GB/T 8358—1987國家標(biāo)準(zhǔn)的名稱是《鋼絲繩破斷拉伸試驗(yàn)方法》,該標(biāo)準(zhǔn)于2006年和2014年修訂了兩次,并將標(biāo)準(zhǔn)名稱修訂為《鋼絲繩實(shí)際破斷拉力測定方法》,2023年又對該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂,標(biāo)準(zhǔn)名稱修正為《鋼絲繩破斷拉力測定方法》,并于2023年5月23日發(fā)布,2023年12月1日開始實(shí)施。鋼絲繩具有較高的抗拉強(qiáng)度、抗疲勞強(qiáng)度和抗沖擊韌性,能夠承受多種載荷及變載荷的作用,廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、建筑、運(yùn)輸、航海、航空航天、石油、海洋工作等諸多領(lǐng)域[1]。在實(shí)際應(yīng)用中,受多種因素的影響,鋼絲繩發(fā)生破斷導(dǎo)致事故的情況時(shí)有發(fā)生,甚至給相關(guān)方造成嚴(yán)重?fù)p失。為了保障鋼絲繩使用的安全性,防止因破斷而造成嚴(yán)重事故,鋼絲繩破斷拉力的科學(xué)測定尤為重要[2]。

GB/T 8358—2023（以下簡稱新版標(biāo)準(zhǔn)）參考了ISO 3108：2017《鋼絲繩 試驗(yàn)方法 破斷拉力的測定》,在術(shù)語定義、試樣制備、結(jié)果判定、安全等方面比GB/T 8358—2014（以下簡稱舊版標(biāo)準(zhǔn)）有技術(shù)改進(jìn)。雖然新版標(biāo)準(zhǔn)的前言對上述修訂內(nèi)容進(jìn)行了一些描述,但不夠詳細(xì)。筆者所在單位主持了ISO 3108：2017國際標(biāo)準(zhǔn)的制定,該國際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被英國、德國、韓國和巴西等國家等同采用為國家標(biāo)準(zhǔn)。筆者詳細(xì)介紹了修訂內(nèi)容的技術(shù)要點(diǎn),以幫助廣大檢測人員正確理解標(biāo)準(zhǔn),準(zhǔn)確掌握相關(guān)技術(shù)要點(diǎn),為提高試驗(yàn)的有效性和獲得穩(wěn)定可靠的試驗(yàn)結(jié)果打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí),文章有助于口岸檢測機(jī)構(gòu)更加有效地對進(jìn)口鋼絲繩進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)管,真正發(fā)揮其把關(guān)服務(wù)的作用。

1. 術(shù)語和定義

新版國家標(biāo)準(zhǔn)共有9個(gè)術(shù)語,新增加的3個(gè)術(shù)語和定義是：最小破斷拉力、實(shí)測破斷拉力和灌漿料澆注法,并對合金澆鑄法、樹脂澆注法、套管壓制法和纏繞法4個(gè)術(shù)語的描述進(jìn)行了部分修訂,使其更加簡要,具體如表1所示。

灌漿料澆注法是GB/T 8358—2023標(biāo)準(zhǔn)提出的一種制樣方法,具體制備方法在附錄A中詳細(xì)描述。

2. 試樣

2.1 試樣長度

新舊版國家標(biāo)準(zhǔn)對試樣長度的要求與ISO 3108：2017國際標(biāo)準(zhǔn)一致。

2.2 試樣制備

新標(biāo)準(zhǔn)參考國際標(biāo)準(zhǔn),對不同制樣方法的應(yīng)用范圍進(jìn)行了規(guī)定,如表2所示。

GB/T 8358—2023簡化了合金澆鑄法和樹脂澆注法試樣制備的流程,合金澆鑄法參考GB/T 30588《鋼絲繩繩端 合金熔鑄套接》、樹脂澆注法參照YB/T 4615—2017《鋼絲繩繩端樹脂套接》的規(guī)定。ISO 3108：2017中合金澆鑄法和樹脂澆注法均參照ISO 17558：2013《鋼絲繩 套接法 熔融金屬和樹脂套接》標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

（1）直接夾持法。直接夾持法簡單快捷,也是最常用的試驗(yàn)方法之一,常被有經(jīng)驗(yàn)的檢測人員采用,但直接夾持法對鋼絲繩表面的損傷也比較大,因而直接夾持法一般適用于單股鋼絲繩。對于其他結(jié)構(gòu)的鋼絲繩,如果鋼絲繩斷裂位置在有效部位,也可采用直接夾持法。為防止鋼絲繩的表面損傷,試驗(yàn)人員一般使用襯墊材料（軟金屬如鋁片、銅片等）。

（2）纏繞法。纏繞法的優(yōu)點(diǎn)是不需要對試樣進(jìn)行復(fù)雜而繁瑣的加工,夾持的效果也比較好。但是,對于大直徑的鋼絲繩,其纏繞輪的直徑也要求很大,由于國家標(biāo)準(zhǔn)對試樣最小試驗(yàn)長度有規(guī)定,因此采用纏繞法適用于直徑不大于20mm的鋼絲繩[3]。

（3）灌漿料澆注法。① GB/T 50448—2015《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》表4.1.1中灌漿料的種類有4類（新版國家標(biāo)準(zhǔn)中引用標(biāo)準(zhǔn)號(hào)GB/T 50488—2015有誤,正確為GB/T 50448—2015）,不同的種類對應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)不同,澆注及養(yǎng)護(hù)的要求不同,冬天試驗(yàn)與夏天試驗(yàn)要求不一樣,因此灌漿料澆注法需要專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行指導(dǎo)方能實(shí)施。② 冬天對灌漿料抗壓強(qiáng)度的要求明顯高于夏天。③ 根據(jù)GB/T 50448—2015 附錄A3.1的要求,試樣制備時(shí)間遠(yuǎn)大于55h,制備完成后還要完成抗壓試驗(yàn),達(dá)到GB/T 50448—2015表4.1.1及表4.1.2的要求,冬天采用該方法制備試樣的時(shí)間更長,人員要求更高。④ 需專業(yè)設(shè)備、場地和模具,以滿足制樣的要求。⑤ 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的儀器需滿足GB/T 17671—2021《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法）》中5.6.6節(jié)和5.6.7節(jié)的規(guī)定,測定方法按照GB/T 17671—2021中10.2節(jié)的方法進(jìn)行操作,結(jié)果判定按11.2節(jié)的方法進(jìn)行計(jì)算和報(bào)告。⑥ 由于試驗(yàn)設(shè)備的技術(shù)發(fā)展,對于直徑小于20mm的鋼絲繩,采用直接夾持法或套管壓制法具有快速、高效、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。除非大批量的鋼絲繩測試,灌漿料澆注法有一定的應(yīng)用范圍。

2.3 試驗(yàn)設(shè)備

GB/T 8358—2023增加了試驗(yàn)設(shè)備測力系統(tǒng)的校準(zhǔn)規(guī)程,同時(shí)明確了安全防護(hù)裝置的要求。新版標(biāo)準(zhǔn)僅對試驗(yàn)設(shè)備提出了安全防護(hù)裝置的要求,但I(xiàn)SO 3108：2017的安全性要求更加全面,對人員、設(shè)備以及整個(gè)試驗(yàn)過程都要求有足夠的安全措施,確保試驗(yàn)的安全順利完成[4],具體如表3所示。因此,將來在國家標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí),應(yīng)按照國際標(biāo)準(zhǔn)的要求,對整個(gè)試驗(yàn)全過程的安全措施制訂一個(gè)要求,確保人員安全。

3. 試驗(yàn)結(jié)果

GB/T 8358—2023對判斷試驗(yàn)結(jié)果是否有效規(guī)定為“距離夾頭6d或50mm（兩者取其小者）內(nèi)破斷”改為“距離夾頭6d內(nèi)破斷”,d為鋼絲繩直徑,與ISO 3108：2017標(biāo)準(zhǔn)一致,各標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)結(jié)果判定規(guī)則如表4所示。

對鋼絲繩破斷拉力測試斷距規(guī)定合理性的研究認(rèn)為：舊版國家標(biāo)準(zhǔn)的有效性判定距離弱化了制樣因素對鋼絲繩破斷拉力降低的影響。其實(shí)鋼絲繩最終承載力主要靠單個(gè)捻距長度鋼絲繩承擔(dān),因此,在鋼絲繩破斷拉力測定時(shí),其斷裂位置距離夾頭的最小距離為一個(gè)鋼絲繩捻距是科學(xué)的,其大致等于6d[5]。歐盟標(biāo)準(zhǔn)、ASTM標(biāo)準(zhǔn)、日本標(biāo)準(zhǔn)的有效性判定距離均為6d,新版標(biāo)準(zhǔn)采用這一技術(shù)要求,有利于我國鋼絲繩的出口,也避免鋼絲繩破斷拉力測定的質(zhì)量異議,同時(shí)也避免了進(jìn)口鋼絲繩在實(shí)際應(yīng)用中因結(jié)果判定產(chǎn)生的國際貿(mào)易糾紛。

4. 結(jié)論

鋼絲繩整繩破斷拉力試驗(yàn)新舊版國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)主要有以下的技術(shù)變化。

（1）新版標(biāo)準(zhǔn)增加了最小破斷拉力、實(shí)測破斷拉力、灌漿料澆注法等3個(gè)術(shù)語,對合金澆鑄法、樹脂澆注法、套管壓制法和纏繞法等4個(gè)術(shù)語進(jìn)行了簡化。

（2）增加了對試驗(yàn)設(shè)備安全的要求。

（3）試驗(yàn)結(jié)果有效性判據(jù)更改為“距離夾頭6d內(nèi)破斷”,與國際標(biāo)準(zhǔn)、歐盟標(biāo)準(zhǔn)、ASTM標(biāo)準(zhǔn)、日本標(biāo)準(zhǔn)一致。

（4）ISO 3108：2017國際標(biāo)準(zhǔn)安全性要求更加全面,對人員、設(shè)備以及整個(gè)試驗(yàn)過程都要求有足夠的安全措施,以確保試驗(yàn)的安全順利完成。

（5）新版標(biāo)準(zhǔn)提出的灌漿料澆注法耗費(fèi)時(shí)間長、工藝復(fù)雜、適用范圍小。

文章來源——材料與測試網(wǎng)