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發(fā)展藍(lán)色經(jīng)濟(jì) 革新鋼絲繩技術(shù)

發(fā)布時間：2019-07-05 21:39　文章來源：未知　文章作者：admin　點(diǎn)擊數(shù)：

  伴隨著世界鋼絲繩行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，國內(nèi)鋼絲繩生產(chǎn)技術(shù)水平、設(shè)備制造水平在近幾年也同步迅速前行。國家發(fā)展藍(lán)色經(jīng)濟(jì)的宏觀戰(zhàn)略在推動海洋工程機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的同時，也拉動著線材制品行業(yè)的發(fā)展，甚至掀起了粗直徑與超長（重）鋼絲繩擴(kuò)能改造的投資高潮。

    日前，咸陽寶石鋼管鋼繩有限公司技術(shù)研發(fā)中心副主任、中國石油天燃?xì)饧瘓F(tuán)總公司高級技術(shù)專家秦萬信在接受《中國冶金報》記者采訪時表示，可以從加快淘汰多工序交叉捻股鋼絲繩、發(fā)展平行捻股鋼絲繩、過渡使用復(fù)合捻股鋼絲繩、開發(fā)壓實(shí)股鋼絲繩等方面發(fā)展高品質(zhì)鋼絲繩，從而優(yōu)化鋼絲繩品種結(jié)構(gòu)。

    加快淘汰多工序交叉捻股鋼絲繩

    作為國內(nèi)行業(yè)粗繩標(biāo)準(zhǔn)，黑色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《粗直徑鋼絲繩》（YB/T5225-1993）中的鋼絲繩在結(jié)構(gòu)上以多工序交叉捻股結(jié)構(gòu)為主，大規(guī)格時更為明顯，如6×37M類、8×37M類、6×61M類、8×61M類；而平行捻股鋼絲繩規(guī)格明顯受限，也沒有復(fù)合捻股粗繩。由于標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)向作用，長期以來，多工序交叉捻股鋼絲繩占據(jù)粗繩市場的主要份額。即使國標(biāo)《粗直徑鋼絲繩》（GB/T20067-2006）已明確其為不推薦結(jié)構(gòu)，但在慣性思維的影響下，這種趨勢仍在繼續(xù)。如果將石油鉆機(jī)井架起升索具用的粗繩由多工序交叉捻股結(jié)構(gòu)變更為復(fù)合捻股結(jié)構(gòu)，企業(yè)的工藝、工序?qū)⒂休^長一段時間的調(diào)整適應(yīng)期。

    多工序交叉捻股鋼絲繩看似簡單，但由于組股鋼絲層數(shù)多，當(dāng)相鄰層鋼絲數(shù)目相差6根，且采用中心鋼絲外其余層別的鋼絲直徑相等的工藝設(shè)計時，生產(chǎn)和使用中頻繁出現(xiàn)的跳絲現(xiàn)象已成為影響該結(jié)構(gòu)鋼絲繩質(zhì)量的關(guān)鍵問題之一。尤其是4層鋼絲組股，跳絲問題很難解決。多工序交叉捻股鋼絲繩最大的缺點(diǎn)是鋼絲層間的點(diǎn)接觸非常容易產(chǎn)生很難發(fā)現(xiàn)的早期疲勞斷絲，同時其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也決定了金屬填充系數(shù)不高，直接影響鋼絲繩的破斷拉力。

    因此，秦萬信認(rèn)為，多工序交叉捻股鋼絲繩被淘汰已是不可挽回的趨勢。既然生產(chǎn)粗繩的根本目的是提高破斷拉力，就應(yīng)考慮淘汰影響鋼絲繩破斷拉力的不合理結(jié)構(gòu)，國標(biāo)《粗直徑鋼絲繩》不再推薦使用多工序交叉捻股結(jié)構(gòu)恐怕也是正基于此。

    著力發(fā)展平行捻股鋼絲繩

    從鋼絲繩的發(fā)展歷史看，早期投入工業(yè)使用的鋼絲繩是3×4結(jié)構(gòu)，在捻法上為同向捻。隨后出現(xiàn)的是由兩層鋼絲構(gòu)成的多工序交叉捻股鋼絲繩，但并沒有達(dá)到預(yù)期目的；反而是由鋼絲繩使用者發(fā)明，并被后人稱為西魯式的平行捻股鋼絲繩獲得了非常好的使用效果。隨后出現(xiàn)了平行捻股的另外兩種基本形式：填充式和瓦林吞式。

    平行捻股鋼絲繩的出現(xiàn)在鋼絲繩技術(shù)進(jìn)步史上具有重大意義，其根本原因在于其改善了組股鋼絲層與層間的接觸形式，從而延長了鋼絲繩的使用壽命，當(dāng)然也增大了鋼絲繩的破斷拉力。雖然我國多工序交叉捻股鋼絲繩長期占據(jù)鋼絲繩生產(chǎn)、消費(fèi)市場的主體，但并不意味著它是最合適的工藝?？陀^而言，這是受國內(nèi)鋼絲繩生產(chǎn)技術(shù)水平和裝備水平條件所限的結(jié)果。

    “鋼絲繩強(qiáng)國普通使用平行捻股鋼絲繩的事實(shí)，提醒國內(nèi)企業(yè)不僅要積極響應(yīng)加快淘汰多工序交叉捻股鋼絲繩的呼吁，而且在粗繩結(jié)構(gòu)上也應(yīng)該有思維上的突破。”秦萬信認(rèn)為，“不能因?yàn)槭芄蓹C(jī)設(shè)備條件和大規(guī)格鋼絲生產(chǎn)技術(shù)難度限制，始終跳不出‘平行捻股鋼絲繩難生產(chǎn)、鋼絲繩柔軟性差’的思維怪圈。要從國外鋼絲繩生產(chǎn)技術(shù)強(qiáng)企的資料中得到啟示，不僅普通直徑鋼絲繩要大力發(fā)展平行捻股結(jié)構(gòu)，粗繩也應(yīng)如此。”

    實(shí)際上，目前ISO17983規(guī)定平行捻股組股鋼絲數(shù)最多可達(dá)85根，顯然可以實(shí)現(xiàn)通過增加平行捻股組股鋼絲數(shù)目，增加鋼絲繩柔軟性的目的。企業(yè)要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要多線架捻股機(jī)。而這一問題在近幾年國內(nèi)一些具有較強(qiáng)技術(shù)實(shí)力企業(yè)的鋼絲繩擴(kuò)能改造中得到了解決，效果顯著。

    德國尤尼陸博(UNIROPE)給出石油鉆機(jī)井架起升索具鋼絲繩最大規(guī)格為101.6mm，并限定鋼絲繩結(jié)構(gòu)為6×36類。英國布頓（BRIDON）海洋工程6×36類DIAMOND BLUE鋼絲繩，最大規(guī)格更是達(dá)到127mm。而按ISO17983規(guī)定，這類鋼絲繩股外層鋼絲最多只能到18根，組股鋼絲最多只能到57根，計算股徑約為32mm。如果單純從組外層鋼絲直徑、組股鋼絲數(shù)看，可能會認(rèn)為平行捻股鋼絲繩因?yàn)槿彳浶圆疃缓糜茫ㄗⅲ簢鴥?nèi)石油鉆機(jī)生產(chǎn)企業(yè)選擇石油鉆機(jī)井架起升索具鋼絲繩結(jié)構(gòu)時往往把鋼絲繩的柔軟性作為非常重要的考慮因素）。但事實(shí)并非如此，我們一方面要承認(rèn)UNIROPE和BRIDON的技術(shù)實(shí)力，但是也要明確如果鋼絲繩使用者一味強(qiáng)調(diào)鋼絲繩的某一特性，或鋼絲繩制造者過多考慮自身生產(chǎn)技術(shù)條件，那么選擇的或制造的鋼絲繩并不一定能獲得預(yù)期效果。鋼絲繩自身不同性能間會相互影響，因此根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理取舍十分重要。

    復(fù)合捻股鋼絲繩屬過渡產(chǎn)品

    雖然平行捻股鋼絲繩憑借其相對多工序交叉捻股鋼絲繩，在延長鋼絲繩使用壽命上表現(xiàn)出明顯的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，從而得到迅速發(fā)展，并成為鋼絲繩結(jié)構(gòu)的主流。正如沒有萬能的鋼絲繩而只有相對合適的鋼絲繩一樣，要想徹底放棄前者卻并不容易。也正因?yàn)槿绱耍女a(chǎn)生了在一定程度上能夠兼顧兩種結(jié)構(gòu)特性的鋼絲繩———多工序復(fù)合捻股鋼絲繩。

    在國內(nèi)，粗繩選擇復(fù)合捻股結(jié)構(gòu)往往是不得已而為之，其中受生產(chǎn)條件影響的可能性較大。因?yàn)槿绻髽I(yè)選擇平行捻結(jié)構(gòu)，就會面臨大規(guī)格鋼絲難生產(chǎn)的問題、須要增加股機(jī)線架數(shù)，并導(dǎo)致設(shè)備體積過于龐大和生產(chǎn)效率過低的問題。而要解決這些問題，對大多數(shù)鋼絲繩制造企業(yè)而言并非易事，這在客觀上就成就了復(fù)合捻股鋼絲繩存在的價值。但從長遠(yuǎn)角度看，這種結(jié)構(gòu)屬過渡結(jié)構(gòu)，不應(yīng)長期占據(jù)粗繩結(jié)構(gòu)的主流位置，其存在空間將受到平行捻股鋼絲繩的不斷擠壓。

    積極開發(fā)壓實(shí)股鋼絲繩

    壓實(shí)股鋼絲繩的出現(xiàn)是建立在平行捻股鋼絲繩的基礎(chǔ)上的。目前高端粗直徑與超長（重）鋼絲繩主要應(yīng)用的領(lǐng)域是大型浮吊、海上鋪管船、鉆井平臺和大型起重安裝機(jī)械，出于對設(shè)備輕型化角度考慮，國內(nèi)用戶在訂貨時雖然不一定明確要求鋼絲繩選擇壓實(shí)股結(jié)構(gòu)，但會對鋼絲繩提出的高破斷拉力的要求，使壓實(shí)股結(jié)構(gòu)成為必選，并且已呈現(xiàn)出明顯的常態(tài)化趨勢。國內(nèi)鋼絲繩企業(yè)要想在上述具有可觀容量、高附加值產(chǎn)品市場與國外強(qiáng)企分庭抗禮，就須要研究高技術(shù)含量的壓實(shí)股鋼絲繩制造技術(shù)。

    一是研究壓實(shí)股非抗旋轉(zhuǎn)粗繩。雖然目前粗繩標(biāo)準(zhǔn)針對的是多股非抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，且不涉及壓實(shí)股結(jié)構(gòu)。然而，標(biāo)準(zhǔn)的這種規(guī)定并沒有限制壓實(shí)股多股非抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩在市場的使用，壓實(shí)股鋼絲繩甚至是某些場合的最佳選擇。該鋼絲繩被加拿大、美國、英國等國的企業(yè)普遍推薦用于露天電鏟，鋼絲繩直徑上限達(dá)到76mm。近期，國內(nèi)對部分粗直徑與超長（重）壓實(shí)股鋼絲繩市場需求見表左。

    事實(shí)越來越清楚表明，開發(fā)高端粗直徑與超長（重）鋼絲繩市場，一定要考慮到壓實(shí)股結(jié)構(gòu)。緊盯捻制股結(jié)構(gòu)是必要的，但也是很不夠的，因?yàn)槠渫鶡o法滿足用戶對鋼絲繩最小破斷拉力的要求。

    二是研究壓實(shí)股多層股粗繩。雖然目前多股粗繩標(biāo)準(zhǔn)不涉及多層股結(jié)構(gòu)，但浮吊、鉆井船、海上鋪管船等高端市場對多層股粗繩表現(xiàn)出了明顯的需求，不僅有捻制結(jié)構(gòu)，還包括壓實(shí)股結(jié)構(gòu)，并且壓實(shí)股鋼絲繩越來越受到德國迪帕(DIEPA)、英國布頓（BRIDON）、韓國大象牌（KISWIRE）、意大利耐得力(REDAELLI)等世界鋼絲繩生產(chǎn)技術(shù)強(qiáng)企的高度關(guān)注，結(jié)構(gòu)上也是標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)與非標(biāo)結(jié)構(gòu)并舉，甚至非標(biāo)結(jié)構(gòu)占據(jù)的比重更大。生產(chǎn)難度極大的多層股粗繩正在成為或者已成為一些實(shí)力強(qiáng)大企業(yè)著力發(fā)展的特色品質(zhì)，同時帶動了股、繩設(shè)備的大型化趨勢。