强度等级”一词在国际标准中常用于对钢丝绳进行分组。虽然假设钢丝绳强度等级越高,钢丝抗拉强度就越高,因此钢丝绳的相应的破断拉力就越高似乎是合乎逻辑的,但事实并非总是如此。一些钢丝绳生产商可能会生产不同设计,具有相同公称直径、结构和破断拉力的钢丝绳,但指定不同的强度等级。无论是在指定/描述钢丝绳时,还是在接收具有质保书上写明不同强度等级的钢丝绳时,这会让用户感到困惑。本公告旨在提供背景信息,以支持用户理解在一些选定的国际标准中描述钢丝绳时会引用到的强度等级概念。
强度等级”一词在国际标准中常用于对钢丝绳进行分组。虽然假设钢丝绳强度等级越高,钢丝抗拉强度就越高,因此钢丝绳的相应的破断拉力就越高似乎是合乎逻辑的,但事实并非总是如此。一些钢丝绳生产商可能会生产不同设计,具有相同公称直径、结构和破断拉力的钢丝绳,但指定不同的强度等级。无论是在指定/描述钢丝绳时,还是在接收具有质保书上写明不同强度等级的钢丝绳时,这会让用户感到困惑。本公告旨在提供背景信息,以支持用户理解在一些选定的国际标准中描述钢丝绳时会引用到的强度等级概念。
许多钢丝绳是按照符合 EN 12385系列的标准制造的。在本标准的第4部分包括用于一般起重应用的那些钢丝绳, EN 12385-4 “钢丝绳 - 安全 - 第 4 部分:用于一般起重应用的钢丝绳”。在本标准中,有不同结构和公称直径钢丝绳的破断拉力表。表中不同直径钢丝绳的最小破断拉力(MBF)是根据钢丝绳强度等级变化的,通常为 1770、1960、2160。然而,钢丝绳制造商也生产具有更高破断拉力和性能的钢丝绳结构,这些结构使用范围广泛,但表中没有具体给出破断拉力。这些钢丝绳结构(通常称为高性能钢丝绳)的破断拉力可以在各个制造商的样本中具体列出。在这些标准中,描述了钢丝绳强度等级(Rr)和钢丝抗拉强度等级(R):
钢丝绳强度等级(Rr):是用数字表示的破断拉力要求水平(例如 1770、1960、2160)摘录:EN 12385-2 第 3.10.11 条
注:这并不意味着钢丝绳中钢丝的实际抗拉强度等级一定是该等级。
钢丝抗拉强度等级(R):钢丝抗拉强度的要求水平及其相应范围。它由根据抗拉强度下限的值指定,在指定钢丝和确定计算的最小破断拉力或计算的最小破断拉力总和(以 N/mm2 表示)时使用。摘录:EN 12385-2 第 3.1.10 条。
对于适用强度等级的钢丝绳,钢丝的抗拉强度等级应受以下给出的限制的约束。摘录:EN 12385-4 第 5.2.1 条
钢丝抗拉强度等级,不包括给定强度等级的中心钢丝和填充钢丝 | ||
钢丝绳强度等级 | 钢丝抗拉强度等级 (N/mm2) | |
Min | Max | |
1770 | 1570 | 1960 |
1960 | 1770 | 2160 |
2160 | 1960 | 2160 |
钢丝:制绳前的钢丝应符合 EN 10264-2 标准。
钢丝抗拉强度等级 - 允许的变化范围:在 EN 10264 第 2、3 和 4 部分中规定的抗拉强度等级。这些值是每种钢丝等级的抗拉强度的下限。用非合金钢丝的各强度等级钢丝绳的允许上限不得超过下表中给出的值。摘录:EN 10624-1 第 5.2.1 条。
抗拉强度等级允许的变化范围 | |
公称尺寸钢丝直径:d (mm) | 允许加上抗拉强度等级 MPa 数值的公差 (N/mm2) |
0.2 < d < 0.5 | 390 |
0.5 < d < 1.0 |
350 |
1.0 < d < 1.5 |
320 |
1.5 < d < 2.0 |
290 |
2.0 < d < 3.5 |
260 |
3.5 < d < 8.0 |
250 |
钢丝和钢丝绳的最小破断拉力值是相关联的,应目视验证随附的钢丝检测文件,确认是否符合钢丝绳等级要求。摘录:EN 12385-4 第 6.5 条。
示例:
26 mm, Dyform 6xK36WS-IWRC, 强度等级1960 , 镀锌(B), RHOL(sZ), MBF 560 kN 强度等级 1960,可使用的钢丝抗拉强度等级为1770到2160。外层线直径1.47 mm,允许公差为 320 N/mm2。该钢丝绳单根外层丝的实际抗拉强度在 1770 N/mm2 和 2450 N/mm2 之间
因此,只要达到最小破断拉力值,就可以将此种钢丝绳描述和认证为 1770,1960 或 2160 强度等级
标准规范 A1023 - 通用碳钢钢丝绳是北美使用最广泛的钢丝绳标准,由美国材料与试验协会(ASTM)通过美国国家标准协会(ANSI)的管理进行分发。A1023 以与 EN 标准类似的方式规定了钢丝绳强度等级。对于适用钢丝绳等级的绳索,其钢丝的抗拉强度等级应遵守下表中的限制。摘录:API 9A 表 1
钢丝抗拉强度范围 | |
钢丝绳强度等级 | 钢丝抗拉强度指南 |
IPS (Improved Plow Steel) | Level 2 or 1570 to Level 4 or 1960 |
EIPS (Extra Improved Plow Steel) | Level 3 or 1770 to Level 5 or 2160 |
EEIPS (Extra Extra Improved Plow Steel) | Level 4 or 1960 to Level 6 or 2160 |
1170 | 1570 or Level 2 to 1960 or Level 4 |
1960 | 1770 or Level 3 to 2160 or Level 5 |
2160 | 1960 or Level 4 to 2160 or Level 6 |
钢丝抗拉强度的要求由 ASTM A1007 规范中规定的钢丝水平或 ISO 2232 中规定的抗拉强度等级决定。摘录:A1023,第 3.13.2 节
石油和天然气行业经常使用的标准是美国石油学会(API)规范 9A“钢丝绳规范”,采用了 A1023中钢丝绳等级规范的基本原理。对于适用钢丝绳等级的绳索,其钢丝的抗拉强度等级应遵守下表中的限制。摘录:API 9A 表 1.
钢丝抗拉强度范围指南 | |
钢丝绳强度等级 | 钢丝抗拉强度指南 |
IPS (Improved Plow Steel) | Level 2 or 1570 to Level 4 or 1960 |
EIPS (Extra Improved Plow Steel) | Level 3 or 1770 to Level 5 or 2160 |
EEIPS (Extra Extra Improved Plow Steel) | Level 4 or 1960 to Level 6 or 2160 |
1170 | 1570 or Level 2 to 1960 or Level 4 |
1960 | 1770 or Level 3 to 2160 or Level 5 |
2160 | 1960 or Level 4 to 2160 or Level 6 |
注:
非合金钢丝的抗拉强度允许变化不得超过标称值,其变化量不得超过下表中给出的数据。摘录:API 9A 表 A.1用于 A1023 的钢丝绳等级规格。对于适用钢丝绳等级的绳索,其钢丝的抗拉强度等级应遵守下表中的限制。摘录:API 9A 表 1.
抗拉强度等级允许的变化范围 | |
公称尺寸钢丝直径:d (mm) | 允许加上抗拉强度等级 MPa 数值的公差(N/mm2) |
0.2 < d < 0.5 | 390 |
0.5 < d < 1.0 |
350 |
1.0 < d < 1.5 |
320 |
1.5 < d < 2.0 |
290 |
2.0 < d < 3.5 |
260 |
3.5 < d < 8.0 |
250 |
注; 对于合金钢丝,最大值应不大于最小值加15%
对于钢丝抗拉强度等级,2、3、4 和 5 级,抗拉强度的最大值应不超过最小值 207 N/mm2 (30,000 lbs/in2)。
如需进一步信息,请联系 contact@bridon-bekaert.com
参考资料: TB.002 Ed.1 Sept 2021