本標(biāo)準(zhǔn)草案主要以GB/T20067粗直徑鋼絲繩標(biāo)準(zhǔn)四體系為基礎(chǔ),結(jié)合DNV-05-E304規(guī)范以及近年來(lái)市場(chǎng)使用鋼絲繩情況進(jìn)行制訂。標(biāo)準(zhǔn)按GB/T1.1-2009標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第l部分:標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則閱進(jìn)行起草。
3主要技術(shù)內(nèi)容說(shuō)明
3.1標(biāo)浪名稱及適用范圍
按照我國(guó)鋼絲繩標(biāo)準(zhǔn)命名慣例,本標(biāo)準(zhǔn)的名稱定為海洋工程系泊用鋼絲繩,英文名稱0fshore mcoring sel wire opes.本標(biāo)準(zhǔn)適用于海洋工程移動(dòng)系泊和長(zhǎng)期系泊。
3.2鋼絲經(jīng)公稱直徑及直徑系列
鋼絲繩的公稱直徑及直徑系列依據(jù)市場(chǎng)調(diào)研,結(jié)合海工使用情況得出。6股鋼絲繩公稱直徑確定為52-128mm,單股鋼絲繩公稱直徑確定為64-160mm,全密封鋼絲繩公稱直徑確定為64-140
mm。直徑系列間隔為4mm。
3.3鋼絲繩術(shù)語(yǔ)和定義
移動(dòng)系泊和長(zhǎng)期系泊在海洋工程系泊用鋼絲繩中是2個(gè)基本而且非常重要的術(shù)語(yǔ),這2種系泊方式在對(duì)鋼絲繩的使用、制造、驗(yàn)收、技術(shù)要求上有一定的差異,因此在標(biāo)準(zhǔn)中給出了移動(dòng)系泊和長(zhǎng)期系泊2個(gè)術(shù)語(yǔ)及定義,其余參考GB/T8706鋼絲繩一術(shù)語(yǔ)、標(biāo)記和分類。
3.4鋼絲繩分類和標(biāo)記
鋼絲繩分類是根據(jù)移動(dòng)系泊、長(zhǎng)期系泊以及市場(chǎng)對(duì)鋼絲繩結(jié)構(gòu)的需求,按GB/T8706鋼絲繩一術(shù)語(yǔ)、標(biāo)記和分類中的原則進(jìn)行分類。分別列出6股鋼絲繩、單股鋼絲繩、全密封鋼絲繩等3個(gè)典型類別分類。單股鋼絲繩、全密封鋼絲繩在GB/T20067粗直徑鋼絲繩中未涉及,主要參考DNV-05-E304標(biāo)準(zhǔn)增加了單股鋼絲繩、全密封鋼絲繩。2015年11月11日召開的標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì)決定本標(biāo)準(zhǔn)不含半密封鋼絲繩和8股鋼絲繩,主要考慮到半密封鋼絲繩實(shí)際是單股鋼絲繩最外層包一層H形和圓形數(shù)量相同且交替的異型鋼絲,目前世界上使用該結(jié)構(gòu)較少。而對(duì)于8股鋼絲繩,因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)鋼絲繩相對(duì)6股鋼絲繩結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,原則上應(yīng)使用6股鋼絲繩。但標(biāo)準(zhǔn)增加了備注“其他類型結(jié)構(gòu)(如8股鋼絲繩、壓實(shí)股鋼絲繩等)經(jīng)供需雙方協(xié)議也可以采用”,從面增加了標(biāo)準(zhǔn)的靈活性。鋼絲繩的標(biāo)記按GB/T8706鋼絲繩一術(shù)語(yǔ)、標(biāo)記和分類規(guī)定執(zhí)行。
3.5鋼絲繩材料
3.5.l制繩用鋼絲
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定制繩前用圓鋼絲(包括中心鋼絲、填充鋼絲、繩芯鋼絲)的技術(shù)要求應(yīng)符合YB/T5343中機(jī)械性能要求,圓鋼絲鍍層參照ASTMA586A級(jí),異型鋼絲參照EN10264-3。
鋼絲繩中鋼絲的鍍層最小重量未采用YB/T5343標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)楹Q蠊こ滔挡从娩摻z繩對(duì)防腐性能要求較高,故6股鋼絲繩、單股鋼絲繩鍍層重量參考采用ASTMA586A級(jí),全密封鋼絲繩中Z形鋼絲參考EN10264-3標(biāo)準(zhǔn)中的靜態(tài)使用AB級(jí)鍍層。
3.5.2繩芯
6股鋼絲繩繩芯只有鋼芯一種。由獨(dú)立的鋼絲繩(IWRC)組成的芯。單股鋼絲繩和全密封鋼絲繩用鋼絲股芯(wSC)。
3.5.3鋼絲繩潤(rùn)滑脂
海洋工程系泊用鋼絲繩潤(rùn)滑脂應(yīng)具有良好的潤(rùn)滑和防腐性能,因此未直接采用現(xiàn)行鋼絲繩用潤(rùn)滑脂標(biāo)準(zhǔn)NB/SH/T0387,而是根據(jù)目前市場(chǎng)上高性能鋼絲繩對(duì)潤(rùn)滑脂的要求,提出了潤(rùn)滯脂的技術(shù)指標(biāo):
滴點(diǎn)應(yīng)不低于85℃、運(yùn)動(dòng)黏度不低于100mm2/s
(100℃)、錐入度不低于130(1/10mm)、黏附率不低于95%,其他有關(guān)技術(shù)要求和試驗(yàn)方法應(yīng)符合NB/SH/T0387的規(guī)定或用戶要求。
3.6技術(shù)要求
3.6.l鋼絲繩結(jié)構(gòu)
系泊用鋼絲繩有單股鋼絲繩、6股鋼絲繩和多股鋼絲繩等,但多股鋼絲繩應(yīng)用不多呵,而且近年來(lái)全密封鋼絲繩也獲得了一定的發(fā)展和應(yīng)用。在DNV-0S-E304規(guī)范中,只給出6股鋼絲繩。本標(biāo)準(zhǔn)主要列出單股鋼絲繩、6股鋼絲繩和全密封鋼絲繩,但指出8股鋼絲繩原則上只要能夠提供使用經(jīng)驗(yàn)的情況下也可以采用。在買方只規(guī)定鋼絲繩類別的情況下,鋼絲繩具體結(jié)構(gòu)應(yīng)由制造商根據(jù)要求確定。通常買方應(yīng)規(guī)定鋼絲繩的結(jié)構(gòu)或類別。
本標(biāo)準(zhǔn)中,附錄B的表B.1至表B.7中6股鋼絲繩列出16種典型結(jié)構(gòu),單股鋼絲繩列出了1x
127、l×169、1×217、l×271、l×33l、1×397-1×
547共計(jì)6類,密封鋼絲繩列出了三層、四層、五層全密封鋼絲繩和六層及以上全密封鋼絲的鋼絲繩2大類別。
3.6.2鋼絲繩級(jí)別
鋼絲繩級(jí)別應(yīng)符合附錄B中表B.1至表B.7.經(jīng)買方與制造商協(xié)商也可以提供滿足要求的其他級(jí)別鋼絲繩·考慮到全密封鋼絲繩的特殊性,同時(shí)參考了EN12385-10標(biāo)準(zhǔn),繩級(jí)別按100MPa間隔劃分,6股鋼絲繩、單股鋼絲繩按國(guó)際慣例200MPa間隔劃分。
3.6.3鋼絲接頭
鋼絲焊接是系泊用鋼絲繩最重要的要求,參考DNV-05-E304規(guī)范,作出鋼絲繩中鋼絲焊接要求:鋼絲繩中鋼絲需要接頭時(shí),應(yīng)采用電焊對(duì)接。焊接頭之間最小距離不應(yīng)小于10倍的鋼絲繩捻距。
3.6.4直徑允許偏差及不圈度2015年12月9日審定會(huì)各位與會(huì)專家討論決定,鋼絲繩按照直徑100mm分為2段,小于100mm的6股鋼絲繩實(shí)測(cè)直徑允許偏差和不圓度參照GB/
T20067粗直徑鋼絲繩標(biāo)準(zhǔn),不小于100mm的6股鋼絲繩直徑允許偏差下限擴(kuò)大到-2%,以便靈活調(diào)整鋼絲繩重量。小于100mm的單股鋼絲繩和全密封鋼絲繩參考EN12385-10標(biāo)準(zhǔn),不小于100mm的單股鋼絲繩和全密封鋼絲繩直徑允許偏差下限擴(kuò)大到-1%。
3.6.5鋼絲繩長(zhǎng)度允許倘差及參考重量鋼絲繩長(zhǎng)度允許偏差與GB/T20067規(guī)定相同。6股鋼絲繩參考重量按GB/T20067,單股鋼絲繩和全密封鋼絲繩參考EN12385-10。
3.6.6鋼絲繩最小破斷拉力系數(shù)、公稱金屬橫截面系數(shù)、參考重量系數(shù)
6股鋼絲繩的最小破斷拉力系數(shù)和參考重量系數(shù)與GB/T20067一致。單股鋼絲繩主要參考EN
12385-10,在ENl2385-10的基礎(chǔ)上,參考重量系數(shù)增加3%,公稱金屬橫截面系數(shù)降低1%,最小破斷拉力系數(shù)降低3%。全密封鋼絲繩主要參考EN
12385-10和YB/T5295鋼絲繩標(biāo)準(zhǔn),但對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整。參考重量系數(shù)參考EN12385-
10,公稱金屬橫截面系數(shù)和最小破斷拉力系數(shù)主要是根據(jù)貴州鋼繩在粗直徑全密封鋼絲繩方面的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)參數(shù)而制定。因海洋工程系治用密封鋼絲繩的用途與YB/T5295不一致,YB/T5295主要用于索道和礦井等用途,該標(biāo)準(zhǔn)中給出鋼絲繩破斷拉力總和,并不能全面體現(xiàn)鋼絲繩的整繩破斷拉力指標(biāo),故本標(biāo)準(zhǔn)未直接引用YB/T5295。
3.6.7鋼絲繩永久伸長(zhǎng)率
參考DNV-0S-E304規(guī)范,明確規(guī)定長(zhǎng)期系泊用鋼絲繩首次生產(chǎn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行永久伸長(zhǎng)率測(cè)定,6股鋼絲繩永久伸長(zhǎng)率應(yīng)小于0.8%,單股鋼絲繩和全密封鋼絲繩永久伸長(zhǎng)率應(yīng)小于0.4%。這與其他鋼絲繩不同。同時(shí)明確鋼絲繩永久伸長(zhǎng)率按彈性模量的測(cè)定方法測(cè)定,載荷應(yīng)達(dá)到最小破斷拉力的10%-30%,循環(huán)加載荷至完全穩(wěn)定狀態(tài)后測(cè)定。
3.6.8拆股鋼絲的要求
3.6.8.1取樣數(shù)量
參照EN12385-1的B.2.2條款,拆股試驗(yàn)的鋼絲取樣數(shù)量為在6股鋼絲繩任取一般鋼絲,單股鋼絲繩和全密封鋼絲繩取樣數(shù)量是每層鋼絲數(shù)的25%。
3.6.8.2實(shí)測(cè)抗拉強(qiáng)度
拆般圓鋼絲實(shí)測(cè)抗拉強(qiáng)度允許值比公稱抗拉強(qiáng)度值降低50N/mm2。
3.6.8.3鋼絲扭轉(zhuǎn)次數(shù)
扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)應(yīng)按GB/T239.1規(guī)定執(zhí)行。圓鋼絲扭轉(zhuǎn)次數(shù)參照YB/T5343,比YB/T5343中的數(shù)值降低15%,乙形鋼絲參照YB/T5295中的數(shù)值。
3.6.8.4鋼絲鍍層
鍍層試驗(yàn)應(yīng)按GB/T1839規(guī)定執(zhí)行,原鍍鋅層質(zhì)量改為鍍層重量,包含鋅鋁合金鍍層。鍍層重量參照ASTMA586A級(jí)鍍層厚度。
3.7鍋絲繩檢驗(yàn)
3.7.1鋼絲繩直徑測(cè)量
鋼絲繩直徑測(cè)量參考EN12385-1標(biāo)準(zhǔn),增加對(duì)測(cè)量工具的要求:對(duì)直徑不大于100mm的鋼絲繩,測(cè)量?jī)x器的最小分度值應(yīng)不大于±0.05mm.
對(duì)直徑大于100mm的鋼絲繩,測(cè)量?jī)x器的最小分度值應(yīng)不大于±0.lmm。
3.7.2破斷拉力的測(cè)定
鋼絲繩破斷對(duì)檢測(cè)設(shè)備損傷較大,沒(méi)有必要一定要將鋼絲繩拉斷,參照EN12385-1作出規(guī)定,當(dāng)實(shí)測(cè)破斷拉力已達(dá)到或超過(guò)鋼絲繩最小破斷拉力值而鋼絲繩未破斷的情況下試驗(yàn)可以結(jié)束,并確定該鋼絲繩滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的破斷拉力。同時(shí),考慮到鋼絲繩在進(jìn)行破斷拉力試驗(yàn)過(guò)程中,制樣、捆扎、澆鑄、夾具等因素都有可能影響破斷拉力測(cè)定結(jié)果,因此規(guī)定,當(dāng)實(shí)測(cè)破斷拉力未達(dá)到鋼絲繩最小破斷拉力值時(shí),允許進(jìn)行3次附加試驗(yàn),且其中至少一次應(yīng)達(dá)到或超過(guò)規(guī)定的最小破斷拉力值,可以確定該鋼絲繩滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的破斷拉力。
3.8選型指導(dǎo)
該條款作為資料性附錄放置于標(biāo)準(zhǔn)中的附錄D.該條款明確長(zhǎng)期系泊通常使用單挖鋼絲繩,移動(dòng)系泊通常使用6股鋼絲繩。參考DNV-0S-
E304,鋼絲繩結(jié)構(gòu)和抗腐蝕程度的選擇必須考慮設(shè)計(jì)壽命、彎曲強(qiáng)度、使用環(huán)境。因?yàn)殚L(zhǎng)期系泊要求鋼絲繩具有最大化的金屬截面積,可提供高的抗拉強(qiáng)度直徑比,在高軸向剛度和拉力情況下扭矩平衡等。單股鋼絲繩和全密封鋼絲繩這2種結(jié)構(gòu)的鋼絲繩具有較大的金屬截面積和較高的抗腐蝕性能。因其結(jié)構(gòu)關(guān)系,海水進(jìn)入鋼絲繩中心的難度比普通鋼絲繩要困難得多,更適合涂塑來(lái)提高抗腐蝕性能。在上述2種結(jié)構(gòu)的鋼絲繩中,全密封鋼絲繩具有封閉的面接觸設(shè)計(jì)(如Z形鋼絲),具有接近圓柱形的表面,比單股鋼絲繩具有更高的抗磨損性能,但由于異型鋼絲的層數(shù)在操作和安裝時(shí)需要特別小心,因?yàn)槿芊怃摻z繩比其他結(jié)構(gòu)需要更大的彎曲半徑。移動(dòng)系泊要求較為靈活,考慮到各種因素,移動(dòng)系泊通常選擇6股鋼絲繩。
4結(jié)語(yǔ)
GB/T33364-2016海洋工程系泊用鋼絲繩標(biāo)準(zhǔn)2017年9月l日開始實(shí)施,標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施將引領(lǐng)我國(guó)鋼絲繩企業(yè)在海洋系泊用鋼絲繩技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展方向,對(duì)提高海洋工程系治用鋼絲繩產(chǎn)品質(zhì)量水平將會(huì)起著極大的推動(dòng)和促進(jìn)作用,從而使我國(guó)在該領(lǐng)域的技術(shù)水平盡快與國(guó)際接軌,使國(guó)內(nèi)企業(yè)和客戶受益。