起重机用钢丝绳国家标准解读

作者：admin 发布时间：2020-04-08 14:19点击：

GB/T34198-2017重机用钢丝绳》（以下简称本标准）已于2017年9月7日由国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会联合发布，并于2018年6月1日开始实施。该标准是一个全新的专用标准，其技术内容和技术指标等要求与原有钢丝绳标准差别较大，要求更有针对性。为使起重机设计单位、钢丝绳用户、钢丝绳生产厂家更好地理解和实施本标准，笔者对本标准的编制情况，标准的主要技术内容、相关指标，和其他标准的区别做相应解读。

1标准任务来源和制定过程

1.1任务来源

2012年7月钢标准化委员会钢丝绳分技术委员会组织在南通召开钢丝绳领域标准化工作研讨会，会议就目前各类钢丝绳标准执行过程中存在问题、今后标准体系如何更合理构建以及钢丝绳标准强度级别划分等问题进行研讨。会议认为，目前既有适用很广泛的GB/T20118-2006一般用途钢丝绳》、GB/T8918-2006重要用途钢丝绳》，也有针对性很强的GB8903-2005《电梯用钢丝绳》、GB

26722-2011《索道用钢丝绳》、YB-T5196-2005

《飞机操纵用钢丝绳》等专用标准，还有从生产工艺和结构衍生出的YB/T5359-2010《压实股钢丝绳》、YB/T5295-2010《密封用钢丝绳》等产品标准，同时认为现行标准未能对“重要用途”及“一般用途”给出明确定义，且“一般用途钢丝绳”与“重要用途钢丝绳”分类也不符合行业发展需要，完善钢丝绳标准体系问题已经十分突出。

与会专家一致认为，欧盟钢丝绳标准体系相对比较完善，可以考虑以此为模板完善国内标准。标准体系搭建应从建立基础开始，先形成通则，再在此基础上按产品分类提出专用标准，并分头制定。根据会议达成的共识，从2013年起，相关企业在钢标委统一规划和指导下，根据企业实际情况结合新标准体系要求，着手各类钢丝绳标准的细分和起草。贵州钢绳股份有限公司主修订起草《通用钢丝绳技术条件》替代《一般用途钢丝绳》，鞍钢钢绳有限责任公司主起草《矿井提升用钢丝绳》、江苏狼山钢绳股份有限公司（简称江苏狼山钢绳）主起草重机用钢丝绳》、咸阳宝石钢管钢绳有限公司主起草纯铲用钢丝绳》、中国船舶工业综合技术经济研究院主起草《海洋工程系泊用钢丝绳》等一系列新的钢丝绳专用标准应运而生，并将逐步替代原有的GB/T8918《重要用途钢丝绳》标准。

1.2制定过程

为了做好标准起草工作，江苏狼山钢绳于2013年3月成立了标准起草领导工作小组，开始广泛了解近年来起重机用钢丝绳生产和使用情况，并进行了相关资料查阅，结合冶金工业信息标准研究院组织的两次标准研讨会意见，经过起草小组多次讨论、研究和修改，形成本标准初稿，于2015年申请立项获得批准，标准项目计划编号20152221-T-605。

2015年11~12月，标准征求意见初稿分发各相关企业征求意见，并于2016年3月在南通召开标准讨论会，到会起重机钢丝绳用户有上海振华港机、天津临港港务集团、广东湛江港务集团等5家。

2016年4月结合3月讨论会意见多次小范围组织人员对本标准进行研讨和调整完善，4月下旬将标准审定稿发出，再次征求意见。

2016年5月5日，在成阳召开了标准审定会。审定会后标准起草小组结合审定会意见，又进行了多次研究修改完善，总共经过了22个版本，才形成了最终正式标准文本。

两次征求意见回函和两次专题会议，共提出40多条修改意见，其中采纳了29条，部分采纳6条，未采纳的意见12条。

2制定标准的目的和意义

起重机用钢丝绳与其他用途钢丝绳不同，服役时经过滑轮数目相对较多、承受反向弯曲几率相对较大、运行速度相对较快、承载冲击载荷相对较大，磨损和疲劳是其主要失效形式-习。德国、日本、韩国等对此类钢丝绳制造、应用研究相对较多，产品质量相对稳定，如在国内港口集装箱起重机市场，这些国外钢丝绳均具有良好的口碑-1。关于起重机用钢丝绳从资料收集情况看，国内外并无系统、成熟的技术标准，但业界强企如Diepa、Casar、Redaclli通常在其产品样本中往往会将起重机用钢丝绳单列。国内多年习惯依据GB/T8918-2006组织起重机用钢丝绳的生产与验收。随着国内起重机械装卸作业效率的不断提升和起重载荷的不断加大，对钢丝绳质量要求越来越高，GB/T

8918-2006这一“通用”标准已不能完全满足。迫切需要有一个统一标准规范起重机用钢丝绳生产，并为起重机用钢丝绳的选型、生产、验收等提供可靠依据。

3标准的主要技术指标来源

由于目前尚无起重机用钢丝绳国际标准或国外标准，制定本标准主要技术指标既考虑了国内外相关资料，又参考了国内几大知名钢丝绳制造企业的试验数据。钢丝弯曲与扭转性能主要参照EN

10264-3-2012钢丝及其制品-制绳钢丝第3部分：重载荷用非合金圆形和异型钢丝》，钢丝锌层重量指标参照GB/T8918-2006，钢丝绳破断拉力系数和重量系数除压实股钢丝绳外，均参照GB/T

8918-2006，压实股钢丝绳破断拉力系数和重量系数则是在理论计算和实际验证相结合的基础上确定，相关参数得到国内多家企业验证，并从讨论稿开始提请论证，最终形成现有的参数。

标准参照日本HOKOKUOIL公司进行针对起重机用钢丝绳润滑脂技术指标设计，因为该公司润滑脂质量稳定，多年实践证实能够完全满足国内港口钢丝绳需要，经过与国内多家钢丝绳润滑脂生产企业沟通，最终形成本标准钢丝绳润滑脂技术要求。

4标准主要技术内容解读

4.1标准名称

本标准是按钢丝绳用途命名，立项时标准名称是“起重机械用钢丝绳”，后经过专家多轮讨论，觉得“起重机械”范围太广，且很多起重机械不用钢丝绳，所以，标准最终更名为“起重机用钢丝绳”。

4.2适用范围

本标准适用于GB/T20776-2006《起重机械分类》中界定的桥架型起重机和臂架型起重机用提升钢丝绳，其中桥架型起重机分为梁式起重机、桥式起重机、门式起重机、半门式起重机和装卸桥等，臂架型起重机则分为固定式起重机、台架式起重机、浮式起重机、甲板起重机、悬臂起重机、门座起重机、半门座起重机、塔式起重机、流动式起重机等。

4.3钢丝绳分类

4.3.1按照结构类别分类

本标准钢丝绳结构类别按照GB/T 8706-2017

《钢丝绳术语、标记和分类》。在制定标准时三角股钢丝绳分类与标记完全按照该标准，但对于俗称的四股扇形股钢丝绳，考虑到股的结构属性与钢丝绳生产方法，文献[7]与GB/T8706-2017进行了修改。本标准关于三角股钢丝绳与四股钢丝绳标记书写与GB/T8918-2006区别见表1。

4.3.2按照强度级别分类

本标准钢丝绳按照强度级别分为1770，1960，

2160MPa3个级别。如果用户有特殊要求时，也可按照供需双方协商确定强度级别。

国内钢丝绳强度级差约100MPa，即l570，

1670，1770，1870，1960MPa等。2012年钢丝绳领域标准化工作研讨会上也就钢丝绳标准强度级别制定进行了探讨，提出按照欧盟相关标准使用约200MPa强度级差，不仅更能与国际标准接轨，且更利于钢丝绳的设计制造和生产，故本标准钢丝绳级别分为1570，1770，1960，2160MPa等级，取消了1670，1870MPa等级。

4.4钢丝绳材料

4.4.1制绳用钢丝

本标准规定制绳用钢丝有1570，1770，1960，

2160MPa等级。结合美国石油学会钢丝绳标准特点，本标准规定组成钢丝绳钢丝可采用单一强度级别，也可以选择不超过3个强度级别的组合，相关规定见表2，不再使用如……钢丝绳制造时，同直径钢丝应为同一公称抗拉强度，不同直径钢丝允许采用相同或相邻公称抗拉强度”的传统描述，这更有利于钢丝绳生产企业设计提高钢丝绳综合性能，为同一钢丝绳内不同直径、不同层钢丝可以采用不同强度级别提供了明确许可。

因为钢丝绳强度级别和钢丝强度级别是两个完全不同的概念，按照GB/T8706-2017，前者只是为了计算钢丝绳破断拉力的人为赋值，并没有明确物理意义，其并不代表组成钢丝绳钢丝强度级别。而钢丝强度级别从材料性能角度看，则有清晰的物理意义，制绳用钢丝抗拉强度的确定是为了既满足钢丝绳的破断拉力，又满足钢丝绳的良好综合力学性能。钢丝绳使用时钢丝的受力状态极其复杂，除受拉伸力载荷作用外，还要受到扭转、弯曲、挤压和摩擦等载荷作用，钢丝不仅要有足够的抗拉强度，还需有一定的塑性变形能力，过于强调抗拉强度，未必能获得高的破断拉力与最终良好的使用效果[8-]。美国石油学会钢丝绳标准中体现出在同一钢丝绳中，有钢丝最小抗拉强度随钢丝直径增大而降低的趋势，这要比钢丝不论规格大小均应保持相同最小强度更合理，较大规格钢丝因为强度相对较低而有相对好的塑性变形能力，对钢丝绳加载时，好的塑性变形能力有利于协调组绳钢丝受力相对一致从而有利于大规格钢丝承载能力的发挥，这不仅影响钢丝绳破断拉力，且直接影响钢丝绳使用寿命。

4.4.2绳芯

本标准规范了绳芯形式，且增加复合纤维芯这一新的纤维绳芯，钢芯则是增加了聚合物包覆独立钢丝绳芯。同时明确规定在腐蚀性严重或涉水的环境下使用纤维绳芯钢丝绳应使用剑麻绳芯、合成纤维绳芯或复合纤维芯。复合纤维芯是天然纤维和合成纤维的混合，是在综合天然纤维和合成纤维各自特点基础上而提出，合成纤维耐腐蚀、耐挤压性能相对好，吸湿性和水的膨胀系数相对小，但含油也少；天然纤维芯的含油率高，但耐腐蚀性能相对较差。本标准规定，除需方另有要求外，天然纤维芯、复合纤维芯应含不低于15%的润滑脂，合成纤维芯应含不低于5%的润滑脂。

4.4.3钢丝绳润滑脂

钢丝绳用润滑脂主要起润滑、防腐作用。本标准提出对于运行频次高、运行速度快的起重机，如中型或大型港口起重机用钢丝绳，其表面脂的重要指标要求高于NB/SH/T0387《钢丝绳用润滑脂》，并给出具体要求，特别增加了工作锥入度和黏附率要求。本标准还提出对环境温度低于-40℃的使用场合必须考虑润滑脂的耐低温性能。

钢丝绳服役中绳中钢丝间、绳中股间、绳和轮槽间、绳和绳间等都会产生运动摩擦，良好的润滑可防止金属间的直接摩擦，同时降低绳中钢丝或股间因错动而产生的附加应力，使各丝和各股受力均匀，这有益于提高钢丝绳耐疲劳性能]。

在腐蚀环境中，电化学反应或外部侵蚀将对钢丝及绳芯纤维有较大的腐蚀作用，在钢丝绳表面逐步形成腐蚀坑并因此引起钢丝产生应力集中点和疲劳裂纹源，涂油通过阻隔电锈蚀介质和钢丝绳接触，可延缓钢丝绳性能降低速度[2-14。

此外，在高温或超低温环境下工作，易使钢丝绳绳芯润滑脂干燥或脆韧性降低，从而造成钢丝绳使用寿命大大降低。温度超过60℃会加速钢丝绳润滑脂的流失；在-40℃以下工作时，钢丝绳性能的降低主要取决于润滑脂在低温条件下的有效性]。所以，在恶劣环境中对润滑和润滑脂的质量要求很高。

润滑脂的质量对钢丝绳的耐疲劳性能和耐蚀性能影响很大，应根据用途和使用环境对润滑脂的技术指标进行选择。在特殊环境温度和特殊使用条件下，钢丝绳和钢丝的润滑对其使用寿命的影响甚至超过钢丝本身6-17]。

4.5钢丝绳技术要求

4.5.1股

本标准特别指出除需方另有要求，捻股时采用在合拢点前将润滑脂加入，以确保股中每根钢丝都得到充分润滑。润滑对钢丝绳使用寿命的影响并不仅仅在于减小钢丝间的摩擦，还可以阻止原电池的生成而阻止疲劳裂纹的进一步扩展，从而延长钢丝绳使用寿命。

关于股中制绳钢丝接头，本标准规定更严格更合理。要求股中直径大于0.40mm的钢丝接续采用对焊连接。同一根股中的钢丝接头间距应大于钢丝绳直径的18倍。对于直径小于等于0.40mm的钢丝则可采用拧接或插接方式接头。

4.5.2钢丝绳捻距

参考RR-W-410E：2002《钢丝绳和钢绞线》

和国内关于对日本“优你”钢丝绳实物分析，本标准规定圆股钢丝绳、压实（股）钢丝绳的捻距应不大于钢丝绳公称直径的7.5倍，三角股钢丝绳、压实四股钢丝绳捻距不超过钢丝绳公称直径的9倍。

4.5.3涂油方式

本标准规定了股淋油加合绳涂油为钢丝绳的涂油方式。以确保股内钢丝尽可能获得多的润滑脂，通过改善润滑和防锈而提高钢丝绳使用寿命。强调股淋油的主要目的是减少钢丝间微动磨损，绳涂油更多的是考虑耐蚀性。

4.5.4直径

本标准规定圆股钢丝绳和压实（股）钢丝绳直径允许偏差为0~+4%，严于GB/T20118-2006、GB/T8918-2006。原因是笔者进行售后服务过程中发现，有较多钢丝绳早期失效是因为钢丝绳经过的滑轮或卷筒的绳槽偏小、与绳径不匹配而引起的。绳径偏小、绳槽过大会使钢丝绳缺乏足够支撑，导致钢丝绳变扁和钢丝会受到大的接触应力。绳径过大、绳槽过小会使钢丝绳被绳槽挤压，导致钢丝绳变形，严重时甚至会引起钢丝出现异常组织而断裂。钢丝绳直径与绳槽相比过大与过小，都会出现严重影响钢丝绳寿命并危及安全的问题]。因此必须对钢丝绳直径予以严格控制。

GB/T3811-2008《起重机设计规范》要求，滑轮、卷筒半径与钢丝绳公称直径的比值0.53~0.6；GB/T29086-2012《钢丝绳安全使用和维护》规定起重机用钢丝绳绳槽的有效直径应控制在钢丝绳公称直径的5%~l0%，对于多层缠绕的情况，应对钢丝绳直径和卷筒绳槽节距做关系评价。实践证明，钢丝绳实际直径比绳槽节距小1%有助于排绳紧密，能有效消除爬绳、乱绳现象。一般情况下，最佳钢丝绳直径公差控制在+2%~+4%更合适。

4.5.5长度

为减少用户使用时多余的长度损失，相对GB/T

20118-2006、GB/T8918-2006等，本标准对超过1000m钢丝绳的长度偏差加严。不同标准钢丝绳长度偏差对比见表3。

4.5.6重量

关于钢丝绳实际重量，因纠结于标准而往往引起异议，本标准对其作了相应说明。因为即使是同一类别的钢丝绳，因钢丝绳具体结构不同、具体设计不同，理论估算实际重量有0~8%的偏差，另外涂油重量也影响钢丝绳实际重量。

本标准对同类别不同工艺或不同材质（绳芯）钢丝绳重量系数偏差做了相应说明：6股压实股钢丝绳采用压实股钢芯和非压实股钢芯参考重量相差1%~1.5%，8股压实股钢丝绳相差2%~2.5%；6股和8股钢丝绳采用合成纤维芯钢丝绳参考重量允许比本标准给出采用天然纤维芯钢丝绳规定值分别低2%和4%；聚合物包覆独立钢丝绳芯钢丝绳重量系数参照钢芯钢丝绳。本标准部分结构钢丝绳重量系数与YB/T5359-2010《压实股钢丝绳》中略有不同。

4.5.7破断拉力

相对其他标准，对压实股钢丝绳及1960，2160

MPa强度级别钢丝绳破断拉力系数进行调整。主要基于钢丝强度越高，韧性越差，相应捻制损失越大，破断拉力系数应适当降低，特别是多层股钢丝绳。

对35（W）×7类钢丝绳，ANSI/API9A-2004《钢丝绳规范》、EN12385-4：2002《钢丝绳-安全第四部分：一般提升用途多股钢丝绳》给出最小破断拉力也因钢丝绳强度级别而异：强度级别不大于1960

MPa级时破断拉力系数为0.360，而不大于2160

MPa级时则为0.350。德国钢丝绳企业资料也有显示。本标准对聚合物包覆独立钢丝绳芯钢丝绳破断拉力系数做出规定。由于根据实际生产所得6×

V30-FC钢丝绳最小破断拉力系数与目前标准规定值有较大偏差，故本标准特别明示6×V25类的6×V30-FC钢丝绳最小破断拉力系数应比表中低10%，分析原因是钢丝绳金属填充系数相对较小。

4.5.8钢丝绳中钢丝

本标准规定钢丝绳中同层同规格钢丝强度级别应相同，不同层或同层不同规格，或不同规格钢丝强度级别可以相同，也可以不同，组股钢丝强度不超过3个等级。在达到钢丝绳破断拉力的前提下，允许采用不同强度级别的钢丝，主要是为了考虑同一钢丝绳内不同层、不同直径钢丝对抗弯曲、抗挤压、抗扭转剪切性能的影响。

本标准除对拆股钢丝强度范围予以规定外，还参考JISG3525-2006《钢丝绳》、JISG3546-2006

《异型钢丝绳》，规定钢丝绳中同规格钢丝的实测抗拉强度不得超出其平均值的士8%，目的是通过控制同一直径钢丝强度均匀性提高钢丝绳整绳破断拉力u8-19]。

4.6钢丝绳试验

4.6.1钢丝绳试验方法

本标准对钢丝绳试验方法做了更合理规定。抽样试验按制造长度和是否连续生产来区别抽样，以减少不必要的人力和钢丝绳浪费‘“连续生产的同一结构、同一公称直径、同一级别、同一捻向和同一表面状态的钢丝绳，每5个制造长度取1件试验；不足5个制造长度取1件试验；不是连续生产的钢丝绳逐条试验。”；‘逐条试验是指每个制造长度的钢丝绳都做相应试验。”

本标准定义钢丝绳的制造长度是指成绳机摇篮内同一批放线工字轮可加工出的钢丝绳长度，它有可能是1根钢丝绳，也可能是几根钢丝绳，因为最终分件长度是按用户要求分割的。

4.6.2判定规则

本标准判定规则首次提出根据同直径钢丝数多少界定低值钢丝数如果任一种直径的钢丝低值数为2根或2根以上，则应对该种直径的其他钢丝逐根进行不合格项目的试验。当同直径的试验钢丝数低于60根时，低值钢丝数不大于3根，则该钢丝绳合格；当同直径的试验钢丝数大于等于60根时，低值的钢丝数不大于试验钢丝数的5%（修约成整数），则该钢丝绳合格。

4.7钢丝绳选择、保养、维护、安装、检验和报废本标准提出钢丝绳选择应符合GB/T 24811.1一2009起重机和起重机械钢丝绳选择第一部分：总则》。因为现在较多的起重机械设计时，由于考虑因素不够全面，导致不规范设计时有发生，并因此导致钢丝绳在使用时发生早期报废。

本标准提出起重机用钢丝绳保养、维护、检验和报废应符合GB/T5972-2016规定。按照规范使用钢丝绳对延长钢丝绳使用寿命与保证作业安全是有益的，如对钢丝绳实施有效的补充润滑特别重要0-]。

5结语

本标准对制绳钢丝性能要求既参考了现有国家标准，又参考了欧盟标准，其抗拉强度等级级差调整为200MPa。强调润滑对钢丝绳使用寿命具有重要影响，钢丝绳润滑脂技术指标主要参考国外企业。对三角股钢丝绳、四股扇形股钢丝绳结构重新标记。增加了复合纤维芯，并对纤维绳芯含油量提出要求。

对钢丝绳捻距倍数予以规定。结合钢丝绳生产实际，调整部分结构钢丝绳最小破断拉力系数。考虑钢丝塑性对钢丝绳破断拉力的重要影响，结合美国石油学会标准、欧盟及德国钢丝绳企业资料，对1960，2160MPa强度级钢丝绳最小破断拉力系数予以调整。参考日本标准，对拆股钢丝增加抗拉强度均匀性要求。本标准的实施对提高国内起重机钢丝绳生产与使用将会起到积极的推动作用。

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