钢丝绳制造技术发展特点分析

现代钢丝绳制造技术具有如下特点 :股绳之间及股中钢丝之间保持一定间隙 ;股绳中不同规格钢丝的优化搭配 ;在设计阶段预先设置股捻制工艺参数目标值及波动范围 ;注重研究股、绳捻距之间匹配关系 ;增大捻距部分减小三角股钢丝绳使用初始伸长 ;相邻层股绳排列呈点、线复合形式 ;绳股加工工艺方法呈多样性 ;注 (填 )塑等特殊生产工艺使用日趋广泛     

16×6:IWRC抗旋转钢丝绳研制

16×6:IWRC属于23×7类钢丝绳的一种新结构,相比18×7+IWS钢丝绳具有更好的抗旋转性、抗冲击性和更高的破断拉力。采用圆股配丝原理对1 770 MPa级16×6:IWRC—28.00钢丝绳进行参数设计,通过精确计算和生产现场的严格控制,生产的成品钢丝绳实测直径为28.50 mm,钢丝绳实测捻距195.0 mm,内层绳实测捻距125.0mm,整绳破断拉力524 k N。拆股试验表明,合绳后钢丝性能满足GB 8918—2006的要求。     

特殊结构抗旋转钢丝绳探析

分析普通17×7,34×7类抗旋转钢丝绳早期失效的原因。对世界钢丝绳生产技术强势企业采用不同思路制造单层股抗旋转钢丝绳、特殊结构多层股抗旋转钢丝绳和特殊结构多层股粗直径抗旋转钢丝绳情况进行探析,指出存在的优点和缺点,并从组绳股的结构类型、股径差异、排列方式、压实工艺等方面介绍几种特殊结构多层股钢丝绳的特点。     

对压实单层股抗旋转钢丝绳相关问题的再认识

简述压实单层股抗旋转钢丝绳演变过程;介绍其结构品种,给出单层钢丝股、纤维芯多工序交叉捻股、纤维芯复合捻股、纤维芯平行捻股、纤维芯组合平行捻股、全钢丝平行捻股、全钢丝组合平行捻股、压实组合平行捻股等压实单层股抗旋转钢丝绳的结构示意图;叙述其在国内生产、使用情况及与国外在结构品种上的差距;研究其用于频繁冲击载荷时股间断丝、表面断丝、次外层断丝以及断股、断绳几率相对较高的主要原因;提出产品质量改进与应用推广建议。     

绳芯的作用及钢丝绳的股间间隙

讨论了影响钢丝绳质量和使用寿命的两个重要因素，强调绳芯的支撑作用。引述了国外计算股间间隙的经验公式，提出了生产时控制股间间隙和绳芯直径的两个比值范围。     

多股钢丝绳不旋转性能分析及结构改进

对普通单层股钢丝绳和多股钢丝绳工作时内部受力进行分析,推导出多股钢丝绳加载时扭转力矩的计算公式。理论计算和实际使用效果显示,多股钢丝绳虽然比普通单层股钢丝绳在不旋转性能上有较大的优越性,但仍然存在较多缺陷。根据对缺陷的分析研究,推荐使用17×7/28×7+NF多层股钢丝绳,钢丝绳直径为21mm、整绳受力为1kN时,扭转力矩为564.5N·mm,比同直径34×7结构钢丝绳的扭转力矩下降了87.87%,破断拉力总和提高3%~5%,基本能消除因扭转而造成的分层现象。     

钢丝绳捻制损失产生原因分析

介绍钢丝绳捻制损失的概念。通过试验,模拟雪茄式(管式)捻股(合绳)机捻制过程中的钢丝变形状况,证明钢丝绳捻制损失主要是由于在捻制股绳过程中钢丝自身扭转变形引起的,包括两个相反方向上的扭转变形,其单方向上最大理论变形量为一个捻距内钢丝螺旋长度上发生360°自身扭转,捻距越小,单位长度上的自身扭转变形越严重,钢丝强度、扭转值降低越多。对捻制损失引起的多种捻制缺陷进行介绍与分析,指出制绳钢丝的强度标准比拆股钢丝高30~50 MPa,就可以保证捻制后的钢丝绳强度符合拆股标准要求。     

四股不旋转钢丝绳的应用

1问题的提出在石油开采中,捞油机一般使用6×19S+FC16mm钢丝绳。钢丝绳在使用过程中往往出现松捻、麻芯松散脱落等现象。造成这种现象的原因是由于油井深度深(>1 500 m)、钢丝绳自重大,钢丝绳易被拉长,并且在较大加速度的前提下容易产生旋转而松劲,再加上钢丝绳与油井中含有盐、碱、水等腐蚀性介质相接触,使其使用周期缩短,一般最长使用时间为90 d左右。例如,某油田2005年11月5日使用6×19S+FC结构钢丝绳,实际使用长度为1 700 m,在捞油机上仅仅使用70 d就出现上述问题;某油田2006年1月8日使用6×19S+IWR结构钢丝绳,实际使用长度1 600 m,…     

关于我国多股抗旋转钢丝绳发展方向的思考(待续)

对国内外多股抗旋转钢丝绳生产研发和使用现状进行分析研究,得出以下观点:慎重生产和使用压实单层股钢丝绳;加速淘汰外层股11-12根2层股2次合绳钢丝绳;不断减少产出外层股17-18根3层股3次合绳钢丝绳;大力发展外层股15-18根2层股2次合绳钢丝绳。对国内发展多股抗旋转钢丝绳提出建议:研究强企采用外层绳或者内层绳压实、填塑、压实股与捻制股混合组绳等有效改善钢丝绳寿命技术;关注海工市场粗直径非标结构多层股钢丝绳普遍应用的现状;在持续关注钢丝绳破断拉力、抗旋转性能和优化生产工艺的同时,拓展对钢丝绳其他性能分析;多视角探讨如何提高成熟结构钢丝绳制造水平。     

对18×7类钢丝绳几个问题的认识

根据GB/T 8706—2006/ISO 17893:2004分析18×7类钢丝绳的理论结构与实用结构。指出该类钢丝绳抗旋转性能低于23(W)×7类钢丝绳、35(W)×7类钢丝绳。研究该类钢丝绳内层绳采用不同捻法的优缺点。建议对该类钢丝绳内层绳捻法设计应基于对导致钢丝绳失效的主要原因分析,没有固定模式。     

压实钢丝绳与三角股钢丝绳之异同

从组绳股截面形状特征看,压实钢丝绳与三角股钢丝绳均属异型股钢丝绳,但又有明显不同:前者能捻成同向捻、交互捻,甚至是混合捻,后者只能捻成同向捻;前者组绳股可以是单层钢丝股、平行捻股、组合平行捻股、压实股、股中心为纤维芯多工序捻股,后者只能是交互捻股,且股中心不能为纤维芯;前者股捻制参数是股径、捻距,且对股、绳捻制机组无特殊要求,但要配置专用压实设备,后者股捻制参数是螺距、股高、股宽和捻距,需要专门设备;前者股形状参数不像后者可以相对准确描述;前者外股外层钢丝截面不像后者能够保持圆形特征;前者可以生产成密实结构,后者十分困难;前者不像后者有正式的技术标准。     

厚镀锌层对钢丝绳破断拉力的影响

破断拉力是钢丝绳最直观、最重要的性能指标。不同钢丝绳标准在钢丝绳最小破断拉力计算公式中均不涉及组绳钢丝的镀层类别,但美系标准和一些世界钢丝绳生产技术强企指出厚镀锌层钢丝绳破断拉力相对光面钢丝绳和其他镀层类别钢丝绳都有一定幅度的降低。其原因可能为:厚镀锌层通过影响钢丝抗拉强度以外的其他性能而影响钢丝绳破断拉力;厚镀锌层通过降低组绳钢丝实际承载能力而影响钢丝绳破断拉力;厚镀锌层通过影响股绳结构稳定性而影响钢丝绳破断拉力。     

对压实(股)钢丝绳特性与生产技术难度的认识

压实股钢丝绳具有与匹配滑轮(卷筒)沟槽有较大接触面积、不同层钢丝间接触应力小、更加适应多层缠绕和较高破断拉力等优点,缺点在于钢丝截面存在应力集中、钢丝间相互滑动受阻、塑性变形热对钢丝性能有不利影响和股绳捻距倍数匹配不合理会加大摩擦副的磨损;生产技术难度在于对钢丝质量、润滑油脂质量、压实工装模具质量要求高及结构参数设计难度大,另外,要求捻股机有足够动力。压实钢丝绳具有与匹配滑轮(卷筒)沟槽接触面积大、钢丝绳破断拉力高、更加适合多层缠绕和使钢丝绳抗旋转性能得到改善等优点,缺点在于同层股滑动能力降低、组股相邻层钢丝接触紧密性受影响而降低其疲劳性能;生产技术难度在于对钢丝质量、纤维芯质量要求较高和对组绳股合理间隙控制要求比较严格。     

对特种钢丝绳的理解与认识

特种钢丝绳是一个结构、数量不断增加的钢丝绳系列产品,值得钢丝绳企业关注、研究和开发,其内涵与外延有待明晰、界定。以迪帕、威路配特种钢丝绳为例,介绍国外特种钢丝绳的发展概况,其生产技术及应用水平领先于国内企业。认为特殊工艺(低温回火、编织、压实填塑等)制造的钢丝绳、国内现用标准未能涵盖的钢丝绳(压实钢丝绳、石油行业用5股钢丝绳、电梯用9股钢丝绳、异型股钢丝绳、满充式钢丝绳等)、特殊环境(极地、海洋等)使用的钢丝绳、特殊材料制造的钢丝绳、极值(超长、超重、极细、极粗)钢丝绳等均在特种钢丝绳的涵盖范围。     

对压实钢丝绳性能的探讨(待续)

介绍压实类钢丝绳,包括压实股钢丝绳、压实钢丝绳、双压实钢丝绳和填塑压实钢丝绳的生产应用。指出压实钢丝绳的生产使用注意事项,研究锻打法和整体模拉拔法生产钢丝绳的区别。试验证实:当锻打钢丝绳的锻打压缩总量不小于15%时,钢丝绳拆股试验时钢丝弯曲值不合格数量将超过25%。阐述压实钢丝绳对绳芯的要求,对压实钢丝绳进行拆股试验和表面硬度测定,给出测量结果。介绍四股压实钢丝绳、6K×7+FC、5K×7+FC、3K×19S+FC、6K×26SW+IWRC等结构压实类钢丝绳的成功应用,并指出压实钢丝绳可能应用的新领域。     

防扭钢丝绳用单股钢丝绳生产中存在的问题和对策

分析影响防扭钢丝绳用单股钢丝绳使用寿命的因素,针对生产中存在的问题给出对策:(1)钢丝抗拉强度散差波动控制。拉拔过程采用水箱湿式拉拔,严格控制半成品钢丝的公差范围并消除钢丝冷拉变形的残余应力。(2)镀锌控制。水箱拉拔压缩率大于95%且出线直径小于0.50 mm的钢丝全部采用电镀锌生产,其余则用热镀锌生产;单股钢丝绳外层钢丝采用热镀锌生产,内层钢丝采用电镀锌生产。(3)钢丝绳长度和线密度的控制。严格控制拉丝工序各道次钢丝直径及公差,捻制工序采用电子计米器检测钢丝绳的长度,保证钢丝绳长度精确率。加强防扭钢丝绳用单股钢丝绳生产过程控制,可提高产品质量,提升生产效率,降低生产成本。     

提升钢丝绳的选择与安装使用

提出提升钢丝绳的选择原则。介绍提升钢丝绳安装的5种方法:绳夹(带套环)法、金属套管固接法、合金或树脂熔铸固接法、楔形接头法、压板固定法。提升钢丝绳安装时应注意:缠绕方向由钢丝绳捻向和引出方位决定;绳索偏角应控制在0.5°~2.5°;卷筒、滑轮的轮槽直径最少应比钢丝绳的公称直径大5%,一般应控制在5%~10%。新钢丝绳使用时应注意磨合期,使用中注意添加润滑油脂、避免反向弯曲和扭结,反向弯曲钢丝绳的使用寿命比同向弯曲低约50%,钢丝绳扭结会使钢丝绳的破断拉力损失约50%。     

多工序交叉捻股钢丝绳结构特性与参数设计

对多工序交叉捻股钢丝绳组股不同层钢丝直径是否相等和组股不同层钢丝在股中是否应具有相同捻角进行研究,分析认为,无论组股相邻层钢丝相差多少根,对多工序交叉捻股,当遵循不同层钢丝在股中具有相同捻角与钢丝无间隙时,不同层钢丝直径并不相等,而当相邻层钢丝相差6根时,不同层钢丝直径差异不大。为提高组股钢丝受力均匀性并保持钢丝间合理间隙,应按照从外到内捻角逐渐增大的方式设计不同层钢丝直径与捻距。     

压实单层股抗旋转钢丝绳压实方法探讨

对国内外不同企业、不同结构压实单层股抗旋转钢丝绳的标识与压实方法进行研究,分析认为在圆股挤压成型、整体模拉、辊拉、锻打等压实钢丝绳生产方法中,锻打法最为合理.介绍不同压实方法的优缺点.锻打法的优点:可以实施大的压缩率;对股捻制质量要求相对较松,锻后钢丝绳外观质量好;捻制内应力可以得到充分消除,锻后钢丝绳平直性好、柔软;...