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防扭鋼絲繩用單股鋼絲繩生產(chǎn)中存在的問題和對
發(fā)布時間：2020-02-05 10:39 文章來源：未知 文章作者：admin 點擊數(shù)：
DL/T1079-2007輸電線路張力架線用防扭鋼絲繩》前言明確指出：防扭鋼絲繩又稱編制防扭鋼絲繩，也稱無扭鋼絲繩或不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩。防扭鋼絲繩是以單股鋼絲繩為編織元件，采用專用設(shè)備按
DL/T1079-2007輸電線路張力架線用防扭鋼絲繩》前言明確指出：防扭鋼絲繩又稱編制防扭鋼絲繩，也稱無扭鋼絲繩或不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩。防扭鋼絲繩是以單股鋼絲繩為編織元件，采用專用設(shè)備按照一定編松規(guī)律，有別于鋼絲繩常規(guī)生產(chǎn)方法的一種特種鋼絲繩。
防擔(dān)鋼絲繩最優(yōu)良的特性是不旋轉(zhuǎn)，與四股扇形股鋼絲繩、三股少扭鋼絲繩、多層股鋼絲繩、密封鋼絲繩等其他不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩相比，在自由狀態(tài)下，其施加張力時的旋轉(zhuǎn)角度（自由角度）和合成轉(zhuǎn)矩（自由扭轉(zhuǎn)）更趨近于零，在實際使用中不結(jié)扣，具有極高的防扭、耐磨性，且柔軟光滑、負(fù)載能力強(qiáng)。防扭鋼絲繩應(yīng)用廣泛，如輸變電線路施工中張力放線用的導(dǎo)引繩、牽引繩等。
1影響防擔(dān)鋼絲繩使用壽命的因素
防扭鋼絲繩使用環(huán)境以及使用方法具有特殊性，鋼絲繩質(zhì)量直接關(guān)系到施工的安全田。影響其使用壽命主要因素有鋼絲繩的安裝、使用過程的保養(yǎng)、維護(hù)以及鋼絲繩套的插接、連接器的配套等。
防擔(dān)鋼絲繩的質(zhì)量取決于編織前單股鋼絲繩的質(zhì)量，影響單股鋼絲繩質(zhì)量的因素主要是鋼絲質(zhì)量以及撿制過程的質(zhì)量控制。鋼絲的質(zhì)量指標(biāo)主要有抗拉強(qiáng)度、強(qiáng)度波動范圖、扭轉(zhuǎn)性能、彎曲性能、鐘層面質(zhì)量等。
鋼絲的抗拉強(qiáng)度決定防擔(dān)鋼絲繩的破斷拉力，鋼絲的抗拉強(qiáng)度越大，防扭鋼絲繩的破斷拉力越大。但鋼絲的抗拉強(qiáng)度越大，鋼絲的彎曲扭轉(zhuǎn)性能越差，這又從另一方面影響著防扭鋼絲繩的性能，因此鋼絲的抗拉強(qiáng)度應(yīng)按照一定的級別分類，同時對綱絲抗拉強(qiáng)度波動有上下限控制，強(qiáng)度波動范圍過大，位于強(qiáng)度范國下限的鋼絲容易斷裂，當(dāng)斷絲數(shù)量超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，防扭鋼絲能必須降級甚至報廢。創(chuàng)繩鋼絲的彎曲及擔(dān)轉(zhuǎn)性能也影響防搖鋼絲繩的壽命，張力架線過程中，防擔(dān)鋼絲繩需多次通過放線滑車、牽引卷簡、張力機(jī)張力輪，同時防擔(dān)鋼絲繩在受力狀態(tài)下股繩、鋼絲均存在擔(dān)矩，受力越大，擔(dān)矩越大，雖然理論上防扭鋼絲繩簽體在編制工藝過程中使得這些扭矩相互抵消，但在使用過程中承受著反復(fù)彎曲、扭轉(zhuǎn)的作用，鋼絲的彎曲及扭轉(zhuǎn)性能越差，就越容易出現(xiàn)綱絲脆斷，導(dǎo)致防扭鋼絲能的使用壽命降低。
防扭鋼絲繩經(jīng)常在惡劣的露天作業(yè)條件下使用，尤其是在南方有酸雨的環(huán)境中使用，通常要求表面鍍鋅，但仍然避免不了因鋼絲銹憾而引發(fā)斷絲、斷股，使鋼絲能報廢的現(xiàn)象，難以滿足用戶要求，因此鋅層質(zhì)造也影響著防扭鋼絲繩的使用壽命。
2單般鋼絲紀(jì)生產(chǎn)中存在問題和對策
江蘇法爾勝濃界集團(tuán)有根公司鍋絲制品事業(yè)部擁有專業(yè)的防扭用單股鋼絲繩生產(chǎn)基地，年生產(chǎn)能力1000t，在提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本方面，做了大量的基礎(chǔ)工作，制定了防扭用單股鋼絲繩生產(chǎn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/320281PF06-2009，以典型的1×19點接觸鋼絲繩和1×19W、1×29Fi、1×25Fi級接觸為主要結(jié)構(gòu)，規(guī)格為01.8-6.5mm，公稱強(qiáng)度1870~2260MPa。面對如此繁多的品種結(jié)構(gòu)和公稱強(qiáng)度，為了高效生產(chǎn)出滿足客戶需求的單股鋼絲繩，筆者在組織生產(chǎn)和工藝技術(shù)方面做了大量基礎(chǔ)研究工作。
2.1鋼絲抗拉強(qiáng)度散差波動控制
鋼絲的力學(xué)性能與其化學(xué)成分和金相組織密切相關(guān)，鋼絲經(jīng)過不同的熱處理工藝后獲得的微觀組織不同，鋼絲的性能也不相同。
3結(jié)論
防擔(dān)用單股鋼絲繩的制繩鋼絲采用碳素鋼絲經(jīng)過等濕淬火處理得到適合拉撥加工的索氏體組織，再經(jīng)過進(jìn)一步冷拉得到高強(qiáng)度鋼絲。鋼絲在冷拉過程中，位錯密度升高，索氏體片層間距縮小，隨著變形織構(gòu)的形成，鋼絲抗拉強(qiáng)度、表面硬度提高，塑性、初性指標(biāo)下降。生產(chǎn)制繩用半成品鋼絲時，將冷拉后的綱絲強(qiáng)度波動控制在較小范圍內(nèi)，有利于提高鋼絲繩的綜合質(zhì)量和使用性能，因此通過科學(xué)的工藝控制體系和嚴(yán)密的生產(chǎn)組織管理能夠有效地控制鋼絲抗拉強(qiáng)度散差波動a-0。
2.1.1鋼絲鉛淬火
鋼絲犧淬火的目的在于消除加工硬化，得到適合拉拔加工的索氏體組織，并確保拉拔后鋼絲的力學(xué)性能符合要求。
鋼絲在奧氏體化過程中，在熱處理爐內(nèi)經(jīng)過預(yù)熱、加熱、保溫3個階段?？焖偕郎睾洼^高線溫有利于奧氏體的快速形核并增加形核率，得到較細(xì)的奧氏體品往，從而得到較高的抗拉強(qiáng)度。
鋼絲悟淬火過程，鋼絲的冷卻速度主要是通過鉛液濕度進(jìn)行調(diào)整，鋼絲和鋁液存在較大的過冷度，可以提高綱絲的相變速度，得到較細(xì)的品往，提高鋼絲鉛淬火后的強(qiáng)度。
使用鋁淬火處理的鋼絲一般都是由索氏體化盤條拉拔而成。不同拉拔工藝生產(chǎn)的鋼絲，由于塑性變形程度不同，其抗拉強(qiáng)度存在一定幅度的散差，同時鋼絲在拉拔過程中儲存了大量的變形能，因此金屬內(nèi)部原子的內(nèi)能也存在差異。由于奧氏體、鐵素體、滲碳體之間的含碳量存在差異，鋼絲奧氏體化過程中必然有原子遷移，而原子遷移速度受其內(nèi)部能量高低的影響，需要鉛淬大的鋼絲都經(jīng)過較大的壓縮率變形，原子內(nèi)能增加，有利于奧氏體化過程的形核，可以符到細(xì)化的品柱，同時鋼絲經(jīng)鉛淬火后抗拉強(qiáng)度升高，
2.1.2鋼絲拉拔
拉拔設(shè)備一般選用水箱拉絲機(jī)，在總壓縮率和部分壓縮單相同的清況下，良好的潤滑以及對綱絲的冷卻效果明顯優(yōu)于干式拉拔，拉拔后鋼絲的初性指標(biāo)較好。
經(jīng)過水箱冷拉拔的鋼絲抗拉強(qiáng)度隨著總壓編率和部分壓縮率的增大而增加，在總壓縮率相同的條件下，鋼絲含碳量越高，拉拔后強(qiáng)度越高，同時增加部分壓縮率減少拉救道次，鋼絲梳拉強(qiáng)度也會提高。
在實際生產(chǎn)中，比如以70鋼直徑（2.4±0.03）mm鉛淬火半成品鋼絲經(jīng)水箱拉拔成直徑（0.80±0.01）mm的鋼絲為例，當(dāng)半成品鋼絲最大線徑為
2.43mm，要求拉拔成最小成品級徑0.79mm時，總壓縮率為89.43%；而當(dāng)半成品鋼絲最小線徑為2.37mm；要求拉撥成最大成品線徑0.81mm時，總壓編率為88.32%，總壓縮率的偏差會造成成品綱絲強(qiáng)度波動，因此在拉拔半成品鋼絲時，直徑公差越小越有利于控制成品鋼絲的抗拉強(qiáng)度散差，水箱用拉絲模的工作區(qū)角度、定徑帶長短對冷拉鋼絲的抗拉強(qiáng)度也有影響。
鋼絲通過拉絲模時，變形區(qū)鋼絲處于徑向受壓和軸向受拉的狀態(tài)，鋼絲冷拉變形后鋼絲表面出現(xiàn)殘余應(yīng)力，在拉拔過程中潤滑液如果潤滑不良，拉拔后的鋼絲沒有通過矯直設(shè)備消除應(yīng)力，則鋼絲存在較大的殘余應(yīng)力，而殘余應(yīng)力對鋼絲的性能有較大的影響，殘余應(yīng)力的狀態(tài)以及分布對鋼絲的抗拉強(qiáng)度有極為重要的影響。
在實際生產(chǎn)過程中，必須針對影響鋼絲抗拉強(qiáng)度散差的影響因素制定有效的管理措施，既要保證單根鋼絲的通條力學(xué)性能均勻性，又要考慮將所有鋼絲的抗拉強(qiáng)度波動控制在較小的范圍，從而得到強(qiáng)度、韌性最佳組合的制繩鋼絲，為提高單股防扭鋼絲繩的綜合質(zhì)量創(chuàng)造必要的條件。
2.2鋼絲鍍鋅控制
防擔(dān)鋼絲紀(jì)全部用于堂外，因此對其耐腐蝕性能要求很高。制繩鋼絲的鋅層主要是保護(hù)綱絲不受腐蝕，從而提高防擔(dān)鋼絲繩的使用壽命。對于生產(chǎn)防擔(dān)用單膠鋼絲繩來說，在創(chuàng)繩鋼絲的鋅層質(zhì)量以及生產(chǎn)加工過程中的鋅層磨損、破壞等各方面需要嚴(yán)格控制。
鋼絲餃鋅一般分為熱鍍鋅和電鍍鋅。電餃鋅的優(yōu)點是鋼絲絨層厚度均勻、致密，鋼絲鍵前和鍵后力學(xué)性能沒有大的變化，鍍層厚度也可以根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)整；缺點是如果綱絲鍍前清選不干凈，絨層與鋼絲基體的結(jié)合力差，容易出現(xiàn)稅鋅現(xiàn)象田。熱鍍鋅的優(yōu)點是鍍層與鋼絲基體結(jié)合力強(qiáng)，或本比較低；缺點是熱鍍鋅鋼絲力學(xué)性能變化大，強(qiáng)度損失多。結(jié)合防擔(dān)的絲繩的使用，采用熱策鋅和電鍵鋅相互彌補(bǔ)的組合方式，從生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效季等多方而進(jìn)行優(yōu)化組合：（l）對于水箱拉拔壓縮季大于95%，且出線直徑小于0.50mm的鋼絲全部采用電絨生產(chǎn)，其余則用熱絨待生產(chǎn)；（2）單股鋼絲繩不論是點接觸還是線接觸，外層鋼絲一律采用熱鍵鋅生產(chǎn)，內(nèi)層可以選擇使用電鏡鋅鋼絲。
2.3鋼線紀(jì)長度和線密度的控制2.3.1產(chǎn)品工藝設(shè)計
按照防扭鋼絲繩用單股鋼絲繩的技術(shù)要求，諾如規(guī)格、結(jié)構(gòu)、拾距倍數(shù)、長度、長度公差范圍以及單位長度質(zhì)量等具體要求，進(jìn)行工藝設(shè)計。
首先通過計算機(jī)模擬確定鋼絲的直徑以及直徑公差，結(jié)構(gòu)為lxl9W時，拾縮系數(shù)e與檢距倍數(shù)K的關(guān)系式：s=l/cos arctan（3x/4k）；結(jié)構(gòu)為1×25Fi時，s=1/cos arctan（4m/5k）；結(jié)構(gòu)為1×29i時，c=l/cos arctan（5m/6k）。鋼絲的直徑可以精確到3位數(shù)，鋼絲直徑公差控制在主0.005mm以內(nèi)，鋼絲的長度按照生產(chǎn)倍數(shù)關(guān)系，根據(jù)定尺要求長度來以撿縮系數(shù)s即可。
2.3.2產(chǎn)品過程控制
根據(jù)上述工藝規(guī)定，組織各生產(chǎn)工序，落實工藝參數(shù)，并按照實際生產(chǎn)及檢驗效果及時進(jìn)行工藝調(diào)整和工裝設(shè)施的改跡。
（1）拉絲工序。嚴(yán)格控制各道次鋼絲直徑及公差，并準(zhǔn)確計來。根據(jù)每臺拉絲機(jī)的不同性能以及原料的具體情況，選擇符合生產(chǎn)工藝的拉絲模材質(zhì)以及孔型結(jié)構(gòu)，保證鋼絲直徑及性能的通條一致性，配置性能準(zhǔn)確的高精度計米器，按照拉絲機(jī)臺的共體情況設(shè)置適當(dāng)?shù)男拚禂?shù)，使得計未準(zhǔn)確，生產(chǎn)完逐件進(jìn)行稱重復(fù)核，校正計米修正系數(shù)，
（2）撿制工序，嚴(yán)格控制工序的工藝操作，避免生產(chǎn)過程劃傷鋼絲表面鋅層，嚴(yán)禁任意電接頭或任意截斷綱絲，在拾制車臺配置高精度電子計來器，保證單股鋼絲繩長度60。采用電子計米器檢測鋼絲繩的長度，只是在小齒輪轉(zhuǎn)動時，通過電子傳感器測定小齒輪軸轉(zhuǎn)過的圓數(shù)，從而完成電子計米，避免了機(jī)械式計米器長期磨損易壞的問題，保證了鋼絲繩的長度精確率。
（3）保證工序協(xié)調(diào)，層層檢驗把關(guān)，禁止短尺、超長、直徑超標(biāo)、鋼絲或鋼絲繩有接頭或其他缺陷的產(chǎn)品流入下道工序。
防扭鋼絲繩用單股鋼絲繩的生產(chǎn)，客戶基本是以長度和理論重量進(jìn)行結(jié)算，因此在組織生產(chǎn)的過程中，長度及線密度的合理控制非常關(guān)鍵，稍有不慎就會增加生產(chǎn)成本。以上措范既能保證客戶對長度和線密度的需求，又能合理控制生產(chǎn)成本，減少不必要的浪費(fèi)。
3結(jié)論
針對影響鋼絲抗拉強(qiáng)度和強(qiáng)度散差的因素，在生產(chǎn)中制定有效的管理措施和生產(chǎn)工藝，既保證了單根鋼絲力學(xué)性能的通條性，又將鋼絲強(qiáng)度波動控制在較小的范圍：針對鋼絲鋅層的防腐要求，在生產(chǎn)中通過熱鍍鋅和電策鋅的有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)了鋅層質(zhì)量的合理達(dá)標(biāo)，降低了生產(chǎn)成本；針對鋼絲繩長度和線密度的精確控制，通過合理的工藝設(shè)計、精選計術(shù)裝置和工裝以及生產(chǎn)過程控制，保證了鋼絲繩的精確計量。
通過生產(chǎn)工藝設(shè)計以及協(xié)調(diào)的組織生產(chǎn)，實現(xiàn)了防扭鋼絲繩使用壽命影響國素和編織用單股鋼絲繩實際生產(chǎn)控制的有機(jī)結(jié)合，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
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