钢丝绳及其应用
钢丝绳及其应用
钢丝绳是至少有两层钢丝围绕一个中心钢丝或多个股围绕一个绳芯螺旋捻制而成的结构，分为多股钢丝绳和单捻钢丝绳。
《钢丝绳 术语、标记和分类》（GB/T 8706—2017）规定了钢丝绳的术语与定义、标记和分类。
一、钢丝绳的类型及其术语与定义
钢丝绳的类型及其术语与定义见表 4-1。
二、钢丝绳标记系列
钢丝绳标记系列应由下列内容组成：尺寸、钢丝绳结构、芯结构、钢丝绳级别（适用时），钢丝绳表面状态，捻制类型及方向。钢丝绳标记系列实例如图4-1所示。
起重机用钢丝绳是用于梁式、桥式、门式、半门式、固定式、台梁式、塔式、流动式、浮式、门座、半门座、装卸桥、铁路、甲板、桅杆、悬臂起重机的钢丝绳。
《起重机 钢丝绳 保养、维护、检验和报废》（GB/T 5972一2016）规定了起重机和电动葫芦用钢丝绳的保养与维护、检验和报废的一般要求。
《钢丝绳 安全 使用和维护》（GB/T 29086—2012）规定了应由钢丝绳制造商提供的钢丝绳使用和维护信息的种类。当钢丝绳为机器、设备或装置的一部分时，制造商的使用手册中应包含钢丝绳使用和维护信息的种类。该标准不适用于钢丝绳吊索。
起重机用钢丝绳应视为易损件。
三、钢丝绳的日常检查
当缺少起重机制造商和（或）钢丝绳制造商或供货商提供的有关钢丝绳的使用说明书时，钢丝绳应按以下要求进行日常检查∶
（1）至少应在特定的日期与预期的钢丝绳工作区段进行外观检查，目的是发现一般的劣化现象或机械损伤。此项检查还应包括检查钢丝绳与起重机的连接部位。钢丝绳缺陷的典型实例如图4-2 所示。
（2）对钢丝绳在卷筒和滑轮上的正确位置也宣检查确认，确保钢丝绳没有脱离正确的工作位置。
（3）所有观察到的状态都应报告。并且由主管人员根据定期检查规定对钢丝绳进行进一步的检查。
（4）无论何时，只要发生变动、如当起重机移动作业现场及重新安装索具后，都应按规定对钢丝绳进行外观检查。
可以指定起重机司机或操作员在其培训合格和能力所及的范围内承担日常检查工作
四、钢丝绳的报废基准
1.钢丝绳的劣化模式和报废基准
当缺少起重机制造商和（或）钢丝绳制造商或供货商提供的有关钢丝绳的使用要求时，钢丝绳的报废基准应符合表 4-2 的规定。
除以上劣化模式外，钢丝绳还有一种情况是弹性降低。在某些情况下，常常与工作环境有关，钢丝绳会经受实质性的弹性降低，致使不能继续使用。这种情况通常会很难被发现，但会伴随下列情况发生：
（1）钢丝绳直径减小。
（2）钢丝绳的长度增加
（3）绳股之间、钢丝绳之间的间隙减小。
（4）绳股之间、钢丝绳之间的凹处出现褐色的细粉末（摩擦腐蚀的迹象）。
（5）钢丝绳在使用时有明显的僵硬感，及时还没有可见断丝，直径减小量也比钢丝间的单纯磨损产生的直接减小量大。
表4-5是直径等值减小的报废基准——单层缠绕卷筒和钢制滑轮上的钢丝绳。在卷筒上单层缠绕和（或）经过钢制滑轮的钢丝绳区段，直径等值减小的报废基准值见表中的粗体字，这些数值不适用于交叉重叠区域或其他由于多层缠绕导致类似变形的区段。
表4-5给出了直径等值减小的等效值，用钢丝绳公称直径的百分比表示，将严重程度分级以20%为单位增量表示（即20%、40%、60%、80%、100%），也可以选择其他的严重程度分级方法，如用25%作为单位增量（即25%、50%、75%、100%）。
计算减小量的参考直径是钢丝绳的非工作区段在钢丝绳开始使用后立即测量的直径。
用公称直径百分比表示的直径等值减小，用式（4-1）计算。
Q=[（dref-dm）/d]×100%
式中 dref——参考直径
dm——实测直径
d——公称直径
示例1：直径为40m的6X36-JWRC钢丝绳，参考直径为41.2mm，检测时的实测直径为39.5mm,直径减小百分比为[(41.2-39.5)/40]x100%=4.25%。从表4-5中查得，与其对应的因直径等值减小而趋于报废的严重程度分级为20%（轻度）。当钢丝绳从参考直径减小公称直径的7.5%即3mm时，就达到报废基准，此时的报废直径为38.2mm。示例2：同样的钢丝绳，检测时的实测直径为38.5mm，直径减小百分比为[(41.2-38.5)/40]x100%=6.75%。从表4-5中查的得，严重程度分级为80%（严重）。
2.钢丝绳状态和劣化程度的综合影响评价
虽然断丝是钢丝绳报废的常见原因，但劣化通常是多种因素综合影响的结果。例如，钢丝绳可能在遭受断丝和反复经过滑轮均匀磨损的同时，还会由于在海洋环境下工作而受到腐蚀。
因此，主管人员需要做如下工作：
（1）考虑不同的劣化模式，特别是当它们发生在钢丝绳的同一位置时。
（2）对不同劣化模式的综合影响进行总体评价。
（3）确定钢丝绳是否可以继续安全使用，如果能够继续使用，是否需要修改检验和报复规则的相关条款。
五、起重机用钢丝绳在不利条件下的使用限制
1.温度
（1）碳素钢丝制造的钢丝绳使用限制。
1）应考虑钢丝绳使用中可能达到的最高温度，如果过低地估计使用中钢丝绳所处的环境温度则可能造成险情。
2）纤维股芯或纤维绳芯多股钢丝绳系使用中能够承受的最高温度为100 ℃。一般当温度超过60 ℃时，会加速钢丝绳油脂的流失，降低钢丝绳的使用寿命。
3）钢芯多股钢丝绳系和单捻钢丝绳系（如单股绳和密封钢丝绳）使用中能够承受的最高温度可以达到200 ℃。在此状态下应减少额定工作载荷，但是该值的确定主要还是取决于钢丝绳在高温中暴露时间的长短和钢丝直径的大小。钢丝绳在100～200 ℃温度范围内工作时，据估计其强度损失可达10%。
4）如果钢丝绳的工作温度超过200 ℃，则需要使用特殊的润滑剂，并且需要考虑比上述强度损失更大的强度损失，用户应征询钢丝绳或设备制造商的建议。
5）在-40 ℃环境温度下工作时，钢丝绳的强度不会受到不利影响，因此可以不考虑减少钢丝绳的额定工作载荷。但是，钢丝绳的其他性能可能降低，这主要取决于钢丝绳润滑剂在低温条件下的有效性。
6）当钢丝绳装配有终端固接装置时，温度限制参考下述规定。
（2）终端固接装置使用限制。
除上述所列限制，以及钢丝绳制造商或者机器、设备或装置制造商另有规定之外， 钢丝绳终端固接装置的工作温度不得超过下列数值∶
1）铝合金套管压制索具∶150 ℃。
2）钢制套管压制索具∶ 200 ℃。
3）铅基合金浇灌固接索具∶ 80 ℃。
4）锌或锌基合金浇铸固接索具∶ 120 ℃。
5）树脂浇灌固接索具∶参考树脂浇灌固接设计者的作业指导书。
2. 特别危险工况下使用
如果钢丝绳在特别危险工况，如海上作业、载人电梯以及诸如熔融金属、腐蚀性介质、放射性物质等潜在危险载荷下使用，则应进行风险评估并依次选择或调整相应的额定工作载荷。