢丝绳4.1.1 钢丝绳的类型所使用的钢丝绳类型应为GB 8918规定的交互捻纤维芯或金属芯的钢丝绳,但GB 8918规定的单股钢丝绳、异形股钢丝绳和多层股钢丝绳除外。4.1.2 钢丝绳的钢丝公称抗拉强度级应为1 570~1 770MPa。4.2 索扣的设计要求4.2.1 索扣的实际破断强度应至少为相应钢丝绳的最小破断拉力的70%。注:如果钢丝绳为金属芯的,则金属芯应至少穿插三次,可以把它看作是钢丝绳的承载部分。4.2.2 索扣经20,000次疲劳试验后,其破断拉力应符合第4.2.1条的规定。4.2.3 在单根吊索中,每一端索扣的插编部分的最小距离不得小于钢丝绳公称直径的10倍。4.3 插编操作4.3.1 穿插次数4.3.1.1 手工插编插编操作对每一股至少应穿插五次,并且至少五次中的三次用整股穿插。注:为了得到平滑过渡的插接头,可以用切去部分钢丝的绳股作最后一次或二次穿插。4.3.1.2 机械插编插编操作由三股穿插四次,另外三股穿插五次而成(共穿插27次)。4.3.1.3 根据钢丝绳的尺寸、结构以及插编的方法,每股穿插次数可以多于上述规定。4.3.2 插编方法推荐附录A和附录B中规定的插编方法。4.3.3 插编操作应由经严格培训,并且考试合格的穿扣工进行。4.4 索扣的外观4.4.1 插编部分的绳芯不得外露,各股要紧密,不能有松动的现象。4.4.2 插编后的绳股切头要平整,不得有明显的扭曲。4.4.3 根据需方的要求,插编的绳股钢丝端部应采用合适的被覆物包扎,但应在合同中注明。 5 抽样5.1 索扣检验分为出厂检验和型式检验两种。5.2 出厂检验5.2.1 检查和验收索扣的检查和验收应由供方技术监督部门进行。5.2.2 组批规则索扣应按批验收,每批应由用同一钢丝绳规格、同一强度级、同一种插编方法制作的索扣组成。5.2.3 取样数量5.2.3.1 每个索扣都要进行外观、插编长度和插编顺序的检查。5.2.3.2 按表1规定的取样数量进行索扣破断拉伸试验,试样应能满足索扣破断拉伸试验的需要。5.3 型式试验5.3.1 凡有下列情况之一时,应进行型式试验:a)新产品试制鉴定时;b)正式投产后,如索扣外形、钢丝绳结构、插编方法等有重大改变时;c)产品长期停产后,恢复生产时;d)国家质量监督部门提出要求时。 表1 取样数量批量试样数量,个≤1002>100~2004>2006 5.3.2 取样数量5.3.2.1 从同一钢丝绳规格、同一强度级、同一种插编方法制作的索扣中,任选4个索扣进行试验。5.3.2.2 每个索扣都要进行外观、插编长度和插编顺序的检查。5.3.2.3 对索扣先进行疲劳试验,然后进行破断拉伸试验,试样的长度应能满足索扣疲劳试验和破断拉伸试验的要求。5.4 复验与判定规则5.4.1 假如所有试验都符合规定要求,则该批索扣合格。5.4.2 如果任何一项不合格,应加倍抽样进行检验,如再不合格,则判定该批索扣不合格。 6 检验方法6.1 索扣外观和插编顺序用肉眼检查。6.2 插编长度应用分度值为1mm的量具进行测量。6.3 破断拉伸试验吊索的二个索扣插编部分末端之间的钢丝绳长度不得小于钢丝绳公称直径的30倍。每一个试验的索扣不得装有套环。采用合适直径的圆销钉穿过索扣眼的方法施加拉力。先迅速加载到不超过GB 8918规定的钢丝绳最小破断拉力的60%;然后,以不大于10MPa/s的速率平稳施加应力,直至达到实际破断拉力。6.4 疲劳试验吊索的二个索扣插编部分末端之间的钢丝绳长度应与破断拉伸试验的一样(见5.3)。二个索扣都应装有套环。试验应在拉伸疲劳试验机上进行,该疲劳试验机应能够显示出吊索固定端与移动端之间所产生的大量相同的应力特性曲线。吊索应能承受沿钢丝绳轴向的交变拉力,该交变拉力应为GB 8918规定的钢丝绳最小破断拉力的15~30%。试验时,试验机的频率不应超过15kHz。 附 录 A(提示的附录)手工插编方法 A1 一般规则本附录规定了用交互捻纤维绳芯或金属绳芯的六股钢丝绳手工插编制作装有套环的吊索索扣的方法,也适用于没有套环的索扣。 A2 方法A2.1 经五次穿插制成插接头,五次穿插可由三次整根股穿插和二次减少的股穿插组成。所有插接头都应与钢丝绳的捻向相反;除第一组穿插外,其他组穿插所有股绳的尾端都应与钢丝绳的捻向相反。A2.2 穿插应采取一股上、一股下的方式进行。A2.3 如果钢丝绳有纤维主芯,绳芯应随第一组穿插的第一个尾端完全穿过去,然后将外露的绳芯剪掉。如果绳股有纤维芯,则股芯应留在原来的股绳内。A2.4 如果钢丝绳有独立的金属丝绳芯,应将该芯分成三部分,即:——两个股;——两个股;——两个股加其芯。应用三根交错的尾端插编这三部分,并仅从三个完整的插接处穿过去。A2.5 如果钢丝绳具有独立的金属丝股芯,此芯应在第一组穿插时向里折,再向上完全插进五次完整穿插的插编头中心。A2.6 所有的穿插应牢牢拉紧到与被插钢丝绳的中心线相一致为止。为了使插编的部位平滑和圆整,应使用适当的工具进行整形,使它们进入合适的位置。 A3 准备A3.1 应在虎钳上夹紧套环,并让钢丝绳穿过套环,以便使得钢丝绳的主体部分在右边和自由端在左边。A3.2 应在环顶和套环两侧部位将钢丝绳捆扎在套环上,或者用套环卡夹固定它们。A3.3 解开钢丝绳的各股。未预变形的钢丝绳的股端应牢固地绑扎。A3.4 钢丝绳和套环的布置应如图A1所示。 图A1 钢丝绳和套环的布置 A4 插编初期插编初期的方法见图A2所示的图解说明和表A1中的详细解释。 图A2 手工插编初期的方法
表A1 第一、第二和第三组穿插程序(交互捻钢丝绳) A5 第四和第五组穿插A5.1 在第三组穿插后,可从每根绳股切除部分钢丝来减小尾端。应把剩余的钢丝沿股的中心反向捻入减少了钢丝的股绳的结构里。A5.2 应使用减少的尾端按A2.2或A2.3规定的方法进行第四、第五组穿插。为了使插编的部位平滑和圆整,应使用适当的工具进行整形,使它们进入合适的位置。
附 录 B(提示的附录)机械插编方法 B1 一般规则本附录规定了用交互捻纤维绳芯或金属绳芯的六股钢丝绳机械穿插制作装有套环的吊索索扣的方法,也适用于没有套环的索扣。 B2 方法B2.1 插接头是由三股四次和另外三股五次整股穿插而制成的(共27次)。B2.2 插编初期的方法见图B1所示的图解说明和表B1中的详细说明。B2.3 插编完第四组绳股后,采取插一股,剪掉相邻一股的方法穿插,最后把余股全部剪掉。B2.4 按照附录A中第A2.3~A2.5条规定的方法处理绳芯。B2.5 为了使插编的索扣严紧美观,应用整形机整形,使它们进入合适的位置。 图B1 机械插编初期的方法
表B1 机械插编程序(交互捻钢丝绳)
允许拉力:允许的最大拉力,能保证钢丝绳不断裂。
破断拉力:在拉的过程中直到拉断时的最大力。
钢丝绳主要品种有磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳、涂塑钢丝绳和光面钢丝绳。在GB8918-2006重要用途钢丝绳国家标准之中规定,钢丝绳的公称强度级有1570、1670、1770、1870和1960MPa,公称强度级之内有一个强度范围见下图表3和表4,这个钢丝绳标准是强制性国家标准。
钢丝绳的强度等级是指钢丝绳的横截单位面积钢丝绳所承受的拉力。
钢丝绳的公称抗拉强度等级越高,钢丝绳所承受的破断拉力越大。
一般钢丝绳的强度等级有:1770MPa、1960MPa、2060MPa、2160MPa。
公称抗拉直径跟钢丝的类型有关系,钢丝绳类型不一样公称抗拉强度就不一样。而破断拉力是通过做试验测试出来的,一般计算式采用钢丝绳的最大使用拉力,为破断拉力除以一个安全系数K,安全系数K根据钢丝绳的使用用途而定,一般用于吊装的话K取6,再乘以一个换算系数0.82(6*37股的钢丝绳为0.82) 。
起重机用户需要高质量的钢丝绳,应该就是使用寿命长且质量高度稳定可靠的钢丝绳。大气环境中使用的钢丝绳,造成钢丝绳失效的主要原因是微动疲劳,目前,世界钢丝绳领域第一次针对微动疲劳采取防治措施是专利技术生产的磷化涂层钢丝绳,制绳钢丝经过锰系磷化或锌锰系处理,钢丝表面耐磨性耐蚀性全面提升,不易磨损和不易腐蚀使钢丝绳疲劳寿命超大幅度提升,疲劳寿命是同结构光面钢丝绳的三倍(试验室可比条件下),可通过疲劳试验进行验证,如果自己有疲劳试验机就自己做对比试验,这样的试验结果最可信,钢丝绳使用寿命与疲劳寿命成正比关系,疲劳寿命长则使用寿命同比例延长。
磷化涂层钢丝绳比光面钢丝绳使用寿命长,使用成本更低,稳定性更佳,磷化涂层钢丝绳是专利技术生产的,因为供不应求目前比较难买,需要多询问几个钢丝绳生产商,采购时请注意,在购货发票必须注明钢丝绳名称,如磷化涂层钢丝绳,防范不法企业侵害自身合法权益,另外,专利产品一般在钢丝绳外包装上有专利号喷涂标注,质保书应有主要技术指标,如磷化膜种类和膜重(磷化膜膜重大小、耐磨性、耐蚀性等对钢丝绳使用寿命有重要影响),仅供参考
起重设备常用钢丝绳品种有磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳,大气环境中使用,专利技术生产的锰系磷化涂层钢丝绳使用寿命最长,重腐蚀环境优选热镀锌—磷化双涂层钢丝绳。
专利技术生产的磷化涂层钢丝绳,优先采用锰系或锌锰系磷化,与光面钢丝绳生产工艺对比,只是增加了最后的耐磨磷化处理工序,制绳钢丝的耐磨性和耐蚀性大幅度提高,使用磷化钢丝直接捻制钢丝绳。目前疲劳试验数据表明,磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是同结构光面钢丝绳的3-4倍左右(试验室可比条件下)随着对耐磨磷化配方的研究,还有大幅度提升的可能性。锰系磷化就是耐磨磷化,可以解决钢丝绳使用过程中的磨损问题,按照现在钢丝绳市场的情况,锰系磷化涂层钢丝绳的价格高于光面钢丝绳,而使用寿命延长幅度远高于价格的增长幅度,所以,磷化涂层钢丝绳日均使用费用仅为光面钢丝绳的30-40%,使用成本更低,性价比更高,光面钢丝绳正在被淘汰。仅供参考
即
S 安全系数 = 最小破断负荷 / T最大拉力
但我发现网上又有另一条公式
钢丝绳最小破断负荷(F0) =k* 抗拉力强度(R) x k*D^2/1000
最小钢丝破断负荷总和(T) = 抗拉力强度(R) x ∑S
式中k为每种钢丝绳的面积系数。F0 = K^1 x D^2 x R /1000
与
最小钢丝破断负荷总和(T) =K* R x *∑S