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1問題提出 鋼絲繩作為不可缺少的起重機配件，其主要功能是實現力的傳遞，而破斷拉力無疑是其最直觀、最重要的性能指標。鋼絲繩制造者和使用者，出于作業安全考慮，對鋼絲繩破
1問題提出
鋼絲繩作為不可缺少的起重機配件，其主要功能是實現力的傳遞，而破斷拉力無疑是其最直觀、最重要的性能指標。鋼絲繩制造者和使用者，出于作業安全考慮，對鋼絲繩破斷拉力的重視程度越來越高。在高端鋼絲繩市場，如海洋工程機械用鋼絲繩，用戶可能并不一定會特別限制鋼絲繩的具體結構，但一定會突出對鋼絲繩最小破斷拉力的要求。越來越多的事實表明，鋼絲繩最小破斷拉力不僅是鋼絲繩自身性能的體現，也是鋼絲繩企業技術實力的展示。
鋼絲繩破斷拉力試驗機，尤其是大噸位試驗機在國內金屬制品行業的短缺，造成相當長時期內我國鋼絲繩標準中最小鋼絲破斷拉力總和及鋼絲繩最小破斷拉力的概念長期并存，甚至在有些標準中一直延續，如粗直徑鋼絲繩標準。從某種角度看，這可謂我國鋼絲繩標準特色。
鍍鋅鋼絲繩根據其組成鋼絲鍍層不同，通常分為普通鍍鋅鋼絲繩和厚鍍鋅鋼絲繩，依次對應我國標準中的B類和A類鍍鋅鋼絲繩，至于我國標準中出現的AB類鍍鋅鋼絲繩其實并不通用。從目前標準看，無論對普通直徑鋼絲繩還是對粗直徑鋼絲繩，也無論鋼絲繩采用何種方法分級，在鋼絲繩最小破斷拉力計算公式中均不涉及鍍層類別，也就是說，鍍層類別的不同并不導致標準對鋼絲繩最小破斷拉力大小要求有異。但筆者注意到在有些標準和一些世界鋼絲繩生產技術強企資料中卻并非如此，厚鍍鋅鋼絲繩最小破斷拉力低于光面鋼絲繩和普通鍍鋅鋼絲繩，而后二者最小破斷拉力相同。考慮到高端市場用厚鍍鋅鋼絲繩必須保證鋼絲繩最小破斷拉力，因此，應認真研究厚鍍鋅對鋼絲繩破斷拉力是否真的有影響，以及影響的途徑是什么，否則，很難保證厚鍍鋅鋼絲繩最小破斷拉力這一必須遵守的交貨技術條件的實現。
2相關標準與企業資料中關于厚鍍鋅對鋼絲繩破斷拉力影響的描述
RR-W-410D-88]、RR-W-410E一2002]、RR-W-410F-2007給出相同結構類別、級別、公稱直徑的厚鍍鋅鋼絲繩，其公稱破斷拉力（注：即最小破斷拉力）與光面鋼絲繩和薄鍍鋅層鋼絲繩不同，前者相對后二者有明顯的降低。部分數據見表1、表2、表3（注：對比不同時期標準，相關參數繼續保持該規律）。ANSI/APl9A-2004日在表J.1類別一粗直徑6股鋼絲繩注中寫道：“上述破斷拉力值適用于光面或B類鍍鋅鋼絲的鋼絲繩。鍍層質量比B級鍍鋅鋼絲較重的鋼絲繩的破斷拉力可能比上述值略低”。ASTMA1023/A1023M-07明示：采用拉拔后再鍍鋅鋼絲生產的鋼絲繩（注：工藝分析其應為厚鍍鋅層鋼絲繩），鋼絲繩最小破斷拉力降低幅度10%。API規范9A-1995日在其4.6.4中寫道：“如表6到表15所示，先鍍后拉鋼絲繩規定的公稱拉力與光面鋼絲繩相同，而鍍鋅鋼絲繩（注：工藝分析其應為厚鍍鋅層鋼絲繩）是光面鋼絲繩拉力的90%……”；在4.6.5寫道：“由用鍍鋅到成品尺寸的鋼絲制成的各個級別的鋼絲繩的公稱破斷拉力是光面鋼絲繩公稱拉力的90%”。其給出部分規格光面與采用厚鍍鋅層鋼絲制造錨纜鋼絲繩最小破斷拉力，見表4。BRDOND關于DIAMONDBLUE鋼絲繩也有A類鍍鋅（注：即厚鍍鋅）鋼絲繩相對Z類（注：工藝分析等同B類）鍍鋅鋼絲繩，其最小破斷拉力減小約2%的說明。REDAELLI在其產品樣本資料中關于鍍層影響鋼絲繩最小破斷拉力體現更明顯。
筆者注意到，在表1、表2、表3中，厚鍍鋅層鋼絲繩最小破斷拉力相對光面鋼絲繩有約10%幅度的降低，與A1023/A1023M、API規范9A給出數據一致，但顯著高于BRDOND之2%降幅。分析認為，在美系標準中，制繩鋼絲采用2級、3級、4級、5級的分級概念，而對于不同規格、級別的鋼絲，厚鍍鋅層時鋼絲的最小破斷拉力有與之相應幅度的降低，如ANSI/API9A之A.2寫道：“先拉后鍍鋼絲的最小破斷拉力和扭轉最小值應比表4.5規定減小10%”，而一般標準采用抗拉強度數值概念對制繩鋼絲進行分級，鍍層類別并不影響相同級別、規格鋼絲的最小破斷拉力，因此，用此標準鋼絲生產的厚鍍鋅層鋼絲繩，其最小破斷拉力相對光面鋼絲繩和其他鍍層鋼絲繩，降低幅度會小些。
GB/T20000.1-2002日對標準的定義：“為了在一定范圍內獲得最佳秩序，經協商一致制定并由公認機構批準，共同使用的和重復使用的一種規范性文件”。考慮到標準的嚴肅性和科學性，因此，對厚鍍鋅層是否影響鋼絲繩最小破斷拉力絕不是非A即B。在此特別提醒，雖然突出厚鍍鋅層對鋼絲繩破斷拉力有影響的說明主要出現在美系標準，但應該意識到其國家科技實力之強、鋼絲繩生產經驗之豐富，其長期堅持厚鍍鋅層對鋼絲繩破斷拉力具有影響的觀點必定事出有因，一些世界鋼絲繩生產技術強企與之相一致的提示值得關注，雖然筆者曾向世界著名鋼絲繩制造專家求證問題未果，但并未因此而停止對問題的探討。
3問題研究
如果單就標準和企業資料提示看，厚鍍鋅層對鋼絲繩最小破斷拉力的影響是真實存在的，盡管這種現象并非出現在所有標準中，那么，厚鍍鋅層究竟是通過什么途徑影響鋼絲繩破斷拉力？分析探討如下。
（1）厚鍍鋅層通過影響鋼絲抗拉強度以外的其他性能而影響鋼絲繩破斷拉力。除了關系標準，在一般制繩鋼絲標準中，厚鍍鋅層并不影響相同級別、規格鋼絲的最小破斷拉力，但在所有標準中，厚鍍鋅層對鋼絲彎曲性能、扭轉性能有明顯影響卻是共同存在的，只不過是影響程度可能因為標準的不同而不完全相同而已。事實上，盡管鋼絲繩承載能力的獲得來自單根鋼絲承載能力的集合，而且鋼絲繩破斷拉力與鋼絲破斷拉力也有著相同的量綱，但必須意識到，對鋼絲繩進行拉伸加載時，在鋼絲繩中處于螺旋撿制狀態的鋼絲，除受到拉伸載荷外，還要受到摩擦、擠壓、扭轉等其他形式的載荷，所以，以鋼絲繩破斷拉力形式所表現出的鋼絲聚合承載能力，除了受鋼絲自身破斷拉力（強度）影響外，還要受到除之以外其他因素的影響，如鋼絲本身塑性、均勻延伸率、強度均勻性等-，當然還有股繩捻制質量優劣、股繩結構參數設計是否合理等國素，也正因為如此，鋼絲繩實測破斷拉力永遠小于組繩鋼絲破斷拉力的代數和，只是因為對制繩鋼絲這種尺寸特殊承獲件進行強度、彎曲、扭轉等性能檢查相對其他性能檢查更容易、效率更高而被常用而已，并不是說鋼絲除這些性能以外的其他性能對鋼絲繩破斷拉力沒有影響。既然厚鍍鋅層能夠顯著影響到鋼絲的彎曲性能、擔轉性能，包括收縮率、延伸率，自然能夠推出其對鋼絲繩破斷拉力具有影響之結論。簡言之，由于組成鋼絲繩基材鋼絲性能并不完全相同，所得最終鋼絲繩最小破斷拉力自然不可能復制。
（2）厚鍍鋅層通過降低組繩鋼絲實際承載能力而影響鋼絲繩破斷拉力。雖然標準給出厚鍍鋅層鋼絲的直徑偏差相對光面鋼絲和其他鍍層時要大得多，但標準對鋼絲繩直徑偏差的控制要求卻并不因為鋼絲表面為厚緩鋅層而放松。考慮到厚鍍鋅層鋼絲直徑偏差較大，為保證股、繩直徑處于控制范固，在進行鋼絲繩結構參數設計時，可能會選擇公稱直徑相對較小的鋼絲，這樣，即使組股鋼絲抗拉強度處于相同水平，但相對同強度級別的光面鋼絲或其他鍍層鋼絲而言，由于鍍層承載能力可以忽略，所以厚鍍鋅層鋼絲的實際承載能力即其破斷拉力會有所降低。也就是說，由厚鍍鋅層鋼絲組成的鋼絲繩因為單根鋼絲實際承載能力相對較低而必然會影響到鋼絲繩的最小破斷拉力。
（3）厚鍍鋅層通過影響股繩結構穩定性而影響鋼絲繩破斷拉力。保持股與股之間、組股同層鋼絲之間合理間隙有利于提高鋼絲繩使用壽命已經是鋼絲繩結構參數設計公開的技術秘密。筆者認為，間隙不僅影響到鋼絲繩的最終使用壽命，而且也會通過影響股繩結構穩定性而影響鋼絲繩破斷拉力。對任何結構的鋼絲繩，組繩股、組股鋼絲正確幾何位置的獲得依靠的是股（鋼絲）自身的直徑和相應的捻制參數。相對于光面或其他鍍層鋼絲，厚鍍鋅層鋼絲直徑偏差大，所以，即使采用與光面鋼絲或先鍍后拉鋼絲或中鍍后拉鋼絲相同的結構參數設計，但因為鍍層本身雖然不具有承受力的功能卻占據一定的幾何空間，在股、絕生產過程與對鋼絲繩加載時，厚鍍鋅層相對較大的變化自然會引起組繩股間隙、組股鋼絲間隙發生相對較大的變化，而間隙變化過大顯然會影響股繩的結構穩定性進而影響鋼絲繩破斷拉力。
4結語
雖然我國已經有半個多世紀鋼絲繩生產歷史，鋼絲繩作為工業產品問世也近190年，但關于厚鍍鋅層是否影響鋼絲繩破斷拉力除了在不同標準、個別企業資料中有不同的顯示外，并沒有引起大多數鋼絲繩制造者和使用者的注意，筆者也未看到過有對該問題研究的報道。基于美系標準和世界一些鋼絲繩生產技術強企長期堅持厚鍍鋅層對鋼絲繩破斷拉力有影響的事實，以及保證鋼絲繩破斷拉力已經越來越被用戶重視，研究厚鍍鋅層對鋼絲繩破斷拉力影響，不僅是厚鍍鋅鋼絲繩生產技術探討的需要，也是滿足高端市場的需要，尤其是在我國鋼絲繩制造技術水平還不高情況下，研究此問題不僅迫切而且具有現實意義。筆者撰寫本文也只是想通過拋磚引玉，在行業引起對厚鍍鋅層鋼絲繩生產的高度關注，尤其是希望制造高破斷拉力的厚緩鋅層鋼絲繩時對影響鋼絲絕最小破斷拉力因素能有更多的考慮，以提高產
