不旋轉鋼絲繩是港口起重機提升運輸系統的重要組成部分,各大港口對用于提升起重機的不旋轉鋼絲繩都有嚴格的維護要求。然而,近年來,雖然各港口都嚴格按照相關要求加強了對不旋轉鋼絲繩的維護,但斷繩事故仍年年發生。
不旋轉鋼絲繩的失效現象
某起重機公司最近報廢的不旋轉鋼絲繩,經過拆解分析,90%以上鋼絲繩均有不同程度的磨損斑,明顯的斑伴有裂紋,長的延伸到鋼絲1內/3以上,內股磨損斑特別明顯。
1)不旋轉鋼絲繩的微動磨損:微動磨損是由接觸物體相對較小的振動引起的一種復合形式的磨損。其發生過程是:接觸壓力導致實際承載在結合表面上的微突起塑性變形并粘附,微振動導致粘附點被剪斷。剝落的顆粒和新露出的金屬表面與大氣中的氧反應生成氧化物,氧化物顆粒在結合面上起到磨粒的作用,形成磨粒磨損。因此,微動磨損是粘附、由于腐蝕和磨損的共同作用,它經常發生在名義上相對靜止但實際上相對磨損的緊密接觸表面上。
2)不旋轉鋼絲繩的疲勞磨損:在交變接觸應力的作用下,摩擦表面形成疲勞裂紋,然后金屬顆粒脫落的現象稱為疲勞磨損。疲勞磨損的機理是:在高交變接觸應力的作用下,摩擦表面會產生疲勞裂紋,裂紋不斷擴展,導致金屬顆粒從金屬表面脫落形成許多點蝕,從而引起疲勞磨損(或稱疲勞點蝕)
不旋轉鋼絲繩在使用過程中,每個工作循環包括直線提升經過滑輪或導向輪纏繞卷筒和空載下降。因此,不旋轉鋼絲繩實際上承受的是疲勞載荷,作用在鋼絲繩中每根鋼絲上的力本質上是交變應力。不旋轉鋼絲繩中的繩股相互纏繞在一起在軸向力的作用下,鋼絞線內鋼絲的變形可以認為是同步的,但鋼絞線之間有輕微的錯位。因此,鋼絲繩中的鋼絲實際上處于微動磨損環境。