《重要用途钢丝绳》解读与研讨资料.doc

1、1 GBGB 8918891820062006重要用途钢丝绳解读与研讨重要用途钢丝绳解读与研讨 山西煤矿设备安全技术检测中心 钢丝绳检验站站长苏世晨 前前言言 煤炭行业是钢丝绳的重要用户，GB 89182006重要用途钢丝绳实 施后对矿井提升钢丝绳的选择、MT 7162005煤矿重要用途钢丝绳验收 技术条件 的修改、 煤矿安全规程 钢丝绳部分的执行等都有重要的影响。 对钢丝绳生产企业的影响更直接且重大。 对 GB 89182006重要用途钢丝绳开展学习和研讨，形成广泛共 识，对其不合理不完善的地方进行修正，对与煤炭行业标准及煤矿安全 规程的相关规定不和谐的地方进行协调，这对钢丝绳生产企业、钢丝

2、绳 用户和钢丝绳质量检验机构都具有重要意义。基于上述思想。作者通过对 GB 89182006 的学习与研究，提出了一些个人见解和同行们开展研讨。欢 迎大家积极参与，也希望国家标准化管理委员会和有关领导给予关注和支 持。 作者 2007 年 09 月 2 网上找的参数（是否是国标未定） 公称直径近似重量 公称抗拉强度 1570167017701870 mmIn Kg/100m钢丝绳最小破断力 纤维芯 FC 钢芯 IWR 纤维芯 FC 钢芯 IWR 纤维芯 FC 钢芯 IWR 纤维芯 FC 钢芯 IWR 纤维芯 FC 钢芯 IWR 61/412.513.717.318.718.419.919.52

3、1.120.622.3 79/3217.018.723.625.525.127.126.628.728.130.4 85/1622.124.430.833.332.835.434.737.636.739.7 93/828.030.939.042.241.544.944.047.546.550.2 1013/3234.638.148.152.151.255.454.358.757.462.0 117/1641.946.158.363.062.067.065.771.169.475.1 121/249.854.969.475.073.879.878.284.682.689.4 131/258.56

4、4.481.488.086.693.791.899.397.0104.0 149/1667.874.794.4102.0 100.0108.0106.0 115.0 112.0 121.0 165/888.697.5123.0 133.0 131.0141.0139.0 150.0 146.0 158.0 1811/16112.0 123.0 156.0 168.0 166.0179.0176.0 190.0 186.0 201.0 2013/16138.0 152.0 192.0 208.0 205.0221.0217.0 235.0 229.0 248.0 227/8167.0 184.0

5、 233.0 252.0 248.0268.0263.0 284.0 277.0 300.0 2415/16199.0 219.0 277.0 300.0 295.0319.0312.0 338.0 330.0 357.0 261234.0 258.0 325.0 352.0 346.0374.0367.0 397.0 388.0 419.0 281-1/8271.0 299.0 377.0 408.0 401.0434.0426.0 460.0 450.0 486.0 301-3/16 311.0 343.0 433.0 469.0 461.0498.0489.0 528.0 516.0 5

6、58.0 321-1/14 354.0 390.0 493.0 533.0 524.0 567.0.0 556.0 601.0 587.0 635.0 34-400.0 440.0 557.0 602.0 592.0640.0628.0 679.0 663.0 717.0 36-448.0 494.0 624.0 675.0 664.0718.0704.0 761.0 744.0 804.0 381-1/2500.0 550.0 695.0 752.0 740.0800.0784.0 848.0 828.0 896.0 40 1-19/32 554.0 610.0 771.0 833.0 82

7、0.0887.0869.0 840.0 918.0 993.0 3 一、与一、与 GB/TGB/T 8918891819961996 相比的重要变化相比的重要变化 1.性质变化 由推荐性国家标准上升为强制性国家标准。地位提高了，约束力加大 了。该标准规定 20060901 实施，但至今已过去 1 年了，我所见到的钢 丝绳产品质量证明书，执行的还都是 GB/T 8918 或 MT 7162005。 2.在钢丝绳的结构上，删除了 619（b）类、637（b）类、1819 等点接触钢丝绳。这是一个很大的技术进步和社会进步，符合科学发展观。 由于点接触钢丝绳股中钢丝间的接触应力大，在提升过程中会受到三

8、种弯 曲作用，所以耐疲劳性能差，易产生断丝，使用寿命短。呼吁矿井提升钢 丝绳不要选用 619（b）类等点接触钢丝绳已有多年了，但效果不大，在 我们检验站占检验总数的 80%左右，特别是中、小矿井用的最多。现在有了 强制性国标，将 619（b）类等点接触钢丝绳从法律上请出了重要用途钢 丝绳行列。现在的问题是要加大宣传和管理力度，尽快落实。 3.取消了验收方法中的方法 2（测定钢丝破断拉力总和） 。本标准的验 收方法将 GB/T 89181996 的方法 1 组批规则（即抽样检验）改为逐条进 行破断拉力测定，显然检查更严了，工作量更大了。关于需方的验收，比 如煤矿，多年来都是委托有资质的钢丝绳检验

9、站进行验收或悬挂前检验， 基本上都采用 MT 7162005 取样方法 2（即测定钢丝破断拉力总和） ，效果 也是好的。因此，我认为将来煤炭行业标准 MT 7162005 修改时仍保留两 种检验取样方法为好。整绳破断拉力试验是考核钢丝绳捻制质量水平的重 要的科学方法，但该方法投资大、成本高、试样制作工艺复杂。因此，可 以探讨检查钢丝绳捻制质量水平的其它有效方法，整绳拉伸可用于组批抽 4 样检验和仲裁试验。 4提高了拆股钢丝的公称抗拉强度级的下限和上限。增加了拆股钢 丝强度允差考核，其抗拉强度的下限为钢丝的公称抗拉强度，上限等于公 称抗拉强度加表 4 规定的允差。公称抗拉强度级的提高，说明对制绳

10、用钢 丝的原材料质量和制造工艺水平要求高了。强度允差考核对提高钢丝的强 度和韧性的均匀性有重要影响。一般情况强度提高韧性会有所下降，因此 强度允差取值的科学性和合理性应进一步研究。 51670MPa 和 1870MPa 公称抗拉强度级拆股钢丝的弯、扭次数（即韧 性指标）采用了相邻较高公称抗拉强度级（1770MPa 和 1960 MPa）的最小 弯、扭次数。显而易见 1670 MPa 和 1870MPa 两个强度级钢丝的弯、扭韧 性指标降低了，如直径 2mm，公称抗拉强度 1670MPa 的钢丝，最小弯曲次数 由 15 次降为 14 次；扭转次数由 27 次降为 26 次。 6 取消了拆股钢丝抗

11、拉强度、 扭转和反复弯曲允许低值钢丝根数的规 定和表格，改用“合格条件”规定。这样就取消了拉、弯、扭低值钢丝和 低值限的概念，而应用了“不合格钢丝”概念和“不合格钢丝数”判据（或 规定） 。使用“不合格钢丝”述语，与煤矿安全规程中的述语吻合了， 使用和交流起来更方便了。 “合格条件”规定对钢丝绳质量的要求高了。 二、钢丝绳的检查与试验二、钢丝绳的检查与试验 1.直径的测量：测量方法依据 7.1.1.1,结果判定依据 6.2.3.2,即相对 公称直径的偏差为：圆股 %5 0 ； 异形股 %6 0 。不圆度为同一截面相互垂直方 向实测直径的差与公称直径之比。测量方法依据 7.1.1.1,测量结果判

12、定依 据 6.2.3.3,即不大于公称直径的 4%。 5 2.长度测量：测量方法由供需双方协议,以米为单位。测量结果按 6.2.4.2 规定判定。 3重量测量：用衡器测量，用 kg 表示，没有确切的判据。 4破断拉力测定：测定方法按 GB/T 8358 的规定。测定结果按 6.2.6 规定判定。 5伸长的测量：供需双方协议。 6不松散检查：检查方法和判定按 7.1.6 规定。 7外观检查：检查方法按 7.1.7 规定，即用手感和目测。检查结果的 判定按 6.2.8 条规定,即按 GB/T 8706 中的规定。 以上七个检查与试验项目，除伸长的测量外，其它项目在出厂前的检 查中都应该进行，并在产

13、品质量证明书中填写清楚。分析目前的产品质量 证明书，缺少的内容有：不圆度、不松散检查、 外观检查。关于不圆度的 测量，其方法和位置，我认为应和钢丝绳直径的测量相同，可从所测两个 截面中取不圆度大的值考核。7.1.7 所说外观检查，具体包含哪些内容？与 6.2.8条所说外观有什么区别？本标准6.1.1和6.2.1.1对股和绳的捻制质 量和缺陷也作了规定,其中断丝若是在内部，只用手感和目测就无能为力 了。另外，钢丝绳的检查试验项目中有些没有非常明确的合格条件，如钢 丝绳直径上限超标是否判该绳不合格，松散、外观有某些缺陷是否判该绳 不合格。另外本标准技术要求中没有规定捻距这个重要技术参数，不知什 么

14、原因？关于需方的验收，现实情况是煤矿用户很少有人委托进行验收检 验，而基本上是进行悬挂前检验。由于送检的绳样较短，对钢丝绳的检查 试验项目主要有直径的测量、测定钢丝破断拉力总和（一般不作整绳破断 6 拉力试验）和不松散检查。关于 7.1.1.1 条中规定的钢丝绳直径测量,要在 绳端头 15m 外的直线部位上进行,是否合理值得商讨。生产厂供给用户的产 品任何部分都应该是合格的，如果距绳端头 15m 段不保证合格，出厂时应 割掉。ISO3154：1988 要求在直线部分测量，无距端头 15m 外的规定。关于 钢丝绳公称直径,GB/T 89181996 实施后,很多还仍采用 GB 110274 或

15、YB 82979 中的数值,GB 89182006 实施后,是否还允许这样下去？ 三、拆股钢丝试验三、拆股钢丝试验 1.试验数量：执行 7.2.1.1 规定。 2拆股钢丝的试验项目 根据本标准第 7.2 规定有：钢丝直径的测量、拉力试验、反复弯曲试 验、扭转试验和镀锌层试验五项。 3.合格条件 本标准 7.2.7 所说不合格钢丝，我理解应包含上述五个项目或四个项 目(对于光面钢丝)中的不合格钢丝。合格条件(指钢丝绳的合格条件)为： 1)初试：任一种直径的不合格钢丝数不得超过一根。(注释：初试即按 第 7.2.1.1 条所规定的钢丝数量进行的试验)。 2)复试：如果初试不合格,即任一种直径的不合

16、格钢丝数为两根或两根 以上,则应对该种直径的其它钢丝逐根进行不合格项目的试验,若不合格的 钢丝数不大于同种直径钢丝数的 4%(修约成整数)，则该钢丝绳合格。 同一根钢丝有多项不合格时,只按一根计算。 该合格条包含哪几个试验项目不够明确。 4试验方法和判定 7 1）钢丝直径的测量方法执行 7.2.2，测量结果的判定执行 6.3.1，但 必需知道钢丝的公称的直径，也就是说必需有产品质量证明书，否则无法 判定（即对该项不作判定，有关计算以实测平均直径为准， ） 2）钢丝的拉力试验方法执行 7.2.3,试验结果的判定执行 6.3.3.1 和 6.3.3.2。 3) 钢丝的反复弯曲试验方法执行 7.2.

17、4,试验结果判定执行 6.3.4。 4） 钢丝的扭转试验方法执行 7.2.5，试验结果的判定执行 6.3.5。 5) 镀锌钢丝的镀锌层试验方法执行 7.2.6，试验结果的判定执行 6.3.6.2(煤矿用户一般不要求该项检验)。 5关于焊接点问题 7.2.1.1 的“焊接点除外”规定概念不明确,可操作性不强。如果遇到 了这种情况是重取一段绳样、换一个股、换一根丝还是计算时不计入？根 据试验统计可知，有焊点钢丝扭转次数很低，属力学性能不合格的钢丝。 焊点除外的规定是否合理值得探讨。ISO3154：1988 中无此说法。 6 “合格条件”举例分析并与煤矿安全规程2006 比较 例例 1 128NAT

18、67FC 钢丝绳 股外层丝共 36 根，钢丝公称直径为 3.0mm,断面积为 245.47 mm 2； 股中心丝共 6 根.钢丝公称直径为 3.2mm，断面积为 48.25mm 2； 上述 42 根钢丝的总断面积为 302.72 mm 2。 根据 7.2.7 b)，股外层钢丝的不合格钢丝数（设只考虑拉、弯、扭三 项试验）的极限值为 364%=1.44 根,修约成整数为 1 根。可见对于 67 结构的钢丝绳,不合格钢丝数只允许 1 根，若有 2 根就判钢丝绳不合格了, 8 因此就不需要复试了。 按煤矿安全规程的要求,拉、弯、扭三项试验的不合格钢丝的断面 积与钢丝总断面积之比提人时必须6%、提物时

19、必须10%,允许的股外层 丝不合格钢丝数分别为： 302.720.06/7.069=2.57(根)修约成整数为 2 根； 302.720.1/7.069=4.28(根),修约成整数为 4 根。 从该例可见，GB89182006 的合格条件高于煤矿安全规程 ，而且 GB 89182006 合格条件的考核项目可能比煤矿安全规程多。 例例 2 226NAT619SFC 钢丝绳 股外层丝共 54 根，钢丝公称直径为 2.1mm,断面积为 187.03mm 2； 股内层丝共 54 根，钢丝公称直径为 1.2mm。断面积为 61.07mm 2； 股中心丝共 6 根，钢丝公称直径为 2.4mm，断面积为 2

20、7.14mm 2； 上述 114 根钢丝的总断面积为 275.24 mm 2。 根据 7.2.7 b)，设股内、外层两种直径不合格钢丝的根数都达到了极 限值(4%),则有： 股外层丝为 544%=2.16=2(根)(修约成整数)，断面积为.6.93mm 2； 股内层丝为 544%=2.16=2(根)(修约成整数)，断面积为 2.26mm 2 允许不合格钢丝总数为 4 根,断面积为 9.19mm 2； 9.19/275.24=3.34%6%，可用矿井提人。 按煤矿安全规程第 402 条规定,新绳悬挂前提人时,允许的不合格 钢丝的断面积 275.240.06=16.514 mm 2： 1设都为外层

21、丝,则允许的不合格钢丝数为 9 16.514/3.464=4.77=4(根) (修约成整数)； 设都为内层丝,则允许的不合格钢丝数为 16.514/1.131=14.60=14(根) (修约成整数) 该例题说明：GB 89182006 的合格条件高于煤矿安全规程规定。 例例 3 3187FC 钢丝绳 设除股中心丝外,其它钢丝的直径相同,计算面积时忽略股中心丝加 粗。 按 GB 89182006 允许的不合格钢丝数（不计股中心丝）为： 1860.04=4.32=4(根)(修约成整数)。 煤矿安全规程允许的不合格钢丝数（不含股中心丝）为： 1870.06=7.56=7(根)(修约成整数)。 例例

22、4 428NAT6V30FC 钢丝绳 股结构为(6+12+12)，有两种丝径(股芯丝视为不承载钢丝),内层丝直 径为 1.2mm,外层丝直径为 2.0mm。 按 GB 89182006 合格条件规定,内、外层钢丝允许的不合格钢丝数 分别为：720.04=2.88=2(根) (修约成整数),合计 4 根。 按煤矿安全规程2006 规定（设用于提人） ，计算如下： 钢丝总断面积=307.62mm 2。 允许不合格钢丝断面积307.620.06=18.45 mm 2。 设不合格钢丝都为外层丝,其数量为： 18.45/=5.87=5(根) (修约成整数) 根据上述例题的计算分析,可推断：GB 8918

23、2006 拆股钢丝试验的合格条 10 件高于煤矿安全规程的有关规定。或者说 GB 89182006 的合格条件 高于 MT 7162005 的合格条件。 四、钢丝绳力学性能的考核四、钢丝绳力学性能的考核 1.钢丝绳的公称抗拉强度的考核 考核方法依据 7.4 规定。 表 9表 23 给出的力学性能指标是根据公式 FO= 1000 0 2 RDK （1） 计算出来的,可以说是理论值。 设实测破断拉为Fm，显然有： FmF0 检验中发现有些生产厂的产品质量证明书存在这样的问题,即根据Fm 查表应取R0=1670MPa,而实际填写的是 1570 MPa，这样做是否允许？ 2.钢丝绳的公称抗拉强度与钢丝

24、的公称抗拉强度之关系考核 考核方法依据 7.4.1 规定。下面就两个相关问题进行研讨： 1）本标准未说明确定拆股钢丝公称抗拉强度的方法。 GB/T 89181996 第 7.3.6.2 条所述实测平均抗拉强度下靠公称抗拉强 度的方法是否还适用？能否越级下靠？ 2）按 GB 89182006 生产的钢丝绳,其产品质量证明书应分别写明钢 丝绳的公称抗拉强度和钢丝的公称抗拉强度,否则 7.4.2 不好执行. 五、最小钢丝破断拉力总和与钢丝绳最小破断拉力的换算系数的理论五、最小钢丝破断拉力总和与钢丝绳最小破断拉力的换算系数的理论 计算公式计算公式 为了讨论方便,最小钢丝破断拉力总和用符号Fh表示,换算

25、系数用Kh表 11 示,则根据定义有： Kh= 0 F Fh （2） 根据 GB/T 87061988 第 15.2.3 条规定：最小钢丝破断拉力总和(即 钢丝计算破断拉力总和)为钢丝绳中钢丝(不计强度的除外)总横截面积与 钢丝公称抗拉强度的乘积,用公式表示,可简写为： 1000 0 RS Fh（3） 式中：Fh最小钢丝破断拉力总和,单位 kN； R0钢丝公称抗强度，单位 MPa； S钢丝绳中（承载）钢丝的总横截面积,单位 mm 2。 说明：用（3）式计算Fh时设钢丝绳中钢丝的公称抗拉强度R0相同. 若绳中有两种以上直径钢丝且采用两个相邻的公称抗拉强度时,应分组计 算。 将（1）式和（3）式代

26、入（2）式，则有： Kh= 2 DK S （4） 设 GB 89182006 附录 A 给出的Kh值为标准值，用公式（4）计算出 的Kh值为计算值，下面举例列表对部分钢丝绳的换算系数Kh的计算值与标 准值进行比较分析（举例的钢丝绳的技术参数大部分取自钢丝绳产品质量 证明书,且其产品标准基本上都是 GB/T 89181996） 。 12 Kh计算值与Kh标准值比对表 钢丝绳结构 （K） 绳径D （mm） 股结构丝径 （mm） S （mm） 2 K 计算值计算平均值标准值 67FC （0.332） 16 （16） (1.81.7)96.981.141 1.1651.134 26（3.02.8）26

27、0.081.159 28（3.23.0）302.721.163 30(3.43.2）344.001.151 32（3.73.5）410.871.209 187FC （0.310） 18 （16） 内层股 （1.301.20） 外层股 （1.261.15） 138.431.387 1.3991.283 24.5 内层股 （1.801.65） 外层股 （1.701.60） 264.251.420 24.5（1.841.58）259.611.395 26 内层股 （1.951.85） 外层股 （1.751.70） 306.981.465 28 内层股 （2.051.85） 外层股 （1.951.80

28、） 335.631.381 31( 2.1 2 .0 )401.641.348 619SFC (0.330) 21.5 （199） (2.01.01.75)191.151.253 1.2441.21426(2.41.22.1)275.251.234 34.5（3.21.62.8）489.331.246 619WFC (0.330) 24.0（ 166 / 6） （1.8 1.7 1.8/1.35）240.121.2631.2631.214 625FiFC (0.330) 26 （1 6 6F 12） （ 2.0 1.7/0.75 1.7）279.891.255 1.2361.22628（2.2

29、1.8/0.81.8）315.731.220 34（2.62.2/1.02.2）470.671.234 13 Kh计算值与Kh标准值比对表（续） 钢丝绳结构 （K） 绳径D （mm） 股结构丝径 （mm） S （mm） 2 K 计算值计算平均值标准值 6 26WS FC 或6 26SW FC (0.330) 21.5 （15 5/5+10） 0.7+0.91.05/0.851.6185.031.2131.2131.226 6 31WS FC 或6 31SW FC (0.330) 26 （1+6 6/66 12） 1.25+1.2+1.25/0.97+1.65272.811.2231.2231.

30、226 6V19FC (0.375) 35.5 （/17 3/9） /1.7+1.6/3.3547.861.1591.1591.156 6V30FC （0.360） 32 (6+12 12) 1.382.30406.831.1041.1041.177 6V37SFC (0.360) 36 (/17 3/12 15) /1.45+1.35/+1.85+2.2597.011.2801.280 1.177 (取 自 GB/T 8918， GB 8918 附录 A无 ） 注：比较可见 GB 89182006 与 GB/T 89181996 给出的Kh值相同。 14 从上面部分钢丝绳的Kh计算值和标准值

31、的比对可见，大部分钢丝绳的计算值 略大于标准值，采用标准值进行FO和Fh间的换算是可行的。致于Kh计算值和Kh 标准值哪个更准确，需经过大量实验统计资料来检验，希望同行们注意积累这方 面的数据并进行交流。 六、六、 关于煤矿重要用途钢丝绳的验收检验关于煤矿重要用途钢丝绳的验收检验 现行煤炭行业标准 MT 7162005 的验收检验规则有两种取样方法，见 6.2.1 条和 6.2.2 条。而煤炭行业有质资的钢丝绳检验站通常都是采用取样方法 2,即测 定钢丝破断拉力总和。采用方法 2 符合煤矿安全规程第 402 条和第 400 条的 规定。第 402 条规定是通过对拆股钢丝拉、弯、扭三项力学性能试

32、验的结果来判 定钢丝绳的力学性能是否合格,也就是说第 402 条规定了钢丝绳的力学性能检验方 法及合格条件。而第 400 条规定了钢丝绳的安全系数最低值及计算方法，即钢丝 绳的安全系数等于实测的合格钢丝拉断力的总和与其所承受的最大静拉力之比。 GB 89182006 实施后,要求 MT 7162005 必须修改,我个人认为验收方法仍 保留两种方法,而力学性能试验一般会采用取样方法 2。但检验项目及合格条件会 综合 GB 89182006 的 7.1 和 7.2 的有关规定。采用测定钢丝破断拉力总和方法 进行验收时,钢丝的公称抗拉强度由实测平均抗拉强度下靠确定；钢丝绳的实测破 断拉力由实测破断拉

33、力总和除以换系数Kh确定,并查表确定钢丝绳的公称抗拉强 度。将检验结果与产品质量证明书所给钢丝绳的公称抗拉强度比对,如果符合 7.4.1 的规定说明钢丝绳的捻制质量正常，钢丝绳的力学性能考核合格；如果捻制 质量不好,产品质量证明书中的钢丝绳实测破断拉力和钢丝绳的公称抗拉强度必 然下降,则将不符合 7.4.1 规定,则钢丝绳的力学性能考核不合格。通过上述分析, 我认为需方的验收检验可以采用测定钢丝破断拉力总和的方法。 15 后后 语语 GB 98182006 的实施时间已过去 1 年了,但我还没有见到按该标准生产的钢 丝绳。有的生产厂认为该标准存在不少问题,难执行。我个人认为,该标准存在的 最大问题是 7.2.6 条规定的合格条件太高，与我国的原材料质量和制造技术水平 可能不太符合。另外取消了验收方法中的方法 2,也有些脱离实际，不受欢迎。标 准的提升,就像人走路上台阶一样,如果台阶的高差太大了,可能跨不上去,因此, 新标准能否得到实施、何时落实实施、如何实施等还存在很多问号，还有很多工 作等待人们去作。 我认为标准也是一种产品,也有质量问题和是否符合国情等问题,希望有关部 门能开启一扇门,让关心标准的人们能够有地方发表自已的意见和看法，推动标准 的完善与发展。 错误和不妥之处欢迎批评指正。