5.0镀锌钢丝的用途

绳芯是钢丝绳中心部分，分金属芯和纤维芯，作用主要是起支撑和减少股间压力，另外纤维绳芯还起润滑、防腐和储油的作用。

纤维芯钢丝绳就是中间是由一条纤维绳组成的。用字母FC表示。

以麻芯材质为例：

麻芯材质跟一般的麻绳所用的纤维是基本相同的，麻芯的作用是储存润滑油，使钢丝绳表面的油达到持久的补充，使钢丝绳长久耐用。对于经常处于运动状态的钢丝绳涂油，是必不可少的。

新钢丝绳麻芯一般含有12%～15%的油脂，而报废的钢丝绳在损耗最大的部位仅含2.4%的油脂，在同一根钢丝绳的绳端，即使没有经过滑轮也仍含有12.7%～14.5% 的油脂。试验表明，涂油钢钢丝绳在试验后期发生的断丝约为不涂油的一半。一根钢丝绳最初的含油量只能维持寿命的40%，其后如不加油则断丝急剧增加；二是对使用环境恶劣、相对运动较少的钢丝绳，可选择镀锌、镀铝等特种钢丝绳。这些钢丝绳暴露在大气中的镀锌或镀铝表面会形成氢氧化锌和氢氧化铝薄膜，能有效地防止钢丝绳的腐蚀。

钢芯钢丝绳就是中间是由一股/根钢丝绳组成的。用字母IWS或者IWR表示。钢芯钢丝绳比麻芯钢丝绳耐磨，抗挤压，具有较高的使用寿命，破断拉力也相对的高，柔软度相对的低一点。因为耐磨抗压的原因，钢芯钢丝绳一般适用于吊机或者卷扬机上面用。钢芯钢丝绳的价格比麻芯钢丝绳相对高一点，但考虑到使用寿命和对钢丝绳拉力会相对好一点，所以按照总体性价比来说钢芯钢丝绳的成本是比较低的。

中国年产钢绳180万吨居世界第一，磷化钢丝绳是世界钢丝绳领域革命性创新，使用寿命（疲劳寿命）超大幅度跃升，光面钢丝绳历史使命已完成，全面进入磷化涂层钢丝绳时代：

1.磷化涂层钢丝绳，钢丝经锰系或锌锰系磷化处理，磷化膜与润滑脂的复合作用，钢丝耐磨、耐蚀防锈能力全面跃升，疲劳寿命是同结构光面钢丝绳3倍左右，可以通过疲劳试验验证疲劳寿命，是光面钢丝绳的升级换代产品，也可以替代先镀后拔薄锌层镀锌钢丝绳使用，目前仍然货源紧张，供不应求。

2.镀锌钢丝绳，热镀锌和电镀锌

3.不锈钢丝绳，304或316不锈钢，防腐蚀效果好但是价格昂贵

4.涂塑钢丝绳，钢丝绳基础上，外层涂覆聚乙烯或聚丙烯

5.光面钢丝绳，将被磷化涂层钢丝绳全面取代。

大气环境优选锰系磷化涂层钢丝绳，重腐蚀环境优选热镀锌—磷化双涂层钢丝绳。采购时，请在发票注明磷化涂层钢丝绳，钢丝绳外包装上面应有专利号标注，防止被光面钢丝绳冒充欺骗，仅供参考

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。钢丝绳索具在潮湿或露天环境等工作场所使用时可采用镀锌钢丝绳为原料，以增强防锈性能。钢丝绳索具除外层钢丝的磨损外，主要因绕过吊钩和被吊物时反复弯曲引起金属疲劳而逐渐折断，因此吊钩或被吊物与钢丝绳直径的比值是决定钢丝绳索具使用寿命的重要因素。钢丝绳索具表面层的磨损、腐蚀程度或每个拧距内断丝数超过规定值时应予报废。钢丝绳索具主要用在吊运,拉运等需要高强度线绳的运输中，在使用过程中被吊物下严禁站人或在物体上经过。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。

常用钢丝绳有磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳或涂塑钢丝绳，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，磷化涂层提高钢丝的耐磨性和耐蚀性，不易磨损和不易腐蚀是提高钢丝绳使用寿命的原因，光面钢丝绳正在被彻底淘汰。

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，只是增加了制绳前的耐磨磷化处理工序，钢丝的耐磨性和耐蚀性大幅度提高，磷化钢丝不经过冷拉直接捻制钢丝绳。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倍左右（试验室可比条件下），不易磨损和不易锈蚀是钢丝绳使用寿命超大幅度延长的原因，已经远远超越进口钢丝绳，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。锰系磷化涂层钢丝绳虽然售价高于光面钢丝绳，但因为使用寿命长，日均使用成本仅是光面钢丝绳的40-55%，仅供参考

如何正确选用钢丝绳

钢丝绳的构造  由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量的一层或多层股捻绕成螺旋状。钢丝是碳素钢或合金钢通过冷拉或冷轧而成的圆形(或异形)丝材，具有很高的强度(抗拉强度为1 400～2 000MPa)、韧性(根据耐弯折次数分为特级、Ⅰ级、Ⅱ级)，并根据使用条件不同可对钢丝表面进行防腐处理(一般场合可用光面钢丝，在腐蚀条件下可用镀锌钢丝，分甲、乙、丙三级)。绳芯采用有机纤维(如麻、棉)、合成纤维、石棉芯(高温条件)或软金属等材料，用来增加钢丝绳的弹性和韧性，储油润滑钢丝，减轻摩擦。   钢丝绳的类型  起重机用钢丝绳采用双捻多股圆钢丝绳。   (1)按捻制特性分为以下几种(图1)

图1  钢丝绳的类型

1)点接触钢丝绳(也称普通钢丝绳图1a)。采用等直径钢丝捻制，由于各层钢丝的捻距不等，各层钢丝与钢丝之间形成点接触。受载时钢丝的接触应力很高，容易磨损、折断，寿命较低。优点是制造工艺简单、价廉。常作为起重作业的捆绑吊索，起重机的工作机构也有采用。

2)线接触钢丝绳(图1b、c、d)。采用直径不等的钢丝捻制，将内外层钢丝适当配制，使不同层钢丝与钢丝之间形成线接触。这样，在受载时钢丝的接触应力降低。线接触钢丝绳承载力高、挠性好、寿命较长，常用有瓦林吞型(粗细式W，图1b)，西鲁型(外粗型X，图1c)，填充型(密集型T，图1d)等。《起重机设计规范》推荐使用，在起重机的工作机构中得到广泛应用。

3)面接触钢丝绳(也称密封钢丝绳，图1e)。通常以圆钢丝为股芯，最外一层或几层采用异形断面的钢丝，用挤压方法绕制而成。其特点是，表面光滑、挠性好、强度高、耐腐蚀，但制造工艺复杂，价高，起重机上很少使用。缆索起重机和架空索道的承载索必须采用。    (2)按钢丝绳由丝捻成股的方向，与由股捻成绳的方向可分以下几种

1)交互捻钢丝绳(也称交绕)。丝捻成股与股捻成绳的方向相反，由于股与绳的捻向相反(图2a、b)，使用中不易扭转和松散，在起重机上广泛使用。

2)同向捻钢丝绳(也称顺绕)。丝捻成股与股捻成绳的方向相同(图2c、d)，挠性和寿命都较交互捻绳要好，但因其易扭转、松散，所以只用作牵引绳。

3)不扭转钢丝绳。这种钢丝绳在设计时，使股与绳的扭转力矩相等，方向相反，克服了在使用中的扭转现象，在起升高度较大的起重机上已有使用，并越来越受到重视。

图2  钢丝绳的捻向

钢丝绳的选用  要满足足够的承载能力和寿命要求。  

(1)钢丝绳的计算，采用安全系数法，按工作状态下的最大静拉力计算，公式为：

式中  F0——钢丝计算破断拉力总和(查钢丝绳性能表)；  

Fmax——作用在钢丝绳上的最大拉力；  

——钢丝绳捻制损失系数(查钢丝绳性能表)；    

n——安全系数，根据工作机构的工作级别(见表1)或用途(见表2)确定。

注：对于吊运危险物品的起升用钢丝绳一般应选用比设计工作级别高一级的工作级别的安全系数。

(2)钢丝绳的寿命。提高钢丝绳寿命，应在卷绕系统的设计上给予注意。配套使用的滑轮和卷筒的直径与钢丝绳的直径比D／d，对钢丝绳寿命影响很大，不得低于设计规范规定的值；滑轮和卷筒应选用铸铁的材料制造，防止由于材料太硬使钢丝绳损伤；应尽量减少钢丝绳弯折次数，避免反向弯折。在使用中加强对钢丝绳的保养和维护。

钢丝绳的使用和维护  

(1)使用检验合格的产品，保证其机械性能和规格符合设计要求，不使用报废钢丝绳。

(2)保证足够的安全系数，必要时，要做受力计算。

(3)起升、变幅机构不得使用编结接长的钢丝绳。  

(4)取物装置处于任何位置，卷筒上必须保留2～3圈的安全圈。

(5)使用中避免两钢丝绳的交叉、叠压受力，防止打结、扭曲、过度弯曲和划磨。  

(6)保持钢丝绳表面清洁和良好的润滑状态。  

(7)坚持每个作业班次对钢丝绳的检查(包括不易看到和不易接近的部位)。

钢丝绳的连接与固定  应与使用要求相符，并达到相应的强度和安全要求。

(1)绳卡连接

1)连接强度不小于钢丝绳破断拉力的85％。

2)绳卡数量根据钢丝绳直径满足要求(见表3)。

3)绳卡压板应在钢丝绳长头一边；绳卡间距不应小于钢丝绳直径的6倍。

(2)编结连接  

1)连接强度不小于钢丝绳破断拉力的75％。  

2)编结长度不应小于钢丝绳直径的15倍，并不应小于300mm。

(3)其他连接：用楔块楔套、锥形套浇铸法和铝合金套压缩法等的连接，应满足相应的工艺要求，且连接强度应达到钢丝绳的破断拉力。  

钢丝绳的报废

钢丝绳在使用过程中，因强大的拉应力、反复弯折和挤压造成的金属疲劳、由于运动引起的磨损等，使用一段时间后，会出现钢丝绳缺陷，表现在断丝、锈蚀磨损、变形等方面。一般情况下，钢丝绳的破坏首先发生在外层钢丝上。有下列情况之一，则予以报废。   (1)断丝与磨损指标    1)断丝的数达到表4的数值时。

注：表中断丝数是指细钢丝，粗钢丝每根相当于1．7根细钢丝。

2)钢丝绳锈蚀或磨损时，应将表4断丝数按表5折减，并按折减后的断丝数报废。

3)吊运炽热金属或危险晶的钢丝绳的报废断丝数，取一般起重机钢丝绳报废断丝数的一半，其中包括钢丝表面磨蚀进行的折减。

4)绳端部断丝。当绳端或其附近出现断丝，即使数量少，如果绳长允许，应将断丝部位切去，重新安装。

5)断丝的局部聚集程度。如果断丝聚集在小于一个节距的绳长内，或集中在任一绳股里，即使断丝数比上面表所列数值少，也应予以报废。

6)断丝的增长率。当断丝数逐渐增加，其时间间隔趋短，应认真检查并记录断丝增长情况，判明规律，确定报废日期。

7)钢丝绳某一绳股整股断裂。、 8)磨损。当外层钢丝磨损达40％，或由于磨损引起钢丝绳直径减小7％。

9)腐蚀。当钢丝表面出现腐蚀深坑，或由于绳股生锈引起的绳径增加或减小。

(2)绳芯损坏。由于绳芯损坏引起绳径显著减小、绳芯外露、绳芯挤出。

(3)弹性降低。一般伴随有下述现象：绳径减小、绳节距伸长、钢丝或绳股

之间空隙减小、绳股凹处出现细微褐色粉末、钢丝绳明显不易弯曲。

(4)变形。钢丝绳失去正常形状产生可见畸变，从外观上看可分为以下几种：波浪形、笼形畸变、绳股挤出、钢丝挤出、绳径局部增大、扭结、局部被压扁、弯折。

(5)过热。受到电弧打击、过烧，或外表出现可识别的颜色改变等。

1.锰系磷化涂层钢丝绳（中国专利），钢丝经锰系、锌锰系磷化处理，钢丝的耐磨性、耐蚀性大幅度提高，钢丝表面不易磨损、不易锈蚀使钢丝绳疲劳寿命超大幅度提高，疲劳寿命是同结构光面钢丝绳3-5倍（试验室可比条件下），远超进口光面钢丝绳，建议自己做对比疲劳寿命测试并对比，锰系磷化涂层钢丝绳正在全面取代各类光面钢丝绳，也可替代先镀后拔薄锌层镀锌钢丝绳使用（可通过盐雾试验检验耐蚀能力），使用寿命更长，单位使用成本更低，质量稳定性可靠性更佳，按照现在钢丝绳市场的大致价格，锰系磷化涂层钢丝绳日均使用费用仅为光面钢丝绳的30%左右，使用成本更低，性价比更高。

2.镀锌钢丝绳，包括热镀锌和电镀锌两种，一般热镀锌锌层厚，电镀锌锌层薄，可以腐蚀环境下使用。

3.不锈钢丝绳，以304或316不锈钢为主，防腐蚀效果非常优秀但是价格昂贵

4.涂塑钢丝绳，碳素钢丝绳基础上，外层涂覆聚乙烯、聚丙烯或尼龙

5.光面钢丝绳，不耐磨，使用寿命短，市场需求剧减，将被锰系磷化涂层钢丝绳全面淘汰。

6.海洋工程系泊用钢丝绳

7.缆索钢丝绳

大气环境中使用的起重机械，优选锰系磷化涂层钢丝绳，海水中优选海工钢丝绳。采购时请注意，在购货发票必须注明钢丝绳名称，如锰系磷化涂层钢丝绳或316不锈钢丝绳，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、耐蚀性等对锰系磷化涂层钢丝绳使用寿命有重要影响），仅供参考。

钢丝绳有涂油和镀层两种防腐措施：1.所有废旧钢丝绳都必须涂油。纤维芯浸油，要求油脂能够保护纤维芯不腐烂、不锈蚀钢丝,滋润纤维,并从内部润滑钢丝绳。表面涂油使绳股中所有钢丝表面都均匀地涂上一层防锈润滑油脂，其中对摩擦提升和矿水大的矿井用绳，要涂增磨和抗水性强的黑油油脂；其他用途则涂成膜性强、防锈性能好的红油油脂，并要求油层薄，便于在操作过程中保持清洁。 2.有镀锌、镀铝、涂尼龙或塑料等。镀锌又分钢丝先镀后拔的薄镀层和钢丝拔后镀锌的厚镀层，厚镀层的机械性能比光面钢丝绳有所降低，适合在严重腐蚀环境中用。镀铝钢丝绳比镀锌钢丝绳更耐腐蚀、耐磨、耐热，采用先镀后拔法生产。涂尼龙或塑料的废旧钢丝绳分涂绳和涂股后合绳两种。涂油用于静索，镀层用于动索。

捻股的生产工艺及设备 钢丝绳的生产有拉丝、捻股及合绳三个基本工序。 原材料:这里说的钢丝绳拉丝是指原材料经过酸洗、磷化、剥壳、开坯，其间进行一次或多次的拔拉，改变其分子机构，使其达到目标直径的一种工艺手段。

原材料有0.14～10.00mm的黑色金属和直径为0.01～16.00mm的有色金属。

酸洗：用酸液洗去钢丝绳原材料表面锈蚀物和轧皮的过程，在钢丝绳生产工艺中又叫剥壳，主要把高线的氧化物剥离，以免铁锈等杂质影响开坯，损坏拉丝模具。

磷化：通俗的说就是把材料浸入磷酸盐溶液中，使其表面获得一层不溶于水的磷酸盐薄膜的工艺。在一定程度上防止腐蚀。

开坯：通过各种拉制金属线的模具中心的一定形状的孔，圆、方、八角或其它特殊形状。当金属强行穿过模孔时尺寸、形状都发生变化。

冷拔丝：普通的圆钢，让它通过比它的直径小一点的孔中强行拉过，则圆钢直径就会变小，长度会伸长，不断重复这样的加工过程，则圆钢就会进一步变小。产生这种塑性变形以后的钢材硬度会增加，塑性会基本消失。不要求塑性，只要求强度的场合，可以使用这样的钢材。

回火：因为钢丝的分子结构已经破坏，只有回火再次还原钢丝内部的结构。以便于再次拉丝，这样不易断裂，而且能拉到我们想要的强度。强度就是我们说的的抗拉强度。强度是拉丝拉出来的，不是热处理出来的。这就是钢丝绳工艺和机械加工工艺最大的区别了。一般的强度：1470N/mm2,1570N/mm2,1670N/mm2,1770N/mm2,1870N/mm2,1960N/mm2.强度越高，拉力越强，但是韧性越差。所以，在钢丝绳选型上应选择合适的强度。不能一味高强度。高强度钢丝绳拉力是强的，但是在耐磨度和柔韧性方面比较弱。 捻股的类型、结构和用途 钢丝绳的类型、结构、原料和生产工艺取决于用途。一般钢丝绳用直径 0.1～6.0mm 圆断面的碳素钢丝。捻制密封和半密封钢丝绳时，采用 Z形和其他异型钢丝。钢丝绳的类型按用途分：有悬吊桥梁用绳和矿用捻股、架空索道用承载绳、传动装置用牵引绳、电梯用绳、捆扎和拖编货物用系扎绳等。钢丝绳的品种不断增多，结构日益复杂，除采用各种涂层钢丝外，还使用不锈钢丝和双金属钢丝。为确保钢丝绳使用的安全性和可靠性,要求钢丝绳有足够的强度,良好的挠性、捻制的密实性、抗压性、耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳强度等，其中强度最为重要。

钢丝绳的截面结构有点接触圆股、线接触圆股、面接触圆股、异型股、单层股不旋转、密封及扁平等。其中面接触圆股钢丝绳是靠捻股机的牵引力将线接触绳股通过拔丝模或辊模拔制而成。通过拉模，绳股变形前和变形后的截面捻股中有涂油和镀层两种防腐措施。 涂油：所有钢丝绳都必须涂油。纤维芯浸油，要求油脂能够保护纤维芯不腐烂、不锈蚀钢丝,滋润纤维,并从内部润滑钢丝绳。表面涂油使绳股中所有钢丝表面都均匀地涂上一层防锈润滑油脂，其中对摩擦提升和矿水大的矿井用绳，要涂增磨和抗水性强的黑油油脂；其他用途则涂成膜性强、防锈性能好的红油油脂，并要求油层薄，便于在操作过程中保持清洁。

镀层：有镀锌、镀铝、涂尼龙或塑料等。镀锌又分钢丝先镀后拔的薄镀层和钢丝拔后镀锌的厚镀层，厚镀层的机械性能比光面钢丝绳有所降低，宜在严重腐蚀环境中使用。镀铝钢丝绳比镀锌钢丝绳更耐腐蚀、耐磨、耐热，主要用于渔业拖网船舶及含H2S的矿井等，采用先镀后拔法生产。涂尼龙或塑料的钢丝绳分涂绳和涂股后合绳两种。前者用于静索，后者用于动索。

卷线工序：将钢丝线盘，重新卷在捻股机的工字轮上；也可将钢丝从拔丝机后直接卷到工字轮上。 捻股 将钢丝捻成绳股。捻股机有筐篮式、轴管式、无管式和双捻机等。为12轴管式捻股机示意图，1是装下层绳股的工字轮，2是旋转的机筒，内装12个卷满钢丝的工字轮,3是成股的压线瓦，4是牵引轮，5是上层绳股的收线轮，机筒旋转一周，牵引轮引出的绳股长度即为股的捻距。 在合绳机上将绳股围绕绳芯中心线作螺旋线排列生产钢丝绳的工艺过程。合绳要严格按照钢丝绳制造工艺规定进行。合绳机选定后，应认真选配合绳用股，股的规格、结构、捻向(见钢丝绳捻法)、长度等应满足钢丝绳制造卡片的要求。股选定后，将载股工字轮安装在合绳机的工字轮轮架上。合绳工序中工字轮的安装、股的穿线方法、捻制参数的调整及捻制操作与捻股时的相同。合绳与捻股相比，仅在捻制工艺上有所不同。钢丝绳的捻制分为单捻钢丝绳的捻制、双捻钢丝绳的捻制和三捻钢丝绳的捻制3种类型。

单捻钢丝绳捻制方法和捻制工艺与相同结构的股的捻制方法和捻制工艺基本相同，区别仅在于在单捻钢丝绳中，围绕绳芯外的各捻制层的钢丝捻向是交替变化的，捻向则按外层钢丝的捻向确定。密封钢丝绳属单捻钢丝绳，捻制方法与捻制圆股单捻钢丝绳相似，其不同点在于，捻制时必须保证绳芯外的异形钢丝大面始终朝向钢丝绳的外表面。密封钢丝绳绳芯外异形钢丝的捻制一般在专用设备上完成。

双捻钢丝绳通常由2、3、4、6、7、8根股捻制而成。最多可达到36股，品种多，结构较复杂，是应用最广泛的钢丝绳。应用最普遍的是由6根股组成的双捻钢丝绳。中细规格的双捻钢丝绳可采用管式捻股机捻制。粗规格钢丝绳，特别是同向捻钢丝绳(见钢丝绳捻法)，采用筐篮式合绳机捻制。异形股钢丝绳可采用专用设备捻制，也可在普通合绳机上将圆形股变形成异形股后捻制成钢丝绳。面接触钢丝绳可采用异形钢丝绳捻制法制造，也可采用塑性压缩法制造。塑性压缩法是在捻股时将圆形股经受拉拔或辊压，使股中钢丝产生塑性变形，改变股内钢丝的接触状态，然后用这种股捻制成钢丝绳。三捻钢丝绳的捻制与双捻钢丝绳的捻制相同，只是捻制次数增加了。

所有钢丝绳都应捻制成不松散的。钢丝绳的不松散性能通过合绳时对捻制股进行预变形实现。金属绳芯的钢丝绳也可以采用热处理方法获得不松散性能。为了改善钢丝绳的力学性能和不松散性能，除合绳时对股进行预变形外，捻股和合绳时还广泛采用股矫直工艺，以消除钢丝绳的捻制应力。

在合绳机的牵引轮和收线装置之间设有钢丝绳涂油槽，对钢丝绳涂油。钢丝绳涂油后经排线机构均匀地缠绕在收线机构的工字轮上。捻制完毕后，钢丝绳的绳头用软钢丝扎紧并固定在工字轮轮盘上。