鋼絲繩整繩破斷拉力影響因素及質(zhì)量檢測

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。按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)可以分為不同的類別，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、運輸、航海和航空航天、石油和海洋工作等諸多領(lǐng)域。

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在實際應(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，有必要對鋼絲繩破斷拉力影響因素進(jìn)行分析，并對鋼絲繩進(jìn)行科學(xué)的質(zhì)量檢測。

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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，通過試驗所測得鋼絲繩整繩破斷拉力的大小也同樣有多種影響因素。

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1、鋼絲繩中鋼絲的抗拉強(qiáng)度

鋼絲繩承載能力的獲得來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越高，二者成正向關(guān)系。

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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，不同的材質(zhì)對于鋼絲繩整體性能的作用有所差別。纖維芯可以儲存較多的潤滑脂，能夠更好地對鋼絲繩起到潤滑作用，金屬繩芯鋼絲繩更耐磨、抗擠壓，破斷拉力也相對較高。

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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。

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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)分為點接觸、線接觸或面接觸等類別，每種類別內(nèi)部鋼絲間受力方式有所區(qū)別。例如，線接觸類鋼絲繩為平行捻制，內(nèi)外層鋼絲互相接觸在一條螺旋線上，當(dāng)處于受力狀態(tài)時，其鋼絲之間的接觸應(yīng)力較于點接觸類鋼絲繩小得多，具有更大的承受載荷的能力，因此在使用條件相同情況下，線接觸鋼絲繩使用壽命比點接觸鋼絲繩長。

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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。在對其破斷拉力進(jìn)行深入分析時，應(yīng)根據(jù)實際綜合多種影響因素進(jìn)行判斷，對于檢測試驗所得到的數(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。

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質(zhì)量檢測

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

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（1）試樣制備

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

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（2）試驗過程

確保試驗環(huán)境溫度符合要求，將試樣安裝于試驗機(jī)上，并保證試樣軸線與試驗機(jī)夾頭軸線重合。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)整試驗機(jī)零點后再進(jìn)行拉伸試驗。整個過程中應(yīng)平穩(wěn)加載，可根據(jù)試驗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)試樣破斷位置及實測破斷拉力對試驗有效性進(jìn)行判斷，如果試驗無效，應(yīng)重新取樣進(jìn)行試驗。需要注意的是，試驗過程中應(yīng)采取有效措施，防止鋼絲繩試樣發(fā)生旋轉(zhuǎn)，以免因此影響整個試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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結(jié)語

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)量檢測過程中需加以重視的方面。鋼絲繩性能能否長期保持安全穩(wěn)定，除了與其自身質(zhì)量密不可分，也與日常使用過程中對鋼絲繩的愛護(hù)和保養(yǎng)有直接關(guān)系。在鋼絲繩使用與存放過程中，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)境使用時應(yīng)采取隔熱措施，并經(jīng)常對鋼絲繩進(jìn)行檢查，以確保其安全性。