1.1.3海洋鉆井用鋼絲繩隨著海洋油氣儲量和產量在全球油氣儲量與產量中所占份額的不斷增加，海洋油氣勘探與鉆采已成為世界各大石油公司競爭的熱點領域。海洋油氣鉆采裝備如圖3所示。
油田鉆采及試井、通井、修井、撈油、撈沙等項作業所用鋼絲繩規格結構不同。抽油桿和油管牽引繩直徑22~29mm；抽油桿懸掛器用繩為細繩，直徑多為6.5mm；撈砂繩直徑13~16mm；洗井繩直徑19~26mm；鉆井取巖絕直徑26~29mm；鉆井繩直徑29~45mm；絞車用繩直徑22~29mm；抽油機驢頭繩直徑16~29mm；淺海錨繩直徑22~122mm；井架起升用繩直徑一般在38mm以上，鉆機井架起升鋼絲繩通常選用的規格有6×61-61.0、65.0、
67.0、72.0，6×37-65.0、72.0，6×55SWS結構，繩徑72.0、77.0mm。海上鉆井平臺多使用吊機進行物資上下平臺吊運，鉆井設備搬運等，使用頻率高，載荷變化多樣，長時間暴露在海洋環境中，極易出現疲勞、銹蝕、斷絲等現象，這類鋼絲繩更要注意日常的維護保養。通常選用6×36WS系列鋼絲繩。
1.1.4海洋絞機用鋼絲繩
海洋絞機或卷揚用鋼絲繩是與絞機和卷揚機配套使用的鋼絲繩。絞機用于施工卷揚、移貨、移船、海上設施定位、銷絞、收卷拖纜、牽引等，用途不同，對鋼絲繩的結構規格要求也不相同。
我國是世界上最大的發展中國家，是一個能源生產和消費大國。基本能源消費占世界總消費量的1/10，居世界第2位。全球油氣資源深海占41%、淺海占31%、陸上只占28%，我國海洋權屬區有300萬km2，蘊藏豐富的油氣資源，尤其南海是世界公認的“三灣、兩湖、兩海”大油氣區之一，預測石油儲量230億~300億1，天然氣16萬億m’，占中國油氣總資源量的1/3，其中70%蘊藏于153.7萬km2的深海海域。在海洋油氣開采中需要用到高技術含量的鋼絲繩作為系治系統用鋼絲繩，這種鋼絲繩的可靠性直接影響油氣開采作業的成敗及成本的高低，從長運來看，除了海洋油氣開來之外，開采天然氣水合物（亦稱可燃冰）可解決能源供應問題，這將為海工鋼絲繩的應用開拓新的領域。世界天然氣水合物中的有機碳約占全球有機碳的53.3%，而煤、石油和天然氣三者之和占26.6%。分布在陸地上的天然氣水合物最大地質儲量約為5300億t，分布在海洋的最大地質儲量約為l6100億1。僅海洋中的儲量就可以滿足人類l000多年的需要，目前世界有l22個地區發現了天然氣水合物，其中陸地33處，海洋84處，已海底取芯20多處。日本在日本列島東南斜坡陸棚深海發現了大量可燃冰，鉆探30多口井，局部試采成功，已制定了2015年商業開采計劃，美國在墨西哥灣深海區發現了大量可烯冰，并刺定了2016年商業開采計劃。在我國南海地區預計有680億1油當量的“可燃冰”；除了南海外，在青海地區也發現了350億1標準油當量的天然氣水合物，在廣東沿海珠江口盆地東部海城首次鉆獲高純度“可燃冰”，相當于1000億~1500億m’的天然氣儲量，天然氣水合物可能成為人類新的后續能源，并逐漸成為海洋油氣勘探開發的新亮點。可燃冰的鉆采對鋼絲繩的未來需求提供了長期保證。
1.2使用要求
1.2.1破斷拉力高
由于海工鋼絲繩的使用條件往往是起重荷載大、船載質量大、風浪大、船體擺動大，因此需要鋼絲繩有巨大的破斷拉力，一般破斷拉力高達數千千牛，甚至數萬千牛，我國《粗直徑鋼絲繩》標準給出最低級別最小破斷拉力1870kN（直徑60mm，纖維芯），最高級別23800kN（直徑190mm，鋼芯）。國外知名企業的鋼絲繩破斷拉力高于我國標準的同規格要求，例如，我國直徑144mm鋼芯鋼絲繩標準破斷拉力13700kN，而英國Bridon同規格鋼絲繩破斷拉力為14406kN；再如，直徑152mm鋼芯鋼絲繩我國標準破斷拉力為15200kN，意大利某公司同規格鍍鋅鋼絲繩破斷拉力為19620kN。
l.2.2超重或超長
由于海工鋼絲繩一般要求破斷拉力高，而綱絲繩中鋼絲的抗拉強度是有限的，因此需要增加鋼絲根數或鋼絲直徑，從而增加鋼絲繩直徑和鋼絲繩重量。如Bridon鋼絲繩最大直徑312mm，單冤質量最高可達60010。在深海作業還要增加鋼絲繩的長度，其長度達數千米。如意大利Redaelli公司2013年向荷蘭Huisman for CEONA公司提供的35×K7鍍鋅壓實股直徑92mm鋼絲繩，單根長度5475m，質量227t；供應廣州黃墻造船廠直徑135mm多層股鋼絲繩，單繩質量達到135t；2014年向挪成Car-
gotec公司提供的35×K7策鋅壓實股直徑126mm鋼絲繩3l50m，質量245t；該公司生產的多層股繩單繩質量可達4321。
l.2.3耐磨損對疲勞壽命長
FPSO系泊系統用鋼絲繩設計壽命達40a，表面看系治屬于靜載荷，但實際上由于強大的海風海浪作用，船體震頻是不可避免的，鋼絲繩中應力不斷變化，引起鋼絲繩疲勞。而對于作為起重和錨紋作用的鋼絲繩，不僅鋼絲繩中的應力變化引起疲勞，而且在重載條件下反復纏繞會引起鋼絲繩的較快磨損。風浪的作用，還可能使鋼絲繩的瞬間拉應力急劇增大，過大的拉力波動引起鋼絲紀過早斷裂失效四。
l.2.4抗海水腐蝕性能優
因為海水對鋼鐵材料具有強烈的腐蝕性，所以要求鋼絲繩耐海水腐蝕，鋼絲一般采取厚紋鋅技術，另外選取耐海水屬蝕的油脂并進行鋼絲絕涂油。對于FPSO系泊系統用鋼絲繩，則要求進行涂塑處理，鋼絲繩涂塑壁厚最小為9mm，一般要求為11mm，兩層涂塑別為22mm。
2海工鋼絲繩生產和技術裝備現狀
2.1重點生產企業
目前國內可以生產海工鋼絲繩的企業有10多家，產量和質量具有一定競爭力的企業主要有巨力索具股份有限公司、成陽寶石鋼管鋼紀有限公司、寧夏恒力鋼絲繩股份有限公司、江蘇狼山鋼繩最份有限公司、責州鋼繩集團有限公司、鞍鋼鋼繩有限責任公司、湘漳鋼鐵集團有限公司鋼絲繩廠等。近年來國內鋼絲繩金業在海工鋼絲繩市場上占有一定份額，但仍然沒有形成主流，國際知名鋼絲繩生產企業在這一市場仍然具有優勢和先機。英國Bridon，韓國Kiswire，意大利Redaelli，印度Usha martin、奧地利Teufelberger等金業生產的海工鋼絲繩在市場上具有很強的競爭力。
2.2鋼絲繩主要結構
不同用途的鋼絲繩，采用的結構也不同。海工鋼絲繩還沒有技術標準，國內現行標準《重要用途鋼絲繩》、《粗直徑鋼絲繩》與GB/T8706-2006《鋼絲紀術語、標記和分類》對鋼絲繩的表示方法存在差異，以下參照GB/T8706-2006進行標示。一般對于嶗鏡、拖纜、鉆井架起升、錨絞、卷揚等用途，以六般繩6x
（K）37（a）或八股繩8x（K）37（a）為主，K代表壓實股。其主要結構為6x（K）36WS-IWRC、6×（K）41WS-IWRC、6×（K）49SWS-IWRC；8x
（K）36WS-IWRC、8×（K）41WS-IWRC、8x（K）495WS-IWRC。6×6l（a）、6×6l（ab）代表結構6x
61FWS-IWRC；參考結構6×64SFS-IWRC、6x
65FNS-IWRC、6×84WSNS-IWRC、6×55SWS-IWRC.8×61（a）8×6l（alb）代表結構8×6lFWS-IWRC、8×64SFS-IWRC、8×65FNS-IWRC、8x
84WSNS-IWRC、8×55SWS-IWRC。
吊裝時，為了防止貨物旋轉，常選擇抗旋轉性能優良的多層股綱絲繩，代表結構為35W×7，從意大利和英國進口的海工鋼絲繩以多層壓實股35×K7結構居多。
對于較粗直徑海工鋼絲繩，如采采用上述的六股、八股或多層股，鋼絲直徑將很大，不僅沒有相應的原材料，而且對拉拔、熱處理和饋鋅等造成很大困難，因此，常采用線繩結構。常見的6股子繩纜參考結構：6×（6×36WS-IWRC）-IWRC、6×（6×
41WS-IWRC）-IWRC、6×（6×49SWS-IWRC）-
IWRC、6×（6×55SWS-IWRC）-IWRC、6×（6×
61FWS-IWRC）-IWR、6×（6×64SFS-IWRC）-
IWRC。常見的8股子繩纜參考結構；6x
（8×36WS-IWRC）-IWRC、6×（8×41WS-
IWRC）-IWRC、6×（8×49SWS-IWRC）-IWRC、6×（8×55SWS-IWRC）-IWRC、6×（8×6lFWS-IWRC）-IWRC、6×（8×64SFS-IWRC）-IWRC。
對于單股鋼絲繩，如用于海洋石油平臺的錨固常采用l×127英鋼絲繩，參考結構為1×l45、1x
187、1×378、1×410、1×438等。
2.3主要拾制設備
國內海工鋼絲繩生產技術裝備近年來有很大發展，其備了一定的國際競爭實力。巨力索具股份有限公司是目前國內粗直徑鋼絲繩生產最具實力的金業之一，該公司具有KS8/1250、KS8/1680、KS8/2500等成繩機，其中KS8/2500是國內目前最大的成繩機。成陽寶石鋼管鋼繩有限公司海門分公司擁有KS8/2000成繩機、GGZ40/630拾股機和KG（36+48）/630拾股機，所擁有的20001綱絲繩整繩拉力破斷試驗機屬于國內領先水平。貴州鋼繩集團有限公司的大型捻制設備包括從德國進口的KS8/1250、KS8/1650成繩機和自制的KS8/2200成繩機，在鋼絲繩生產方面具有較長的歷史和豐富經驗。寧夏恒力鋼絲繩股份有限公司、江蘇狼山鋼繩股份有限公司、貴州綱繩集團有限公司、獲鋼鋼繩有限責任公司、湘浮鋼鐵集團有限公司鋼絲繩廠等企業也具有大型膠繩設備。
2.4主要制約國素
2.4.1原材料
我國還沒有海工鋼絲繩的技術標準，按照粗鋼絲繩標準，鋼絲最高級別抗拉強度為1960MPa，國際知名鋼絲紀企業粗直徑鋼絲繩的抗拉強廢超過2000MPa，有的甚至超過2500MPa。事實上，國內粗直徑鍍鋅鋼絲絕達到I960MPa已經相當困難，分析原國，這與我國沒有鋼絲繩專用盤條有關，更沒有粗直徑鋼絲繩和海工鋼絲繩專用盤條。國內目前用料各廠家各取所需，有75、77B、80、S82、90A鋼；國外用EIPS、EEIPS級別鋼號。相比之下，園內缺乏高品質的高強度鋼絲繩專用鋼盤條。
從盤條直徑上未說，缺乏大規格的高碳鋼盤條。
以直徑110mm結構為6×36WS-IWRC鋼絲繩為例，制經鋼絲最大直徑接近7mm，如果鋼絲強度達到2000MPa，壓縮率按照80%計算，熱處理直徑應為15.6mm，熱處理后鋼絲抗拉強度為1342MPa，國內大規格高強度制繩用盤條難以滿足需求。
2.4.2技術裝備2.4.2.1拉絲
海工鋼絲繩中的鋼絲直徑差別較大，按照粗直徑鋼絲繩標準規定，制繩鋼絲直徑可大于5.8mm，繩中細鋼絲直徑小于1.5mm，存在問題：（1）粗直徑鋼絲的拉拔發熱問題難以解決；（2）鋼絲尺寸差異較大使鋼絲對鋼絲繩破斷拉力的影響已不再主要局報于抗拉強度，單純提高鋼絲抗拉強度并不能帶來鋼絲繩破斷拉力的同幅度上升，鋼絲斷面枚縮單和延伸率對鋼絲繩破斷拉力產生的影響不能忽祝。
海工鋼絲繩鍵層分為薄鍍鋅和厚鍍鋅，厚鍵鋅通常采用先拉后城工藝，薄鍍鋅鋼絲生產采用先鍍后拉或中皺后拉工藝。因鋼絲規格相對較大，干拉成為必選，拉拔鍍鋅飼絲，相對拉拔光面飼絲最大問題是因為敏層與基體材質性質不同，拉拔過程中拉拔熱、絨層與模孔的摩擦，很容易造成絨層剝落，如果就層原始質量不高、模其設計不合理、潤滑粉選擇不當，不僅較層剝落會更嚴重，甚至符續拉拔都團難。
2.4.2.2熱處理和較鋅
粗直徑鋼絲的熱彼鋅從技術到裝務都存在難度四，鋼絲鍍鋅對鋼絲繩的力學姓能也會產生影響Ⅷ。國內企業能夠對大規格盤條進行索氏體化處理和能夠進行大規格鍍鋅鋼絲生產的作業線不多，鍍鋅鋼絲直徑很少有超過l1mm的，熱處理鋼絲直徑能超過13mm的也極少，國外明大護處理鋼絲直徑達到15mm。國內紋鋅鋼絲生產級通常定位于鍍鋅鋼絞線綱絲和低破鍍鋅鋼絲，處理鋼絲直徑不大，只是隨著大橋纜索鋼絲制遺需要，絲徑才得到顯著提升。海工鋼絲繩直徑大，用量較大的鋼絲繩繩徑集中在70~110mm，如采是厚鍍鋅，即先拉后策，熱鍍鋅后即為成品制繩鋼絲，直徑一般在6.0mm以下，不少金業的技術裝備可以滿足要求，但熱鍍鋅后鋼絲抗拉強度下降，難以滿足高強度鋼絲繩要求。對于碑紋鋅，由于需要飯后拉拔，如果滿足高強度鋼絲繩的力學性能要求，熱鍍鋅鋼絲直徑需要10.0mm甚至更大，現在熱鍍鋅生產線能力明顯不足。
2.4.2.3按制
為迎合海工鋼絲繩發展之需，國內近年新上了一些大型掩制設備，成繩機工字輪直徑達到2000mm及其以上的已有多臺（最大直徑2500mm），直徑630
mm系列撿股機線架個數更是最多達84架。但國產大型設備在穩定性和質量保證能力上和國際知名企業的設備仍存在一定的差距回，制品企業在海工綱絲繩生產和應用方面的經驗相對不足，使得園內企業短期內狠難進入海工鋼絲絕的高端市場，
3海工鋼絲繩的技術裝備發展方向
3.1超強拾膠合繩能力
海工鋼絲繩生產需要大型的檢制設備。我國近年來己經添置了不少大型拾股機和成繩機，甚至還安裝了一些大型串聯機組]，其技術裝備在發展大型鋼絲繩的道路上又前進了一大步，但與國際知名企業仍有差距。如Bridon安裝了世界著名股繩裝務制造企業德國斯凱特（SKET）MKVS1+16/2000+
8/2700這一世界目前最大合繩機組，配置收絕站枚老能力高達600t；Usha martin、Kiswire也分別安裝了SKET MKVS1+8/2300+16/2000、1+8/2700+
16/2000串聯機組；Kiswire在馬來西亞專門建立海工用特種鋼絲繩生產基地，其中多層股鋼絲繩可生產最大直徑達到180mm，組繩最多股數與Redaelli看齊，達到了55根；Bridon、Kiswire 紛紛配置SKTE用于海洋工程粗繩股生產的超大型管式檢股機，如SRW 1+48/630、SRW1+45/680、SRW 1+48/800等。鑒于國內的實際情況，在原材料、拉絲、熱處理、鍍鋅等一系列問題未得到有效解決之前，短時間內達到國際一流不現實，不一定要做世界最大，但要在海工鋼絲繩的常用范圍內做好做優，尋求突破時機。
3.2持殊結構滿足特殊需求
沒有萬能結構鋼絲蠅，鋼絲繩的結構選擇應根據使用條件而確定。從對國際知名鋼絲繩企業海工鋼絲繩的調查了解得知，企業根據生產和應用實際，選擇不同結構的鋼絲繩，有些結構屬于非標特殊結構，以意大利Redaelli公司為例，2013年該公司提供海工鋼絲能78根，都是鍍鋅鋼絲能，其中，Flex-
back35xK7結構49根，占比62.8%，Packl結構14根，占比17.9%，Pack 9P結構6根，占比7.7%，其他結構占比11.6%。Flexback35×K7是多層壓實股鋼絲繩，具有很好的抗旋轉性能。Pack1結構如圖4所示，和國內的6×36WS-IWRC相同，但這里的股為壓實股，如果按照國內的表示習慣，該結構應為6×K36WS-IWRC（7×7）。該結構鋼絲繩主要用于船角的鋤固，對抗旋轉性沒有特殊要求。
Pack9P結構如圖5所示，用于梳桿起重機和起重機的主鈞鋼絲絕，同時要求鋼絲繩的耐座性和抗旋轉性優良，這是一種非標結構，股結構為l×l9S壓實股，外層9個股，繩芯外涂塑料，繩芯也為非標，如果按照國內習慣表示方法，芯結構為12W×7.Bri-
don，Kiswire都有各自的獨特結構。3.3涂層和鍍層能力增強海工鋼絲繩在海洋環境下工作，因遭受海水或海洋氣氛的浸蝕，大多要進行防腐處理，常用的防梅方法是制繩鋼絲鍍鋅或鋼絲繩涂塑。對于長期貓固的單股鋼絲繩，如作為FPSO的錨園鋼絲繩，就是在繩外包覆耐海水腐蝕的塑料。為了減少鋼絲繩中股與股之間的磨損，提高鋼絲繩使用壽命，需要在股間填塑，或在繩芯外涂塑（圖5），這樣的塑料應具有耐磨性。因為海工鋼絲繩一般要其有承受高破斷拉力和耐海水腐蝕的特點，其生產應從選取高性能的材料和采用滿足功能要求的先進工藝裝備入手。研究發現，鋅鋁合金比純鋅的耐蝕性更好嗎-10，但是否可用于海工鋼絲繩值得探討。高強度的紋鋅鋼絲繩需要高強度的鍍鋅鋼絲，就目前的原材料水平，高強度的鏡鋅鋼絲需要采用先餓后拉或中鍍后拉工藝，先級后拉需要大規格的彼鋅鋼絲，這方面，我國金屬制品企業仍是短板，因此，應開發直徑13mm以上鋼絲的厚鍍鋅技術和裝備，以及直徑16mm以上綱絲熱處理生產線。
3.4具備索具加工能力
鋼絲繩和索具企業原來相對獨立，索具企業從鋼絲繩企業采購鋼絲能，進行吊索、拉索、鋪索等索具加工。近年來，隨著企業服務用戶理念增強和產業鏈延伸的發展需要，原來的索具企業自己生產鋼絲繩，鋼絲繩企業向索具加工延伸，形成紀一索一體化的趨勢，企業已在深入研究索具制作，提高服務能力國。海工鋼絲繩也不例外，鋼絲絕企業配備一定的索其加工設備，對于服務用戶會具有一定優勢。
4結語
海工鋼絲繩具有較好的發展前景，但我國鋼絲紀企業在原料選擇、設備和技術上與國際知名鋼絲繩企業還有一定差距，產品還處于海工鋼絲繩的低端市場，中國企業在瞄準國外大型撿制設備的同時，還應注意配套的技術裝備及原材料的選擇，切合金業自身實際，研究用戶需求，開展個性化服務，開發海工鋼統倒特備產品。
