鋼絲繩的斷絲一般可分為:疲勞斷絲、磨損斷絲、銹蝕斷絲、剪切斷絲以及過載斷絲、扭結(jié)斷絲等。后兩種斷絲是屬于事故狀態(tài)下發(fā)生的。 疲勞斷絲:鋼絲繩通過滑輪或卷筒時,在容許應(yīng)力作用下承受一定反復(fù)彎曲次數(shù)后,由于金屬疲勞而引起的斷絲。斷口形狀平齊,像刀切一樣,只有一小部分是最后被拉斷。疲勞斷絲出現(xiàn)在股的彎曲程度最厲害的一側(cè)外層鋼絲上。 磨損斷絲:這種斷絲是在鋼絲磨損極其嚴重時才會出現(xiàn),斷口形狀兩側(cè)呈斜茬、斷口扁平。 銹蝕斷絲:銹蝕嚴重的鋼絲繩使用后期會出現(xiàn)這種斷絲。斷口形狀不整齊、呈針尖狀。 剪切斷絲:鋼絲在某一拐角上被硬性拉斷形成的斷絲。斷口呈剪切狀。 過載斷絲:鋼絲繩承受過載負荷或沖擊力多大所造成的,正常使用過程中很少出現(xiàn)。斷口形狀類似正常拉斷,呈現(xiàn)杯塑性收縮,單純過載鋼絲破壞部位分散,伴有沖擊、折彎時又集中在一股中。 扭結(jié)斷絲:鋼絲繩由于松弛造成扭結(jié)現(xiàn)象后出現(xiàn)的斷絲。斷口平整光滑似鏡面。
礦用鋼絲繩一般在露天使用,日曬雨淋會使鋼絲繩腐蝕,尤其是鋼絲繩在有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境下使用,腐蝕造成的損傷就更嚴重。因腐蝕而受損的鋼絲繩表面存在氧親和性的差異,使表面的某一局部金屬成為陽極,另一鄰近的局部金屬成為陰極,形成了大量的微電池。在微電池的作用下,表面便形成很多圓形腐蝕坑,并逐步加深。這些坑就成了應(yīng)力集中點、疲勞裂紋的源泉,使鋼絲繩的截面積減小、彈性和承受沖擊的能力降低。 提升鋼絲繩使用的環(huán)境條件是非常惡劣的,由于受酸、堿、鹽等礦水及含有SO2、H2S等氣體的浸蝕,泥土煤塵等雜質(zhì)的粘附,都會使鋼絲繩表面的油脂失去防銹、防腐功能,加速鋼絲繩的腐蝕。尤其是在腐蝕性環(huán)境和高速氣流的沖刷下,鋼絲繩表面油脂會很快變質(zhì)和脫落,腐蝕會更加嚴重。
①點接觸鋼絲繩和線接觸鋼絲繩的強度 點接觸鋼絲繩由于各層鋼絲的捻角相等,故除了中心鋼絲以外的所有鋼絲都承受相同的拉伸應(yīng)力。然而,因為各層鋼絲的捻距不同,所有鋼絲免不了要交叉,由此將受到局部很大的側(cè)向壓力(二次彎曲)。在靜態(tài)拉伸試驗中是發(fā)現(xiàn)不了的,所以強度將會受到二次彎曲和內(nèi)摩擦的影響。而線接觸鋼絲繩由于內(nèi)層鋼絲的捻角比外層的小,故承受的拉伸應(yīng)力較高。不同的鋼絲層鋼絲直徑不同,所承受的拉伸應(yīng)力不同。同樣道理,可以認為扁股鋼絲繩或面接觸鋼絲繩的強度將更高。然而因為其更接近像一根鋼棒,柔軟性變差;異型鋼絲在加工中還有鋼絲的強度和韌性方面的問題。另外,即使同一直徑的鋼絲繩,由于有效截面積不同,也就是單位長度的鋼絲繩重量不同,其強度也不同。 ③鋼絲根數(shù)和鋼絲繩強度的關(guān)系 組成鋼絲繩的鋼絲根數(shù)越多,捻制損失也越大,金屬芯的捻制損失更大。因此,鋼絲繩的強度越小,然而就一股來說,外層鋼絲的根數(shù)越多,和股斷面外接圓之間的間隙也就越小。 ④鋼絲強度和鋼絲繩強度的關(guān)系 一般鋼絲的強度越高,捻制損失越大。