如何改善卸船机起升钢丝绳的使用寿命综述
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摘要：通过分析卸船机钢丝绳外股外层断丝组织,认为钢丝绳与滑轮之间因为润滑不足引起短时静摩擦导致钢丝表面组织出现马氏体是引起钢丝绳使用寿命降低的根源,改善钢丝绳制造过程所采用的油脂的品质,加大表面润滑油脂附着量,是提高该用途钢丝绳使用寿命的重要技术措施。本文个人的一些见解，以供同行参考借鉴。
关键词：卸船机；钢丝绳；润滑;
前言
卸船机钢丝绳在使用过程中外表钢丝出现马氏体组织是导致其使用寿命降低的根源; 钢丝绳与支撑滑轮间短时的强力滑动摩擦引起了钢丝绳表面钢丝组织出现变异; 钢丝绳制造过程中使用适应环境温度更加宽泛的非沥青基钢丝绳表面脂润滑油脂, 并采用股、绳尽可能充分淋油是保证钢丝绳使用质量的重要技术措施,采用具有强渗透能力的专用钢丝绳维护油脂不仅可以有效弥补钢丝绳出厂润滑存在之先天不足, 而且十分有利于延长其使用寿命; 减轻只对钢丝绳起支撑作用的滑轮的转动惯量, 对减轻钢丝绳与滑轮之间的摩擦有积极的作用。
一、影响钢丝绳使用寿命的因素分析研究
1、钢丝绳与支撑滑轮间短时静摩擦是导致钢丝出现早期断裂的重要原因之一。从钢丝绳制造过程看, 钢丝组织出现马氏体一般是在热处理工序, 因为只有在该工序才能引起线坯组织发生明显变化。实际证明, 热处理线坯中出现马氏体是因为线坯奥氏体化后遇到意外强制冷却介质所致, 如沾水, 但马氏体通常只能出现在线坯表面。由于马氏体组织具有脆性大、硬度高的性能特点, 所以, 即使热处理线坯组织中的马氏体未能在本工序被及时发现, 因其无法满足线坯后续连续拉拔需要, 一定会出现非正常断丝, 故这种组织遗传到成品钢丝中的可能性不大。排除了钢丝绳生产过程中钢丝组织出现马氏体组织的可能性, 那么, 使用过程又是什么原因导致了这种非正常组织的出现?从大量钢丝绳失效资料看, 钢丝绳在使用过程中钢丝出现马氏体组织完全可能。钢丝绳与外界物体摩擦可使其外层钢丝表面过度加热, 由于这些区域与整体钢丝的面积相比数量很小, 所以就会被相邻和下方的冷金属迅速淬火而形成马氏体组织, 马氏体韧性很小, 受到弯曲作用就会立即开裂, 由高碳钢丝制成的钢丝绳最容易形成马氏体。在使用中钢丝绳的外层钢丝的表面出现的马氏体是一种迹象, 表明钢丝绳的钢丝表面产生了足够的摩擦热, 以至钢丝表面的某区域的温度顷刻内上升到了钢的临界温度范围以上, 随即, 被加热的表面被钢丝绳周围的冷金属迅速地冷却, 于是得到了有效的淬火结果。虽然从资料看, 基本可以肯定卸船机钢丝绳表面钢丝出现马氏体组织完全有可能产生于其使用过程,但为什么这种现象没有在早期产品开发中出现, 而且又表现出很强的地域性和季节性?既然肯定了卸船机钢丝绳使用过程中表面钢丝出现马氏体组织的可能性, 而且确定了该组织的产生一定是因为钢丝绳受到了较高的摩擦, 基于减小摩擦的考虑, 笔者在未深入现场调查之前, 首先决定采取提高卸船机钢丝绳制造过程使用润滑油脂质量与加大表面润滑油脂附着量的办法。在确认采用该措施后钢丝绳在某港显示取得明显成效的情况下,对其进行了走访, 目的是了解改进钢丝绳制造过程润滑效果提高其使用寿命的根源, 同时查找导致钢丝绳使用过程中表面钢丝组织出现马氏体所受到的较高摩擦, 为今后产品质量持续改进提供技术支持。了解到, 出于多种考虑, 原设备随机配置钢丝绳使用过程中的喷油润滑 (使用具有很强渗透能力的钢丝绳专用维护润滑油脂 )装置已由过去的连续使用, 到后来的间断使用, 直至目前彻底不用, 只是根据对钢丝绳表面观察补加普通润滑油脂, 也就是说钢丝绳在使用过程中维护润滑条件已发生了显著变化。使用过程中钢丝绳能够获得润滑效果的好坏将在很大程度上取决于制造期间的润滑( 有时称之为初次润滑 ) 。在演示作业过程中, 对钢丝绳经过滑轮时的情况进行观察时注意到, 靠近绞车房依靠钢丝绳带动而转动且只对钢丝绳起支撑作用的滑轮 (钢丝绳在该滑轮上不形成围包角 ),由于自身转动惯量较大 (用户也认为该滑轮外径偏大、重量偏重 ), 在钢丝绳由静到动和钢丝绳运动出现换向时, 在一定时间内绳动而其仍处于静止状态,这就意味着, 在此短暂时间内, 钢丝绳与滑轮间的摩擦已不再是正常的滚动摩擦而是滑动摩擦。显然, 在钢丝绳运行过程中, 其与该滑轮间短时存在很大摩擦。现场作业人员也清楚告知, 偏磨与断丝主要集中在滑轮处于静止状态时运行经过滑轮段的钢丝绳。在现场找到了钢丝绳受到意外强力摩擦的部位, 通过对钢丝绳表面磨损情况的比较, 结合钢丝绳使用寿命改进的实际, 验证了通过加强钢丝绳制造过程的润滑, 减小其与匹配滑轮摩擦来防止使用过程中马氏体组织产生的技术措施的正确性。在另外几个港口见到的情况也完全相同, 故在后续钢丝绳生产过程中将加强润滑作为保证卸船机钢丝绳重要的通用技术措施。
2、钢丝绳出厂润滑不良对其使用过程中早期断丝具有重要影响
⑴使用不合适油品影响钢丝绳使用寿命。
在对油品特性认识并不十分到位和缺乏进口钢丝绳油脂的情况下, 选择了突出防腐保护性能而润滑性能相对欠缺的进口沥青基钢丝绳表面脂, 从应用情况看, 虽然较好地解决了钢丝绳使用过程中的润滑油脂滴落现象, 但其本身属性决定了该润滑油脂不可能为钢丝绳经过匹配滑轮时起到良好的润滑作用。另外, 这种润滑油脂的流动性很差, 尤其是在冬季, 股中充填润滑油脂很难渗透到钢丝绳表面。也就是说, 沥青基表面脂在冬季, 其对钢丝绳使用过程中所能起到的润滑效果将显著降低, 甚至丧失润滑功能, 这正是变更油脂后冬季钢丝绳使用寿命突然降低的重要原因,综合多方信息, 决定放弃采用沥青基表面脂, 选择适应温度范围更加宽泛的进口钢丝绳润滑油脂。从实施效果看, 既较好地解决了钢丝绳使用过程中油脂滴落的问题, 又有效地减小了钢丝绳和匹配滑轮间的摩擦, 使其寿命回到正常水平。
⑵油脂涂覆量不够影响钢丝绳的耐磨损性。
虽然在卸船机钢丝绳生产中采用了突出润滑特性的非沥青基表面脂以减轻钢丝绳与匹配轮槽间的摩擦并收到良好效果, 然而, 在增加合绳淋油时, 仍然考虑到尽可能避免因为钢丝绳表面附着润滑油脂因量过大仍存滴落的可能性, 故对钢丝绳淋油并不十分充分。从实际跟踪情况看, 经过滑轮段钢丝绳磨损仍然相对较重。实施上, 由于偏角的存在, 导致钢丝绳进入滑轮或卷筒时其运动状态已不再是单纯的直线运动, 而是直线运动和回转运动组成的复合运动。这种运动形式决定了钢丝绳具有偏磨特征, 钢丝绳与匹配轮槽表面间润滑不足, 其外观磨损无疑表现更加明显, 这就是采用股、绳淋油润滑工艺后钢丝绳在使用过程中继续存在磨损相对不均匀的主要原因。根据钢丝绳在使用过程中总存在偏磨的实际情况, 在后续钢丝绳生产过程中, 除继续坚持股淋油外, 增加了合绳过程中淋油量, 以尽可能增加出厂钢丝绳表面油脂附着量。
二、 实施的效果分析研究
研究钢丝绳使用寿命波动的曲折过程证明, 将突出润滑特性的钢丝绳油脂调整为突出防腐性沥青基油脂的技术思路从一开始就是不正确的, 在过多考虑用户清洁文明生产的同时, 忽略了润滑剂对钢丝绳使用寿命所具有的重要影响, 实乃得不偿失。只有加强了润滑技术措施后卸船机钢丝绳平均使用寿命才能够明显提高, 尤其是质量稳定性得到显著改善, 钢丝绳不再怕 “冷”怕“磨”, 只有在产销量增加的情况下,才能够取得卸船机钢丝绳开发历史上未曾出现的好成绩,才能使使市场得到有力的维护和扩大。
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