На первый взгляд канат — довольно простой вид крепежа, служащий для подъема и удержания грузов и конструкций. Просто веревка из металла? Несмотря на кажущуюся простоту, канат — это довольно сложный механизм. Как машины состоят из множества деталей, взаимодействующих между собой, так и трос состоит из множества переплетенных между собой металлических нитей. Эти нити свиты в отдельные пряди и спирально переплетены вокруг сердечника. Они не просто создают жесткую конструкцию, но делают канат гибким и долговечным.
Его конструкция напоминает устройство подшипников: тот же принцип минимального трения подвижных частей. Сердечник в центре каната служит для поддержания структурной целостности, и, в случае использования сердечника из органических материалов, является своего рода масленкой. При сгибании каната происходит смазывание всех нитей каната.
Такая структура придает канату:
- Прочность
- Гибкость
- Устойчивость к истиранию
- Устойчивость к раздавливанию
- Сопротивление усталостному разрушению
- Коррозионную стойкость
- Сопротивление вращению
Где используются канаты
Сегодня ни одна отрасль промышленности и строительства не обходится без использования стальных канатов. Их надежность и универсальность делают их неотъемлемой частью различных конструкций и механизмов, где требуется транспортировка грузов и людей. Они повсеместно используются в быту и в спорте.
Вот некоторые области и отрасли, где применяются стальные канаты:
- Грузоподъемные механизмы: Стальные канаты используются в кранах, лифтах, подъемниках, строительных и дорожных подъемных механизмах, грузоподъемных шкивах и тали.
- Горная промышленность: Канаты применяются в горном оборудовании, включая подъемники, шахтные подъемники, канатные дороги и землеройные машины.
- Транспорт и логистика: Канаты используются в грузоподъемных системах и для фиксации грузов на транспортных средствах, таких как грузовики, суда и железнодорожные вагоны.
- Металлургия: Канаты используются в металлургической промышленности для подъема и перемещения металлических заготовок, литейных форм и оборудования.
- Строительство и монтаж: В строительной отрасли стальные канаты применяются для строительства мостов, вышек, сооружений, для монтажа и подъема тяжелых конструкций.
- Нефтегазовая промышленность: Канаты используются в буровых установках, нефтяных и газовых скважинах для подъема и опускания оборудования и материалов.
- Спортивные сооружения: Канаты используются в экстремальных видах спорта, альпинизме и веревочных парках для безопасного перемещения людей и оборудования.
ГОСТы, Технические условия
ГОСТ 3241-91 «Канаты стальные. Технические условия» регламентирует требования к конструктивным и физико-механическим качествам, методам испытаний металлических канатов. Вот несколько примеров ГОСТов, регламентирующих стальные канаты и их применение:
- ГОСТ 7666-80 — данный стандарт устанавливает технические требования к стальным канатам, которые применяются на морских и речных судах, лифтах, на шахтных подъемных установках, в качестве тяговых на канатных дорогах и др.
- ГОСТ 3091-80 — данный стандарт регламентирует требования к стальным канатам, используемым в качестве уравновешивающих на шахтных подъемных установках.
- ГОСТ 7668-80 — этот стандарт устанавливает технические условия для стальных канатов, предназначенных для использования в портальных, судовых, мостовых, автомобильных, башенных кранах, лебедок, изготовления строп.
- ГОСТ 3077-80 — данный стандарт определяет требования к стальным канатам, используемым в качестве подъемных - на судах и лифтах, тормозных - на шахтных подъемных установках, тяговых - на канатных, а также подвесных дорогах.
- ГОСТ 16853-88 — этот стандарт устанавливает технические характеристики для стальных канатов, используемых для буровых установок, для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения нефтяных и газовых скважин.
Виды и классификация стальных тросов
Стальной канат включает четыре основных компонента:
- Проволока - это базовый элемент каната, образующий пряди. Ее делают из углеродистых и легированных сплавов стали.
- Пряди образуются из нескольких свитых между собой проволок, скрученных по спирали вокруг сердечника.
- Сердечник - это центр каната, вокруг которого скручиваются пряди проволок. Он обеспечивает дополнительную жесткость канату, а также выполняет функцию масленки. Делают из природных и синтетических волокон, а также из стали.
- Смазка - действует как защита от коррозии и истирания. Придает канату гибкость, уменьшая риск повреждений. В производстве используются различные смазки - СК-50, КС-У, Торсиол, Эласкон, Nyrosten и др.
Типы свивки
Отличаются по количеству свитых слоев:
- Одинарная свивка: Проволоку свивают по спирали в один слой. Получается отдельная прядь, которую можно свить с другими прядями в канаты двойных или тройных свивок.
- Двойная свивка: Изготавливаются путем скручивания проволоки в пряди (канаты) и последующим скручиванием их между собой.
- Тройная свивка: получается за счет тройного скручивания. Сперва проволоку скручивают в пряди, затем из прядей скручивают трос, а в завершение трос — в кабель вокруг сердечника.
Конструкция и спецификация свивки канатов является важным параметром, который определяет их характеристики и возможности применения. Эти спецификации указывают на количество проволок в прядях и количество прядей в свивке, а также на конструкцию каждой пряди.
Обычно спецификации свивок записываются в формате: NхM(X+Y+Z/...)+P,
где:
- N представляет количество прядей.
- M обозначает количество проволок в пряди.
- X, Y, и так далее указывают на количество проволок в каждом слое пряди в зависимости от их позиции.
- Z/… указывает, что в слое присутствуют проволоки разных диаметров, и на их количество.
- P указывает на наличие и тип сердечника внутри каната.
Для примера расшифруем спецификацию популярного каната ГОСТ 7668-80 ЛК-РО 6х36(1+7+7/7+14)+1 о.с:
- ГОСТ 7668-80: Обозначение стандарта ГОСТ, по которому выполнен канат.
- ЛК-РО: Обозначение типа каната. В данном случае, это канат с линейным касанием проволок разных и одинаковых диаметров.
- 6: Указывает на количество прядей в канате.
- 36: Количество проволок в каждой пряди.
- (1+7+7/7+14): Описывает количество проволок в каждом слое пряди.
1:Первый слой пряди содержит 1 проволоку.
7: Второй слой пряди содержит 7 проволок.
7/7: Третий слой пряди состоит из проволок двух разных диаметров, где каждый диаметр представлен 7 проволоками.
14: Четвертый слой пряди содержит 14 проволок.
- +1 о.с: Указывает на наличие сердечника из органического материала.
Конструкции канатов по типу свивки прядей
- ТК - проволока с соседними слоями имеет точечный контакт. ГОСт 3063-80 ТК, DIN 3053
- ЛК-О - проволока одного диаметра и линейно контактирует с соседними слоями. ГОСт 3066-80 ЛК-О, DIN 3055
- ЛК-Р - проволока во внешнем слое имеет диаметр больше, чем во внутренних слоях, и линейно контактирует с другими слоями. ГОСТ 2668-80 ЛК-Р
- ЛК-З - в прядях между слоями находятся проволоки заполнения. Линейный контакт с проволоками в слоях. ГОСТ 7665-80 ЛК-З
- ЛК-РО - состоят из слоев проволок разных диаметров, а также из слоев проволок одинакового диаметра. При этом проволоки каждого слоя имеют линейный контакт между собой. ГОСТ 7668-80 ЛК-РО
- ТЛК - проволоки в прядях имеют как точечный, так и линейный контакт между слоями. ГОСТ 3079-80 ТЛК
Направление и род свивки
- Односторонние (О) Проволоки в таком роде канатов свиты в одну сторону с прядями (правую или левую).
- Крестовые. (К) Проволоки в прядях свиты в противоположную сторону от свивки прядей в канате.
Форма сечения прядей
- Круглопрядные (рис.1). (ГОСТ 2688-80, DIN 3060) Пряди в поперечном сечении имеют или близки к форме круга. Наиболее распространенная конструкция, состоящая из однородных проволочных жил, сплетенных вокруг центрального сердечника.
- Фасоннопрядные. По сравнению с круглопрядными, у них более компактная и плотная форма. Фасонные делятся на трехграннопрядные и плоскопрядные.
- Трехграннопрядные (рис.2). (ГОСТ 3085-88, 3085-80, EN 12385-4) Отличаются повышенной структурной устойчивостью, большим коэффициентом заполнения и большой опорной поверхностью. Применение этих канатов особенно целесообразно при больших концевых нагрузках и сильном абразивном износе.
- Плоскопрядные (рис.3). (ГОСТ 3086-55, 3086-46) Имеют значительно большую поверхность прилегания к шкиву, чем круглопрядный. Они обеспечивают более равномерное распределение нагрузки по всей структуре и имеют более низкий коэффициент деформации при нагрузке. Их применяют, если требуется повышенная прочность при ограниченном пространстве для петли каната.
Материал сердечника
Сердечник - это амортизатор и внутренняя опора как прядей, так и каната в целом. Он бывает двух видов: органический и металлический.
- Металлический сердечник (МС). Состоит из отдельной проволочной жилы или набора проволочных жил. Стальной сердечник придает канату дополнительную прочность.
- Органический сердечник (ОС). Канат такого типа хранит внутри сердечник из натуральных растительных материалов (пенька, сизаль, х/б и т.д.), так и искусственных материалов - полиэтилен, вискоза, капрон и т.д. Волоконный сердечник более эластичен. Это полезно там, где требуется гибкость и амортизация нагрузки.
Направление свивки
- Правосторонние. Проволоки свиваются вправо, по часовой стрелке.
- Левосторонние (Л): Проволоки свиваются влево, против часовой стрелки.
Уравновешенность (рихтовка)
Уравновешенность определяют по тому, была ли в процессе производства каната применена рихтовка. Рихтованные канаты в маркировке отмечаются буквой “Р”. Если такой отметки нет, значит канат нерихтованный.
- Рихтованный канат (Р). Внутри этого каната нагрузка между проволоками и слоями равномерна. Это достигается путем специальной обработки каната, которая устраняет неравномерности и напряжения внутри конструкции.
- Нерихтованный канат. Такой канат имеет некоторые неравномерности и напряжения внутри своей конструкции. Это может быть вызвано процессом изготовления или натяжением каната. Из-за напряжения проволок в тросе, свободный конец троса деформируется, пытаясь скрутиться в кольцо.
Крутимость
Крутимость троса определяется его способностью вращаться вокруг своей оси под нагрузкой. Для создания тросов, устойчивых к вращению, используется специальная противоспиральная свивка, которая снижает крутящий момент и предотвращает нежелательное вращение троса. Малокрутящиеся канаты в маркировке имеют буквы “МК”.
- Крутящиеся. Однонаправленная свивка всех прядей каната позволяет ему крутится вокруг своей оси под нагрузкой.
- Малокрутящиеся (МК). Противонаправленная свивка удерживает канат от вращения при подвешивании грузов.
Раскручиваемость
Для обозначения раскручиваемости каната в маркировке используют букву “Н”.
- Раскручивающиеся. Свивка каната может раскручиваться после обрезки, что может потребовать последующей процедуры скручивания (рис. 4).
- Нераскручивающиеся (Н). Это означает, что канат имеет конструкцию, которая минимизирует раскручивание проволок при обрезке каната (рис. 5).
Марки проволоки
Марка проволоки определяется типом и количеством соединений в ней.
- Марка В. допускается не более 1 соединения на 10м. Используют для растяжек, стабильных конструкций.
- Марка ВК. не более 1 соединения на 10 метров. Для перемещения людей и грузов.
- Марка 1. Допускается не более двух соединений на 1 метр. Для грузов.
Материал покрытия
В зависимости от условий эксплуатации проволоку покрывают защитными материалами. В маркировке указывается следующими буквами:
- Группа “С”. Оцинковка средней плотности. Для среднеагрессивных сред.
- Группа “Ж”. Оцинковка высокой плотности. Для высокоагрессивных сред.
- Группа “ОЖ”. Оцинковка особой плотности. Для особо агрессивных сред.
- Группа “П”. Полимерное покрытие, например пластик или эпоксидная смола. Защищает канат от истирания и коррозии.
- Без покрытия. Не имеют дополнительного покрытия и остаются в своем естественном состоянии. Не указывают в маркировке.
Нержавеющие тросы
Канат из нержавеющей стали — это разновидность стального каната, сделанная из специальной высоколегированной стали. Он отличается своей устойчивостью к коррозии и перепадам температуры: способен выдерживать нагрев до 230-260 °C. Проволока для данного вида тросов изготавливается согласно ГОСТу 18143-72.
Нержавеющие канаты подразделяются по маркам стали (А2 и А4), из которых изготовлена проволока. Эти марки отличаются друг от друга по составу сплава, и ключевой элемент в нем — хром. Он обеспечивает гибкость и эластичность канатам, обеспечивая при этом достаточную разрывную нагрузку. Хром также делает металл устойчивым к температурным колебаниям и резкому нагреву, а также делает его практически невосприимчивым к воздействию агрессивных веществ и влажности.
Канаты из нержавеющего стали А2 (полная маркировка — А2/АISI304/08Х18Н10) включают в себя хром (18%) и никель (9%). Они устойчивы к воздействию пресной воды, но в более агрессивных условиях могут быть подвержены коррозии. Их применяют в подъемных и тяговых устройствах, наружной рекламе, в теплицах для натяжения покрытия, часто применяется в скважинах. Канат из стали А2 сохраняет свои свойства даже при использовании продолжительным периодом времени и под воздействием агрессивных условий, например, в местах с высоким уровнем влажности.
Канаты из нержавеющей стали А4 (полная маркировка — A4/АISI316/08Х17Н13М2) состоят из хрома (17%), никеля (13%) и молибдена (2–3%). Благодаря добавлению молибдена они обладают ещё более высокой устойчивостью к коррозии и не разрушаются даже в морской соленой воде, щелочи, кислоте. Такие канаты широко используются в морской и химической промышленности: там, где к металлу могут применять агрессивные вещества. Вместе с тем, они идеально подходят для применения в пищевой промышленности, где необходимо соблюдение строгих санитарных норм.
Запас прочности
Запас прочности стального каната - это разница между его разрывной прочностью (максимальной нагрузкой, которую он может выдержать перед разрывом) и рабочей нагрузкой, которой он подвергается во время эксплуатации. Коэффициент прочностного запаса зависит от конкретного применения каната и требований безопасности:
- Для перемещения людей (например, в лифтах или канатных дорогах), рекомендуется использовать коэффициент прочностного запаса 9.
- Для канатов, применяемых для грузоподъемных работ (например, в кранах или подъемниках), обычно требуется коэффициент прочностного запаса 6-7.
- Для лебедок и других устройств буксировки автомобилей или грузов рекомендуется использовать коэффициент прочностного запаса 2,5-3.
Чтобы правильно рассчитать грузоподъемность каната, нужно коэффициент запаса умножить на расчетную нагрузку груза. К примеру, для расчета запаса прочности каната для пассажирского лифта, учитывая вес лифта и требуемый коэффициент запаса, можно применить следующий метод:
- Определите вес лифта. В данном случае, вес лифта при полной загрузке составляет 3000 кг.
- Умножьте вес лифта на коэффициент запаса прочности стального каната для перемещения людей. По требованиям безопасности, коэффициент запаса для людей составляет 9. Таким образом, получаем 3000 кг × 9 = 27000 кг.
- Полученное значение (27000 кг) является максимальной нагрузкой, которую должен выдерживать стальный канат. Убедитесь, что выбранный канат имеет достаточную прочность для выдерживания этой нагрузки.
Конструкционное растяжение
Конструкционное растяжение стального каната - это свойство каната удлиняться при нагрузке из-за упругой деформации металла. При первом натяжении пряди и проволоки каната вытягиваются и располагаются оптимально вокруг сердечника и относительно друг друга.
Это явление связано с физическими свойствами металла, в частности его эластичностью. При нагрузке каната, между атомами и молекулами металла происходит сжатие и растяжение, вызывая временное удлинение каната. Как только нагрузка прекращается, канат возвращается к своей исходной длине из-за восстановления межатомных связей.
Удлинение каната вследствие конструкционного растяжения может составлять до одного процента от общей длины изделия. Это учитывается при проектировании и использовании канатов в различных отраслях, где точность и стабильность длины критически важны.
Для предотвращения конструкционного растяжения канаты могут быть предварительно вытянуты на заводе по требованию заказчика. Это позволяет уменьшить или минимизировать последующее удлинение каната при его эксплуатации.
Типы смазки
Смазка - действует как защита от коррозии и истирания. Придает канату гибкость, уменьшая риск повреждений. В производстве используются различные смазки - СК-50, КС-У, Торсиол, Эласкон, Nyrosten и др. Наличие и способ нанесения смазки имеет большое значение, так как от этого сильно зависят надежность каната и срок его службы.
При наличии смазки, производитель указывает ее код в спецификации изделия. В таблице ниже приведены возможные варианты.
Код смазки |
Органический сердечник | Металлический сердечник | Пряди каната | Канат | |
пряди | в целом | ||||
S(A) | - | - | - | - | - |
A0 | + | + | - | - | - |
A1 | + | + | - | + | - |
A2 | + | + | + | + | + |
A3 | + | + | - | - | + |
A4 | - | - | + | + | - |
A5 | - | - | + | + | + |
A6 | - | - | + | - | + |
"+" - смазан
"-" - не смазан
Назначение
- Грузолюдские канаты (ГЛ): Применяют в пассажирских и грузовых лифтах, канатных дорогах, для различных спасательных операций.
- Грузовые канаты (Г): Применяют в морской отрасли, строительстве, включая грузоподъемные краны, лифты, ворота, и другие механизмы, требующие подъема и перемещения грузов.
Точность изготовления
- Нормальная точность: Такие канаты обычно не обозначаются специальными символами. Они изготавливаются по общепринятыми стандартами и имеют достаточную точность для большинства применений.
- Повышенная точность (символ "Т"): Канаты повышенной точности изготавливаются с минимальными отклонениями каната в диаметре. Это позволяет достичь точности размеров и геометрии каната.
Группы временного сопротивления разрыву
При маркировке канатов по группам временного сопротивления разрыву применяются обозначения, которые указывают на прочностные характеристики каната. Эти характеристики измеряются в Н/мм2 (Ньютон на квадратный миллиметр) или кгс/мм2 (килограмм-сила на квадратный миллиметр).
Обычно в маркировке указывается название маркировочной группы и соответствующее значение временного сопротивления разрыву.
Примеры маркировки канатов по группам временного сопротивления разрыву:
- 1770 Н/мм2 (180 кгс/мм2)
- 1960 Н/мм2 (200 кгс/мм2)
- 2160 Н/мм2 (220 кгс/мм2)
- 2260 Н/мм2 (230 кгс/мм2)
Оболочка каната
С появлением в промышленности полимерных технологий появился новый тип каната - стальной канат в оболочке. Также такие канаты называют металлополимерными. Оболочка состоит из поливинилхлорида (ПВХ), и наносится на канат методом экструзии. Стальной канат в ПВХ оболочке сохраняет свои изначальные характеристики, одновременно получая дополнительную защиту, что значительно увеличивает его срок службы. Продолжительность его эксплуатации может достигать 25 лет.
Стальные канаты в ПВХ оболочке представляют собой стальной трос, покрытый слоем прозрачного или цветного поливинилхлорида. Процесс изготовления таких изделий с напылением ПВХ оболочки обычно включает три этапа. Сначала скручивают прядь, затем прядями обматывают сердечник, а на последнем этапе изделие проходит через экструдер, где на него напыляют слой ПВХ пластика.
ПВХ оболочка придает стальным канатам ряд особенностей. Она предохраняет металл от повреждений, вызванных водой, химически агрессивными веществами, температурами в диапазоне -40/+50°С. Канаты с ПВХ напылением защищены от раскручивания, что делает их более долговечными и удобными в эксплуатации.
Размеры и вес
Диаметр
Согласно российским стандартам, стальные канаты изготавливаются с различными диаметрами, включая:
- от 3,6 до 56,0 мм в соответствии с ГОСТ 2688-80;
- от 5,9 до 72,0 мм в соответствии с ГОСТ 7669-80;
- от 30,5 до 35,5 мм в соответствии с ГОСТ 3090-73;
- от 4,6 до 46,0 мм в соответствии с ГОСТ 3077-80;
- от 6,3 до 72,0 мм в соответствии с ГОСТ 7668-80.
Замеры диаметра проводятся с помощью штангенциркуля в двух разных местах на канате, на расстоянии не менее одного метра друг от друга.
Для получения более точных результатов, диаметр измеряется дважды: сначала в одном направлении, затем во взаимно перпендикулярном направлении. Максимальное расстояние между точками измерения определяет номинальный диаметр каната.
Длина
Длина стальных канатов может варьироваться в зависимости от конкретного применения и требований проекта. Канаты могут быть доступными в стандартных длинах, например длиной 50, 100, 200, 300… до 1000 метров. Однако, часто производители предлагают заказать канаты по индивидуальным длинам, которые соответствуют потребностям конкретного проекта или устройства.
Вес
Вес стального каната зависит от его конструкции, диаметра, материала и длины. Обычно производитель указывает вес на упаковке. Чистый вес (нетто) и вес с упаковкой (брутто). Если маркировка отсутствует, или нужно узнать вес отреза, можно рассчитать вес самостоятельно, используя информацию из соответствующего ГОСТа.
Для этого ориентировочную массу каната нужного нам диаметра длиной 1000 метров разделим на 1000 и получим вес 1 метра. Получившееся число умножим на количество метров отреза и получим его приблизительный вес.
Ниже приведена таблицы веса по популярным видам канатов.
Канат двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6*19 (1+6+6/6)+1 о.с. | Канат двойной свивки типа ЛК-РО конструкции - 6х36 (1+7+7/7+14)+1 о.с. | ||
ГОСТ 2688-80 | ГОСТ 7668-80 | ||
Диаметр, мм | Ориентировочная масса 1000 м смазанного каната, кг | Диаметр, мм | Ориентировочная масса 1000 м смазанного каната, кг |
3,6 | 48,8 | 11,5 | 513,0 |
3,8 | 55,1 | 13,5 | 696,5 |
4,1 | 64,1 | 15,0 | 812,0 |
4,5 | 73,9 | 16,5 | 1045,0 |
4,8 | 84,4 | 18,0 | 1245,0 |
5,1 | 95,5 | 20,0 | 1520,0 |
5,6 | 116,5 | 22,0 | 1830,0 |
6,2 | 141,6 | 23,5 | 2130,0 |
6,9 | 176,6 | 25,5 | 2495,0 |
7,6 | 211,0 | 27,0 | 2800,0 |
8,3 | 256,0 | 29,0 | 3215,0 |
9,1 | 305,0 | 31,0 | 3655,0 |
9,6 | 358,6 | 33,0 | 4155,0 |
11,0 | 461,6 | 34,5 | 4550,0 |
12,0 | 527,0 | 36,5 | 4965,0 |
13,0 | 596,6 | 38,0 | 5510,0 |
14,0 | 728,0 | 39,5 | 6080,0 |
15,0 | 844,0 | 42,0 | 6750,0 |
16,5 | 1 025,0 | 43,0 | 7120,0 |
18,0 | 1 220,0 | 44,5 | 7770,0 |
19,5 | 1 405,0 | 46,5 | 8400,0 |
21,0 | 1 635,0 | 48,5 | 9155,0 |
22,5 | 1 850,0 | 50,5 | 9940,0 |
24,0 | 2 110,0 | 53,5 | 11150,0 |
25,5 | 2 390,0 | 56,0 | 12050,0 |
27,0 | 2 685,0 | 58,5 | 13000,0 |
28,0 | 2 910,0 | 60,5 | 14250,0 |
30,5 | 3 490,0 | 63,0 | 15200,0 |
32,0 | 3 845,0 | 65,0 | 16100,0 |
33,5 | 4 220,0 | 68,0 | 17700,0 |
37,0 | 5 015,0 |
|
|
39,5 | 5 740,0 |
|
|
42,0 | 6 535,0 |
|
|
44,5 | 7 385,0 |
|
|
47,5 | 8 430,0 |
|
|
51,0 | 9 545,0 |
|
|
56,0 | 11 650,0 |
Производство канатов
Стальные канаты производят на специальных автоматизированных станках в несколько этапов:
- Выбор материала. При производстве используют высокопрочную стальную канатную проволоку диаметром от 0,4 до 8 мм. Эта проволока изготавливается из углеродистой или легированной стали.
- Скручивание прядей. Отдельные проволоки скручиваются в пряди особым образом, чтобы обеспечить нужную прочность и гибкость каната.
- Правка и вытяжка. Готовые пряди проходят через специальные правильные станки, которые устраняют внутреннее напряжение и выпрямляют изделия. Это позволяет получить более ровные и прямые пряди.
- Переплетение прядей. Пряди переплетаются вокруг центрального сердечника на канатовьющих станках. Сердечник придает канату структурную целостность, делая канат более устойчивым к растяжению, изгибу и разрывам. Сердечник из органических материалов, например из пеньки или капрона, служит в качестве аккумулятора смазки.
- Калибровка и выравнивание. Готовый канат проходит процесс калибровки и выравнивания по всей длине с использованием специальных роликов. Это позволяет достичь требуемых геометрических параметров и обеспечить равномерное распределение нагрузки по канату.
- Смазывание: Завершающая стадия производства каната. Смазку наносят для увеличения эластичности каната и защиты от коррозии. Она также помогает уменьшить трение между прядями и продлить срок службы каната.
Маркировка
- Наименование производителя.
- Номер партии - уникальный идентификатор партии канатов, который позволяет отслеживать происхождение и контролировать качество продукции.
- Условное обозначение - кодовое обозначение, которое определяет тип и характеристики каната в соответствии с принятой системой классификации.
- Длина - указывает общую длину каната в метрах или других единицах измерения.
- Масса в килограммах.
- Дата производства.
Эта информация обычно проставляется на этикетке, ярлыке или наносится прямо на канат.
В условных обозначениях стальных канатов зашифрованы все технические характеристики и основные параметры:
Диаметр каната в мм:
- 25
- 32
- 40
- 50
Назначение каната:
- Г – грузовой
- ГЛ – грузолюдской
Марки проволоки:
- ВК – высокого качества.
- В – повышенного качества.
- 1 – нормального качества.
Направление свивки прядей:
- «не обозначается» – правая свивка,
- Л – левая свивка.
Покрытие проволоки:
- «не обозначается» – без покрытия
- С – средняя плотность цинкования
- Ж – высокая плотность цинкования
- ОЖ – особая плотность цинкования
Направление свивки:
- «не обозначается» – Крестовая свивка
- О – Односторонняя свивка
Крутимость:
- «не обозначается» – крутящиеся канаты
- МК – малокрутящиеся канаты
Точность:
- «не обозначается» – нормальной точности
- Т – повышенная точность
Группы временного сопротивления разрыву:
- 1770 Н/мм2 (180 кгс/мм2)
- 1960 Н/мм2 (200 кгс/мм2)
- 2160 Н/мм2 (220 кгс/мм2)
- 2260 Н/мм2 (230 кгс/мм2)
ГОСТ:
- ГОСТ 2668-80
- ГОСТ 3066-80
- ГОСТ 2688-80
- ГОСТ 7665-80
Зарубежные стандарты
Среди дорожно-строительной и грузоподъемной техники, появилось много кранов, манипуляторов и другой подъемной техники иностранного производства. Импортная техника имеет ряд преимуществ перед отечественной грузоподъемной техникой, и ей удалось занять значительную долю на российском рынке. Иностранная техника, в свою очередь, комплектуется импортными канатами. И тут важно подчеркнуть, что зарубежные и отечественные стальные канаты имеют некоторые отличия друг от друга.
Стандарт DIN является немецким аналогом российского ГОСТ. Разные DIN обозначают вид свивки, наличие и тип сердечника.
Импортные канаты обозначаются в соответствии европейскому стандарту EN, - это немецкий стандарт DIN, только для международного рынка.
Конструкции прядей тросов по DIN
SL (Single Layer) – это тип конструкции троса, где проволока одинакового диаметра образует один слой. Наиболее распространенными примерами являются тросы 1х7 и 1x19, где шесть проволок окружают одну проволоку в центре.
S (Seale) – это тип конструкции троса, в котором проволока формирует два слоя. Количество проволок в каждом слое одинаково, и диаметр проволок в каждом слое также одинаковый.
W (Warrington) – это тип конструкции троса, где проволока образует два слоя. Внутренний слой состоит из проволок одинакового диаметра, а внешний слой состоит из проволок с разным диаметром.
F (FW - Filler Wire) – это тип конструкции троса, где проволока формирует два слоя. Внутренний слой состоит из проволок, количество которых равно половине числа проволок во внешнем слое. Борозды внутреннего слоя заполняются проволоками меньшего диаметра.
WS (Warrington-Seale) – Конструкция пряди параллельной свивки, имеющая три и более слоёв, свитых за одну операцию и образованных путём комбинирования типов прядей Warrington и Seale.
M (Cross Lay) – Конструкция пряди, свитой за несколько операций, в которой проволоки налагающихся слоев пересекаются друг над другом и имеют точечный контакт.
N (Compound Lay) – Конструкция пряди, свитой за несколько операций, содержащая как минимум три слоя проволок, наружный слой которых навит на центральную конструкцию параллельной свивки.
Тип сердечника
Согласно стандарту DIN, сердечник бывает:
- FC (Fiber Core) – фибровый сердечник.
- NFC (Natural fibre core) – сердечник из натуральных волокон.
- SFC (Synthetic fibre core) – сердечник из синтетических волокон.
- WC (Steel core) – стальной (металлический) сердечник.
- SC (Strand Core) – стальной проволочный сердечник, структура которого аналогична прядям каната.
- IWRC (Independent Wire Rope Core) – сердечник из независимых стальных проволок.
- SPC (Solid polymer core) – состоит из твердотельного полимера.
- PPI (Plastic protected impregnated) – сердечник с дополнительным полимерным заполнением.
Направление свивки
- sZ (Right hand regular lay) – крестовая правая свивка.
- zZ (Right hand lang lay) – односторонняя правая свивка.
- zS (Left hand regular lay) – крестовая левая свивка.
- sS (Left hand lang lay) – односторонняя левая свивка.
Покрытие каната
Классифицируется в зависимости от типа и степени оцинковки.
- U - без покрытия (Uncoated): Канат без какого-либо покрытия. В этом случае, металлические проволоки каната не имеют дополнительной защиты от коррозии. Такой канат обычно используется в простых условиях и не подвергается сильному воздействию окружающей среды.
- А - оцинкованный, класс А (Class A, Hot-Dip Galvanized): Канат, покрытый слоем цинка методом горячего цинкования класса А. Горячее цинкование предполагает погружение проволок в расплавленный цинк, что приводит к образованию прочного и долговечного защитного слоя. Класс А означает, что покрытие имеет более высокую степень цинкования и обычно обеспечивает более высокую защиту от коррозии по сравнению с классом В. Такой канат часто используется в условиях, где требуется повышенная стойкость к коррозии, таких как морская среда или влажные условия.
- В - оцинкованный, класс В (Class B, Electro-Galvanized): Канат, покрытый слоем цинка методом электрооцинкованная класса В. Электроцинкование осуществляется путем покрытия проволок тонким слоем цинка с использованием электролитического процесса. Класс В обычно предоставляет стандартную защиту от коррозии. Такой канат может использоваться в средних условиях, где коррозионные риски не являются критическими или где требуется экономичное решение.
Класс стали (маркировочная группа)
Маркировочная группа импортного каната указывает на класс стали, используемый для его изготовления. В случае указанных классов, маркировочная группа будет следующей:
- PS - Plow Steel (1570 Н/мм²): Канат, изготовленный из стали класса Plow Steel с предельной прочностью 1570 Н/мм².
- IPS - Improved Plow Steel (1770 Н/мм²): Канат, изготовленный из улучшенной стали класса Plow Steel с предельной прочностью 1770 Н/мм².
- EIPS - Extra Improved Plow Steel (1960 Н/мм²): Канат, изготовленный из дополнительно улучшенной стали класса Plow Steel с предельной прочностью 1960 Н/мм².
- EEIPS - Extra, Extra Improved Plow Steel (2160 Н/мм²): Канат, изготовленный из особо улучшенной стали класса Plow Steel с предельной прочностью 2160 Н/мм².
- GIPS - Galvanized Improved Plow Steel: Оцинкованный канат, изготовленный из улучшенной стали класса Plow Steel. Он имеет ту же предельную прочность, что и IPS класс (1770 Н/мм²), но дополнительно покрыт слоем цинка для защиты от коррозии.
Расшифровка маркировок стального каната по стандарту EN 12385
Сравнение российских и зарубежных стандартов (ГОСТ vs DIN)
Тип каната | Россия | Германия | Европа | Англия | Особенности | |
Канаты одинарной свивки из круглых проволок |
ГОСТ 3062-80; ГОСТ 3063-80; ГОСТ 3064-80 |
DIN 3052-71; DIN 3053 |
|
|
Отличается повышенной жесткостью. Его используют там, где канат подвержен растягиванию (громоотводы ЛЭП, растяжки, и т.п.) | |
Канаты типа ЛК-Р |
ГОСТ 2688-80; ГОСТ 14954-80 |
DIN 3059-72 | EN 12385-4 6x19W-FC | BS 302 6х19 (12/6/1) FC | Используют в агрессивных средах и там, где канат будет подвергаться интенсивным изгибам (лебедки, краны, лифты) | |
Канаты типа ЛК-О |
ГОСТ 3081-80; ГОСТ 3066-80; ГОСТ 3069-80; ГОСТ 3083-80 |
DIN 3058-72; DIN 3055 |
EN 12385-4 6x19S-IWRC | BS 302 6х19 (9/9/1) WRC; BS 302 6х7 (6/1)WSC; BS 302 6х7 (6/1) FC | Благодаря вплетению проволок повышенного диаметра в верхний слой каната, устойчиво сопротивляются истиранию. Широко распространены, но, ввиду своей жесткости, требуют для работы барабаны и блоки повышенного диаметра (ванты кранов и мостов, подвесные крыши) | |
Канаты типа ЛК-З |
ГОСТ 7665-80; ГОСТ 7667-80 |
DIM 3057 |
|
|
Используют там, где необходима гибкость каната. За счет вплетения более тонких проволок заполнения в пряди, не рекомендуют использовать в агрессивных средах (шахтные установки, дорожные машины, металлургические краны) | |
Канаты типа ЛК-РО |
ГОСТ 7668-80; ГОСТ 7669-80; ГОСТ 16853-80 |
DIN 3064-72 | EN 12385-4 6x36WS-IWRC |
BS 302 6х36 (14/7&7/7/1) FC; |
Имеют большое количество проволок в прядях, и за счет этого обладают высокой гибкостью. Наличие толстой проволоки в наружном слое позволяет применять их в условиях повышенного истирания и в агрессивных средах. Такое сочетание свойств делают канаты типа ЛК-РО универсальными (Применяются в нефтегазовой отрасли в качестве талевых канатов для буровых установок) | |
Канаты типа ТЛК-О | ГОСТ 3079-80 |
|
|
|
Предназначены для стоячего такелажа. Большая структурная прочность канатов позволяет использовать их во многих весьма напряженных условиях работы (грузоподъемные механизмы, тяговые лебедки, буксировочные тросы). | |
Канаты типа ТК |
ГОСТ 3067-88; ГОСТ 3068-88; ГОСТ 3070-88; ГОСТ 3071-88 |
DIN 3060-72 | EN 12385-4 6x19M-WSC | BS 302 6х19 (12/6/1)WSK; BS 302 6х19 (12/6/1) WSC; BS 302 6х37 (18/12/6/1) FC | Рекомендуют использовать в условиях отсутствия сильных изгибов и пульсирующих нагрузок (стропы, расчалочные канаты, временные лесосплавные крепления поддерживающие и тормозные канаты и т. п.) |
Хранение стальных канатов
- При отправке каната на хранение, его необходимо осмотреть на наличие повреждений и смазать канатной смазкой оголенные участки, которые могли быть подвержены при транспортировке и погрузочно-разгрузочных работах. При этом выбранная смазка должна быть совместима с типом смазки, использованной при изготовлении канатов.
- При разгрузке и складировании не допускайте повреждение заводской упаковки и самого каната.
- Хранение должно осуществляться в чистых, сухих и хорошо проветриваемых помещениях, защищены от атмосферных осадков, химических испарений, пара и солевых растворов.
- Канаты должны храниться вдали от источников тепла, которые могут привести к утоньшению слоя смазки и ее стеканию с каната.
- При хранении канатов, намотанных на барабан, его должна быть параллельна полу, на котором он установлен.
- Если канат поставляется на транспортном барабане и предполагается длительное хранение, особенно в теплом помещении, барабан нужно периодически поворачивать, чтобы предотвратить перетекание смазки в канате. Также необходимо регулярно смазывать канат (не реже, чем раз в 6 месяцев).
- При выводе каната из эксплуатации для хранения и последующего использования, его необходимо очистить и смазать перед помещением на барабан. Хранение использованного каната требует такого же внимания, как и хранение нового каната.
Александр
Прекрасная статья
V
Ошибка в картинке по измерению толщины каната.
Менеджер Крепком
В ответ V
Спасибо, поправили!