鋼絲繩是將力學性能和幾何尺寸符合要求的鋼絲按照一定的規則捻制在一起的螺旋狀鋼絲束,鋼絲繩由鋼絲、繩芯及潤滑脂組成,在物料搬運機械中,供提升、牽引、拉緊和承載之用。鋼絲繩具有強度高、自重輕、彈性好、工作平穩可靠、承受動載和過載能力強以及在高速工作條件下運行和卷繞無噪聲等優點,在建筑、礦產、冶金、交通、旅游等國民經濟各主要行業和部門得到廣泛應用。
作為大型建筑和工程設施中應用廣泛的一種撓性構件,鋼絲繩的質量直接影響著施工操作的安全性,因此人們一直在探索各種試驗方法以求全面地了解鋼絲繩的性能特點,接下來本文將根據GB/T8358-2014來簡要介紹鋼絲繩的實際破斷拉力測定方法。
一、試驗原理和適用范圍
對鋼絲繩試樣施加拉力,拉伸至鋼絲繩斷裂。測定鋼絲繩的實際破斷拉力,或者試驗至規定拉力值。
本方法適用于各種鋼絲繩產品實際破斷拉力的測定。合金澆注法適用于鋼絲繩直徑大于等于 6 mm或鋼絲直徑大于等于0.5 mm鋼絲繩;樹脂澆注法和套管壓制法適用于所有類型的鋼絲繩;直接夾持法適用于單股鋼絲繩,也適用于其他結構的鋼絲繩;纏繞法適用于直徑不大于20 mm鋼絲繩。
二、試樣制備
1、通用要求
(1) 未經使用的鋼絲繩,試樣應從外觀檢查合格處截取。
(2) 在用或已用過的鋼絲繩,試樣應從被相關各方認可處截取。
(3) 鋼絲繩試樣應平直,不得有彎曲。
(4) 為了防止鋼絲繩松散,截取試樣前兩端應用低碳鋼絲牢固捆扎。
(5) 試驗長度即兩夾頭之間的距離應符合表1的規定。
(6) 試樣的總長度等于試驗長度加上試樣夾持長度。
2、合金澆筑法試樣制備
(1) 在去掉端部捆扎之前,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,每個捆扎的長度至少應等于鋼絲繩公稱直徑的兩倍。對于預變形鋼絲繩,通常兩側各一個捆扎即可;對于非預變形鋼絲繩、阻旋轉鋼絲繩和平行捻密實鋼絲繩,兩側最少各兩個捆扎。
(2) 逐一打開繩股及股中鋼絲呈帚頭狀,在任何情況下不得對鋼絲進行矯直,但允許彎成鉤形。對于纖維芯類鋼絲繩,則應從帚頭根部去掉纖維繩芯。
(3) 為了澆鑄牢固,應將帚頭鋼絲表面的油污清洗干凈。如采用稀酸溶液清洗,浸置的時間以鋼絲表面不出現麻點為原則。
(4) 將清洗干凈的帚頭裝入模具中調正,用合適的合金液緩慢注入模具中,澆鑄成圓錐體,見圖2。為了確保合金與鋼絲結合牢固,澆鑄前可在帚頭鋼絲表面浸蘸合適的溶劑。為了降低澆鑄溫度對試驗結果的影響,應盡量采用低熔點的合金進行澆鑄,必要時可以采用鉍、銻、錫等低熔點合金進行澆鑄。
(5) 澆鑄后的試樣應自然冷卻至室溫,不得采用任何強制冷卻措施。經稀酸溶液浸泡清洗的試樣應在冷卻至室溫后的2h內完成試驗。
3、樹脂澆注法試樣制備
將清洗干凈的帚頭裝入模具中調正,將調制好的樹脂混合液緩慢注入模具中,并用細鋼絲攪動以排除澆注體內的空氣,直至注滿為止。然后將澆注完畢的試樣放置一定時間直至樹脂完全固結。
4、套管壓制法試樣制備
(1) 應采用合適材質的金屬套管,套管的內徑、壁厚、長度應保證鋼絲繩斷裂在有效部位,套管兩端的內外壁均應倒角。
(2) 對于纖維芯類鋼絲繩試樣,應將套管部分的繩芯去掉,用相同直徑、一端加工成圓錐形的金屬棒填充,然后將繩股復位。
(3) 將試樣兩端穿上套管,然后在壓力機上壓制牢固。
(4) 套管壓制過程中應避免對鋼絲繩試樣表面造成任何損傷。
5、直接夾持法試樣制備
(1) 先將試驗段兩端用鐵絲捆扎再截取試樣。
(2) 對于單股鋼絲繩或鋼絞線,端頭鋼絲可焊結在一起。
6、纏繞法試樣制備
(1) 將試樣直接從鋼絲繩上截取,必要時兩端用鐵絲捆扎。
(2) 纏繞輪直徑、槽徑與繩徑關系可參見圖3。
三、試驗設備
使用萬測HHT207W-B微機控制臥式拉力試驗機進行試驗。該試驗機可用于錨鏈、電纜、滑車鋼纜、鋼絲繩、鉤環、纜繩、導線、張線夾、完全帶、吊裝帶、光纜、鋼絞線、棒材等電力設備及安全設備的拉力測試。
四、試驗步驟
1、除非另有規定,試驗一般在室溫10 ℃?35 ℃范圍內進行。對溫度要求嚴格的試驗,試驗溫度應為 23℃±5℃。
2、將試樣安裝在試驗機上,并保證試樣軸線與試驗機夾頭軸線重合。
3、對于澆鑄法拉伸試樣,將澆鑄好的試樣置于鉗口座中,即可進行拉伸試驗
4、對于套管壓制法,將壓制好的套管試樣直接夾持在鉗口中,即可實施拉伸試驗。
5、對于直接夾持法,應采用合適的夾具,必要時可以在試樣與夾具間襯墊沾有金剛砂的鋁箔,避免夾具夾傷試樣表面。
6、對于纏繞法,先將試樣一端固定在試驗輪上,然后將試樣纏繞在試驗輪中,拉緊試樣,最后固定試樣另一端,即可實施拉伸試驗。
7、試驗過程中應平穩加載。當施加的試驗力值不大于鋼絲繩最小破斷拉力的80%時,試驗力可以較快的速率施加,但是當試驗力值超過80%時則應緩慢加載,力值增加的速率每秒應不超過最小破斷拉力的0.5%。
8、試驗過程中應采取有效措施,防止鋼絲繩試樣發生旋轉,以免影響試驗結果的準確性。
9、如果鋼絲繩試樣在距離夾頭6d(鋼絲繩公稱直徑)或50 mm(兩者取其小者)內破斷,其實測破斷拉力達到相關產品標準的規定時,可視為試驗有效,否則該試驗無效,應重新取樣進行試驗。
10、在保證試驗有效的前提下,上述方法均可作為仲裁試驗方法。
五、試驗報告
試驗報告應包括下列內容:
(1) 本標準編號及具體方法;
(2) 鋼絲繩試樣標記(如結構、捻法、公稱抗拉強度等);
(3) 鋼絲繩公稱直徑(d);
(4) 試樣狀況(如已使用、未使用等);
(5) 試樣制備方法(如合金澆鑄法、樹脂澆注法、套壓法、直接夾持法、纏繞法等);
(6) 試驗條件(如有效長度、加載速率、溫度等)’
(7) 試驗結果(如實測破斷拉力、斷股數、斷裂位置等);
(8) 試驗機名稱及型號編號;
(9) 試驗條件、結果異常說明。
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