钢丝绳的润滑 - 上

关键词：绳芯，断裂，锈蚀，报废标准，加油方法

 

1. 钢丝绳的组成结构

 

钢丝绳结构种类繁多，但有一点相同：由很多根单独的钢丝组成，如下图1所示。

 

                          图1：钢丝绳结构剖面图

 

2. 钢丝绳主要损伤原因

 

钢丝绳主要损伤现象有以下六种，即：磨损、疲劳、锈蚀、变形、咬绳、过载。

• 钢丝绳在操作时与其它物体接触并有相对运动，产生摩擦。在机械的、物理的和化学的作用下，钢丝绳的表面也不断磨损。磨损是钢丝绳最常见的损伤方式，一般分为外部磨损、变形磨损和内部磨损三种情况。

• 钢丝绳在使用过程中主要承受弯曲疲劳和拉伸、扭曲、振动引起的疲劳。

• 钢丝绳一般在露天使用，日晒雨淋会使钢丝绳腐蚀，尤其是海上环境使用的钢丝绳，腐蚀造成的损伤就更严重。

• 很多断绳事故是因为钢丝绳事先受到过变形损伤而没有引起人们的足够重视，结果酿成大祸。

• 钢丝绳咬绳损伤现象一般发生在多层卷绕的起重机卷筒上，尤其是双层卷绕的起重卷筒。

• 钢丝绳随着载荷的增加会有微量的伸长，当载荷超过弹性极限时，钢丝绳就可能断裂。

 

如下图2所示的各种类型的钢丝绳损坏的照片

图2：钢丝绳的变形、磨损、腐蚀等

 

由于船舶的特殊工况，锈蚀是最常见的损坏形式之一。如下图3所示，使用了8个月的钢丝绳，因缺乏足够的油膜保护而形成锈蚀，最终报废。一般情况下，我们在检查钢丝绳外观时，仅仅能凭目测观察钢丝绳的表面是否有润滑油或润滑脂覆盖，但钢丝绳内部什么情况就很难去判断。很多情况下，由于润滑油或润滑脂没有渗透到钢丝绳里面而造成从里到外的锈蚀，最终发生断裂。

图3：钢丝绳的锈蚀 

3. 钢丝绳报废标准

 

3.1 断丝数

钢丝绳在任何一段节距内的断丝数达到表1的数值时，应该及时报废、更新。
 

表1：钢丝绳报废断丝数

注：表中断丝数是指细钢丝，粗钢丝每根相当于1.7根细钢丝。一个节距是指每股钢丝绳绕一周的轴向距离。

 

6×19以及6×37是指钢丝绳有几股组成，每股里有多少细钢丝，如下图4所示，各类型钢丝绳的参数。IWRC是英语Iorn Wire Rope Core的缩写，指钢丝绳的绳芯是一根独立的钢丝绳。

图4：钢丝绳参数

 

3.2 锈蚀磨损、断丝数折减
钢丝绳锈蚀或磨损时，应将表1断丝数按表2折减，并按折减后的断丝数报废。

表2：折减系数表（%）

 

3.3 吊运危险品断丝数减半
吊运炽热金属或危险品的钢丝绳的报废断丝数应取一般起重机钢丝绳报废断丝数的一半，其中包括钢丝表面磨蚀进行的折减。

 

3.4 绳端部断丝
当绳端或其附近出现断丝（即使数量少），如果绳长允许，应将断丝部位切去，重新安装。

 

3.5 断丝的局部聚集程度
如果断丝聚集在小于一个节距的绳长内，或集中在任一绳股里，即使断丝数比表1所列数值少，也应予以报废。

 

3.6 断丝的增长率
当断丝数逐渐增加，其时间间隔趋短，应认真检查并记录断丝增长情况，判明规律，确定报废日期。

 

3.7 整股断裂
钢丝绳某一绳股整股断裂，应予报废。

 

3.8 磨损
当外层钢丝磨损达40%，或由于磨损引起钢丝绳直径减小7%。

 

3.9 腐蚀
当钢丝表面出现腐蚀深坑，或由于绳股生锈引起绳径增加或减小。

 

3.10 绳芯损坏
由于绳芯损坏引起绳径显著减小、绳芯外露、绳芯挤出。

 

3.11 变形
钢丝绳变形是指钢丝绳失去正常形状产生可见畸变，从外观上看可分为以下几种：波浪形，笼形畸变，绳股挤出，钢丝挤出，绳径局部增大，扭结，局部被压扁，弯折。

  

4. 钢丝绳为什么需要润滑

 

尽管钢丝绳在制造时施加过润滑剂，但钢丝绳性能以及安全性的保证与工作期间适当的、正确的润滑密切相关。由于钢丝绳的特殊工况，以下几方面是考虑钢丝绳润滑的因素。

 

4.1磨损

• 钢丝绳的相互摩擦，如有油膜保护可以减少磨损程度

• 在受载条件下变形

• 在经过滑轮以及滚筒时弯曲变形

• 钢丝绳在滚筒上受力时相互挤压变形

 

4.2疲劳

• 反复地弯曲以及拉伸受力

• 钢丝绳断丝或者单股变形

 

4.3 腐蚀

• 主要是水/酸/海水导致的锈蚀

• 制成的绳股里的每条钢丝都成螺旋形，因而留下一系列螺栓形管状的空隙，这些空隙必须填满润滑剂以抵抗腐蚀。

 

4.4钢丝绳绳芯的保护

• 很多情况下，钢丝绳的损坏都是从内部的绳芯开始的

• 纤维绳芯在制造时应在油中适当浸泡，这比制造好后浸泡在加热的润滑脂里更有效

• 绳芯的润滑油在负载时会被挤出

 

切记：钢丝绳不可在无油的状态下使用，不经润滑的钢丝绳会严重影响钢丝绳的寿命。

 

钢丝绳在日常加油时普遍存在的问题主要有：

 

• 有些部位的钢丝绳加油不方便，容易被遗漏

• 用刷子、抹布和手套加油，人力成本高，风险大，效率低，而且容易发生浪费

• 润滑油仅在表面形成油膜 ，水蒸气可以渗透到油膜内部，当温度变化会产生冷凝水，锈蚀从内部开始

• 钢丝绳表面看上去润滑很好，但内部已经生锈腐蚀，钢丝绳寿命减短，而且带来潜在的危险性

5. 钢丝绳的润滑方法

 

钢丝绳的润滑方法或称加油方法一般有以下几种：

• 涂刷 – 人工方式，效率低

• 倾倒 – 人工方式，效率低，比较浪费

• 油浴 – 浸入加热的滑油中可以达到良好的渗透

• 滴加润滑或加压润滑 – 定期补充 

• 钢丝绳专用加油装置 – 高效方便

• 喷涂 – 对垂直快速运动的钢丝绳效果比较好

 

倾倒方式加油适用于钢丝绳移动比较缓慢,在绳子和滑轮接触处倾倒，在绳子离开滑轮后，使用抹布让滑油分布均匀以及去除多余的滑油。

图5：倾倒加油

 

油槽或称油浴方式加油适合于水平或者倾斜度不大移动的钢丝绳，并且需要进行对润滑剂加热处理。

图6：油槽加油

 

使用专用加油装置的优点是效率高，润滑比较彻底、可以让润滑油渗透到钢丝绳绳芯，并且在加油前可以将钢丝绳上黏附的杂质去除。

 

图7：钢丝绳专用加油装置

 

6. 结束语

 

上述简单讲述了钢丝绳的结构、损坏类型以及报废标准，钢丝绳的润滑要求、特点以及润滑方法。后续会介绍钢丝绳的润滑剂要求，特点以及钢丝绳日常维护保养时需要注意的问题。