港口裝卸機(jī)械是港口正常吞吐的主體起重裝卸
從鋼絲繩使用的角度認(rèn)識，港口裝卸機(jī)械的主要品種有：岸邊集裝箱起重機(jī)、輪胎式集裝箱起重機(jī)、門座起重機(jī)和多用途門機(jī)等。
港口裝卸機(jī)械用鋼絲繩的工作特點(diǎn)
提升鋼絲繩受力狀態(tài)復(fù)雜
港口裝卸機(jī)械的主要特點(diǎn)是迅速起升、降落，且伴隨有較大的沖擊性載荷。
鋼絲繩通常在與裝卸貨船垂直方向有較大傾斜角的狀態(tài)下，港機(jī)吊鉤伴隨貨物同時(shí)進(jìn)行垂直和橫向的的快速合成運(yùn)動，有時(shí)合成運(yùn)動在三維空間進(jìn)行。提升鋼絲繩受力狀態(tài)復(fù)雜。
使用條件苛刻、工作環(huán)境惡劣
港口裝卸用鋼絲繩多在露天且伴有較大腐蝕氣氛的濕度較大的環(huán)境或粉塵較大的環(huán)境下工作。要求鋼絲繩具有較大的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，良好的實(shí)物質(zhì)量水平、使用性能。要求鋼絲繩浸涂的潤滑油的性能優(yōu)良、附著力強(qiáng)，且能較長時(shí)間處于良好的狀態(tài)，不足時(shí)要及時(shí)補(bǔ)充。
芬蘭KONE公司主設(shè)計(jì)的2100t/n 繩索牽引模式抓斗卸船機(jī)設(shè)有鋼絲繩的
為協(xié)調(diào)有節(jié)奏地按設(shè)計(jì)程序完成港口裝卸機(jī)械的工藝程序，使得鋼絲繩纏繞系統(tǒng)自然較為復(fù)雜。鋼絲繩的正反方向改變多，從而大大縮短了使用壽命。
港口裝卸機(jī)械繩輪通常偏小，特別要求鋼絲繩具有較高的抗彎曲疲勞性能。多股多絲填塑鋼絲繩顯示出較大的結(jié)構(gòu)和使用性能優(yōu)勢。
鋼絲繩有超期服役現(xiàn)象
受船期緊迫因素制約，防止壓船、壓港現(xiàn)象發(fā)生，港口裝卸作業(yè)被 系不間斷作業(yè)，鋼絲繩超期服役，不得及時(shí)更換，潛在發(fā)生斷繩事故的危險(xiǎn)。
沿海港口裝卸機(jī)械用鋼絲繩應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1 使用鋼絲繩結(jié)構(gòu)基本上先進(jìn)、合理
港口行業(yè)與其他行業(yè)相比，使用優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼絲繩比例相對較高。且能跟蹤國際港機(jī)用鋼絲繩發(fā)展態(tài)勢，快速推進(jìn)DIEPA PI371/S417等結(jié)構(gòu)。八股、壓實(shí)、填塑類綜合性能更佳的鋼絲繩的應(yīng)用。
港口裝卸機(jī)械是我國較早使用進(jìn)口鋼絲繩的主要用戶，也是近期進(jìn)口鋼絲繩使用規(guī)格、品種較多、數(shù)量較大的行業(yè)。也是國內(nèi)外結(jié)構(gòu)先進(jìn)、質(zhì)量優(yōu)良的鋼絲繩性能得以充分展示的行業(yè)。
2.2 依據(jù)日本標(biāo)準(zhǔn)選用鋼絲繩
主要依據(jù)日本JISG3525/3546標(biāo)準(zhǔn)接受鋼絲繩訂貨。通常選用B類、鋼芯的線接觸結(jié)構(gòu)的西瓦型和填充式鋼絲繩，以6X29Fi,6X36SW類鋼絲繩為主。負(fù)荷JIS G3546的異型鋼絲繩應(yīng)用范圍有日漸擴(kuò)大，應(yīng)用數(shù)量有日漸增加的態(tài)勢。目前相同品牌的線接觸鋼絲繩與股結(jié)構(gòu)的異型鋼絲繩價(jià)格比約為1：1.8。
按破斷拉力區(qū)分的B類（1770N/mm2級）鋼絲繩最小破斷拉力比GB/T8918對應(yīng)的1870MJPa級的還高。
2.3壓實(shí)類鋼絲繩的推廣應(yīng)用具有方向性
日本帝國生產(chǎn)制造的IWRC6XP.WS(36)結(jié)構(gòu)鋼絲繩使用壽命達(dá)10萬TEU,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的線接觸鋼絲繩。
作為世界著名港口機(jī)械制造商的上海振華港機(jī)集團(tuán)在出口岸橋時(shí)隨機(jī)配置的涂（填）塑芯的DIEPA PI371鋼絲繩。
南韓高麗制鋼株式會社生產(chǎn)制造的線、面接觸鋼絲繩在SPCWT使用的結(jié)構(gòu)壽命比為1:1.52,價(jià)格比為1：1.44。
德國DIEPA PI371特種鋼絲繩已在國內(nèi)寧波、廈門港、深圳蛇口港的岸橋和場橋上使用。
根據(jù)發(fā)展態(tài)勢分析，壓實(shí)類鋼絲繩推廣應(yīng)用有進(jìn)一步加快節(jié)奏的可能。
2.4按實(shí)際作業(yè)量考核鋼絲繩使用壽命。
通常按裝卸噸位或TEU實(shí)際數(shù)量、考核鋼絲繩的使用性能和使用壽命，評估方法科學(xué)合理，利于增加國內(nèi)外同類產(chǎn)品性能的可比性，為準(zhǔn)確可靠的產(chǎn)品性價(jià)比提供依據(jù)。
2.5
港口裝卸機(jī)械種類、型號的多樣性，及不同企業(yè)同一機(jī)型產(chǎn)品具備機(jī)構(gòu)的差異、形成同一設(shè)備不同部位鋼絲繩一次使用長度的不等。同一種機(jī)械不同機(jī)型鋼絲繩使用長度的不同
表1 2100t/n牽引式 鋼絲繩用量表
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2.6 多因素綜合平衡選擇鋼絲繩
鋼絲繩的選用不僅考慮性價(jià)比（鋼絲繩結(jié)構(gòu)壽命比、價(jià)格比），還考慮其他因素，如停機(jī)產(chǎn)生的損失、更換的費(fèi)用等。各港口基本上能根據(jù)自己的實(shí)際情況，綜合考慮鋼絲繩。
相同品牌的鋼絲繩在同一碼頭或同一設(shè)備上很少有一直沿用的，平均每一港口鋼絲繩品牌的選用至少
2.7相同鋼絲繩品牌在不同的起重機(jī)設(shè)備上使用壽命也是不同的。
日本帝國生產(chǎn)制造的6X36SW+IWRC起升鋼絲繩在日本三井公司的設(shè)備上平均作業(yè)量約為10萬TEU,而在振華的場橋或岸橋上平均作業(yè)箱量可達(dá)到13萬TEU.
2.8鋼絲繩在岸橋設(shè)備上使用的結(jié)構(gòu)形式比較多，規(guī)格達(dá)幾十種。
目前結(jié)構(gòu)形式主要以6X36SW+IWRC和6X29Fi+IWRC為主。鋼絲繩結(jié)構(gòu)形式的相近或相同為港口用戶批量采購提供了便利。也為港口單位之間相互交流奠定了基礎(chǔ)。
岸橋鋼絲繩雖然是以6股結(jié)構(gòu)為主，由于股結(jié)構(gòu)相同的6股和8股抗彎曲疲勞性能的較大差異，8X26SW+IWRC等結(jié)構(gòu)鋼絲繩日漸被越來越多的廣東用戶認(rèn)可、選用。岸橋用鋼絲繩已出現(xiàn)由6股向8股轉(zhuǎn)換的鮮明態(tài)勢。國產(chǎn)8股填塑鋼絲繩在SCT場橋上試用也初見成效。
隨著港口機(jī)械投用時(shí)間、工作環(huán)境、設(shè)備（主要與鋼絲繩接觸的滑輪、卷筒、 在傾斜處的鋼絲繩夾板）的改變，都會引發(fā)輪繩直徑比值的改變和實(shí)際變化量的積累。選擇鋼絲繩的實(shí)用直徑，可適當(dāng)?shù)母蹆?nèi)調(diào)整。這種調(diào)整數(shù)值完全可能是微小，但其對鋼絲繩使用性能的正常選擇和鋼絲繩使用壽命的提高還是有作用的。有時(shí)還是較大的。
可以有效防止鋼絲繩跳槽，使用過程中的咬繩現(xiàn)象，改變鋼絲繩工作 。寧波北侖國際集裝箱碼頭有限公司進(jìn)行的“岸橋鋼絲繩 緊機(jī)構(gòu)輪繩徑比的優(yōu)化選擇”是有價(jià)值的良好開端。還有較多內(nèi)容有待展開討論。
充分了解設(shè)備的狀況，有助于鋼絲繩的更加科學(xué)合理的選擇、使用。用戶的每一批次的鋼絲繩的訂貨，不再是簡單 批次訂貨的重復(fù)與再現(xiàn)。是針對不同型號設(shè)備，不同時(shí)段狀況的所需用鋼絲繩有的放矢的選擇。不獵奇每一次訂貨的差異，追求有的放矢選擇鋼絲繩對使用性能的有效提高的研究。
提高小車牽引鋼絲繩的實(shí)際使用壽命和報(bào)廢形式，剖析提高鋼絲繩使用壽命的關(guān)鍵因素。提出優(yōu)化輪繩徑比的設(shè)想。
3.1選擇鋼絲繩的依據(jù)
（1）按工作環(huán)境和設(shè)備性能
溫度、粉塵、濕度、工作半徑、 安全系統(tǒng)、鋼絲繩 設(shè)備提升方式，額定起重量、起重高度、外 距，起升速度。
（2）按鋼絲繩失效方式
疲勞為主要原因時(shí)應(yīng)選擇較為柔軟的鋼絲繩，磨損為主要原因時(shí)應(yīng)選擇外層鋼絲較粗的鋼絲繩，或選用對繩股進(jìn)行成型加工的異型鋼絲繩。
銹蝕為主要原因時(shí)，理論上應(yīng)選擇鍍鋅鋼絲繩或涂塑鋼絲繩。目前國內(nèi)港機(jī)用鋼絲繩基本上不使用此兩類鋼絲繩。
（3）根據(jù)鋼絲繩元件之間的接觸狀態(tài)，鋼絲繩元件之間的接觸狀態(tài)也是影響鋼絲繩使用性能和壽命的重要因素之一。
對鋼芯鋼絲繩實(shí)施填塑特殊處理（加襯墊）工藝，目的是將主股與主股鋼芯與外股機(jī)械隔離。通過使繩股間保持合理間隙，避免或減少因相對運(yùn)動產(chǎn)生摩擦，生熱而對制繩鋼絲性能的損傷。同時(shí)隔離層作為緩沖墊對沖擊載荷起緩沖作用。目前這種特殊工藝已在集裝箱鋼絲繩生產(chǎn)上顯示出推廣應(yīng)用價(jià)值。如DIEPA PI371,DIEPA PI399
(4)借鑒同行經(jīng)驗(yàn)，更加科學(xué)合理的選擇鋼絲繩
3.2
在同等的作業(yè)規(guī)模和作業(yè)強(qiáng)度，相同的機(jī)構(gòu)纏繞方式，相同的張緊機(jī)構(gòu)和張緊系統(tǒng)的壓力下，不同品牌的港口機(jī)械有不同的輪繩徑比。在用戶無條件改變滑輪設(shè)計(jì)和選型，或更換鋼絲繩卷筒時(shí)通過鋼絲繩的結(jié)構(gòu)直徑合理選擇，可以優(yōu)化輪繩徑比，提高鋼絲繩使用壽命。
通常設(shè)計(jì)規(guī)范要求，要求輪繩徑比取28-32
表2
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港口裝卸機(jī)械用鋼絲繩按JISG3525選擇通常為B類（1770N/ mm2 級）標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于鋼絲繩實(shí)際直徑的允許偏差，對于公稱直徑大于等于10mm表
即鋼絲繩實(shí)際直徑范圍：
ф20mm 20~21.4mm
ф22.4mm 22.4～23.968mm
輪繩徑比按鋼絲繩公稱直徑設(shè)計(jì)
若同取鋼絲繩上限直徑，品牌岸橋輪繩徑比降為645/23.968＝26.6
已低于規(guī)范要求 品牌岸橋輪繩徑比降為630/21.4＝27.44
合格的，完全可能還是優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，但在使用中不會有理想的使用性能和壽命。類似問題在石油鉆機(jī)用鋼絲繩的選擇，使用中是有 的，案例顯示供需雙方加強(qiáng)溝通，選擇適宜直徑鋼絲繩的重要性。如果把鋼絲繩實(shí)際直徑的允許偏差控制在＋3％，這樣的高于標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)要求，自然會給鋼絲繩生產(chǎn)制造企業(yè)增加一定的技術(shù)難度，真正奉行用戶為上帝的企業(yè)，是努力做到的。
在滿足小車牽引要求的條件下，重新校核鋼絲繩直徑也不失為有利 。
3.3港口裝卸機(jī)械用鋼絲繩的結(jié)構(gòu)選擇
3.3.1多用途門式起重機(jī)
卷揚(yáng)提升用鋼絲繩主推薦結(jié)構(gòu)
K4X39Ses K4X48Ses 131SZ
K4X48Ses 較K4X39Ses 有更好的柔軟性，耐疲勞性能，但由于同規(guī)格鋼絲繩,外層直徑小,耐磨性能遜于4XK39Ses.4XK48Ses 結(jié)構(gòu)鋼絲繩,適用于耐疲勞性能高的場合。
卷揚(yáng)提升用鋼絲繩輔助結(jié)構(gòu)
18X19S+IWRC, 18X7+IWRC, 35X7, 6X31SW+IWRC, 6X29Fi+IWRC
各種港口裝卸機(jī)械用鋼絲繩直徑
機(jī) 18.5～53mm
集裝箱岸橋 13～38mm
托架小車 12～16mm
小車牽引 20～28mm
起升纏繞 28～32mm
俯仰纏繞 30～38mm
集裝箱場橋 起升纏繞 24～28mm
分4繩和8繩起升纏繞兩種方法，因此一次用繩各不相同。8繩起升纏繞約需400m，4繩起升纏繞約需260m。
3.3.2 卸船機(jī)
牽引、連接、張緊、支持、開閉用鋼絲繩一般采用結(jié)構(gòu)相同鋼絲繩。一般牽引式卸船機(jī)的小車采用雙繩牽引、牽引繩的張力約為起升繩的兩倍，所以牽引繩直徑比起升繩的粗。如北侖港 1500t/n.牽引式卸船機(jī)起升繩和開閉繩直徑為36mm,牽引繩直徑為50mm.該廠曾使用德國DIEPA生產(chǎn)的8X19S+4X19S/4X4+-36mm壓實(shí)鋼絲繩。
KONE公司的2100t/n繩索牽引橋式抓斗卸船機(jī)采用4繩牽引，從 起升繩，開閉繩和牽引繩通用，鋼絲繩直徑均為48mm.
卸船機(jī)主用鋼絲繩結(jié)構(gòu)：
6X36SW+IWRC 6X29Fi+IWRC
3.3.3岸橋、場橋
現(xiàn)主要鋼絲繩結(jié)構(gòu)：6X36SW+IWRC,6X29FI+IWRC
推薦使用DIEPA PI371, 6XP.WS(36)+IWRC, 8XP.WS(36)+IWRC
部分結(jié)構(gòu)鋼絲繩性能介紹
4.1 18X7
18X7類鋼絲繩是由內(nèi)外兩股鋼絲繩以相反方向捻制而成，在承受拉力時(shí)，改結(jié)構(gòu)鋼絲繩是有較好的低旋轉(zhuǎn)性。
18X7類鋼絲繩內(nèi)外層股數(shù)相差較多，難于保證鋼絲繩受力時(shí)內(nèi)外層股均勻承受載荷，內(nèi)層繩股鋼絲在鋼絲繩工作過程中處于高應(yīng)力狀態(tài)。內(nèi)層繩股鋼絲存在相對嚴(yán)重的機(jī)械損傷。內(nèi)層繩股鋼絲容易過載。結(jié)構(gòu)存在的缺陷是造成內(nèi)層股繩 發(fā)生難以觀察到，而潛在較大危險(xiǎn)的斷裂的主要原因。
4.2 4KX39Ses, 4KX48Ses
在使用過程中不會出現(xiàn)起 和 跳出或內(nèi)芯 鋼絲繩突然斷裂現(xiàn)象。
該類鋼絲繩經(jīng)過特殊加工， 耐磨性能優(yōu)良，與繩輪或卷筒的配合。接觸壓力小，破斷載荷大，柔軟性能好，耐磨性能優(yōu)異。
4.3 IWRC 6XFi(29),IWRC 6XWS(36)
耐疲勞性能，耐磨損性能好，對抗卷筒繩槽內(nèi)的鋼絲繩壓實(shí)能力較弱，在港口裝卸機(jī)械得到廣泛應(yīng)用，是 主用鋼絲繩。
結(jié)構(gòu)：1X19++X26SW/6X7+15X7K
抗沖擊性能好，防旋轉(zhuǎn)性能優(yōu)異，耐磨損，鋼絲繩柔軟性能好。
4.5 G IWRC6XWS(31), G IWRC6XWS(36)
是對繩股進(jìn)行過成型加工的異型鋼絲繩
由于繩股表面平滑，耐磨損及耐壓潰性好，耐疲勞性能好。柔軟性較差，適用于集裝箱起重機(jī)各部位。
5.國外的相關(guān)觀點(diǎn)及推薦
5.1 日本神鋼鋼線工業(yè)株式會社
（1）將6X31SW, 6X29Fi 類一般鋼絲繩定義為難自轉(zhuǎn)鋼絲繩。
（2）將6X31SW, 6X36SW 類鋼絲繩定位為耐磨耗性鋼絲繩。
（3）將UB ΣIWRC6XWS(31),UB-ΣIWRC6XWS(36)定義為難自轉(zhuǎn)鋼絲繩Σ型。該類鋼絲繩與一般鋼絲繩相比，各繩股的捻距小，鋼絲繩捻距大。因而耐疲勞性優(yōu)異，與一般鋼絲繩相比，抗自轉(zhuǎn)性及耐壓潰性提高。
（4）推薦集裝箱起重機(jī)用DF IWRC6X36WS鋼絲繩。
（5）推薦 起重機(jī)用U4XSTS(39)鋼絲繩
（6）推薦6XP.WS(36)+IWRC 鋼絲繩用作岸橋主鉤鋼絲繩。
5.2德國迪帕（DIEPA）公司
DIEPA-PI371 專用于所有的集裝箱起重機(jī)、門機(jī)、移動式港口起重機(jī)。目前歐洲的許多港口和國內(nèi)的寧波港、廈門港、深圳蛇口港的許多岸橋和場橋都是使用DIEPA-PI31 特種鋼絲繩。目前，NOELL 生產(chǎn)的岸橋和場橋全部采用迪帕鋼絲繩。
DIEPA-PI371,交互捻、塑料墊襯鋼絲繩直徑ф7～70mm,抗拉強(qiáng)度分為1770，1960，2160N/mm2三個(gè)級別。
5.3南韓高麗制鋼株式會社
港口裝卸機(jī)械用鋼絲繩推薦使用6XP.S(19)+IWRC、6XPFI(25)+IWRC、6XP.WS(26)+IWRC、 6XP.Fi(29)+IWRC、6XP.WS(36)+IWRC 或相同結(jié)構(gòu)纖維芯鋼絲繩。
還推薦使用8XP.Fi(25)+IWRC,8XP.Fi(29)+IWRC,8XP.WS(26)+IWRC,8XP.WS(36)+IWRC,35XP.7(WA),19XPA,19XP.S(19)和6XWS(26)+IWRC三角股形壓實(shí)鋼絲繩。
