淺談玻璃幕墻拉索用不銹鋼鋼絞線研制范文

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《金屬制品》2017年第4期

摘要:介紹玻璃幕墻拉索用不銹鋼鋼絞線1×61—24．0mm1420MPa使用工況和技術要求，該鋼絞線材質為06Cr17Ni12Mo2，公稱直徑24mm，破斷拉力489kN，強度級別1420MPa，生產難度較大。評述該鋼絞線用捻制設備、不銹鋼絲及生產過程，生產中要控制的關鍵點，成品經檢測破斷拉力為509kN，高出用戶要求4%，伸長率為0．3%，符合GB/T25821—2010不大于1．5%的要求，滿足用戶需求。

關鍵詞:玻璃幕墻;不銹鋼絲;鋼絞線;破斷拉力;延伸率

1技術要求及分析

1．1技術要求

1×61—24．0mm1420MPa不銹鋼鋼絞線主要用于玻璃幕墻拉索(圖1)。其柔性的張拉結構在沒有施加預應力以前沒有剛度，通過施加適當預應力可賦予一定的形狀，成為能承受外荷的結構，這就要求鋼絞線具備高破斷拉力、高韌性、小結構伸長率、清潔防腐等特性。

1．2技術分析

1×61—24．0mm1420MPa不銹鋼鋼絞線的技術要求主要體現在以下幾方面。(1)高韌性。不銹鋼絲韌性指標按國際標準EN10264－4—2002執行，并在該標準基礎上進行嚴控，提出了鋼絲扭轉次數不小于3次、延伸率不小于3%。用戶提出的鋼絲扭轉及延伸率要求，對國內不銹鋼生產企業而言，制造難度較大。EN10264－4－2002同時規定，有要求時進行下面的韌性試驗:反復彎曲試驗、打結抗拉強度試驗或纏繞試驗。(2)高破斷拉力。用戶要求1×61—24．0mm1420MPa不銹鋼鋼絞線破斷拉力為489kN，比GB/T25821—2010同規格、同級別鋼絞線破斷拉力高出24．4%，相當于GB/T25821—2010中1750MPa級別的破斷拉力值。國內06Cr17Ni12Mo2材質、直徑為2．5～3．0mm的不銹鋼絲抗拉強度為1400～1500MPa，要實現用戶高破斷拉力要求，必須保證鋼絞線很好的捻制狀態，總捻制損失應控制在7%以內。(3)捻制緊密、不松散。鋼絞線捻制過程既要保證鋼絞線捻制緊密，又要確保鋼絞線不松散，這就要求鋼絞線捻制過程對各鋼絲張力、變形率有很好的控制，以達到高水平的捻制質量。(4)鋼絞線表面清潔。由于鋼絞線的特殊用途，使用中起一定裝飾作用，對鋼絞線表面清潔度要求很高，這就要求捻制過程不能淋油，設備、工裝應非常清潔，并確保每層絞線捻制各個環節操作中保持清潔。

2鋼絞線研制

2．1結構參數設計

根據玻璃幕墻用不銹鋼鋼絞線使用工況，結合多年來鋼絞線制造經驗，采用鋼絞線設計軟件對鋼絞線結構參數進行精細化設計，確保鋼絞線設計參數精確、合理，各層鋼絲捻角相等，且捻向相反。鋼絲捻角相等，鋼絞線受力時，各層鋼絲受力均勻，有利于提高鋼絞線破斷拉力。GB/T25821—2010給出了不銹鋼鋼絞線捻距倍數為8～14，通過查閱相關資料，玻璃幕墻用鋼絞線捻距倍數通常為9～12。

2．2不銹鋼絲技術要求

鋼絞線用鋼絲材質選用奧氏體不銹鋼，牌號為06Cr17Ni12Mo2，化學成分應符合EN10264－4—2002規定。

2．3產品試制

2．3．1不銹鋼絲入廠檢驗對入廠不銹鋼絲進行檢驗，鋼絲性能檢測結果見表5，各項指標滿足用戶要求。

2．3．2鋼絞線捻制

為確保不銹鋼鋼絞線成功試制，在進行不銹鋼鋼絞線捻制前，應先采用普通高碳鋼絲進行捻制試驗，驗證絞線工藝參數。鋼絞線捻制過程分為3次，先進行1－6結構捻制，將其收卷在具有翻身功能的旋轉放線架上，再用串聯機組在其外依次捻制12根、18根鋼絲，并將其收卷在具有翻身功能的旋轉放線架上，最后在其外層捻制24根鋼絲，各層鋼絞線捻制中鋼絲張力應均勻、一致，鋼絞線捻制應緊密、平整，不得出現起包、跳絲、松弛、波浪等缺陷。鋼絞線捻制過程中不淋油，確保捻制設備、工裝清潔。鋼絞線捻制設備及工裝按表6選取，內層鋼絞線預變形輥距為捻距的0．90倍，其余各層鋼絞線預變形輥距為對應捻距的0．85倍。

2．4產品檢驗

按照GB/T25821—2010要求，對成品鋼絞線進行拆股鋼絲纏繞試驗、鋼絞線破斷拉力試驗及鋼絞線伸長率檢測。

2．4．1拆股鋼絲纏繞試驗GB/T25821—2010規定，鋼絲纏繞試驗時，以鋼絲自身為軸心，以每分鐘不超過15圈的速度緊密纏繞2圈，鋼絲不得斷裂。纏繞試驗在鋼絲扭轉試驗機上進行［3］，通過拆股鋼絲自身纏繞試驗，鋼絲纏繞次數大于標準規定的2圈。

2．4．2破斷拉力試驗

首先進行鋼絞線破斷拉力試樣制備，試樣最小有效長度(夾頭間的距離)為鋼絞線公稱直徑的30倍，兩端應用鐵絲捆扎牢固，捆扎長度為鋼絞線公稱直徑的3倍，繩頭通過澆鑄法制備，澆鑄法應符合GB/T8358—2014［4］要求。鋼絞線破斷拉力試驗在100t拉力試驗機上進行，鋼絞線斷裂位置位于試樣中間，符合GB/T8358—2014規定，實測破斷拉力為509kN，比用戶要求高4%，滿足使用要求。

2．4．3鋼絞線伸長率檢測

鋼絞線伸長率檢測在100t拉力試驗機上進行，試樣制備與破斷拉力試樣相同。試樣制備后，首先加載鋼絞線最小公稱破斷拉力1%的負荷，為保證測量的準確性，連續標出3段250mm長度，增加負荷至最小公稱破斷拉力的60%，保持1min，再測量其3段標記間所增加的長度，取平均值，該長度與原始長度的百分比，即為鋼絞線的伸長率。鋼絞線實測伸長率為0．3%，符合GB/T25821—2010不大于1．5%要求。成品鋼絞線經過拆股鋼絲纏繞試驗、鋼絞線破斷拉力試驗及鋼絞線伸長率檢測，鋼絞線各項指標均滿足GB/T25821—2010及用戶要求。

3結語

通過對不銹鋼絲、捻制設備及工裝改進，重點控制捻制各層鋼絲張力和變形率，保證鋼絞線捻制緊密度和表面平整度，實現玻璃幕墻用1×61—24．0mm1420MPa不銹鋼鋼絞線試制，鋼絞線破斷拉力、伸長率及拆股鋼絲性能均滿足用戶及標準要求。

參考文獻

［1］中國國家標準化管理委員會．不銹鋼鋼絞線GB/T25821—2010［S］．北京:中國標準出版社，2011．

［2］戴寶昌，張平萍，盧冬良，等譯．EN10264－4—2002鋼絲及鋼絲制品———制繩用鋼絲第四部分:不銹鋼絲［S］//中鋼集團鄭州金屬制品研究院．國外鋼絲繩標準譯文集．鄭州:中鋼集團鄭州金屬制品研究院，2007:433－436．

［3］沈梁湘，吳雪森．在線材扭轉試驗機上作鋼絲纏繞試驗［J］．金屬制品，1987(3):48－49．

［4］中國國家標準化管理委員會．鋼絲繩破斷拉伸試驗方法:GB/T8358—2006［S］．北京:中國標準出版社，2006．

作者：張贊斌；陳慶勇；閆保國 單位：咸陽寶石鋼管鋼繩有限公司