信息摘要：
GB/T34198-2017重機用鋼絲繩》（以下簡稱本標準）已于2017年9月7日由國家質量監督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員會聯合發布，并于2018年6月1日開始實施。該標準是一個全新的專用標
GB/T34198-2017重機用鋼絲繩》（以下簡稱本標準）已于2017年9月7日由國家質量監督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員會聯合發布，并于2018年6月1日開始實施。該標準是一個全新的專用標準，其技術內容和技術指標等要求與原有鋼絲繩標準差別較大，要求更有針對性。為使起重機設計單位、鋼絲繩用戶、鋼絲繩生產廠家更好地理解和實施本標準，筆者對本標準的編制情況，標準的主要技術內容、相關指標，和其他標準的區別做相應解讀。
1標準任務來源和制定過程
1.1任務來源
2012年7月鋼標準化委員會鋼絲繩分技術委員會組織在南通召開鋼絲繩領域標準化工作研討會，會議就目前各類鋼絲繩標準執行過程中存在問題、今后標準體系如何更合理構建以及鋼絲繩標準強度級別劃分等問題進行研討。會議認為，目前既有適用很廣泛的GB/T20118-2006一般用途鋼絲繩》、GB/T8918-2006重要用途鋼絲繩》，也有針對性很強的GB8903-2005《電梯用鋼絲繩》、GB
26722-2011《索道用鋼絲繩》、YB-T5196-2005
《飛機操縱用鋼絲繩》等專用標準，還有從生產工藝和結構衍生出的YB/T5359-2010《壓實股鋼絲繩》、YB/T5295-2010《密封用鋼絲繩》等產品標準，同時認為現行標準未能對“重要用途”及“一般用途”給出明確定義，且“一般用途鋼絲繩”與“重要用途鋼絲繩”分類也不符合行業發展需要，完善鋼絲繩標準體系問題已經十分突出。
與會專家一致認為，歐盟鋼絲繩標準體系相對比較完善，可以考慮以此為模板完善國內標準。標準體系搭建應從建立基礎開始，先形成通則，再在此基礎上按產品分類提出專用標準，并分頭制定。根據會議達成的共識，從2013年起，相關企業在鋼標委統一規劃和指導下，根據企業實際情況結合新標準體系要求，著手各類鋼絲繩標準的細分和起草。貴州鋼繩股份有限公司主修訂起草《通用鋼絲繩技術條件》替代《一般用途鋼絲繩》，鞍鋼鋼繩有限責任公司主起草《礦井提升用鋼絲繩》、江蘇狼山鋼繩股份有限公司（簡稱江蘇狼山鋼繩）主起草重機用鋼絲繩》、咸陽寶石鋼管鋼繩有限公司主起草純鏟用鋼絲繩》、中國船舶工業綜合技術經濟研究院主起草《海洋工程系泊用鋼絲繩》等一系列新的鋼絲繩專用標準應運而生，并將逐步替代原有的GB/T8918《重要用途鋼絲繩》標準。
1.2制定過程
為了做好標準起草工作，江蘇狼山鋼繩于2013年3月成立了標準起草領導工作小組，開始廣泛了解近年來起重機用鋼絲繩生產和使用情況，并進行了相關資料查閱，結合冶金工業信息標準研究院組織的兩次標準研討會意見，經過起草小組多次討論、研究和修改，形成本標準初稿，于2015年申請立項獲得批準，標準項目計劃編號20152221-T-605。
2015年11~12月，標準征求意見初稿分發各相關企業征求意見，并于2016年3月在南通召開標準討論會，到會起重機鋼絲繩用戶有上海振華港機、天津臨港港務集團、廣東湛江港務集團等5家。
2016年4月結合3月討論會意見多次小范圍組織人員對本標準進行研討和調整完善，4月下旬將標準審定稿發出，再次征求意見。
2016年5月5日，在成陽召開了標準審定會。審定會后標準起草小組結合審定會意見，又進行了多次研究修改完善，總共經過了22個版本，才形成了最終正式標準文本。
兩次征求意見回函和兩次專題會議，共提出40多條修改意見，其中采納了29條，部分采納6條，未采納的意見12條。
2制定標準的目的和意義
起重機用鋼絲繩與其他用途鋼絲繩不同，服役時經過滑輪數目相對較多、承受反向彎曲幾率相對較大、運行速度相對較快、承載沖擊載荷相對較大，磨損和疲勞是其主要失效形式-習。德國、日本、韓國等對此類鋼絲繩制造、應用研究相對較多，產品質量相對穩定，如在國內港口集裝箱起重機市場，這些國外鋼絲繩均具有良好的口碑-1。關于起重機用鋼絲繩從資料收集情況看，國內外并無系統、成熟的技術標準，但業界強企如Diepa、Casar、Redaclli通常在其產品樣本中往往會將起重機用鋼絲繩單列。國內多年習慣依據GB/T8918-2006組織起重機用鋼絲繩的生產與驗收。隨著國內起重機械裝卸作業效率的不斷提升和起重載荷的不斷加大，對鋼絲繩質量要求越來越高，GB/T
8918-2006這一“通用”標準已不能完全滿足。迫切需要有一個統一標準規范起重機用鋼絲繩生產，并為起重機用鋼絲繩的選型、生產、驗收等提供可靠依據。
3標準的主要技術指標來源
由于目前尚無起重機用鋼絲繩國際標準或國外標準，制定本標準主要技術指標既考慮了國內外相關資料，又參考了國內幾大知名鋼絲繩制造企業的試驗數據。鋼絲彎曲與扭轉性能主要參照EN
10264-3-2012鋼絲及其制品-制繩鋼絲第3部分：重載荷用非合金圓形和異型鋼絲》，鋼絲鋅層重量指標參照GB/T8918-2006，鋼絲繩破斷拉力系數和重量系數除壓實股鋼絲繩外，均參照GB/T
8918-2006，壓實股鋼絲繩破斷拉力系數和重量系數則是在理論計算和實際驗證相結合的基礎上確定，相關參數得到國內多家企業驗證，并從討論稿開始提請論證，最終形成現有的參數。
標準參照日本HOKOKUOIL公司進行針對起重機用鋼絲繩潤滑脂技術指標設計，因為該公司潤滑脂質量穩定，多年實踐證實能夠完全滿足國內港口鋼絲繩需要，經過與國內多家鋼絲繩潤滑脂生產企業溝通，最終形成本標準鋼絲繩潤滑脂技術要求。
4標準主要技術內容解讀
4.1標準名稱
本標準是按鋼絲繩用途命名，立項時標準名稱是“起重機械用鋼絲繩”，后經過專家多輪討論，覺得“起重機械”范圍太廣，且很多起重機械不用鋼絲繩，所以，標準最終更名為“起重機用鋼絲繩”。
4.2適用范圍
本標準適用于GB/T20776-2006《起重機械分類》中界定的橋架型起重機和臂架型起重機用提升鋼絲繩，其中橋架型起重機分為梁式起重機、橋式起重機、門式起重機、半門式起重機和裝卸橋等，臂架型起重機則分為固定式起重機、臺架式起重機、浮式起重機、甲板起重機、懸臂起重機、門座起重機、半門座起重機、塔式起重機、流動式起重機等。
4.3鋼絲繩分類
4.3.1按照結構類別分類
本標準鋼絲繩結構類別按照GB/T 8706-2017
《鋼絲繩術語、標記和分類》。在制定標準時三角股鋼絲繩分類與標記完全按照該標準，但對于俗稱的四股扇形股鋼絲繩，考慮到股的結構屬性與鋼絲繩生產方法，文獻[7]與GB/T8706-2017進行了修改。本標準關于三角股鋼絲繩與四股鋼絲繩標記書寫與GB/T8918-2006區別見表1。
4.3.2按照強度級別分類
本標準鋼絲繩按照強度級別分為1770，1960，
2160MPa3個級別。如果用戶有特殊要求時，也可按照供需雙方協商確定強度級別。
國內鋼絲繩強度級差約100MPa，即l570，
1670，1770，1870，1960MPa等。2012年鋼絲繩領域標準化工作研討會上也就鋼絲繩標準強度級別制定進行了探討，提出按照歐盟相關標準使用約200MPa強度級差，不僅更能與國際標準接軌，且更利于鋼絲繩的設計制造和生產，故本標準鋼絲繩級別分為1570，1770，1960，2160MPa等級，取消了1670，1870MPa等級。
4.4鋼絲繩材料
4.4.1制繩用鋼絲
本標準規定制繩用鋼絲有1570，1770，1960，
2160MPa等級。結合美國石油學會鋼絲繩標準特點，本標準規定組成鋼絲繩鋼絲可采用單一強度級別，也可以選擇不超過3個強度級別的組合，相關規定見表2，不再使用如……鋼絲繩制造時，同直徑鋼絲應為同一公稱抗拉強度，不同直徑鋼絲允許采用相同或相鄰公稱抗拉強度”的傳統描述，這更有利于鋼絲繩生產企業設計提高鋼絲繩綜合性能，為同一鋼絲繩內不同直徑、不同層鋼絲可以采用不同強度級別提供了明確許可。
因為鋼絲繩強度級別和鋼絲強度級別是兩個完全不同的概念，按照GB/T8706-2017，前者只是為了計算鋼絲繩破斷拉力的人為賦值，并沒有明確物理意義，其并不代表組成鋼絲繩鋼絲強度級別。而鋼絲強度級別從材料性能角度看，則有清晰的物理意義，制繩用鋼絲抗拉強度的確定是為了既滿足鋼絲繩的破斷拉力，又滿足鋼絲繩的良好綜合力學性能。鋼絲繩使用時鋼絲的受力狀態極其復雜，除受拉伸力載荷作用外，還要受到扭轉、彎曲、擠壓和摩擦等載荷作用，鋼絲不僅要有足夠的抗拉強度，還需有一定的塑性變形能力，過于強調抗拉強度，未必能獲得高的破斷拉力與最終良好的使用效果[8-]。美國石油學會鋼絲繩標準中體現出在同一鋼絲繩中，有鋼絲最小抗拉強度隨鋼絲直徑增大而降低的趨勢，這要比鋼絲不論規格大小均應保持相同最小強度更合理，較大規格鋼絲因為強度相對較低而有相對好的塑性變形能力，對鋼絲繩加載時，好的塑性變形能力有利于協調組繩鋼絲受力相對一致從而有利于大規格鋼絲承載能力的發揮，這不僅影響鋼絲繩破斷拉力，且直接影響鋼絲繩使用壽命。
4.4.2繩芯
本標準規范了繩芯形式，且增加復合纖維芯這一新的纖維繩芯，鋼芯則是增加了聚合物包覆獨立鋼絲繩芯。同時明確規定在腐蝕性嚴重或涉水的環境下使用纖維繩芯鋼絲繩應使用劍麻繩芯、合成纖維繩芯或復合纖維芯。復合纖維芯是天然纖維和合成纖維的混合，是在綜合天然纖維和合成纖維各自特點基礎上而提出，合成纖維耐腐蝕、耐擠壓性能相對好，吸濕性和水的膨脹系數相對小，但含油也少；天然纖維芯的含油率高，但耐腐蝕性能相對較差。本標準規定，除需方另有要求外，天然纖維芯、復合纖維芯應含不低于15%的潤滑脂，合成纖維芯應含不低于5%的潤滑脂。
4.4.3鋼絲繩潤滑脂
鋼絲繩用潤滑脂主要起潤滑、防腐作用。本標準提出對于運行頻次高、運行速度快的起重機，如中型或大型港口起重機用鋼絲繩，其表面脂的重要指標要求高于NB/SH/T0387《鋼絲繩用潤滑脂》，并給出具體要求，特別增加了工作錐入度和黏附率要求。本標準還提出對環境溫度低于-40℃的使用場合必須考慮潤滑脂的耐低溫性能。
鋼絲繩服役中繩中鋼絲間、繩中股間、繩和輪槽間、繩和繩間等都會產生運動摩擦，良好的潤滑可防止金屬間的直接摩擦，同時降低繩中鋼絲或股間因錯動而產生的附加應力，使各絲和各股受力均勻，這有益于提高鋼絲繩耐疲勞性能]。
在腐蝕環境中，電化學反應或外部侵蝕將對鋼絲及繩芯纖維有較大的腐蝕作用，在鋼絲繩表面逐步形成腐蝕坑并因此引起鋼絲產生應力集中點和疲勞裂紋源，涂油通過阻隔電銹蝕介質和鋼絲繩接觸，可延緩鋼絲繩性能降低速度[2-14。
此外，在高溫或超低溫環境下工作，易使鋼絲繩繩芯潤滑脂干燥或脆韌性降低，從而造成鋼絲繩使用壽命大大降低。溫度超過60℃會加速鋼絲繩潤滑脂的流失；在-40℃以下工作時，鋼絲繩性能的降低主要取決于潤滑脂在低溫條件下的有效性]。所以，在惡劣環境中對潤滑和潤滑脂的質量要求很高。
潤滑脂的質量對鋼絲繩的耐疲勞性能和耐蝕性能影響很大，應根據用途和使用環境對潤滑脂的技術指標進行選擇。在特殊環境溫度和特殊使用條件下，鋼絲繩和鋼絲的潤滑對其使用壽命的影響甚至超過鋼絲本身6-17]。
4.5鋼絲繩技術要求
4.5.1股
本標準特別指出除需方另有要求，捻股時采用在合攏點前將潤滑脂加入，以確保股中每根鋼絲都得到充分潤滑。潤滑對鋼絲繩使用壽命的影響并不僅僅在于減小鋼絲間的摩擦，還可以阻止原電池的生成而阻止疲勞裂紋的進一步擴展，從而延長鋼絲繩使用壽命。
關于股中制繩鋼絲接頭，本標準規定更嚴格更合理。要求股中直徑大于0.40mm的鋼絲接續采用對焊連接。同一根股中的鋼絲接頭間距應大于鋼絲繩直徑的18倍。對于直徑小于等于0.40mm的鋼絲則可采用擰接或插接方式接頭。
4.5.2鋼絲繩捻距
參考RR-W-410E：2002《鋼絲繩和鋼絞線》
和國內關于對日本“優你”鋼絲繩實物分析，本標準規定圓股鋼絲繩、壓實（股）鋼絲繩的捻距應不大于鋼絲繩公稱直徑的7.5倍，三角股鋼絲繩、壓實四股鋼絲繩捻距不超過鋼絲繩公稱直徑的9倍。
4.5.3涂油方式
本標準規定了股淋油加合繩涂油為鋼絲繩的涂油方式。以確保股內鋼絲盡可能獲得多的潤滑脂，通過改善潤滑和防銹而提高鋼絲繩使用壽命。強調股淋油的主要目的是減少鋼絲間微動磨損，繩涂油更多的是考慮耐蝕性。
4.5.4直徑
本標準規定圓股鋼絲繩和壓實（股）鋼絲繩直徑允許偏差為0~+4%，嚴于GB/T20118-2006、GB/T8918-2006。原因是筆者進行售后服務過程中發現，有較多鋼絲繩早期失效是因為鋼絲繩經過的滑輪或卷筒的繩槽偏小、與繩徑不匹配而引起的。繩徑偏小、繩槽過大會使鋼絲繩缺乏足夠支撐，導致鋼絲繩變扁和鋼絲會受到大的接觸應力。繩徑過大、繩槽過小會使鋼絲繩被繩槽擠壓，導致鋼絲繩變形，嚴重時甚至會引起鋼絲出現異常組織而斷裂。鋼絲繩直徑與繩槽相比過大與過小，都會出現嚴重影響鋼絲繩壽命并危及安全的問題]。因此必須對鋼絲繩直徑予以嚴格控制。
GB/T3811-2008《起重機設計規范》要求，滑輪、卷筒半徑與鋼絲繩公稱直徑的比值0.53~0.6；GB/T29086-2012《鋼絲繩安全使用和維護》規定起重機用鋼絲繩繩槽的有效直徑應控制在鋼絲繩公稱直徑的5%~l0%，對于多層纏繞的情況，應對鋼絲繩直徑和卷筒繩槽節距做關系評價。實踐證明，鋼絲繩實際直徑比繩槽節距小1%有助于排繩緊密，能有效消除爬繩、亂繩現象。一般情況下，最佳鋼絲繩直徑公差控制在+2%~+4%更合適。
4.5.5長度
為減少用戶使用時多余的長度損失，相對GB/T
20118-2006、GB/T8918-2006等，本標準對超過1000m鋼絲繩的長度偏差加嚴。不同標準鋼絲繩長度偏差對比見表3。
4.5.6重量
關于鋼絲繩實際重量，因糾結于標準而往往引起異議，本標準對其作了相應說明。因為即使是同一類別的鋼絲繩，因鋼絲繩具體結構不同、具體設計不同，理論估算實際重量有0~8%的偏差，另外涂油重量也影響鋼絲繩實際重量。
本標準對同類別不同工藝或不同材質（繩芯）鋼絲繩重量系數偏差做了相應說明：6股壓實股鋼絲繩采用壓實股鋼芯和非壓實股鋼芯參考重量相差1%~1.5%，8股壓實股鋼絲繩相差2%~2.5%；6股和8股鋼絲繩采用合成纖維芯鋼絲繩參考重量允許比本標準給出采用天然纖維芯鋼絲繩規定值分別低2%和4%；聚合物包覆獨立鋼絲繩芯鋼絲繩重量系數參照鋼芯鋼絲繩。本標準部分結構鋼絲繩重量系數與YB/T5359-2010《壓實股鋼絲繩》中略有不同。
4.5.7破斷拉力
相對其他標準，對壓實股鋼絲繩及1960，2160
MPa強度級別鋼絲繩破斷拉力系數進行調整。主要基于鋼絲強度越高，韌性越差，相應捻制損失越大，破斷拉力系數應適當降低，特別是多層股鋼絲繩。
對35（W）×7類鋼絲繩，ANSI/API9A-2004《鋼絲繩規范》、EN12385-4：2002《鋼絲繩-安全第四部分：一般提升用途多股鋼絲繩》給出最小破斷拉力也因鋼絲繩強度級別而異：強度級別不大于1960
MPa級時破斷拉力系數為0.360，而不大于2160
MPa級時則為0.350。德國鋼絲繩企業資料也有顯示。本標準對聚合物包覆獨立鋼絲繩芯鋼絲繩破斷拉力系數做出規定。由于根據實際生產所得6×
V30-FC鋼絲繩最小破斷拉力系數與目前標準規定值有較大偏差，故本標準特別明示6×V25類的6×V30-FC鋼絲繩最小破斷拉力系數應比表中低10%，分析原因是鋼絲繩金屬填充系數相對較小。
4.5.8鋼絲繩中鋼絲
本標準規定鋼絲繩中同層同規格鋼絲強度級別應相同，不同層或同層不同規格，或不同規格鋼絲強度級別可以相同，也可以不同，組股鋼絲強度不超過3個等級。在達到鋼絲繩破斷拉力的前提下，允許采用不同強度級別的鋼絲，主要是為了考慮同一鋼絲繩內不同層、不同直徑鋼絲對抗彎曲、抗擠壓、抗扭轉剪切性能的影響。
本標準除對拆股鋼絲強度范圍予以規定外，還參考JISG3525-2006《鋼絲繩》、JISG3546-2006
《異型鋼絲繩》，規定鋼絲繩中同規格鋼絲的實測抗拉強度不得超出其平均值的士8%，目的是通過控制同一直徑鋼絲強度均勻性提高鋼絲繩整繩破斷拉力u8-19]。
4.6鋼絲繩試驗
4.6.1鋼絲繩試驗方法
本標準對鋼絲繩試驗方法做了更合理規定。抽樣試驗按制造長度和是否連續生產來區別抽樣，以減少不必要的人力和鋼絲繩浪費‘“連續生產的同一結構、同一公稱直徑、同一級別、同一捻向和同一表面狀態的鋼絲繩，每5個制造長度取1件試驗；不足5個制造長度取1件試驗；不是連續生產的鋼絲繩逐條試驗。”；‘逐條試驗是指每個制造長度的鋼絲繩都做相應試驗。”
本標準定義鋼絲繩的制造長度是指成繩機搖籃內同一批放線工字輪可加工出的鋼絲繩長度，它有可能是1根鋼絲繩，也可能是幾根鋼絲繩，因為最終分件長度是按用戶要求分割的。
4.6.2判定規則
本標準判定規則首次提出根據同直徑鋼絲數多少界定低值鋼絲數如果任一種直徑的鋼絲低值數為2根或2根以上，則應對該種直徑的其他鋼絲逐根進行不合格項目的試驗。當同直徑的試驗鋼絲數低于60根時，低值鋼絲數不大于3根，則該鋼絲繩合格；當同直徑的試驗鋼絲數大于等于60根時，低值的鋼絲數不大于試驗鋼絲數的5%（修約成整數），則該鋼絲繩合格。
4.7鋼絲繩選擇、保養、維護、安裝、檢驗和報廢本標準提出鋼絲繩選擇應符合GB/T 24811.1一2009起重機和起重機械鋼絲繩選擇第一部分：總則》。因為現在較多的起重機械設計時，由于考慮因素不夠全面，導致不規范設計時有發生，并因此導致鋼絲繩在使用時發生早期報廢。
本標準提出起重機用鋼絲繩保養、維護、檢驗和報廢應符合GB/T5972-2016規定。按照規范使用鋼絲繩對延長鋼絲繩使用壽命與保證作業安全是有益的，如對鋼絲繩實施有效的補充潤滑特別重要0-]。
5結語
本標準對制繩鋼絲性能要求既參考了現有國家標準，又參考了歐盟標準，其抗拉強度等級級差調整為200MPa。強調潤滑對鋼絲繩使用壽命具有重要影響，鋼絲繩潤滑脂技術指標主要參考國外企業。對三角股鋼絲繩、四股扇形股鋼絲繩結構重新標記。增加了復合纖維芯，并對纖維繩芯含油量提出要求。
對鋼絲繩捻距倍數予以規定。結合鋼絲繩生產實際，調整部分結構鋼絲繩最小破斷拉力系數?？紤]鋼絲塑性對鋼絲繩破斷拉力的重要影響，結合美國石油學會標準、歐盟及德國鋼絲繩企業資料，對1960，2160MPa強度級鋼絲繩最小破斷拉力系數予以調整。參考日本標準，對拆股鋼絲增加抗拉強度均勻性要求。本標準的實施對提高國內起重機鋼絲繩生產與使用將會起到積極的推動作用。
