Page 91 - 理化检验-物理分册2023年第十一期

王小鹏, 等: 捞油作业钢丝绳断裂原因

压痕; 6股捻制股的破断位置不在同一截面, 股2与 内层钢丝断口可见明显颈缩形貌, 且塑性变形明显。
股6的破断位置接近, 股1的破断位置在股3 、 股4 、

股5上方约30cm 处。
断裂钢丝股的宏观形貌如图2所示。由图2可
知: 断口处钢丝外表面可见磨损、 挤压痕迹, 呈马鞍
形或菱形, 这些痕迹分布在股外层钢丝断裂面根部
和断口以外约10~200mm 位置; 钢丝外表面可见

纵向或螺旋状条纹, 磨痕表面干净、 无明显污染物,
磨损伤痕呈点、 面状分布; 断裂面的大部分股外层钢
丝断口剪切痕迹明显; 少量股外层钢丝和大部分股
图1 断裂钢丝绳的宏观形貌

图2 断裂钢丝股的宏观形貌
1.2 化学成分分析 进行化学成分分析, 结果如表1所示。由表1可知:
从井上部分取走 4 股长度约为 1m 的断裂钢 股外层和股内层钢丝均为高碳钢, 化学成分满足标

丝股, 分别编号为试样1~4 。在试样1和试样3的 准要求, 且腐蚀元素 S未超标。
股外层和股内层分别取样, 采用直读光谱仪对试样
表1 试样1和试样3的化学成分分析结果 %
质量分数
项目
C Si Mn S Cr Mo Ni Ti V Cu

试样1股外层实测值 0.71 0.200 0.46 0.0082 0.019 0.0041 0.021 0.0070 0.013 0.045

试样1股内层实测值 0.72 0.018 0.47 0.0100 0.040 0.0060 0.030 0.0074 0.014 0.085

试样3股外层实测值 0.71 0.068 0.49 0.0030 0.032 0.0058 0.014 - - 0.028

试样3股内层实测值 0.71 0.050 0.48 0.0086 0.016 0.0025 0.014 0.0074 0.013 0.021
标准值 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0
1.3 金相检验 行拉伸试验, 结果如表3所示。由表3可知: 正常钢

在试样1断口处和距离断口 1m 处的股外层 丝绳的抗拉强度满足标准要求, 未出现质量问题。
取样, 对试样进行金相检验, 结果如图3所示。由图 表2 试样1的非金属夹杂物评定结果 级
3可知: 股外层钢丝的组织为贝氏体+回火索氏体 项目 A B C D
+少量铁素体, 断口附近组织变形严重, 变形方向与 薄 厚 薄 厚 薄 厚 薄 厚
实测值 0.5 0 0.5 0 0 0 0.5 0
钢丝轴向夹角约为40° 。
试样1的非金属夹杂物评定结果如表2所示。
1.5 整绳破断拉力试验
由表2可知: 股外层钢丝的非金属夹杂物等级之和 对同批次未断裂的正常钢丝绳进行整绳破断拉
不大于1.5级, 满足标准要求。 力试验。在盘尾完好段截取长度为1.5m 的整绳试

1.4 拉伸试验 样, 对绳头进行灌铅处理, 其直径和捻距的测量结果
对同批次未断裂的正常钢丝绳进行拉伸试验, 截 如表4所示, 整绳破断拉力试验结果如表5所示, 由

取钢丝绳长度约为0.5m , 采用材料试验机对试样进 表4 , 5 可知: 钢丝绳的尺寸和破断拉力试验结果均
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