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起重机钢丝绳科学选型、更换与维护指南

前言

钢丝绳作为起重机的核心承重部件，其性能状态直接关系到作业安全与效率。本指南旨在提供科学、规范的钢丝绳选型、检查、更换与报废标准，帮助设备管理人员与操作人员确保起重作业安全。

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第一部分：钢丝绳的科学选型

选择合适的钢丝绳是确保安全的第一步，需综合考虑以下因素：

1. 确定钢丝绳结构

• 绳芯类型：

  • 纤维芯 (FC/NFC)： 柔韧性好，但耐高温和抗挤压能力较弱。适用于常规吊装。

  • 钢芯 (IWRC/IWS)： 强度高、耐高温、抗挤压，但柔韧性稍差。适用于重载、高温或多层卷绕的工况。

• 钢丝绳捻向：

  • 右交互捻 (ZS)： 绳右捻，股左捻。常用类型，不易松散扭转，推荐用于大多数起重机。

  • 左交互捻 (SZ)： 绳左捻，股右捻。特性同右交互捻，用于特定卷筒布置。

  • （注：通常不推荐使用同向捻钢丝绳用于起重，因其易扭转松散。）

2. 明确关键性能参数

• 公称直径： 必须严格按照起重机设计图纸或制造商规定的规格选择。直径误差不得超过标准允许范围。

• 公称抗拉强度： 常见等级如1770 MPa, 1960 MPa等。强度越高，钢丝越硬，柔韧性有所下降。应在满足安全系数的前提下选择，并非越高越好。

• 破断拉力： 钢丝绳出厂时保证的破断拉力值，是计算安全系数的基础。

3. 匹配工况与环境

• 一般工况： 选择光面钢丝绳，如6×36WS+FC、6×19S+IWR等结构。

• 耐磨要求高： 选择外层丝更粗、结构更紧密的钢丝绳，如6×25Fi+IWRC。

• 耐腐蚀要求高（如港口、海上）： 选择镀锌钢丝绳（B类、AB类或A类）。

• 耐高温要求高： 选择具有钢芯(IWRC)和特殊润滑剂的钢丝绳。

4. 计算安全系数与选择

• 安全系数 (n)： 钢丝绳破断拉力与钢丝绳工作静拉力的比值。

  • n = F₀ / F_max

  • 其中，F₀ 为钢丝绳破断拉力，F_max 为作业中钢丝绳承受的静拉力。

• 安全系数必须符合或行业标准（如GB/T 3811-2008《起重机设计规范》）对于相应工作级别（A1-A8）起重机的要求。严禁使用安全系数不达标的钢丝绳。

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第二部分：钢丝绳的更换流程

1. 更换时机

• 钢丝绳已达到或超过本标准第三部分所述的报废标准。

• 发生任何异常事故，如严重冲击、过载、金属熔融溅落等，即使外观无损伤也应立即停用检查，必要时更换。

• 定期维护计划中规定的更换周期已到。

2. 更换步骤

1. 准备工作： 将起重机停放在平坦坚实的地面，卸载并切断主电源，悬挂“禁止合闸”警示牌。准备好新钢丝绳、工具和个人防护用品（PPE）。

2. 释放旧绳： 将吊钩降至地面，用夹钳或楔块固定旧绳端部，缓慢释放卷筒上的张力，然后将旧绳从卷筒和滑轮组中完全抽出。

3. 检查滑轮和卷筒： 这是关键步骤。检查所有滑轮槽、卷筒绳槽是否有磨损、裂纹、破损边缘。任何缺陷都必须修复，否则会立即损坏新钢丝绳。

4. 安装新绳： 将新绳盘放置在放线架上，确保能自由转动。将新绳端穿过滑轮系统，牢固地固定在卷筒上。确保钢丝绳的捻向与卷筒的卷绕方向匹配。

5. 卷绕新绳： 在钢丝绳上施加轻微张力（如用人力拉紧），缓慢操作起重机卷绕。确保绳圈紧密、整齐地排列在卷筒上，严禁乱绳。

6. 张力调整： 将空钩升至点，检查钢丝绳在卷筒上的预留安全圈（至少不少于2-3圈）。

7. 试运行： 进行数次空载和轻载运行，使新绳适应工况，各部位进入正常工作状态。再次检查固定端是否牢固，绳股是否平顺。

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第三部分：钢丝绳的检查与报废标准

每日检查与定期检查相结合是发现隐患的关键。

1. 日常检查（操作员班前进行）

• 肉眼观察： 全程观察钢丝绳是否有明显断丝、扭曲、压扁、笼状畸变等可见缺陷。

• 手感检查： 在空载运行时，用手感触钢丝绳是否有异常凸起或粗细不一的部位。

• 重点部位： 检查固定端、通过滑轮的区域、经常与结构接触的部位（如平衡臂处）。

2. 定期详细检查（由专业人员按计划进行）

• 使用工具（如卡尺）测量直径磨损情况。

• 缓慢运行起重机，近距离仔细检查整个长度范围内的损伤，并记录。

3. 报废标准（出现以下情况之一，应立即报废更换）

• 断丝： 在一个捻距（约等于绳径的6-7倍）内，断丝数量达到或超过标准规定值。交互捻钢丝绳的断丝数允许值约为总丝数的10%（对于6股绳），且分布在不同股上。绳端固定附件附近出现断丝也应高度重视。

• 直径减小： 因磨损、锈蚀导致公称直径减少量达到7%以上时。

• 变形与损伤：

  • 波浪形： 波峰谷差达到绳径的4/3以上。

  • 笼状畸变： 绳芯或股突出，形成笼状。

  • 绳股挤出/扭曲： 严重扭结、弯折造成变形。

  • 压扁： 绳径局部严重减小。

  • 热损伤： 因电弧或过热导致金属材料性能改变（颜色变蓝等）。

• 严重锈蚀： 锈坑导致钢丝松弛，韧性显著下降。

• 绳芯损坏： 导致直径显著减小，或绳股间支撑不足。

• 弹性降低： 明显僵硬，不易弯曲。

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第四部分：维护与使用建议

• 定期润滑： 使用合格的钢丝绳专用润滑脂，定期润滑以减少内部磨损和腐蚀。

• 规范操作： 避免斜拉歪吊、突然启动或制动，防止钢丝绳跳出滑轮槽或发生剧烈摆动。

• 良好存储： 备用钢丝绳应存放在干燥、通风的室内，下方垫以木方。

重要声明：
本指南仅供参考，不能替代专业工程师的判断。实际操作必须严格遵守设备制造商的官方手册、最新安全技术规范（如GB/T 5972-2016《起重机 钢丝绳 保养、维护、安装、检验和报废》）及企业的安全操作规程。安全第一，预防为主。

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