钢丝绳整绳破断力测定方法国际标准ISO 3108:2017的主要技术改进由于钢丝绳的独特性能

什么是钢丝绳？

钢丝绳是由许多优质钢丝捻制成股，再由若干股围绕绳芯捻制成绳的。

钢丝绳的特点有哪些？

钢丝绳能够传递长距离的负载；

承载的安全系数大，使用安全可靠；

自重轻，便于携带和运输；

能够承受多种载荷和交变载荷；

具有较高的抗拉强度、抗疲劳强度和抗冲击韧性；

在高速的工作条件下，耐磨、抗振、运转稳定性好；

能够在各种有害介质的恶劣环境中工作；

柔软性好，适宜于牵引、拉拽、捆扎等多方面用途。

由于钢丝绳的独特性能，迄今为止国内外还未找到一种更理想的产品来全面或者在一个领域内替代钢丝绳。因此，钢丝绳被作为牵引、承载构件广泛应用于煤炭、冶金、石油、交通运输、港口、高层建筑、架空索道等国民经济命脉的各个领域。

钢丝绳使用安全亟待重视

但是，作为一种承载构件，在役钢丝绳因受工况影响，会导致其强度降低，甚至产生断裂，究其原因是受到各种物理和化学损伤。在实际使用中，钢丝绳除承受简单的拉伸、扭转和弯曲应力外，还同时受到多种复杂的应力，如钢丝绳内部的挤压应力和相互摩擦力，随载荷重量不同而承受的冲击负荷以及交变负荷作用，这些不同的应力组合都会对钢丝绳的使用寿命和疲劳强度产生影响。钢丝绳的损伤形式和负载能力对设备完整和人身安全都起到不可忽视的重要影响，其使用安全受到用户及安全管理部门的高度关注。

钢丝绳的整绳破断力是钢丝绳最重要的力学性能指标，它是综合考核钢丝绳的质量，是钢丝绳设计和应用的重要技术参数。随着科学技术的进步和检测试验机水平的提升，钢丝绳的整绳破断力越来越得到广泛重视，许多钢丝绳产品的标准也将整绳的破断力作为重要的考核制标，而将单丝检验的总力作为参考制标。

本文将较为详细地介绍钢丝绳整绳破断力测定方法国际标准ISO 3108:2017 Steel Wire Ropes-Test Method-Determination of Measured Breaking Force（以下简称新标准）的主要技术改进内容，以便于相关行业人员更好地理解和执行新标准，提升我国钢丝绳产品的质量。

ISO 3108：1974中存在的问题

ISO 3108：1974 Steel Wire Ropes for General Purposes – Determination of Actual Breaking Load（以下简称老标准）是1974年制定的。随着钢丝绳生产技术的不断进步，对钢丝绳检测的要求也不断提高，其中钢丝绳的实际破断力是衡量钢丝绳质量的一个最重要的力学性能指标，但在国际贸易中经常会因实际破断力测定方法的差异而引发大量贸易争议的情况，迫切需要对老标准进行修订。

根据最新的国际标准的内容要求，ISO 3108：1974存在多项内容缺失，需要进行改进，主要有包括术语与定义、试验原理、试验设备和样品的制备等。另外，ISO 3108:1974还存在对检测设备的技术要求缺失，对试验速度的要求不合理等问题，因为拉伸过程中存在钢丝绳变形等因素，该标准中应力速率控制方式实际上很难做到。同时，对于直径大于60mm钢丝绳整绳破坏力的测定，该标准中没有相关规定。此外，对于试验中的一些安全要求，该标准中也没有具体体现。

ISO 3108：2017的主要技术改进

明确规定了样品的制备方案，增加了样品制备的术语与定义，详细介绍了样品制备的要求和步骤。主要有合金浇注法、树脂浇注法、套管压制法、直接夹持法、缠绕法等。样品的制备情况对检测结果的影响很大，因此规范样品的制备，对减少对于检测结果的争议是十分必要的，可以有效降低贸易双方的争议。在国际贸易中，这一点尤其重要，可以有效地保护国内贸易人的利益免受损失，维护国家和国内贸易人的经济利益。

增加了安全条款。由于钢丝绳的直径越来越大，试验过程中所需要的试验力也越来越大，试验过程中危险因素则越来越多，新标准中增加了安全的保护要求，对试验机企业提出了新的要求，减少了检测过程中的危险因素，有利于试验机产品的升级。

增加了试验机的要求。对试验机提出了相关技术要求，有利于减少对检测结果的争议，降低贸易争议的风险。

试验速度的调整。试验速度的大小，会影响最终的检测结果，另外要便于试验人员的操作，便于试验人员掌握检测技术，保证试验结果的稳定性和可靠性。因此，在新版标准中对试验速度作了新的规定。

增加了检测的结果的判别条款。该条款的加入是革命性的，对钢丝绳的断裂位置的测量是判定检测结果是否有效的唯一判据，彻底地避免了贸易双方争议的焦点。从而保证了检测结果的唯一性和有效性。

根据ISO标准内容要求，增加了试验原理这一条款。

根据钢丝绳的发展，对标准的检测范围作了扩大，将直径大于60毫米钢丝绳的纳入检验范围。

节选自：《理化检验-物理分册》 Vol.54 2018.6

作者：吴益文，研究员级高工，上海出入境检验检疫局，ISO3108国际标准起草人，主要从事金属材料的检测技术与标准化研究工作。

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