信息摘要：
1前言 鋼絲繩是起重設備的重要結構組成部分，正確選配是起重設備良好安全運轉關鍵環節，如何正確認識、選擇和使用，必須科學。鋼絲繩選擇應考慮配套設施匹配以及整套設施參數
1前言
鋼絲繩是起重設備的重要結構組成部分，正確選配是起重設備良好安全運轉關鍵環節，如何正確認識、選擇和使用，必須科學。鋼絲繩選擇應考慮配套設施匹配以及整套設施參數性能的完美搭配，如何正確選擇、使用維護鋼絲繩，這是一個非常重要且值得深入探討的科學技術課題，需要結合日常使用、維護環境及其特性、實際理論分析，徹底解決使用中存在的安全及技術疑問，使起重設備鋼絲繩管理正能夠達到安全化和規范化、標準化的目標。
2起重鋼絲繩基本理論
2.1鋼絲繩的分類及描述標識方法
①按照鋼絲繩的捻次分：單捻、三捻、多捻。②
按照鋼絲繩線和繩股中鋼絲接觸情況又可分：點和角接觸、線和點接觸、面和點接觸。③按照捻向分為左捻、右捻、同向捻、交互捻。④按照繩股斷面形狀分為普通圓鋼絲繩、異形股鋼絲繩。
2.2鋼絲繩的繩芯
鋼絲繩繩芯分為纖維芯和鋼芯：纖維芯一般都是使用各種質量完全符合規定的黃麻、合成纖維或其他質量符合要求的天然聚酯纖維為原材料焊接制成，具有良好耐水性抗防腐、防銹蝕、抗油脂等特性；鋼芯通常可以再細分為單獨繩芯（IWR）和股芯（IWS）。
2.3鋼絲繩的規格和意義
2.3.1鋼絲繩的規格
鋼絲繩的各種規格標記表明的是鋼絲繩的規格尺寸、結構、強度等內容。由于各國在生產及使用中習慣不同，故規格表示形式也有所不同。中國鋼絲繩規格標記使用代號中國標準代碼GB8707-88，等同國際采用代號ISO3578-80《鋼絲繩一標記代號》。例如：6×25Fi+FC、6×26SW+IWR、6×16S+IWS、
6×19W+FC。
2.3.2鋼絲繩的結構表示方法
Fi：表示繩股排列結構是填充式；S：表示股繩排列成結構是西魯式；W：表示股繩排列結構是瓦林吞式；WS：表示股中鋼絲西、瓦復合式結構；FC：表示纖維芯（合成）；NF：表示劍麻繩芯（天然）；IWRC：表示金屬絲股芯；IWSC：表示金屬絲繩芯；V：表示鍛打鋼絲繩。
2.3.3鋼絲繩的捻向表示方法
根據鋼絲繩的旋轉方向使用兩個大的英文字母（Z、S或者R、L）表示，第一個字母表示繩的捻向，第二個字母表示股的捻向，2和R表示右，S和L表示左。（見下圖1）
①2S和RHRL：右交互捻，股向右捻，絲向左捻；②SZ和LHRL：左交互捻，股向左捻，絲向右捻；
③ZZ和RHLL：右同向捻，股和絲均同向捻；④SS和LHLL：左同向捻，股和絲均同向左捻。
2.3.4鋼絲的表層處理分類及其標記代號
①光潔表面：NAT；②A級鍍鋅處理：ZAA；
③AB級鍍鋅處理：ZAB；④B級鍍鋅處理：ZBB。
2.3.5鋼絲繩的抗拉強度根據鋼絲繩破壞拉力的大小，API規范將鋼絲繩分為PS、IPS、EIPS、EEIPS四級。
3鋼絲繩故障問題分析
3.1鋼絲繩磨損損壞故障
滑動摩擦和多次刮擦會產生垂直的弧線啟動段磨耗，嚴重影響環鋼絲繩的使用壽命。重型關鍵起重設備經過一定的時間運轉，托輥損壞產生滑動摩擦損失或者在滾輪之間產生銼切磨損造成鋼絲繩磨損，將鋼絲繩滑移切割一段倒繩的主要原理是調整、錯開運動鋼繩之間相對摩擦位置，避免鋼絲繩集中位置磨損。
3.2斷絲損壞故障
鋼絲繩斷絲損壞是一種超負荷拉力損壞的現象，鋼絲繩質量和潤滑不足或往復拉力形成鋼絲的疲勞損傷會導致鋼絲繩的斷絲損壞。產生因素如下：鋼絲繩的潤滑狀況、鋼絲繩的性能質量影響鋼絲繩的斷絲狀況，鋼絲繩易出現疲勞斷裂現象與鋼絲繩的內部結構，鋼絲材質質最有關，鋼絲繩結構、鋼絲繩的加工精度是直接影響鋼絲繩的彎曲韌性和抗疲勞性能的重要因素。沖擊載荷形成鋼絲繩斷絲，鋼絲繩芯和鋼絲繩彈性組成緩沖沖擊損壞的性能，沖擊破壞通常發生在鋼絲繩突然的強烈的拉力，沖擊載荷很容易造成多根斷絲造成鋼絲繩報廢情況。共振斷絲，因為機構重力原因，繩索在行進過程中突然起升引起整個系統振動，振動頻率隨鋼絲繩長度的變化而變化，產生固定振動頻率，這種振動容易造成鋼絲繩疲勞斷絲，當斷絲積累到一定程度引起鋼絲繩斷裂。
3.3拉伸損壞故障
鋼絲繩生產制作是通過的冷拔和硬化增加鋼絲繩的耐磨性和強度，設備長時間運轉使鋼絲繩被表面磨損和超負荷拉伸，使鋼絲繩的直徑變小、塑性變大，抗疲勞性能降低，加速了鋼絲繩損壞。突然而猛烈的沖擊力，突然的卡頓或剎車很容易使鋼絲繩沖擊拉伸損壞，嚴重的拉拔和扭力原因導致鋼絲繩拉伸變形報廢，由于疲勞和沖擊造成鋼絲拉伸斷裂。
3.4鋼絲繩旋轉或扭轉損壞不同部位鋼絲繩對旋轉要求標準不同。起重貨物旋轉容易造成安全風險，導致鋼絲繩提前損壞，一端自由的鋼絲繩如果沒有旋轉接頭，容易造成鋼絲散股損壞，多股鋼絲繩起升如果對鋼絲繩防扭轉性能選擇錯誤，容易造成鋼絲繩相互扭纏，造成鋼絲繩相互纏繞拉動損壞。因此，不同部位鋼絲繩的防扭轉和旋轉應有合理的扭轉性能。
4滾筒損壞故障分析
正常的疲勞磨損：滾簡軸承長期轉動都可能會產生疲勞性的磨損，合理的潤滑保養可保障軸承處于良好的運轉狀況。否則，容易導致軸承異常磨損、摩擦力增大產生軸承高溫，造成設備運轉振動現象，引起整個起升系統沖擊載荷，引起不同部位的加速損壞。滾筒繩槽設置不合理，造成鋼絲繩排布不順暢，長期設備運轉后，常常導致滾筒繩槽加速磨損，滾筒側邊被損壞。此外，鋼絲繩選擇配套錯誤往往也是造成滾簡損傷的重要原因，鋼絲繩與滾筒不匹配引起鋼絲繩纏繩排列時對繩槽和滾筒側邊過度啃食，加速了滾筒的損壞。
5滾筒選配和導繩輪設置不合理導致的問題
鋼絲繩選用首要考慮的是安全系數問題，但結構與滾筒匹配是關鍵因素。光面的滾筒容易導致鋼絲繩壓扁和爬繩，引起鋼絲繩擠壓或者扭曲變形。帶繩槽的滾筒，如果鋼絲繩選擇與槽的直徑、形狀和傾斜方向不匹配，同樣容易導致排繩混亂引起鋼絲繩擠壓損壞。滾筒的直徑設置也應該符合鋼絲繩的直徑，否則容易造成鋼絲繩扭曲彎折變形。滾筒上的卷繩輔助裝置（如：鋼絲繩滾筒安裝楔形塊或者繩端裝置）選擇不合理也容易導致鋼絲繩排繩混亂，造成鋼絲繩加速損壞。此外，滾筒繩槽材質選擇用不合理，容易造成鋼絲繩與滾筒摩擦產生過大的阻力，引起鋼絲繩加速磨損或者滾筒過度啃食問題。
鋼絲繩的捻向與滾筒旋轉方向匹配性，是鋼絲繩選擇的基本要求。滾筒的旋向有左旋和右旋區分，交互捻鋼絲繩適用于不同旋轉方向的滾筒。只有一層鋼絲繩纏繞防打扭鋼絲繩，必須對應匹配滾筒，否則會造成鋼絲繩變形損壞；如果鋼絲繩數層纏繞，纏繩方向需要按照滾簡繩槽方向安裝，以便為下一層打好基礎。
左交互捻、右交互捻鋼絲繩與左旋右旋滾筒隨意匹配，左捻、右捻兩種需要嚴格與滾簡旋轉方向匹配，正確匹配才能保障鋼絲繩的安全正確使用。具體原則應該是鋼絲繩在滾筒上纏繞時應使鋼絲繩緊捻而不是松捻。捻向與旋向的匹配關系參考左右手定則，伸出右手，拇指指向繩頭固定端，手背朝上表示上出繩，手背朝下表示下出繩，面向提升方向，若為左手，則為左捻繩，若為右手則為右捻繩。
導繩輪的設置位置適當可以支撐鋼絲繩懸垂位置，輔助滾筒排繩整齊和方向偏轉，在變幅滾筒鋼絲繩上設置的導繩輪長期受到大負荷作用力，導繩輪的直徑往往對鋼絲繩的彎折扭曲影響較大，導繩輪的材質對鋼絲繩的表面摩擦損傷影響較大。鋼絲繩在滾筒上多層時，通過導繩輪在滾筒端部纏繩與滾筒垂直纏繩夾角不應過大，避免造成纏繩時爬繩造成混亂，角度過大容易造成導繩輪偏磨加速，鋼絲繩扭曲變形問題。
6滑輪損壞故障分析
6.1滑輪的疲勞壽命造成的損壞滑輪的疲勞損壞主要原因有：①長期循環使用滑輪疲勞造成損壞；②輪槽表層淬火層和鋼絲材料循環作用下，一旦整個輪槽和鋼絲材料出現有摩擦壓痕，增加摩擦疲勞力量，從而致使不斷滑動產生沉重摩擦，增加輪槽內部不均勻磨損，影響滑輪的均勻受力；③
鋼絲研磨后的淬火層的材質性能變化。
6.2滑輪壓痕失效損壞
對于滑輪槽，經過連續磨削，當壓痕循環受壓磨損，達到一定水平后，會造成滑輪壓痕失效。主要因素如下：①壓痕間隙的產生和膨脹。輪槽對鋼絲繩的轉動作用剛開始時，輪槽上的表面上就會出現有一定的塑性變形和滑移形成壓痕，當轉動滑輪連續高速轉動時，凹槽上就會出現壓痕金屬疲勞，導致金屬軟化或塑性硬化，導致其在輪槽上的平面塑性變形，產生塑性滑移。②輪槽使用中的磨損補償。輪槽磨損機構處理是一個非常復雜反復的機械作用過程，運載重物的工作過程中，吊裝瞬間由于物體本身會上下擺動容易導致正在吊裝中的滑輪輪槽中的鋼絲繩上下螺旋擺動，這種相互摩擦進一步的改善輪槽磨損，如果磨損遠超補償的速度將導致滑輪失效。
7鋼絲繩排布錯亂故障分析
鋼絲繩在特定情況下，需要有特定的排布方式，才能使整體的排布有序，設備整體安全運行。排布錯亂造成的原因較多，常見的原因有：①鋼絲繩滾筒通常應該有適當的張緊力以保障鋼絲繩的排布整齊，通常在起重吊鉤配有合適重量的吊鉤配重錘，以便空鉤時鋼絲繩整齊排布。②鋼絲繩因它本身具有強度高、重量輕、韌性好、運行平穩、運動速度快等特點，突然制動剎車，引起鋼絲繩抖動導致鋼絲繩跳出繩槽，鋼絲繩剛蹭損壞，或者引起排繩錯亂，造成鋼絲繩局部擠壓變形，甚至斷絲、斷股損壞。③鋼絲繩在高速繞過轉動受力大的滑輪和轉動滾筒時，在外絲轉動較大角度或反復轉動彎曲擠壓時，鋼絲繩變形瞬間不能恢復造成鋼絲繩排布混亂，受力巨大時導致鋼絲繩斷裂事故。
8鋼絲繩管理建議
鋼絲繩是起重設備的關鍵核心承力部件，規范選用和安裝鋼絲繩是起重設備平穩運行，鋼絲繩長久、安全良好使用的關鍵因素。
8.1起重設備鋼絲繩管理問題和建議設備管理人員對起重設備鋼絲繩的規范、標準理論知識掌握不足，在鋼絲繩訂購過程中往往存在鋼絲繩類型、規格選用不匹配，影響了吊車鋼絲繩及配套設施的使用壽命。起重設備鋼絲繩在安裝更換過程中，不規范的操作方法和程序，導致鋼絲繩使用中松股或變形，加速鋼絲繩的損壞。鋼絲繩的直徑選用和滾筒尺寸不匹配，容易導致鋼絲繩排繩不整齊，產生上下層鋼絲繩擠壓，排繩不規范產生爬升的問題，加速鋼絲繩的損壞，影響吊車的平穩運行，為作業增加了嚴重的安全隱患。
8.2起重設備鋼絲繩的選購，質量把控要求
8.2.1鋼絲繩的證書要求證書編號、生產廠家、鋼絲繩名稱或描述、最小破斷拉力、證書簽發日期、鋼絲繩的數量及工程長度。
8.2.2鋼絲繩的選購參數信息要求數最和長度、公稱直徑、鋼絲繩類型和結構形式、繩芯類型、鋼絲繩性能級別、執行標準、端部處理要求或接頭形式要求、捻向和類型、預變形、潤滑、特殊的要求、運輸包裝要求、最小破斷拉力、表面鍍層或非鍍層的使用位置。
9結語
綜上所述，鋼絲繩的選配，應該作為起重設備管理的關鍵環節。同時，在起重設備的故障分析問題上，對于日常運轉產生的鋼絲繩的磨損，斷絲，損壞滑輪以及鋼絲繩排布問題都是需要解決的重要問題，相信這些問題進行分析解決后，可以為海上起重設備的安全高效運轉奠定基礎。
