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1問題的提出 鑒于鋼絲繩質(zhì)量對裝卸設(shè)備、船舶及貨物安全具有極其重要的影響，同時(shí)國內(nèi)外產(chǎn)品使用壽命存在明顯的差異，所以國內(nèi)集裝箱裝卸橋主鉤鋼絲繩（以下簡稱岸橋鋼絲繩）
1問題的提出
鑒于鋼絲繩質(zhì)量對裝卸設(shè)備、船舶及貨物安全具有極其重要的影響，同時(shí)國內(nèi)外產(chǎn)品使用壽命存在明顯的差異，所以國內(nèi)集裝箱裝卸橋主鉤鋼絲繩（以下簡稱岸橋鋼絲繩）市場長期以來一直是進(jìn)口產(chǎn)品擔(dān)當(dāng)主角.供應(yīng)商有日本東京制鋼、興國鋼線、帝國產(chǎn)業(yè)、神鋼鋼線、德國凱撤（CASAR）、迪帕（DIEPA）
和韓國高麗制鋼等世界著名生產(chǎn)企業(yè)，歐州地區(qū)產(chǎn)品雖然質(zhì)量最好，但相應(yīng)價(jià)格最高，日本各企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量水平比較接近，以質(zhì)量比較穩(wěn)定，價(jià)格相對適中而占據(jù)最大份額。國內(nèi)供應(yīng)企業(yè)主要有無錫賽福天、上鋼二廠、貴州宇宙等少數(shù)鋼絲繩廠，但總處于配角地位。岸橋鋼絲繩結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，規(guī)格也不大，國內(nèi)具備生產(chǎn)能力的廠家并不少，但在港口行業(yè)之所以沒有爭得應(yīng)得的份額，其根本原因在于產(chǎn)品質(zhì)量還不過硬。
面對普通用途鋼絲繩供大于求、國內(nèi)岸橋鋼絲繩用量明顯增加的機(jī)遇，國內(nèi)一些具有相對生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)勢的企業(yè)再次看好該市場，同時(shí)港口也希望通過岸橋鋼絲繩國產(chǎn)化來降低生產(chǎn)成本。作為國內(nèi)石油用鋼絲繩生產(chǎn)的最大企業(yè)，咸陽石油鋼管鋼繩有限責(zé)任公司在先后為青島港、寧波港礦石碼頭大型卸船機(jī)配套鋼絲繩國產(chǎn)化取得成功的基礎(chǔ)上，引進(jìn)具有世界先進(jìn)水平的鋼絲繩設(shè)計(jì)制造技術(shù)，再憑借四十多年生產(chǎn)鋼絲繩所積攢的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和良好的設(shè)備配置條件，近兩年逐漸涉足岸橋鋼絲繩市場，且市場擴(kuò)張勢頭強(qiáng)勁.本文就國產(chǎn)與進(jìn)口岸橋鋼絲繩質(zhì)量有顯著差距的原因進(jìn)行分析，同時(shí)介紹其技術(shù)發(fā)展趨勢。
2國內(nèi)外岸橋鋼絲繩產(chǎn)品質(zhì)量差異分析
雖然我國早已成為世界鋼絲繩生產(chǎn)大國，但是至今不僅未出現(xiàn)能夠真正跨入世界一流水平的鋼絲繩生產(chǎn)廠家，而且缺乏具備相當(dāng)技術(shù)實(shí)力的鋼絲繩專業(yè)科研機(jī)構(gòu)。
受各種因素制約，國內(nèi)單個(gè)企業(yè)不可能像國外企業(yè)那樣在如何提高鋼絲繩使用壽命方面進(jìn)行相當(dāng)?shù)目萍纪度?，這直接影響到產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提升，也是形成今天我國鋼絲繩生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量不少，但產(chǎn)品質(zhì)量不高這一現(xiàn)象的重要原因，現(xiàn)就技術(shù)差距分析如下。
2.1鋼絲繩結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)思想落后隨著鋼絲繩設(shè)計(jì)制造技術(shù)的進(jìn)步，股在繩中、絲在股中保持合理間隙有利于提高其使用壽命的設(shè)計(jì)思想已被大量的實(shí)踐所證實(shí)，然而緊密捻制的思想在國內(nèi)仍然根深蒂固。在國外，量化間隙已成為鋼絲繩參數(shù)設(shè)計(jì)的重要約束條件，并且往往作為技術(shù)特色在相關(guān)資料中予以特別介紹，業(yè)內(nèi)專家曾對此問題也予以高度關(guān)注14。因?yàn)楹侠淼拈g隙有利于防止或減輕鋼絲繩在使用過程中股繩之間、鋼絲之間因相對滑動而產(chǎn)生的劇烈摩擦，從而避免出現(xiàn)早期疲勞斷絲。實(shí)踐證明，間隙對鋼絲繩使用壽命的影響比鋼絲品質(zhì)的影響更大。
2.2對組股不同位置鋼絲質(zhì)量合理匹配研究不夠岸橋鋼絲繩由于通常采用線接觸，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了組股鋼絲規(guī)格較多，而每種規(guī)格鋼絲因在股中所處位置不同，對鋼絲繩使用壽命的影響程度也有所不同。在保證使用安全的條件下，應(yīng)注意強(qiáng)調(diào)某位置鋼絲應(yīng)具有的突出性能。例如，北美地區(qū)對于電鏟鋼絲繩，十分講究控制主股外層鋼絲韌性指標(biāo)，其根本目的是為了推遲其發(fā)生疲勞斷裂的時(shí)間；又如，考慮到主股與鋼芯之間的摩擦，國外一般控制鋼芯外股鋼絲強(qiáng)度級別不超過主股外層鋼絲，而在國內(nèi)不同版本的鋼絲繩標(biāo)準(zhǔn)中，允許采用相臨強(qiáng)度級別鋼絲組股似乎已成為標(biāo)準(zhǔn)化的語言，其差距顯而易見。
2.3實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)十分欠缺
鋼絲繩問世至今雖然已有一百多年的歷史，但仍有許多問題在我國鋼絲繩生產(chǎn)企業(yè)今天看來依然較新。例如，如何合理控制鋼絲繩實(shí)際尺寸，如何根據(jù)鋼絲繩結(jié)構(gòu)、捻法、繩芯種類、用途，選擇合理的股、繩捻距倍數(shù)，如何量化控制鋼絲焊接質(zhì)量以及鋼絲繩預(yù)變形效果，如何對股、繩捻制應(yīng)力消除效果進(jìn)行檢查，對于這些影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，國外企業(yè)經(jīng)過長期實(shí)踐已經(jīng)積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)，但是這些成功經(jīng)驗(yàn)并不能從產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中體現(xiàn)出來.國內(nèi)企業(yè)一般僅從產(chǎn)品對標(biāo)準(zhǔn)的符合性出發(fā)，各自為戰(zhàn)，不僅技術(shù)水平參差不齊，而且缺乏交流與溝通，
2.4設(shè)計(jì)對生產(chǎn)的遷就性太大鋼絲繩作為諸多鋼絲按照一定規(guī)律組合而成的特殊組合體，每根鋼絲設(shè)計(jì)誤差、制造誤差及產(chǎn)生的累積誤差將直接影響到鋼絲繩的最終性能。這在國內(nèi)企業(yè)通常并不一定總是能夠得到足夠的重視，因?yàn)楸M量減少組股鋼絲規(guī)格，無形中已經(jīng)成為進(jìn)行鋼絲繩結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的重要約束條件，否則因規(guī)格過多將給鋼絲生產(chǎn)、管理帶來較大難度，當(dāng)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)發(fā)生矛盾時(shí)，國內(nèi)企業(yè)往往強(qiáng)調(diào)的是設(shè)計(jì)遷就生產(chǎn)，而不是生產(chǎn)滿足設(shè)計(jì)，而國外企業(yè)正好相反，即十分強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)對設(shè)計(jì)的符合性，十分重視精細(xì)設(shè)計(jì)組成鋼絲繩的每一個(gè)元件的幾何尺寸。這一點(diǎn)可從“優(yōu)你鋼絲繩”組股鋼絲規(guī)格的無規(guī)律性和API SPEC9A鋼絲間距為0.00lin中看到。
2.5國產(chǎn)潤滑油脂質(zhì)量不高且鋼絲繩制造過程中潤滑方式不合理
潤滑油脂在鋼絲繩構(gòu)成中所占比重并不大，但對鋼絲繩使用壽命卻具有重要影響。實(shí)踐證明，欲通過用戶在使用過程中實(shí)施再潤滑來延長鋼絲繩使用壽命的想法不切實(shí)際。因?yàn)槭褂矛F(xiàn)場不可能配置能夠?qū)⒂椭⑷脘摻z之間的加油裝置，現(xiàn)場油脂與鋼絲繩制造過程中使用的油脂的性質(zhì)也不一定完全兼容。國產(chǎn)鋼絲繩油脂潤滑性能較差，在使用過程中容易滑落，不僅不能很好地起到延長產(chǎn)品使用壽命的作用，而且會弄臟設(shè)備，甚至對海洋環(huán)境造成污染.另外，國內(nèi)大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)仍然普遍使用世界上已經(jīng)淘汰的鋼絲繩淋油工藝一—合股不淋油而在成繩后淋油。當(dāng)然，國內(nèi)企業(yè)也十分看重進(jìn)口油脂與國產(chǎn)油脂的價(jià)格差異對產(chǎn)品生產(chǎn)成本的影響。
2.6制繩鋼絲質(zhì)量不高
雖然我國已經(jīng)成為世界線材生產(chǎn)大國，但與發(fā)達(dá)國家相比，產(chǎn)品質(zhì)量差距依然存在，這直接影響到鋼絲質(zhì)量水平。大量檢測數(shù)據(jù)表明，進(jìn)口鋼絲繩很少在性能試驗(yàn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)不合格，而在國內(nèi)，這種現(xiàn)象似乎比較普遍，實(shí)物質(zhì)量指標(biāo)打標(biāo)準(zhǔn)擦邊球的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。國外鋼絲繩生產(chǎn)企業(yè)十分重視與盤條生產(chǎn)企業(yè)間的交流與合作，不斷改進(jìn)盤條質(zhì)量，而國內(nèi)鋼絲繩廠家對上游產(chǎn)品大多數(shù)情況下直接接受似乎已成習(xí)慣。
2.7忽視對鋼絲整體質(zhì)量的控制在鋼絲繩生產(chǎn)過程中，國內(nèi)對鋼絲質(zhì)量控制通常僅限于單絲，不特別注意整體。這種做法不科學(xué)。例如，將符合標(biāo)準(zhǔn)而實(shí)際質(zhì)量水平差異很大的鋼絲組股，在鋼絲繩使用過程中質(zhì)量相對較低的鋼絲早期產(chǎn)生疲勞后，優(yōu)質(zhì)鋼絲必然過載，其壽命將縮短。國外對鋼絲的質(zhì)量控制分為3個(gè)層次：控制單絲性能（生產(chǎn)符合標(biāo)準(zhǔn)的鋼絲繩），控制整體平均性能（生產(chǎn)較高質(zhì)量的鋼絲繩）、整體目標(biāo)平均性能（生產(chǎn)高質(zhì)量的鋼絲繩），這種根據(jù)擬生產(chǎn)鋼絲繩質(zhì)量水平高低而分層控制鋼絲質(zhì)量的做法，對國內(nèi)同行業(yè)來講確實(shí)令人耳目一新，而且對于如何合理、科學(xué)地生產(chǎn)高水平鋼絲繩具有重要的指導(dǎo)意義。
2.8鋼絲繩結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)手段落后國外利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行鋼絲繩結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)已經(jīng)十分普遍，而國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)由于各種各樣的原因，設(shè)計(jì)手段仍然十分落后，通常采用類比、平面幾何作圖、試驗(yàn)或仿制等方法，國外設(shè)計(jì)在考慮股繩間隙、鋼絲間隙、捻制過程鋼絲性能損失、鋼絲繩破斷拉力、股繩幾何尺寸偏差、鋼絲繩長度、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等諸多因素后，通過建立數(shù)學(xué)模型，使繁瑣的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)變得高效、合理、安全，設(shè)計(jì)結(jié)果不會因人而異出現(xiàn)大的誤差。
3本公司岸橋鋼絲繩生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品特點(diǎn)
1）引進(jìn)了不同結(jié)構(gòu)岸橋鋼絲繩的設(shè)計(jì)制造技術(shù)基于對國內(nèi)金屬制品行業(yè)現(xiàn)狀及企業(yè)自身技術(shù)能力的綜合分析，為大幅度提升產(chǎn)品質(zhì)量，引進(jìn)了不同結(jié)構(gòu)、不同用途的鋼絲繩的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。目前在用岸橋鋼絲繩除面接觸鋼絲繩、8股鋼絲繩和填塑鋼絲繩外均包括其中。
2）高度重視產(chǎn)品制造前期的技術(shù)調(diào)查盡管本公司生產(chǎn)油氣勘探這一重要用途鋼絲繩已有四十多年的歷史，但由于深知使用工況對產(chǎn)品的具體設(shè)計(jì)具有重要影響，故在岸橋鋼絲繩開發(fā)過程中高度重視前期技術(shù)調(diào)查，其目的除去了解在用鋼絲繩的優(yōu)缺點(diǎn)，盡可能避免類似問題再度發(fā)生外，更重要的是熟悉產(chǎn)品使用工況，為更加合理的設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。
3）重視對進(jìn)口實(shí)物的分析研究由于國內(nèi)岸橋鋼絲繩長期依賴進(jìn)口，為制造出能夠與進(jìn)口產(chǎn)品水平接近的產(chǎn)品，本公司高度重視對進(jìn)口實(shí)物樣品的分析，實(shí)踐證明，在起步階段，該方法不失為一種省時(shí)、省力的好辦法，這也是本公司港口機(jī)械用鋼絲繩開發(fā)過程進(jìn)展比較順利的重要原因。
4）制訂了岸橋鋼絲繩內(nèi)控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)由于生產(chǎn)、使用雙方共同關(guān)注的焦點(diǎn)是產(chǎn)品的使用效果，基于進(jìn)口岸橋鋼絲繩質(zhì)量已經(jīng)得到用戶認(rèn)可的事實(shí)，為了使鋼絲繩質(zhì)量能夠達(dá)到或接近進(jìn)口產(chǎn)品的水平，本公司專門制訂了岸橋鋼絲繩內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn).5）采用先進(jìn)的淋油工藝和高品質(zhì)潤滑油脂根據(jù)多年與世界諸多鋼絲繩生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)交流的經(jīng)驗(yàn)，本公司一直堅(jiān)持捻股淋油，成繩后不再淋油的先進(jìn)工藝.在產(chǎn)品價(jià)格用戶可以接受的情況下，對岸橋鋼絲繩選擇世界知名品牌專用油脂。這雖然給生產(chǎn)過程管理帶來不便，但對于延長產(chǎn)品使用壽命，滿足用戶文明生產(chǎn)的要求卻十分有效。
6）對生產(chǎn)過程實(shí)施嚴(yán)格管理鋼絲繩產(chǎn)品不僅設(shè)計(jì)復(fù)雜，而且生產(chǎn)工藝流程長，任何環(huán)節(jié)的疏忽都可能導(dǎo)致產(chǎn)品使用出現(xiàn)不可預(yù)測的情況，在岸橋鋼絲繩生產(chǎn)過程中，嚴(yán)格執(zhí)行APl、IS09001質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)，并且將該用途產(chǎn)品專門列入公司年度技術(shù)計(jì)劃，成立項(xiàng)目組，實(shí)施專人負(fù)責(zé)。
7）產(chǎn)品完全執(zhí)行JISG3525標(biāo)準(zhǔn)GB/18918與JISG3525雖然均屬于國家鋼絲繩標(biāo)準(zhǔn)，但二者仍有許多不同，這不僅體現(xiàn)在鋼絲繩直徑系列、尺寸偏差、合格判定條件等方面，更主要體現(xiàn)在技術(shù)指標(biāo)上.例如，對于相同結(jié)構(gòu)、相同尺寸的鋼絲繩，B種（近似1770MPa級）鋼絲繩最小破斷拉力比GB/
T8918對應(yīng)的1870MPa級的還高?？紤]到用戶使用習(xí)慣與標(biāo)準(zhǔn)本身存在差異，本公司岸橋鋼絲繩生產(chǎn)一律采用JISG3525（一般為B種）.
8）建立了鋼絲繩疲勞試驗(yàn)臺架對鋼絲進(jìn)行拉伸、扭轉(zhuǎn)、彎曲和對鋼絲繩進(jìn)行整拉均屬于簡單加載，與實(shí)際使用工況下的受力狀態(tài)存在相當(dāng)差異。為了使岸橋鋼絲繩質(zhì)量持續(xù)提高，本公司專門建立了鋼絲繩疲勞試驗(yàn)臺架，盡管從目前情況看，臺架的設(shè)計(jì)、制造還有許多不足，但畢竟邁出了重要的一步。
由于本公司高度重視岸橋鋼絲繩市場開發(fā)，明確樹立產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)中有升的質(zhì)量理念，從目前情況看，鋼絲繩實(shí)物壽命不僅完全達(dá)到市場開發(fā)初期與用戶達(dá)成的質(zhì)量指標(biāo)，而且與在用日本產(chǎn)品質(zhì)量接近.產(chǎn)品目前已在青島港、天津港大面積使用，并且己開始在赤灣、蛇口、上海、寧波、營口等港口使（試）用，前景看好。
4岸橋鋼絲繩發(fā)展趨勢
4.1結(jié)構(gòu)從線接觸向面接觸發(fā)展
港口行業(yè)與其他行業(yè)相比，使用優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼絲繩的比例相對較高。目前在用岸橋鋼絲繩以6×25Fi、6×29Fi、6×36SW鋼芯結(jié)構(gòu)為主，已經(jīng)開始使用面接觸鋼絲繩.例如，青島港使用WRC6×P.WS（36）鋼絲繩，作為世界著名港口機(jī)械制造商的上海振華港機(jī)集團(tuán)也在出口岸橋時(shí)隨機(jī)配置涂（填）塑芯（with Plastic Isert）的DIEPAPZ371鋼絲繩。目前面接觸鋼絲繩用量雖然不大，但由于使用效果良好，潛力不可忽視，尤其是為了減少設(shè)備體積時(shí)，這種結(jié)構(gòu)鋼絲繩因其具有較高的破斷拉力而可能更容易被優(yōu)先考慮。
4.2組繩股數(shù)出現(xiàn)由6股向8股轉(zhuǎn)變的跡象岸橋鋼絲繩雖然以6股結(jié)構(gòu)為主，但有的港口開始使用8股結(jié)構(gòu)。除了上面提到的DIFPAPZ.371、DIEPAS417鋼絲繩外，還有CASAR四ALPHALIFT鋼絲繩.該結(jié)構(gòu)鋼絲繩的鋼芯與主繩等捻距捻制（國內(nèi)習(xí)慣稱之為滿充式或全線接觸），同非等捻距捻制相比，可以明顯地提高鋼絲繩的破斷拉力，并且可以有效地防止普通鋼芯早期失效的現(xiàn)象。
4.3對鋼芯實(shí)施涂（填）塑特殊工藝
對鋼芯實(shí)施涂（填）塑特殊處理工藝，其目的是將主股與主股、鋼芯與外股機(jī)械隔離，通過使股間保持合理間隙，避免或減小因相對運(yùn)動產(chǎn)生摩擦而對鋼絲性能的影響，同時(shí)隔離層作為緩沖墊可對沖擊載荷起緩沖作用。雖然采用涂（填）塑特殊工藝提高鋼絲繩使用壽命的典型例案是電鏟鋼絲繩和礦用鋼絲繩，但目前這種特殊工藝已經(jīng)在岸橋鋼絲繩生產(chǎn)上顯示出推廣態(tài)勢，而且對涂（填）塑材料進(jìn)行了含油特殊工藝處理，如DIEP\PZ371、DIEPAPZ299鋼絲繩，該類鋼絲繩涂（填）塑材料選擇及生產(chǎn)工藝過程復(fù)雜，技術(shù)難度很大，應(yīng)引起足夠重視，
4.4股、繩捻距倍數(shù)明顯變化
雖然岸橋鋼絲繩發(fā)展趨勢目前主要集中在結(jié)構(gòu)變化和特殊工藝的采用上，但筆者最近又見到常規(guī)結(jié)構(gòu)鋼絲繩在生產(chǎn)工藝方面出現(xiàn)顯著變化的實(shí)物：繩股捻距倍數(shù)顯著減?。ㄒ逊浅Ｒ?guī)），而鋼絲繩捻距倍數(shù)明顯增大（其國外生產(chǎn)廠稱之為耐疲勞鋼絲繩）。盡管目前尚不完全清楚其改善鋼絲繩使用壽命的機(jī)理，且對實(shí)際使用情況尚不了解，但由于這種新工藝鋼絲繩被國外岸橋鋼絲繩生產(chǎn)企業(yè)作為技術(shù)亮點(diǎn)予以推介，筆者認(rèn)為應(yīng)密切注視，況且如果該產(chǎn)品實(shí)際使用效果確實(shí)良好，將會顯著降低高品質(zhì)岸橋鋼絲繩生產(chǎn)的技術(shù)難度。
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