探討鋼絲繩制造與使用過程中的潤滑

李昌令

（貴州鋼繩集團附屬企業(yè)公司，貴州 遵義 563000）

鋼絲繩是一種廣泛使用的工業(yè)原料，由不同的元件組成，如鋼絲、襯芯、股繩等。由于其工作環(huán)境較為惡劣，一般都是室外暴露工作，經(jīng)過暴曬和雨淋之后經(jīng)常會出現(xiàn)生銹或腐蝕的情況。另外，工作中對鋼絲繩的拉伸、彎曲等操作本身就會造成內(nèi)部元件之間的相互磨損。近年來由于鋼絲繩潤滑不當而導致的重大事故屢見不鮮，造成了嚴重的社會影響，由此，對鋼絲繩的安全使用及正確潤滑成為了業(yè)界廣泛關注的問題。

1 鋼絲繩損傷的主要原因

1.1 磨損

鋼絲繩的工作就是與其他物體作相對運動并反復摩擦。如此一來，鋼絲繩在機械、化學和物理的三種作用下，會受到不同程度的磨損和破壞，一般分為外部磨損、變形磨損和內(nèi)部磨損。

1.2 疲勞

鋼絲繩本身有使用壽命和極限。由于在工作中長期進行拉伸、扭曲、震動、彎曲等動作，鋼絲繩也會出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象。

1.3 銹蝕

露天工作的鋼絲繩一般會經(jīng)歷暴曬與淋雨，尤其是在海上使用的鋼絲繩還會經(jīng)受較大的濕氣，這些物質(zhì)日積月累會與鋼絲繩內(nèi)部發(fā)生化學反應，從而造成生銹和腐蝕。

1.4 變形

鋼絲繩變形是其需要潤滑處理的顯著信號之一。很多事故就是由于忽視了工作過程中的鋼絲繩變形損傷，從而釀成了悲劇。

1.5 咬繩

多層卷繞的起重機卷筒上一般會出現(xiàn)咬繩現(xiàn)象，尤其是雙層卷繞的起重卷筒。

1.6 過載

鋼絲繩本身也是有承重標準的，當載重超過鋼絲繩承重極限時會出現(xiàn)微量的拉長，但超過其彈性極限時，鋼絲繩就會有斷裂的危險。

2 鋼絲繩潤滑油脂的作用概述

2.1 提供潤滑作用

這是潤滑油脂最基本、最重要的作用。潤滑油脂的使用可以減少鋼絲繩在使用過程的摩擦阻力，減少斷股、斷絲等情況的發(fā)生，從而延長鋼絲繩的使用期限。鋼絲繩經(jīng)過潤滑后還還會減少工作過程中繩與輪、繩與繩、以及鋼絲繩內(nèi)部各元件之間的摩擦，避免由于干澀和牽引力集聚而導致的“干摩擦”現(xiàn)象。此外，潤滑不僅可以在摩擦力方面有功效，還可以填充鋼絲繩表面的疲勞裂紋，阻止其進一步的擴展，這樣一來間接延長了鋼絲繩的壽命。

2.2 防銹防腐

一般鋼絲繩的使用環(huán)境都在戶外，經(jīng)過暴曬和淋雨后會受到水分和鹽霧的影響，從而導致鋼絲繩生銹、被腐蝕進而出現(xiàn)斷絲。潤滑油脂的使用可以一定程度上減少這些物質(zhì)與鋼絲繩的直接接觸，防止這些有害物質(zhì)與鋼絲繩元件發(fā)生化學反應和細菌侵蝕，以達到保護鋼絲和襯芯的作用。

2.3 增摩

提升機和電梯用鋼絲繩涂抹潤滑油脂可以提高摩擦系數(shù)，進而增大摩擦力。

2.4 增加柔韌性

可使載荷在繩股上分配均勻，減少彎曲疲勞。

3 鋼絲繩生產(chǎn)過程中的潤滑

在鋼絲繩的生產(chǎn)過程中，雖然潤滑劑所占的比例很小，但是其發(fā)揮的作用時不可忽視的。一般的鋼絲繩生產(chǎn)工廠都會有對于潤滑劑的專用技術標準，如對增摩潤滑劑的涂抹量、防銹潤滑的涂抹量等，除非需求方對鋼絲繩出廠的潤滑有特定需求，一般必須要達到潤滑劑的技術標準。鋼絲繩潤滑劑的標準相對來說是一項硬性指標，且很容易通過檢測人員的肉眼和觸摸檢測到，因而很少會有因潤滑不合格而被返廠的鋼絲繩。對于高品質(zhì)或高要求的鋼絲繩而言，生產(chǎn)過程中潤滑劑的使用馬虎不得，這不僅會影響工廠的生產(chǎn)成本，鋼絲繩的外觀表面等，還會直接影響鋼絲繩的使用壽命和質(zhì)量問題，直接關系到后續(xù)施工過程中的安全，因而必須重視生產(chǎn)過程中的潤滑。

生產(chǎn)過程對潤滑油脂的使用工藝也有講究，一般生產(chǎn)中的潤滑方法有鋼絲成捻前淋油、鋼絲成捻后淋油、合繩時股淋油、鋼絲繩淋油及不同形式的組合。對于股、繩淋油的標準在國外有較為嚴格的規(guī)定，國內(nèi)在這一方面的規(guī)定仍然較少，一般都是將潤滑幾種在合繩的程序中，即對捻制鋼絲繩淋油或浸油。

生產(chǎn)過程中潤滑油脂的使用一方面能夠為運輸和保存鋼絲繩提供安全和防腐保障，另一方面能保證使用初期的鋼絲繩有合適的潤滑效果，能夠通過減少鋼絲繩鋼絲之間、股之間的摩擦延長鋼絲繩的使用壽命，但是鋼絲繩生產(chǎn)期間的潤滑會隨著使用次數(shù)的增加而消失和揮發(fā)，因而需要定期對鋼絲繩進行潤滑維護，保證其整個使用周期的安全性。

4 鋼絲繩使用過程中的潤滑

鋼絲繩出廠時的潤滑只能維持其使用壽命的前40%，所以在鋼絲繩使用過程中加大潤滑油脂的維護。有些鋼絲繩需求方為了避免鋼絲繩油量過大導致的環(huán)境和設備污染，會特別要求其出廠時減少潤滑油脂使用量。但隨對鋼絲繩的使用，預涂膜的潤滑油脂都會由于溫度和長時間使用而分解，且鋼絲繩通過滑輪時必將會遺留下油脂，這是無法避免的，且都會導致鋼絲繩的逐漸減少。此外，鋼絲繩工作環(huán)境的吸附介質(zhì)與潤滑的混合也會破壞潤滑油脂的純度，降低潤滑油脂本身的效果，因而生產(chǎn)過程中的潤滑時必須的。如果生產(chǎn)過程中沒有定期對鋼絲繩進行潤滑維護，則會增大鋼絲繩與滑輪之間的摩擦阻力，減少鋼絲繩的柔軟性，提高鋼絲繩的斷絲概率。

鋼絲繩使用過程中的潤滑需要使用合理的方法，一些使用者只是簡單的使用棉紗或手套在鋼絲繩表面涂抹上潤滑油脂脂，但起到的潤滑效果遠不理想。這是由于棉紗、手套等工具本身對油脂有較強的吸收性，導致了真正涂抹到鋼絲繩的油脂量較少。當前對鋼絲繩維護加潤滑的方式主要有刷、滴、噴3 種，且大部分都已運用了全自動潤滑系統(tǒng)，提高了潤滑維護的效率，但從實際來看，較為合理的方法為涂和噴，即借助毛刷將潤滑油脂仔細涂抹到鋼絲繩表面并滲透到內(nèi)部，或利用外界壓力將潤滑油脂脂噴射到鋼絲繩的表面或內(nèi)部，這兩種方法到目前位置均有有效且方便的方法。如果選用滴的方式，其潤滑效果會大打折扣。需要注意的是，要謹記潤滑油脂不能只留存在表面，要使得內(nèi)部的組件也都能得到很好的潤滑滋潤，因而除了要使用滲透性較高的潤滑油脂外，最好要將其涂（噴）在滑輪處，這樣一來可以利用鋼絲繩經(jīng)過滑輪時受到的彎曲作用將油脂進一步滲透。另外，為了保證潤滑油脂能夠起到維護的作用，在對鋼絲繩加潤滑油脂之前要進行必要的表面清洗和處理，去除表面的異質(zhì)附著物，特別是硬質(zhì)顆粒。

5 鋼絲繩潤滑油脂的選擇

5.1 選擇高質(zhì)量潤滑油脂的必要性

現(xiàn)階段一般的鋼絲繩生產(chǎn)商對鋼絲繩潤滑油脂的使用量控制不嚴格，僅憑“摸、聞、看”很難完全掌握潤滑油脂本身的性能，尤其是對高品質(zhì)潤滑油脂的生產(chǎn)。例如，一些煤礦工程使用鋼絲繩進行升降，如果增摩潤滑油脂質(zhì)量達不到，則會大大增加安全事故的概率。另外，如果潤滑油脂本身沒有一個合適的適應溫度范圍而在使用過程中發(fā)生了滴落和龜裂，這也會使得潤滑油脂的效果大打折扣。所以鋼絲繩潤滑油脂的選擇一定要根據(jù)需求方的工作環(huán)境來合理調(diào)整，如工作環(huán)境的溫度條件、常用載重數(shù)量，使用周期等因素，切忌潤滑油脂的隨意選擇以及選用質(zhì)量差的潤滑用。再者，實際情況表明加大對潤滑油脂選擇的投入和重視能夠減少潤滑油脂的使用成本，選用恰當?shù)臐櫥梢源蟠筇岣咪摻z繩的生產(chǎn)效率。

使用過程中選擇高質(zhì)量的潤滑油脂進行維護也是一項十分重要工作。需要注意的是，維護期間的使用的潤滑油脂要與出廠時的潤滑相兼容。目前國內(nèi)對于維護時期潤滑油脂的選用十分隨意，有些單位甚至會直接選擇普通黃油、廢舊機油或齒輪油。這種不規(guī)范、盲目的使用潤滑油脂既浪費人力物力，還間接損害了鋼絲繩的使用壽命，且這種油脂會對工作環(huán)境造成較強的污染。所以無論對生產(chǎn)過程中還是使用過程中的潤滑油脂選擇都有相應的要求，具體可分為以下幾點：

（1）流動性好、滲透能力強；大多數(shù)的鋼絲繩斷裂是由內(nèi)部腐蝕造成的，因而潤滑油脂能夠滲透到內(nèi)部組件是一個非常重要的要求，以達到潤滑內(nèi)部鋼絲、襯芯并防銹的效果。且鋼絲繩受到壓力作用時，能將吸收到潤滑油脂快速流動到各股鋼絲之間。

（2）抗水性好。鋼絲繩的工作環(huán)境中難免會遇到暴雨或潮濕天氣，選擇抗水性好的潤滑油脂可以防止乳化和變質(zhì)，減少潤滑油脂的損失和與金屬的化學反應，且質(zhì)量好潤滑油脂能夠使鋼絲繩上的冷凝水分適當脫離。

（3）較寬的使用溫度和較好的黏附性能。具有較好黏附效果的潤滑油脂能夠較長時間的保留在鋼絲繩上，且較少受到溫度變化的影響。具體來說，一些較好的潤滑油脂即使在較高的溫度下也能黏附不脫落，且不易融化、滴落或流失，即使在較低的溫度下也不易發(fā)生龜裂和脫落。使用質(zhì)量較好的潤滑油脂能夠較好地防止卷揚機鼓輪打滑，尤其能增強鋼絲繩的附著摩擦力。

（4）油膜強度高。潤滑油脂本身能夠在鋼絲繩表面形成一層防水、防腐蝕的潤滑薄膜，在任何條件下都很好的保護鋼絲繩，且能夠在高壓下抵抗重物帶來的載荷，具有很強的自愈能力。但由于工作過程中的鋼絲繩不斷受到擠壓、拉伸和彎曲等，其表面的油膜也會隨之變形，所以柔和、不易破裂、愈合能力強的油膜很重要。

（5）化學安定性好。潤滑劑的選用要能夠在表面形成油膜，抵御腐蝕和生銹，所以潤滑油脂不能與機械發(fā)生化學反應，同時損害鋼絲繩與機械設備的使用壽命。

5.2 鋼絲繩潤滑油脂脂的類型

鋼絲繩潤滑根據(jù)其組成類型不同可以分為4 種：凡士林型化合物、瀝青型化合物、潤滑脂、潤滑油。

（1）凡士林型化合物。此種類型的潤滑油脂為透明色，即使低溫條件下也有很好的柔韌性，但在高溫下容易滴落和龜裂。

（2）瀝青型化合物。瀝青型化合物的潤滑油脂在使用前必須經(jīng)過高溫加工或稀釋溶劑溶解才能使用，且涂抹后會形成堅硬的黑色保護層，不易于檢查，但是附著性很高，有利于對鋼絲繩的長期存儲，但切忌置于低溫條件下，低溫環(huán)境易發(fā)生龜裂和破碎。

（3）潤滑脂。潤滑脂種類繁多，一般包含的物質(zhì)有鈉基脂、鋰基脂、復合鋁基質(zhì)等多種復雜混合物，但是這些物質(zhì)有一個缺陷，他們的柔韌性都是呈半流體的形態(tài)，因而不易滲透到鋼絲繩的內(nèi)部，無法使整個鋼絲繩得到潤滑。此類潤滑脂適用于靜置鋼絲繩或潮濕、海上等環(huán)境及低速重載吊運用鋼繩的纜索。

（4）潤滑油。滲透能力較好的潤滑油有礦物型、合成油型及植物油型，且由于每種油都含有較多的添加劑，因而能夠很好的起到潤滑和防腐蝕的作用。不同質(zhì)量的潤滑油其附加作用也有所不同，一般質(zhì)量好的潤滑油有利于對鋼絲繩表面雜志和異物的清潔。礦物型油和合成油一般適用于礦業(yè)及電梯所用的鋼絲繩，這些鋼絲繩的運行速度屬于中高速。而植物油一般用在對工作附近的生態(tài)環(huán)境有較高場所的場地。但有一點需要謹記，禁止將發(fā)動機油用作鋼絲繩的潤滑油，其中含有的酸性物質(zhì)會腐蝕掉鋼絲繩的內(nèi)部組件，降低鋼絲繩的使用壽命。