預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線生產(chǎn)中的斷裂問題思考

石磊 李博 樊寶華

摘 要：預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線是建筑工程中常用的設(shè)備，預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線的性能直接關(guān)系到工程的穩(wěn)定性?，F(xiàn)階段，預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線的使用數(shù)量越來越多，增加了其在生產(chǎn)中的壓力，導(dǎo)致生產(chǎn)中出現(xiàn)了鋼絲及鋼絞線斷裂的問題。預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線斷裂的原因有很多，因此，本文主要探討預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線生產(chǎn)中的斷裂問題。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；鋼絲；鋼絞線；斷裂

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.039

預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線生產(chǎn)時采用的是冷加工工藝，制造預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線的原材料需經(jīng)過多種工序才能完成生產(chǎn)，如酸洗、造化、拉拔等，這些工序都會增加預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線斷裂的發(fā)生機率，為了預(yù)防斷裂需要在預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線成品之后組織穩(wěn)定化處理，此類方法會增大生產(chǎn)成本，應(yīng)該了解預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線的斷裂原因，從生產(chǎn)過程中預(yù)防斷裂問題，維護預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線的生產(chǎn)效率。

1 斷裂表現(xiàn)

預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線斷裂后的表現(xiàn)有：（1）鋼絞線整體疏松，預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線無斷裂時會有緊實感，鋼絲有斷裂后就會整體疏松，特別是中心點處疏松明顯，此類鋼筋使用后會出現(xiàn)縮孔的問題，嚴(yán)重時還會破壞鋼絞線的內(nèi)部強度，導(dǎo)致應(yīng)力集中，無法確保預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線在使用中的安全性[1]；（2）預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線生產(chǎn)斷裂會引起組織缺陷，鋼絞線生產(chǎn)時有明確的標(biāo)準(zhǔn)，未達到標(biāo)準(zhǔn)的鋼絞線存在組織缺陷，鋼絲軋制、送風(fēng)強度等生產(chǎn)因素容易噪聲組織缺陷，存有組織缺陷的鋼絞線在使用中斷裂表現(xiàn)會越來越明顯，尤其是加上拉拔作用力，更是會引起較大的斷裂問題，增加了預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線的風(fēng)險壓力；（3）鋼絞線脆性斷裂，預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線生產(chǎn)中使用拉絲模時，要注意金屬流速，邊界及中心金屬的流速要同步，實際生產(chǎn)時也會出現(xiàn)流速不同步的問題，這類問題會導(dǎo)致鋼絞線的內(nèi)部應(yīng)力過度聚集在一個地方，當(dāng)應(yīng)力集中過大會就會通過斷裂點釋放，不僅會在鋼絞線表層引起斷裂，更是會產(chǎn)生脆性斷裂。

2 斷裂原因

本文結(jié)合預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線的生產(chǎn)，匯總發(fā)生斷裂的幾點原因，實際可以概括為兩大類，分別是生產(chǎn)原因和操作原因，具體分析如下：

2.1 生產(chǎn)原因

預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線生產(chǎn)過程中受到多種因素的干擾容易出現(xiàn)斷裂問題，降低了生產(chǎn)中鋼絲及鋼絞線的質(zhì)量，總結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線斷裂的生產(chǎn)原因，如下：

橫裂紋斷裂。預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線原材料表面存有橫裂紋，當(dāng)加工成半成品的狀態(tài)時橫裂紋就會引起斷裂的問題。橫裂紋的原材料在張拉力的作用下最先出現(xiàn)斷絲，張拉力超出橫裂紋的荷載之后就會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線斷裂[2]。例如：某預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線生產(chǎn)工藝中，原材料盤條表面存在質(zhì)量問題，生產(chǎn)時的酸洗磷化處理會在盤條上留下氧化鐵皮，導(dǎo)致盤條表面無法牢固的吸附磷化膜，預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線進入到拉拔工藝后，磷化膜自動掉落，此時氧化鐵皮會進入鋼材料的基體結(jié)構(gòu)內(nèi)，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼絲表面出現(xiàn)橫裂紋斷裂，張拉力會逐步增大橫裂紋斷裂的范圍，最終形成斷裂。

盤條接頭斷裂。預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線生產(chǎn)時對盤條有明確的要求，盤條經(jīng)過連續(xù)的冷拉變形操作及捻制合股形成鋼絲。實際預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線生產(chǎn)工藝中，盤條之間利用電阻對焊連接起來，焊接接頭的位置較容易有斷裂的情況[3]。盤條接頭焊接時，如果焊接操作不當(dāng)或者焊接時接頭位置夾雜氧化物，就會增加接頭焊接的脆性，同時降低了盤條接頭的韌性，生產(chǎn)時就會潛在斷裂的風(fēng)險。

捻制斷絲。預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線中比較關(guān)鍵的工藝就是捻制，捻制時容易出現(xiàn)松緊不均衡的問題，導(dǎo)致同一個鋼絞線中的鋼絲受力不均，無法保障鋼絞線成型。捻制操作不當(dāng)不僅會引起生產(chǎn)斷裂，還會增加鋼絞線的使用風(fēng)險，導(dǎo)致鋼絞線在使用時可能會面臨斷裂問題。

2.2 操作原因

預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線生產(chǎn)中的操作行為，是斷裂中不能忽視的原因，結(jié)合預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線的生產(chǎn)操作，例舉常見的幾類斷裂問題。

斜口斷裂。預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線生產(chǎn)操作中，拉應(yīng)力及高壓拉應(yīng)力條件會產(chǎn)生斜口斷裂，在這兩種力的作用下，預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線中的夾片、錨墊板、千斤頂?shù)炔僮魑恢镁鶗霈F(xiàn)斜口斷裂，或者是鋼絞線中的某根鋼絲發(fā)生斷裂，斷裂面為斜坡狀，即為斜口斷裂。

不平整斷裂。預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線受到機械損傷、金屬灼傷，鋼絞線生產(chǎn)中出現(xiàn)不平整斷裂后，局部位置的強度或延伸率會受到很大的影響。機械損傷和金屬灼傷都是不平整斷裂中不能忽視的問題，以金屬灼傷為例，分析鋼絞線的不平整斷裂，預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線生產(chǎn)時采用了火焰切割的工藝，火焰產(chǎn)生的火花燒壞了鋼絲材料，導(dǎo)致鋼絞線表面有不平整的斷裂點。

有縮頸斷裂。此類斷裂出現(xiàn)在生產(chǎn)拉伸工藝中，預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線生產(chǎn)中張拉操作失誤，或者鋼絲預(yù)應(yīng)力摩阻系數(shù)估計偏高等因素均會造成有縮頸斷裂[4]。例如：鋼絞線生產(chǎn)時，實際估計的摩擦系統(tǒng)要高，當(dāng)按照摩擦系統(tǒng)提供預(yù)應(yīng)力拉伸時，鋼絞線整體會受到超出荷載的作用力，導(dǎo)致內(nèi)部鋼絲發(fā)生不定點的有縮頸斷裂。一般情況下，預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線中有縮頸斷裂點的分布沒有規(guī)律，第一根鋼絲斷裂之后，就會產(chǎn)生更多的斷點，進而影響預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線成品的強度。

3 結(jié)束語

預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線生產(chǎn)時的斷裂問題影響比較大，其會增加生產(chǎn)時的工作量和投入成本，更是會降低預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線的性能，導(dǎo)致生產(chǎn)時存在較大的風(fēng)險。預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線生產(chǎn)中要控制好斷裂的問題，優(yōu)化鋼絲及鋼絞線的整體結(jié)構(gòu)，保障預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線的性能。

參考文獻：

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[2]溫國棟.預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線生產(chǎn)斷裂分析[J].物理測試，2013，

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[3]萬國喜，孫汝林，翟林甫，鄒文輝，劉艷紅.預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線用SWRH77B盤條拉拔斷裂原因分析[J].金屬制品，2011，37（02）：45-49.

[4]李富民.氯鹽環(huán)境鋼絞線預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕效應(yīng)[D].中國礦業(yè)大學(xué)，2008.

作者簡介：石磊（1986-），男，陜西漢中人，本科，工程師，研究方向：鋼鐵冶金。