浅谈玻璃幕墙拉索用不锈钢钢绞线研制范文

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《金属制品》2017年第4期

摘要:介绍玻璃幕墙拉索用不锈钢钢绞线1×61—24．0mm1420MPa使用工况和技术要求，该钢绞线材质为06Cr17Ni12Mo2，公称直径24mm，破断拉力489kN，强度级别1420MPa，生产难度较大。评述该钢绞线用捻制设备、不锈钢丝及生产过程，生产中要控制的关键点，成品经检测破断拉力为509kN，高出用户要求4%，伸长率为0．3%，符合GB/T25821—2010不大于1．5%的要求，满足用户需求。

关键词:玻璃幕墙;不锈钢丝;钢绞线;破断拉力;延伸率

1技术要求及分析

1．1技术要求

1×61—24．0mm1420MPa不锈钢钢绞线主要用于玻璃幕墙拉索(图1)。其柔性的张拉结构在没有施加预应力以前没有刚度，通过施加适当预应力可赋予一定的形状，成为能承受外荷的结构，这就要求钢绞线具备高破断拉力、高韧性、小结构伸长率、清洁防腐等特性。

1．2技术分析

1×61—24．0mm1420MPa不锈钢钢绞线的技术要求主要体现在以下几方面。(1)高韧性。不锈钢丝韧性指标按国际标准EN10264－4—2002执行，并在该标准基础上进行严控，提出了钢丝扭转次数不小于3次、延伸率不小于3%。用户提出的钢丝扭转及延伸率要求，对国内不锈钢生产企业而言，制造难度较大。EN10264－4－2002同时规定，有要求时进行下面的韧性试验:反复弯曲试验、打结抗拉强度试验或缠绕试验。(2)高破断拉力。用户要求1×61—24．0mm1420MPa不锈钢钢绞线破断拉力为489kN，比GB/T25821—2010同规格、同级别钢绞线破断拉力高出24．4%，相当于GB/T25821—2010中1750MPa级别的破断拉力值。国内06Cr17Ni12Mo2材质、直径为2．5～3．0mm的不锈钢丝抗拉强度为1400～1500MPa，要实现用户高破断拉力要求，必须保证钢绞线很好的捻制状态，总捻制损失应控制在7%以内。(3)捻制紧密、不松散。钢绞线捻制过程既要保证钢绞线捻制紧密，又要确保钢绞线不松散，这就要求钢绞线捻制过程对各钢丝张力、变形率有很好的控制，以达到高水平的捻制质量。(4)钢绞线表面清洁。由于钢绞线的特殊用途，使用中起一定装饰作用，对钢绞线表面清洁度要求很高，这就要求捻制过程不能淋油，设备、工装应非常清洁，并确保每层绞线捻制各个环节操作中保持清洁。

2钢绞线研制

2．1结构参数设计

根据玻璃幕墙用不锈钢钢绞线使用工况，结合多年来钢绞线制造经验，采用钢绞线设计软件对钢绞线结构参数进行精细化设计，确保钢绞线设计参数精确、合理，各层钢丝捻角相等，且捻向相反。钢丝捻角相等，钢绞线受力时，各层钢丝受力均匀，有利于提高钢绞线破断拉力。GB/T25821—2010给出了不锈钢钢绞线捻距倍数为8～14，通过查阅相关资料，玻璃幕墙用钢绞线捻距倍数通常为9～12。

2．2不锈钢丝技术要求

钢绞线用钢丝材质选用奥氏体不锈钢，牌号为06Cr17Ni12Mo2，化学成分应符合EN10264－4—2002规定。

2．3产品试制

2．3．1不锈钢丝入厂检验对入厂不锈钢丝进行检验，钢丝性能检测结果见表5，各项指标满足用户要求。

2．3．2钢绞线捻制

为确保不锈钢钢绞线成功试制，在进行不锈钢钢绞线捻制前，应先采用普通高碳钢丝进行捻制试验，验证绞线工艺参数。钢绞线捻制过程分为3次，先进行1－6结构捻制，将其收卷在具有翻身功能的旋转放线架上，再用串联机组在其外依次捻制12根、18根钢丝，并将其收卷在具有翻身功能的旋转放线架上，最后在其外层捻制24根钢丝，各层钢绞线捻制中钢丝张力应均匀、一致，钢绞线捻制应紧密、平整，不得出现起包、跳丝、松弛、波浪等缺陷。钢绞线捻制过程中不淋油，确保捻制设备、工装清洁。钢绞线捻制设备及工装按表6选取，内层钢绞线预变形辊距为捻距的0．90倍，其余各层钢绞线预变形辊距为对应捻距的0．85倍。

2．4产品检验

按照GB/T25821—2010要求，对成品钢绞线进行拆股钢丝缠绕试验、钢绞线破断拉力试验及钢绞线伸长率检测。

2．4．1拆股钢丝缠绕试验GB/T25821—2010规定，钢丝缠绕试验时，以钢丝自身为轴心，以每分钟不超过15圈的速度紧密缠绕2圈，钢丝不得断裂。缠绕试验在钢丝扭转试验机上进行［3］，通过拆股钢丝自身缠绕试验，钢丝缠绕次数大于标准规定的2圈。

2．4．2破断拉力试验

首先进行钢绞线破断拉力试样制备，试样最小有效长度(夹头间的距离)为钢绞线公称直径的30倍，两端应用铁丝捆扎牢固，捆扎长度为钢绞线公称直径的3倍，绳头通过浇铸法制备，浇铸法应符合GB/T8358—2014［4］要求。钢绞线破断拉力试验在100t拉力试验机上进行，钢绞线断裂位置位于试样中间，符合GB/T8358—2014规定，实测破断拉力为509kN，比用户要求高4%，满足使用要求。

2．4．3钢绞线伸长率检测

钢绞线伸长率检测在100t拉力试验机上进行，试样制备与破断拉力试样相同。试样制备后，首先加载钢绞线最小公称破断拉力1%的负荷，为保证测量的准确性，连续标出3段250mm长度，增加负荷至最小公称破断拉力的60%，保持1min，再测量其3段标记间所增加的长度，取平均值，该长度与原始长度的百分比，即为钢绞线的伸长率。钢绞线实测伸长率为0．3%，符合GB/T25821—2010不大于1．5%要求。成品钢绞线经过拆股钢丝缠绕试验、钢绞线破断拉力试验及钢绞线伸长率检测，钢绞线各项指标均满足GB/T25821—2010及用户要求。

3结语

通过对不锈钢丝、捻制设备及工装改进，重点控制捻制各层钢丝张力和变形率，保证钢绞线捻制紧密度和表面平整度，实现玻璃幕墙用1×61—24．0mm1420MPa不锈钢钢绞线试制，钢绞线破断拉力、伸长率及拆股钢丝性能均满足用户及标准要求。

参考文献

［1］中国国家标准化管理委员会．不锈钢钢绞线GB/T25821—2010［S］．北京:中国标准出版社，2011．

［2］戴宝昌，张平萍，卢冬良，等译．EN10264－4—2002钢丝及钢丝制品———制绳用钢丝第四部分:不锈钢丝［S］//中钢集团郑州金属制品研究院．国外钢丝绳标准译文集．郑州:中钢集团郑州金属制品研究院，2007:433－436．

［3］沈梁湘，吴雪森．在线材扭转试验机上作钢丝缠绕试验［J］．金属制品，1987(3):48－49．

［4］中国国家标准化管理委员会．钢丝绳破断拉伸试验方法:GB/T8358—2006［S］．北京:中国标准出版社，2006．

作者：张赞斌；陈庆勇；闫保国 单位：咸阳宝石钢管钢绳有限公司