|
摘要：《海纜鎧裝用鍍鋅或鋅合金鋼絲》國家標(biāo)準(zhǔn)研究概況，對鋼絲自由圈徑和翹高提出要求，機(jī)械性能指標(biāo)項(xiàng)目有：抗拉強(qiáng)度、斷后伸長率、扭轉(zhuǎn)、纏繞，規(guī)定了鋼絲鍍鋅或鋅合金鍍層技術(shù)內(nèi)容。 關(guān)鍵詞：海纜鋼絲；標(biāo)準(zhǔn)；研究；鍍層 一、前言 海洋工程用光纜、電纜、光電復(fù)合纜、臍帶纜鎧裝等類似用途的纜通稱海纜。與海纜相配套的鋼絲通常有兩種：加強(qiáng)件用鋼絲和鎧裝用鋼絲。其中使用最多的是鎧裝用鍍鋅或鋅合金鋼絲，也是海纜制造中不可或缺的原材料。需要合適的強(qiáng)度、塑性、防銹性能等，以保證海纜在制造過程、鋪設(shè)時(shí)及鋪設(shè)后的張拉要求、防護(hù)要求和使用壽命。 近年來，海纜生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展較快，海纜鎧裝用鋼絲的抗拉強(qiáng)度級(jí)別增多，所使用的鋼材涵蓋低碳、中碳和高碳鋼，而現(xiàn)行的GB/T 3082-2008《鎧裝電纜用熱鍍鋅或熱鍍鋅-5％鋁-混合稀土合金鍍層低碳鋼絲》標(biāo)準(zhǔn)僅涉及低碳鋼絲，不能滿足海纜的設(shè)計(jì)和制造要求。目前，鋼絲廠家一般參照國外標(biāo)準(zhǔn)、客戶標(biāo)準(zhǔn)、或自定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn)，比較粗糙和不規(guī)范，從市場發(fā)展來看，需要盡快制定本標(biāo)準(zhǔn)，填補(bǔ)國內(nèi)空白。 《海纜鎧裝用鍍鋅或鋅合金鋼絲國家標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱本標(biāo)準(zhǔn)）已于2011年9月經(jīng)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)立項(xiàng)。根據(jù)全國鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)“鋼標(biāo)委[2011]23號(hào)”關(guān)于下達(dá)2011年第一批國家標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目計(jì)劃的通知，本標(biāo)準(zhǔn)由江蘇法爾勝泓昇集團(tuán)有限公司負(fù)責(zé)制訂，項(xiàng)目編號(hào)：20110244-T-605，該標(biāo)準(zhǔn)為推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)。 二、標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容 1、適用范圍 本標(biāo)準(zhǔn)適用于海洋工程用光纜、電纜、光電復(fù)合纜、臍帶纜鎧裝等類似用途的鍍鋅或鋅合金圓形碳素鋼絲（以下簡稱鋼絲）。 扁形、Z形、C形等異型鋼絲在海纜中也開始應(yīng)用，但是由于異型鋼絲技術(shù)指標(biāo)與圓形鋼絲差異較大，本標(biāo)準(zhǔn)沒有包括異型鋼絲，以后等異型鋼絲的使用量增加，再單獨(dú)起草一個(gè)海纜用異型鋼絲標(biāo)準(zhǔn)，或者在本標(biāo)準(zhǔn)下次修訂時(shí)增加進(jìn)來。 2、尺寸、外形、重量及允許偏差 （1）尺寸及允許偏差 鋼絲的公稱直徑和允許偏差應(yīng)符合表1的規(guī)定。 表 1 鋼絲直徑及允許偏差（單位為毫米）
（2）自由圈徑和翹高
鋼絲的自由圈徑應(yīng)符合表2的規(guī)定。鋼絲的翹高應(yīng)不大于120mm。
表 2 鋼絲的自由圈徑（單位為毫米 ）
（3）外形
鋼絲應(yīng)成盤卷交貨，鋼絲不得有紊亂絲圈或成“∞”字形。盤卷的內(nèi)徑應(yīng)為400～700 mm。（4）盤重 每盤應(yīng)由一根鋼絲組成，每盤盤重不小于400 kg。經(jīng)供需雙方協(xié)商，也可按協(xié)議重量供貨。 3、技術(shù)要求 （1）材料 ①鋼絲應(yīng)選用符合GB/T 4354、GB/T 24242.2或質(zhì)量相當(dāng)?shù)钠渌麡?biāo)準(zhǔn)的碳素鋼盤條制造，需方對牌號(hào)有要求時(shí)應(yīng)在合同中注明，否則由供方確定。 ②鋼絲鍍鋅用鋅錠應(yīng)符合GB/T 470的規(guī)定，鋅錠的牌號(hào)為Zn99.995或Zn99.99。 ③鋼絲鍍鋅合金用鋅合金錠應(yīng)符合YS/T 310-2008的規(guī)定，選用牌號(hào)為RZnAl5RE或RZnAl10，由需方在合同中注明。 （2）接頭 對強(qiáng)度等級(jí)為340和650的鋼絲，在拉拔之后和熱鍍之前允許每卷有一個(gè)接頭，但接頭位置至少應(yīng)離端頭100m以上。對強(qiáng)度等級(jí)為850、1050、1250、1450和1650的鋼絲，拉拔之后不允許有接頭。 （3）機(jī)械性能 ①抗拉強(qiáng)度 鋼絲的公稱抗拉強(qiáng)度分為340、650、850、1050、1250、1450、1650七個(gè)等級(jí)，強(qiáng)度等級(jí)是鋼絲抗拉強(qiáng)度的下限值。與強(qiáng)度等級(jí)相對應(yīng)，鋼絲以公稱直徑計(jì)算的抗拉強(qiáng)度應(yīng)符合表3的要求。 表3 抗拉強(qiáng)度范圍
②斷后伸長率
鋼絲的斷后伸長率應(yīng)不低于表4、表5和表6的要求。拉伸試驗(yàn)的標(biāo)距為250mm。③扭轉(zhuǎn) 鋼絲應(yīng)能承受表4、表5和表6規(guī)定的扭轉(zhuǎn)次數(shù)而不斷裂。扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的標(biāo)距為150mm。 ④纏繞 鋼絲應(yīng)能承受纏繞試驗(yàn)，強(qiáng)度等級(jí)為850、1050、1250和1450的鋼絲在直徑等于自身直徑的芯棒上緊密纏繞8圈，強(qiáng)度等級(jí)為1650的鋼絲在直徑等于自身直徑的芯棒上緊密纏繞2圈，鋼絲應(yīng)不出現(xiàn)斷裂或裂紋。 表4 340強(qiáng)度級(jí)鋼絲的公稱直徑和機(jī)械性能
表5 650強(qiáng)度級(jí)鋼絲的公稱直徑和機(jī)械性能
表6 850、1050、1250、1450、1650強(qiáng)度級(jí)鋼絲的公稱直徑和機(jī)械性能
（4）鍍層
①鍍層重量鋼絲鍍層重量應(yīng)符合表7的規(guī)定。經(jīng)供需雙方協(xié)商，也可按協(xié)議的鍍層重量供貨。 表7 鋼絲鍍層重量
②鍍層厚度
鍍鋅或鋅合金層的大致厚度可用公式（1）計(jì)算：
 式中： δ——鍍層厚度，單位為μm； W——鍍層重量，單位為g/m2； ρ——鋅或鋅合金的密度，單位為g/cm3，見表8。 表8 鋅和鋅合金的密度
③鍍層附著力
鋼絲鍍層應(yīng)附著牢固，鋼絲以不超過15r/min的速度在直徑為鋼絲公稱直徑3倍的芯棒上緊密纏繞8圈，鍍層不得開裂，用手指摩擦鍍層不應(yīng)產(chǎn)生脫落或起皮。④鋅合金鍍層中的鋁含量 鋅-5%鋁混合稀土合金鍍層中的鋁含量不小于4.2%，鋅-10%鋁合金鍍層中的鋁含量不小于9.0%。 ⑤鍍層均勻性 經(jīng)供需雙方協(xié)議，鋼絲鍍鋅層可進(jìn)行硫酸銅試驗(yàn)，浸漬次數(shù)可按表9的規(guī)定。 表9 硫酸銅試驗(yàn)浸漬次數(shù)
（5）表面質(zhì)量
目前，大多數(shù)廠家生產(chǎn)的鋅合金鍍層鋼絲一般不進(jìn)行硫酸銅試驗(yàn)。如供需雙方協(xié)議要求進(jìn)行鋼絲鍍合金鋅層的硫酸銅試驗(yàn)，浸漬次數(shù)比表9規(guī)定的次數(shù)減少一次。
①鋼絲鍍層應(yīng)連續(xù)、均勻，不應(yīng)有裂紋、漏鍍等影響使用的表面缺陷。 ②鋼絲鍍層允許存在不影響使用的局部斑點(diǎn)、閃點(diǎn)、個(gè)別鋅瘤和竹節(jié)等不規(guī)則，但鋅瘤和竹節(jié)處的局部加大值不應(yīng)超過允許正偏差的2倍。 4、檢驗(yàn)方法與組批規(guī)則 （1）鋼絲的檢驗(yàn)項(xiàng)目、要求和方法應(yīng)符合表10的規(guī)定。 表10 檢驗(yàn)項(xiàng)目和要求
（2）除供需雙方另有協(xié)議外，鋼絲應(yīng)按批驗(yàn)收，每批應(yīng)由同一公稱直徑、同一強(qiáng)度等級(jí)、同一鍍層類別的鋼絲組成。
三、總結(jié) 江蘇法爾勝泓昇集團(tuán)有限公司（原江陰鋼繩廠）有著50年的鋼絲、鋼絲繩金屬制品生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，他們的鋼絲制品事業(yè)部技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)為我國通信光線光纜用鋼絲和鋼絞線的國產(chǎn)化，做出了卓越的貢獻(xiàn)。1985年，他們開發(fā)光纜用各種規(guī)格的鍍鋅鋼絞線，通過鑒定并評為的國家級(jí)重點(diǎn)新產(chǎn)品；1990年，開發(fā)光纜用各種規(guī)格的鍍鋅鋼絲，通過鑒定并評為江蘇省優(yōu)秀新產(chǎn)品金牛獎(jiǎng)；1995年，開發(fā)通信光纜用的各種規(guī)格磷化鋼絲，通過鑒定還獲得江蘇省科技進(jìn)步獎(jiǎng)，并列入國家級(jí)重點(diǎn)新產(chǎn)品試產(chǎn)計(jì)劃項(xiàng)目；2007年，開發(fā)出光纜用各種粗規(guī)格的海纜用熱鍍鋅鋼絲。承擔(dān)全國鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)鋼絲繩分技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC183/SC12）秘書處和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織鋼絲繩技術(shù)委員會(huì)（ISO/TC 105）秘書處的工作。負(fù)責(zé)制、修訂GB/T 24202--2009 《光纜增強(qiáng)用碳素鋼絲》等國家標(biāo)準(zhǔn)五項(xiàng)、GJB 8132--2013《軍用光纜金屬加強(qiáng)材料規(guī)范》國家軍用標(biāo)準(zhǔn)一項(xiàng)、YB/T 098-2012《光纜增強(qiáng)用碳素鋼絞線》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)三項(xiàng)和大量的地方標(biāo)準(zhǔn)，積累了光纖光纜用加強(qiáng)芯和鎧裝材料開發(fā)、生產(chǎn)的大量資料。 1、標(biāo)準(zhǔn)制訂概況 我公司的本標(biāo)準(zhǔn)制訂項(xiàng)目于2010年提出立項(xiàng)申請，2011年經(jīng)上級(jí)標(biāo)準(zhǔn)化主管部門批準(zhǔn)并下達(dá)任務(wù)，接到任務(wù)后立即成立了標(biāo)準(zhǔn)起草小組，并討論和制定了工作計(jì)劃。 標(biāo)準(zhǔn)起草小組收集分析了國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)資料、文獻(xiàn)信息、用戶技術(shù)要求等，對有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)和方法進(jìn)行了驗(yàn)證。 標(biāo)準(zhǔn)起草小組對國內(nèi)外鋼絲生產(chǎn)單位、海纜生產(chǎn)、研究等相關(guān)單位進(jìn)行了調(diào)研和交流，了解了該類產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用、研發(fā)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，調(diào)查了該產(chǎn)品的實(shí)物質(zhì)量狀況等，采集了大量測試數(shù)據(jù)并分析對比和處理。 2014年5月完成了本標(biāo)準(zhǔn)的征求意見稿，并發(fā)往全國有關(guān)單位征求意見。 2014年9月前收到南通質(zhì)檢所、江蘇亨通光電股份有限公司、中天科技海纜有限公司三家單位的14條反饋意見。 2014年9月，標(biāo)準(zhǔn)起草小組分別與江蘇亨通光電股份有限公司、中天科技海纜有限公司進(jìn)行面對面交流，在進(jìn)一步聽取用戶意見和建議的基礎(chǔ)上，對標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行充實(shí)、完善和修訂，最終完成本標(biāo)準(zhǔn)的送審討論稿。 2014年10月25日前，收到咸陽寶石鋼管鋼繩有限公司和浙江森旺金屬制品有限公司2家單位的反饋意見。 2014年11月3日，本標(biāo)準(zhǔn)起草小組對反饋的意見進(jìn)行討論，對標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行修改，完成本標(biāo)準(zhǔn)的送審稿上報(bào)進(jìn)行審定。 2、采標(biāo)對象確定 標(biāo)準(zhǔn)起草小組查閱了國內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)資料，查到的只有歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN 10257-2:2011《電力電纜或通信電纜鎧裝用鍍鋅或鋅合金非合金鋼絲 第2部分：海底電纜》（英文版），美國、日本等發(fā)達(dá)國家目前均未發(fā)布海纜鎧裝用鋼絲標(biāo)準(zhǔn)。因此，確定EN 10257-2:2011為本標(biāo)準(zhǔn)采標(biāo)對象，本標(biāo)準(zhǔn)修改采用EN 10257-2:2011。 標(biāo)準(zhǔn)水平已達(dá)到國際先進(jìn)水平。 本標(biāo)準(zhǔn)與EN 10257-2:2011的技術(shù)性差異及其原因（見表11）： 表11
3、對鍍層的規(guī)定
對用戶提出的耐腐蝕等效壽命（鹽霧試驗(yàn)）要求，標(biāo)準(zhǔn)起草小組經(jīng)查閱大量資料，認(rèn)為鹽霧試驗(yàn)時(shí)間與鍍層成分、厚度、均勻性、致密性、附著性、鋅鐵合金厚度、有無鈍化層等都有關(guān)系。目前，尚無鍍層重量與鹽霧試驗(yàn)時(shí)間之間的統(tǒng)一的對照表，不能在標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定。但是，鍍層越厚，鹽霧時(shí)間越長，抗腐蝕能力越強(qiáng)，這是確定的。另外，研究表明，ZnAl5鍍層的抗腐蝕性是鋅鍍層的1.5～2倍；ZnAl10鍍層的抗腐蝕性是鋅鍍層的2.5～3倍，見下圖1。
 圖1
四、結(jié)束語 海洋資源開發(fā)和利用是一個(gè)不斷成長的新興市場，未來五到十年是我國海洋工程裝備制造業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。海纜在越洋通信、近海油氣田、科學(xué)觀察、海洋安全監(jiān)察等領(lǐng)域發(fā)揮積極的作用，需求量將逐年增加，與之配套的海纜用鍍鋅及鋅合金鋼絲將同步增長，市場前景十分廣闊。 本標(biāo)準(zhǔn)將作為海纜鋼絲生產(chǎn)、監(jiān)督、檢驗(yàn)的依據(jù)，起到保證產(chǎn)品質(zhì)量、規(guī)范市場、滿足海纜產(chǎn)品的專業(yè)化、個(gè)性化需求的功能，指導(dǎo)海纜用材料的協(xié)調(diào)化、規(guī)范化，發(fā)展和提高海纜的質(zhì)量水平，促進(jìn)海纜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 本標(biāo)準(zhǔn)將引導(dǎo)國內(nèi)鋼絲生產(chǎn)企業(yè)加大技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)備投入，形成生產(chǎn)規(guī)模，提升產(chǎn)品質(zhì)量，替代進(jìn)口產(chǎn)品，打破國外壟斷。 參考文獻(xiàn) [1]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)總局.鎧裝電纜用熱鍍鋅或熱鍍鋅-5％鋁-混合稀土合金鍍層低碳鋼絲.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，GB/T 3082-2008. [2] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)總局.海底光纜規(guī)范.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，GB/T 18480-2001. [3] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)總局.光纜增強(qiáng)用碳素鋼絲.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，GB/T 24202-2009. [4] 中華人民共和國工業(yè)和信息化部.鋼絲鍍層 鋅或鋅-5%鋁合金.中華人民共和國黑色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，YB/T 5357-2009. [5]國家發(fā)展和改革委員會(huì).熱鍍用鋅合金錠. 中華人民共和國有色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，YS/T 310-2008. [6] 蔣冶鑫.鋅5％鋁-稀土合金鍍層取代純鋅鍍層是鍍層鋼絲生產(chǎn)的一種趨勢. 2003年三峽送電工程用導(dǎo)、地線技術(shù)研討會(huì)論文集，武漢，2003. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
