一种钢绞线拉伸试验方法
【专利摘要】本发明涉及一种钢绞线拉伸试验方法，具体涉及一种能够准确检测钢绞线拉伸性能的试验方法，属于钢绞线检测领域。本发明钢绞线拉伸试验方法，采用拉伸试验机测定钢绞线试样的拉伸性能，用锡液对钢绞线试样两端进行浇铸，控制浇铸时锡液的温度为235～400℃，制得端部带有凝固锡块的钢绞线拉伸试样，其凝固锡块与试验机夹具匹配。本发明方法操作简单、成本低、可靠性高、能有效避免钢绞线钢丝在拉伸时发生滑移，进而能够准确检测钢绞线拉伸性能，更加真实的反映钢绞线拉伸性能。
【专利说明】
一种钢绞线拉伸试验方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种钢绞线拉伸试验方法，具体涉及一种能够准确检测钢绞线拉伸性 能的试验方法，属于钢绞线检测领域。
【背景技术】
[0002] 通常，在进行钢绞线的拉伸试验过程中，需要先将一根钢绞线两端夹紧固定，并保 证钢绞线轴向受力，在轴向拉力的过程中，钢绞线由于自身塑性变形而延长，当轴向拉力达 到钢绞线极限导致钢绞线拉断。通过测量得到发生塑性变形后的钢绞线的变形量，以及钢 绞线的极限破坏力值，计算钢绞线非比例延伸力，弹性模量和抗拉强度等。在整个试验程 中，最重要的是要保证钢绞线与夹具不发生相对移动。
[0003] 但是，由于钢绞线是由多根钢丝绞合构成的钢铁制品，其强度高，试验力大，在拉 伸试验时，受到试验机夹具和自身特殊结构等因素的影响，容易发生一根或几根钢丝滑移 的现象。为避免钢绞线钢丝发生滑移，在日常钢绞线试验中，一般使用大夹持力对钢绞线试 样两端进行夹持，但是，由于试验机夹具的夹持力过大，容易把钢丝夹伤，导致钢绞线试验 时在夹持部分断裂，或者在距离夹持部分较近的位置断裂，造成钢绞线拉伸试验结果偏低， 虽然有时候所测得的拉伸性能达到相关标准的规定，但很难检测到钢绞线真实的拉伸性 能，进而导致试验失效。显然，采用增大夹持力方式没有解决钢绞线拉伸试验遇到的问题， 因而需要其他能够准确检测钢绞线拉伸性能的试验方法。
[0004] 专利201210091982.0公开了一种检测钢丝绳整绳破断拉力的方法。该方法将钢丝 绳两端浇铸锌液，制得两端部带有凝固锌块的钢丝绳试样，然后进行拉伸试验。该方法能够 检测钢丝绳的整绳破断拉力，但是，由于锌液浇铸时温度较高，对钢丝会产生一定的影响， 因此，采用该方法进行钢绞线的拉伸试验时，其断裂位置靠近凝固锌头附近，导致其试验结 果偏低。此外，对钢绞线而言，由于钢绞线的组成钢丝较少，在浇铸时，强度级别高的钢绞线 绳头容易从浇铸头中滑出，影响测试结果。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种能够准确检测钢绞线 拉伸性能的试验方法。
[0006] 本发明钢绞线拉伸试验方法，采用拉伸试验机测定钢绞线试样的拉伸性能，其特 征在于：用锡液对钢绞线试样两端进行浇铸，控制浇铸时锡液的温度为235~400°C，制得端 部带有凝固锡块的钢绞线拉伸试样，其凝固锡块与试验机夹具匹配。
[0007] 优选的，在浇铸前，对钢绞线试样两端依次进行如下处理：
[0008] 1)对钢绞线试样两端进行捆扎，完成后将两个端部散开；
[0009] 2)对钢绞线试样两端散开的钢丝进行磨制；
[0010] 3)在钢绞线试样两端散开的钢丝的中点进行折弯；
[0011] 4)对钢绞线试样两端折弯后的钢丝进行压制，直至试样两端能够放置于浇铸模具 中，且每根钢丝不相互接触；
[0012] 5)清洗钢绞线试样两端散开的钢丝。
[0013] 进一步的，步骤1)中，优选捆扎位置分别距离钢绞线试样两端两个夹持长度，每处 捆扎至少缠绕5圈及以上。
[0014] 进一步的，步骤2)中，优选用砂纸对两端散开的钢丝进行磨制，直至每根钢丝露出 金属光泽面积达60 %以上。
[0015] 进一步的，步骤3)中，优选用钢筋弯曲机对试样两端散开的钢丝进行折弯，弯曲角 度大于120度，且同一钢丝的弯折部分与未弯折部分不相互接触，弯芯直径为30mm以上。
[0016] 进一步的，步骤3)中，所述钢绞线试样的钢丝数量大于7根时，只对外围钢丝进行 折弯，折弯后将内围钢丝去掉一个夹持长度。
[0017] 进一步的，步骤5)中，采用如下方法清洗钢绞线试样两端散开的钢丝:首先用酒精 对钢丝进行清洗，清除表面油污和铁削;接着用流水对两端钢丝进行冲洗，每根钢丝至少冲 洗一遍;最后将清洗完成的钢绞线试样两端的钢丝进行晾干。
[0018] 其中，所述浇铸包括如下步骤:将所述钢绞线试样两个端部中的一个放置于模具 之中，向模具中注入锡液，待锡液凝固后取出，将所述两个端部中的另一个放置于模具之 中，向模具中注入锡液，待锡液凝固后取出，得到端部带有凝固锡块的钢绞线试样。
[0019] 优选的，所述锡液通过下列步骤获得:首先，打开高温炉，将锡块放入;接着启动高 温炉加热装置，开始加热;最后，待高温炉温度达到630°C，炉中锡块完全熔融，开始保温，保 温时间至少15分钟，即获得浇铸用锡液。
[0020] 作为优选方案，本发明方法还包括回收并熔化完成拉伸试验的钢绞线试样两端的 凝固锡块，再次用于浇铸的步骤。
[0021] 与现有技术相比，本发明的一种钢绞线拉伸试验方法操作简单、成本低、可靠性 高、能有效避免钢绞线钢丝在拉伸时发生滑移，进而能够准确检测钢绞线拉伸性能，更加真 实的反映钢绞线拉伸性能。这将为钢绞线开发、性能提升提供有力支撑，有很好的社会效益 和和经济效益。
【附图说明】
[0022] 图1为钢绞线试样两端捆扎散开示意图。
[0023]图2为钢绞线试样折弯后示意图。
[0024]图3为钢绞线试样浇铸后示意图。
【具体实施方式】
[0025] 本发明钢绞线拉伸试验方法，采用拉伸试验机测定钢绞线试样的拉伸性能，其特 征在于：用锡液对钢绞线试样两端进行浇铸，控制浇铸时锡液的温度为235~400°C，制得端 部带有凝固锡块的钢绞线拉伸试样，其凝固锡块与试验机夹具匹配。
[0026] 本发明所述的凝固锡块与试验机夹具匹配是为了使凝固锡块的形状正好能被试 验机夹具夹紧。本发明所述的浇铸仅在钢绞线两端进行，浇铸时需保证锡液不会流向钢绞 线试样的中间部分。
[0027] 本发明人发现，选择锡熔液进行浇铸，锡熔点低，升温快，易熔融，锡液与钢丝融合 最好，锡液凝固后制成的试样受力最优。浇注时，需要严格控制浇铸温度，才能与钢丝融合 最佳，不易发生锡头开裂等现象。凝固后，进行拉伸试验时绳头牢固不易损坏，断裂位置离 捆扎处(即锡头底部)远，在拉力试验机上受力最优，能最真实的反映了钢绞线拉伸性能。
[0028] 优选的，为了使浇铸更牢固，同时防止钢绞线绳头从模具中滑出来，在浇铸前，对 钢绞线试样两端依次进行如下处理：
[0029] 1)对钢绞线试样两端进行捆扎，完成后将两个端部散开；
[0030] 2)对钢绞线试样两端散开的钢丝进行磨制；
[0031] 3)在钢绞线试样两端散开的钢丝的中点进行折弯；
[0032] 4)对钢绞线试样两端折弯后的钢丝进行压制，直至试样两端能够放置于浇铸模具 中，且每根钢丝不相互接触；
[0033] 5)清洗钢绞线试样两端散开的钢丝。
[0034] 进一步的，步骤1)中，优选捆扎位置分别距离钢绞线试样两端两个夹持长度，每处 捆扎至少缠绕5圈及以上，捆扎不应对两捆扎之间的试验长度产生影响。所述试验长度应满 足相关标准要求。
[0035] 进一步的，为提高磨制效果，步骤2)中优选用砂纸对两端散开的钢丝进行磨制，直 至每根钢丝露出金属光泽面积达60%以上。磨制后钢丝表面不能有肉眼可见的浮锈、麻坑 等缺陷，允许有回火颜色。所述露出金属光泽面积达到60%以上为每根钢丝露出的金属光 泽基本上均匀分布在钢丝表面上的面积达到60%以上，不包括局部达到60%以上。所述砂 纸为500目及以上。
[0036]为了增加锡液与钢丝的摩擦阻力，使浇铸后的锡头能够承受更大的拉力，同时更 好的防止钢绞线绳头容易从模具中滑出来，步骤3)中，优选用钢筋弯曲机对试样两端散开 的钢丝进行折弯，弯曲角度大于120度，且同一钢丝的弯折部分与未弯折部分不相互接触， 弯芯直径为30mm以上。本发明所述弯芯直径是指钢丝弯曲180度后两内表面之间的距离。
[0037] 优选的，步骤3)中，所述钢绞线试样的钢丝数量大于7根时，只对外围钢丝进行折 弯，折弯后将内围钢丝去掉一个夹持长度。
[0038] 进一步的，为提高清洗效果，步骤5)中，优选采用如下方法清洗钢绞线试样两端散 开的钢丝:首先用酒精对钢丝进行清洗，清除表面油污、铁削等异物;接着用流水对两端钢 丝进行冲洗，每根钢丝至少冲洗一遍;最后将清洗完成的钢绞线试样两端的钢丝进行晾干。 这里，所述酒精可以为乙醇等分析醇。
[0039] 用砂纸对钢钢丝进行磨制、用钢筋弯曲机对钢丝进行折弯、对钢丝清洗的步骤，主 要为了浇铸牢固。用砂纸对钢钢丝进行磨制清除钢丝上浮锈、麻坑或其他异物，防止对浇铸 产生影响。用钢筋弯曲机对钢丝进行折弯主要增加锡液与钢丝的摩擦阻力，使浇铸后的锡 头能够承受更大的拉力。对钢丝清洗能去除钢丝上经砂纸磨制、钢筋弯曲机折弯留下的杂 质，使锡液与钢丝能较好融合。
[0040] 步骤4)中，可用压缩机对试样两端折弯后的钢丝进行压制，直至试样两端能够放 置于浇铸磨具中。
[0041] 放入模具中浇铸钢绞线试样两个端部散开的钢丝不能交叉，前后左右钢丝不能相 互接触，这主要是使钢绞线试样两端的所有钢丝都均匀受力。再加上特定温度的锡液浇铸， 试验时，绳头牢固不易损坏，断裂位置离捆扎处(锡头底部)远，在拉力试验机上受力最优， 最真实的反映了钢绞线拉伸性能。
[0042]进一步的，所述浇铸包括如下步骤:将所述钢绞线试样两个端部中的一个放置于 模具之中，向模具中注入锡液，待锡液凝固后取出，将所述两个端部中的另一个放置于模具 之中，向模具中注入锡液，待锡液凝固后取出，得到端部带有凝固锡块的钢绞线试样;优选 所述锡液通过下列步骤获得:首先，打开高温炉，将锡块放入;接着启动高温炉加热装置，开 始加热；最后，待高温炉温度达到630°C，炉中锡块完全熔融，开始保温，保温时间至少15分 钟，即获得浇铸用锡液。
[0043]锡的熔点为231.89°C，沸点为2260°C，加热到630°C是因为将锡液从高温炉中取出 倒入浇注模具内，对钢绞线绳头进行浇注，这个过程需要一定时间，而锡液的温度下降很 快，因此必须选择高于锡的熔点温度，否则，锡液在从高温炉取出还没有浇注到模具中就已 经随着温度降低而凝固，根据经验，630°C是锡液加热的最佳温度，在此温度下加热后，锡液 浇铸时能保证其浇铸温度在熔点之上，400 °C以下。
[0044] 进一步地，所述浇铸后，还将浇铸好的钢绞线试样两端绳头自然冷却至常温的步 骤，冷却时间至少24小时以上。
[0045] 所述一个夹持长度与试验机夹具高度相同，为防止浇铸时锡液溢出，一个夹持长 度应小于浇铸模具高度。
[0046] 第一步钢丝散开、第三步钢丝折弯、第四步压缩机压制、放入模具中浇铸钢绞线试 样两个端部散开的钢丝不能交叉，前后左右钢丝不能相互接触，这主要是使钢绞线试样两 端的所有钢丝都均匀受力，再加特定的锡液浇铸温度，试验时，绳头牢固不易损坏，断裂位 置离捆扎处(锡头底部)远，在拉力试验机上受力最优，最真实的反映了钢绞线拉伸性能。
[0047] 钢绞线试样两端绳头浇铸形状由试验机夹具决定。
[0048] 为将钢绞线放入模具中，所述模具设置为可以分开的两等分，模具底部设置有用 于供钢绞线试样穿过的开孔，且通过所述开孔能够使放置于模具中的钢绞线试样的端部的 高度小于模具内腔的深度。所述模腔底部开孔应能密封模具与钢绞线试样之间的间隙，防 止浇铸时锡液泄露。所述模具下方具有空间，该空间具有可使钢绞线试样除位于模具中的 部分之外的部分无弯曲地下垂的高度。
[0049] 所述方法还包括回收并熔化完成拉伸试验的试样两端的凝固锡块，以再次用于浇 注的步骤。
[0050] 下面结合实施例对本发明的【具体实施方式】做进一步的描述，并不因此将本发明限 制在所述的实施例范围之中。
[0051 ] 实施例1
[0052] 通过如下方法测试钢绞线的拉伸性能：
[0053] 第一步，对钢绞线试样两端进行捆扎，捆扎位置分别距离钢绞线试样两端两个夹 持长度，每处捆扎至少缠绕5圈及以上，完成后将两个端部散开，散开后的钢丝不能相互交 叉，前后左右钢丝不能相互接触，如图1所示。
[0054] 第二步，用500目及以上的砂纸对钢绞线试样两端散开的钢丝进行磨制，直至每根 钢丝露出金属光泽面积达到60%以上，磨制后钢丝表面不能有肉眼可见的浮锈、麻坑等缺 陷，允许有回火颜色。
[0055] 第三步，用钢筋弯曲机对试样两端散开的钢丝进行折弯，弯曲角度约为180度，弯 芯直径为30mm以上。当钢绞线试样的钢丝数量大于7根时，只对外围钢丝进行折弯，折弯后 将内围钢丝去掉一个夹持长度。折弯后钢丝不能相互交叉，前后左右钢丝不能相互接触，如 图2所示。
[0056] 第四步，用压缩机对试样两端折弯后的钢丝进行压制，直至试样两端能够放置于 浇铸磨具中，钢丝不能相互交叉，前后左右钢丝不能相互接触。
[0057] 第五步，清洗钢绞线试样两端散开的钢丝，先用酒精对钢丝进行清洗，清除表面油 污、铁削等异物，接着用流水对两端钢丝进行冲洗，每根钢丝至少冲洗一遍，最后将清洗完 成的钢绞线试样两端的钢丝进行晾干。
[0058] 第六步，打开高温炉，将锡块放入，启动高温炉加热装置，开始加热，待高温炉温度 达到630°C，炉中锡块完全熔融，开始保温，保温时间至少15分钟，保温完成后获得浇铸用锡 液。
[0059]第七步，用锡液对钢绞线试样两端进行浇铸，控制浇铸温度为235~400°C，制得端 部带有凝固锡块的钢绞线拉伸试样。将所述钢绞线试样两个端部中的一个放置于模具之 中，向模具中注入锡液，待锡液凝固后取出，将所述两个端部中的另一个放置于模具之中， 向模具中注入锡液，待锡液凝固后取出，得到端部带有凝固锡块的钢丝绳试样，如图3所示。 所述放置于模具之中钢绞线试样两个端部小于模具内腔高度。
[0060] 第八步，将浇铸好的钢绞线试样两端绳头自然冷却至常温，冷却时间至少24小时 以上。
[0061] 第九步，达到规定冷却时间，且钢绞线试样两端绳头变为常温后，对钢绞线试样进 行拉伸试验。试验结果如表1。
[0062] 第十步，将试验完后的钢绞线试样两端的锡头锯下，待下一次试验时放入高温炉 中，捞出绳头，锡液继续使用。
[0063]某预应力钢绞线结构1 X 7，公称直径15.20mm，强度级别为1670MPa，其标准规定值 为：抗拉强度Rm彡1670MPa;整根钢绞线的最大力Fm彡234KN，规定非比例延伸力Fpq. 2彡 211KN，最大力总伸长率Agt>3.5%。试验结果如下：
[0064]表 1
[0066] 在试验过程中发现，采用本发明实施例1的方法，断裂部位距离夹持部分较远，而 采用直接夹持和专利201210091982.0的方法，钢绞线从夹持部分断裂。
[0067] 由表1可知，采用本方法获得的拉伸性能明显优于直接夹持法和专利 201210091982.0 的方法。
[0068] 综上所述，本发明的一种钢绞线拉伸试验方法能够简化检测步骤、降低检测成本、
【主权项】
1. 一种钢绞线拉伸试验方法，采用拉伸试验机测定钢绞线试样的拉伸性能，其特征在 于:用锡液对钢绞线试样两端进行浇铸，控制浇铸时锡液的温度为235~400°C，制得端部带 有凝固锡块的钢绞线拉伸试样，其凝固锡块与试验机夹具匹配。2. 根据权利要求1所述的一种钢绞线拉伸试验方法，其特征在于:在浇铸前，对钢绞线 试样两端依次进行如下处理： 1) 对钢绞线试样两端进行捆扎，完成后将两个端部散开； 2) 对钢绞线试样两端散开的钢丝进行磨制； 3) 在钢绞线试样两端散开的钢丝的中点进行折弯； 4) 对钢绞线试样两端折弯后的钢丝进行压制，直至试样两端能够放置于浇铸模具中， 且每根钢丝不相互接触； 5) 清洗钢绞线试样两端散开的钢丝。3. 根据权利要求2所述的一种钢绞线拉伸试验方法，其特征在于：步骤1)中，捆扎位置 分别距离钢绞线试样两端两个夹持长度，每处捆扎至少缠绕5圈及以上。4. 根据权利要求2或3所述的一种钢绞线拉伸试验方法，其特征在于:步骤2)中用砂纸 对两端散开的钢丝进行磨制，直至每根钢丝露出金属光泽面积达60 %以上。5. 根据权利要求2~4任一项所述的一种钢绞线拉伸试验方法，其特征在于:步骤3)中， 用钢筋弯曲机对试样两端散开的钢丝进行折弯，弯曲角度大于120度，且同一钢丝的弯折部 分与未弯折部分不相互接触，弯芯直径为30mm以上。6. 根据权利要求5所述的一种钢绞线拉伸试验方法，其特征在于：步骤3)中，所述钢绞 线试样的钢丝数量大于7根时，只对外围钢丝进行折弯，折弯后将内围钢丝去掉一个夹持长 度。7. 根据权利要求2~6任一项所述的一种钢绞线拉伸试验方法，其特征在于:步骤5)中， 采用如下方法清洗钢绞线试样两端散开的钢丝:首先用酒精对钢丝进行清洗，清除表面油 污和铁削;接着用流水对两端钢丝进行冲洗，每根钢丝至少冲洗一遍;最后将清洗完成的钢 绞线试样两端的钢丝进行晾干。8. 根据权利要求1~7任一项所述的一种钢绞线拉伸试验方法，其特征在于:所述浇铸 包括如下步骤:将所述钢绞线试样两个端部中的一个放置于模具之中，向模具中注入锡液， 待锡液凝固后取出，将所述两个端部中的另一个放置于模具之中，向模具中注入锡液，待锡 液凝固后取出，得到端部带有凝固锡块的钢绞线试样。9. 根据权利要求1~8任一项所述的一种钢绞线拉伸试验方法，其特征在于:所述锡液 通过下列步骤获得:首先，打开高温炉，将锡块放入;接着启动高温炉加热装置，开始加热； 最后，待高温炉温度达到630°C，炉中锡块完全熔融，开始保温，保温时间至少15分钟，即获 得浇铸用锡液。10. 根据权利要求1~9任一项所述的一种钢绞线拉伸试验方法，其特征在于：回收并熔 化完成拉伸试验的钢绞线试样两端的凝固锡块，再次用于浇铸的步骤。
【文档编号】G01N1/28GK105928790SQ201610544360
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年7月12日
【发明人】吴伟
【申请人】攀钢集团研究院有限公司