带聚脲防护材料的钢绞线拉索及其制作方法与流程

本发明涉及一种拉索及其制作方法，特别是一种带聚脲防护材料的钢绞线拉索及其制作方法。

背景技术：
拉索是缆索支承桥梁及建筑的核心构件,作为基础工程的桥梁及建筑的设计寿命达70年甚至100年以上，而目前的钢绞线拉索的使用寿命只有20年到30年，这样造成缆索支承桥梁及建筑在使用过程中需要多次换索，而换索的造价高并影响使用。因此作为钢绞线拉索的单元组件钢绞线，需要新的结构形式，确保其高耐久性。钢绞线一般由中心丝、边丝捻合而成，目前己有的防腐钢绞线一般有两种，第一种是直接在钢绞线外层涂覆一层防腐层，第二种是将组成钢绞线的中心丝和各根边丝分别进行防腐处理后捻合成钢绞线)或再在钢绞线外层涂覆PE层形成复合防腐层钢绞线，喷涂防腐钢绞线即是其中之一，目前已有喷涂防腐钢绞线主要是环氧涂层钢绞线，有环氧粉体全涂装钢绞线和外表整体涂装钢绞线两种，环氧粉体全涂装钢绞线制作方法的主要工序均是将钢绞线展开，使钢绞线以打开状态通过喷涂装置、对打开状态下的中心丝及每一根边丝进行涂装环氧树脂粉后经加热固化、冷却，再将边丝重新扭缠到中心丝上。由于环氧树脂是一种热固性高分子塑料，热固后，硬度高但韧性较差，因而上述两种环氧涂层钢绞线产品无论其涂层厚或薄，都有共同缺点：1．涂层易开裂、脱落，也易产生针孔，因而钢绞线易被腐蚀，从而影响钢绞线的使用寿命；2．由于外表整体涂装钢绞线的涂层是热固性材料环氧树脂，使涂装后的钢绞线刚性大，弯曲性差，环氧树脂长时间应用会有老化现象，并且其耐磨性能较差。另外镀锌，镀锌铝等钢绞线采用牺牲介质的防腐方法，不易受针孔等局部缺陷的影响，但其涂层易损耗，因此其使用寿命一般不是特别长。。因此预应力钢绞线的防腐是至关桥梁工程质量寿命的重大问题，对于预应力用钢绞线必须加强确实可行的防腐措施，以减少预应力钢绞线因腐蚀造成先期失效而带来的巨大损失。聚脲材料是由异氰酸酯组份与氨基化合物组份反应生成的一种弹性体物质，分为纯聚脲和半聚脲，聚脲的最基本的特性就是防腐、防水、耐磨等，目前大多用在航天领域。因此，如何将聚脲材料应用到钢绞线拉索的防护中，制作一种带有聚脲防护材料的钢绞线拉索是预应力技术拉索技术领域人们目前急需解决的技术难题。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种带聚脲防护材料的钢绞线拉索及其制作方法，该带聚脲防护材料的钢绞线拉索利用聚脲材料的优异性能，能大大提高钢绞线拉索的防腐、减震、抗滑性能，延迟拉索使用寿命。为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种带聚脲防护材料的钢绞线拉索，其特征在于：该带聚脲防护材料的钢绞线拉索是由n根外层有聚脲防护材料的钢绞线组成的钢绞线组合体构成的；所述外层有聚脲防护材料的钢绞线由中心丝、m根边丝捻合而成，是在整根钢绞线的外周涂覆有一层聚脲防护涂层Ⅲ构成的外层有聚脲防护材料的钢绞线Ⅲa、Ⅲb；所述中心丝和边丝或是由普通钢丝或高强钢丝制成的光面钢丝，或是在普通钢丝或高强钢丝表面附着有一保护层的防腐钢丝，所述保护层或是环氧涂层、镀锌涂层、塑料涂层、防腐油脂涂层或油性蜡之表面附着涂层，或是经过镀锌、镀锌铝或发蓝处理后的防腐处理层；所述带聚脲防护材料的钢绞线拉索或是由n根外层有聚脲防护材料的钢绞线Ⅲa或Ⅲb组合体分别构成的带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲa1或Ⅲa2；或是由n根外层有聚脲防护材料的钢绞线Ⅲa或Ⅲb组合体组成、并在n根钢绞线组合体内部各钢绞线之间填充有聚脲材料Ⅲ构成的带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲf1、Ⅲf2；上述m、n的取值范围是：3≤m≤6,1≤n≤1000，m、n为整数。其进一步技术方案是：该带聚脲防护材料的钢绞线拉索是在带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲa1、Ⅲa2、Ⅲf1或Ⅲf2的n根钢绞线组合体外层有一PE护套构成的带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲb1、Ⅲb2、Ⅲd1或Ⅲd2。其更进一步技术方案是：该带聚脲防护材料的钢绞线拉索是在带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲb1或Ⅲb2的钢绞线组合体与钢绞线组合体外层的PE护套5之间填充有聚脲材料Ⅱ构成的带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲc1、Ⅲc2。其又更进一步技术方案是：该带聚脲防护材料的钢绞线拉索是在带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲc1、Ⅲc2的钢绞线组合体内部各钢绞线之间填充有聚脲材料Ⅲ构成的带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲe1、Ⅲe2。相关的另一技术方案是：一种带聚脲防护材料的钢绞线拉索的制作方法，是本发明上述带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲa1、Ⅲa2、Ⅲf1或Ⅲf2的制作方法，其特征在于:它是先将经预处理的中心丝和m根边丝进行涂覆式填充捻合制成钢绞线后再在整根钢绞线的外周涂覆一层聚脲材料形成由光面钢丝构成的中心丝与边丝捻合的空隙之间填充有聚脲材料Ⅰ并在整根钢绞线的外周有一层由聚脲材料形成的聚脲防护涂层Ⅱ构成的外层有聚脲防护材料的钢绞线Ⅲa；或是由防腐钢丝构成的中心丝与边丝捻合的空隙之间填充有聚脲材料Ⅰ并在整根钢绞线的外周涂覆有一层由聚脲材料形成的聚脲防护涂层Ⅱ构成的一种外层有聚脲防护材料的钢绞线Ⅲb；然后或将外层有聚脲防护材料的钢绞线Ⅲa或Ⅲb经过B:下料、F:扭绞和G:成盘、包装工序制成带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲa1、Ⅲa2；或是将外层有聚脲防护材料的钢绞线Ⅲa或Ⅲb先经过B:下料、C:分丝、D:聚脲材料涂覆填充工序Ⅱ、E:固化工序,在外层有聚脲防护材料的钢绞线Ⅲa或Ⅲb之间填充聚脲材料Ⅲ后再通过F:扭绞和G:成盘、包装工序制成由n根外层有聚脲防护材料的钢绞线Ⅲa、Ⅲb组合体组成、并在组合体内部各钢绞线之间填充有聚脲材料Ⅲ构成的带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲf1或Ⅲf2；制作带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲa1或Ⅲa2的具体步骤包括：A、制作外层有聚脲防护材料的钢绞线、B:下料、F:扭绞和G:成盘、包装工序；制作带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲf1或Ⅲf2具体步骤包括：A、制作外层有聚脲防护材料的钢绞线、B:下料、C:分丝、D:聚脲材料涂覆填充工序Ⅱ、E:固化工序、F:扭绞和G:成盘、包装工序；其关键的步骤是：A、制作外层有聚脲防护材料的钢绞线，D:聚脲材料涂覆填充工序Ⅱ，以下分述如下；所述A、制作外层有聚脲防护材料的钢绞线的主要步骤包括：A1、钢丝预处理，A2、将经过预处理的中心丝和边丝捻合制成钢绞线Ⅲ0，A3、聚脲材料涂覆填充工序Ⅰ；A1、钢丝预处理：将由光面钢丝或防腐钢丝构成的中心丝和边丝经过预处理后制作成合格钢丝；A2、将经预处理的中心丝和边丝先通过聚脲材料涂覆填充工序Ⅰ进行聚脲材料填充涂覆，再捻合制成钢绞线Ⅲ0，包括以下步骤：A21：通过加热器将中心丝和边丝干燥处理；A22:聚脲材料涂覆填充工序Ⅰ：通过以下方式之一对中心丝和边丝进行涂覆式填充：①挤出涂覆填充：将预处理后的中心丝和边丝通过挤塑式设备热挤出的聚脲材料；②喷涂填充：通过设备加温加压，原料在喷嘴处混合后由喷枪喷射聚脲材料到预处理后的中心丝和边丝上；③浸泡抽涂填充：预处理后的中心丝和边丝通过牵引设备浸泡在聚脲涂料中，浸泡后通过出口环状结构成型；④机器涂刷方式填充：利用机器涂刷使聚脲材料均匀涂覆在预处理后的中心丝和边丝上；A23：将涂覆填充有聚脲防护涂层的中心丝和边丝进行捻合，制成在中心丝和边丝之间填充有聚脲材料Ⅰ的钢绞线Ⅲ0；A3：聚脲材料涂覆工序Ⅰ：将上述A23步骤制成的钢绞线Ⅲ0通过以下方式之一：①挤出涂覆：将钢绞线Ⅲ0通过挤塑式设备热挤出的聚脲材料；②喷涂：通过设备加温加压，原料在喷嘴处混合后由喷枪喷射聚脲材料到钢绞线Ⅲ0上；③浸泡抽涂：钢绞线Ⅲ0通过牵引设备浸泡在聚脲涂料中，浸泡后通过出口环状结构成型；④机器涂刷方式：利用机器涂刷使聚脲材料均匀涂覆在钢绞线Ⅲ0上；将聚脲材料涂覆在整根钢绞线Ⅲ0的外周，构成在中心丝与边丝捻合的空隙之间填充有聚脲材料Ⅰ并在整根钢绞线的外周涂覆有一层由聚脲材料形成的聚脲防护涂层Ⅱ的外层有聚脲防护材料的钢绞线，包括由光面钢丝构成的中心丝与边丝捻合的空隙之间填充有聚脲材料Ⅰ并在整根钢绞线的外周有一层由聚脲材料形成的聚脲防护涂层Ⅱ构成的外层有聚脲防护材料的钢绞线Ⅲa；或是由防腐钢丝构成的中心丝与边丝捻合的空隙之间填充有聚脲材料Ⅰ并在整根钢绞线的外周涂覆有一层由聚脲材料形成的聚脲防护涂层Ⅱ构成的一种外层有聚脲防护材料的钢绞线Ⅲb；所述聚脲材料是纯聚脲或半聚脲材料；所述D:聚脲材料涂覆填充工序Ⅱ的具体步骤是：将n根外层有聚脲防护材料的钢绞线Ⅲa或Ⅲb通过以下方式之一：①挤出涂覆：通过挤塑式设备热挤出的聚脲材料使n根外层有聚脲防护材料的钢绞线的间隙进行填充涂覆；②喷涂：通过设备加温加压，原料在喷嘴处混合后由喷枪喷射聚脲材料到n根外层有聚脲防护材料的钢绞线的间隙进行填充涂覆；③浸泡抽涂：通过牵引设备浸泡在聚脲涂料中，浸泡后通过出口环状结构成型，在n根外层有聚脲防护材料的钢绞线的间隙进行填充涂覆；④机器涂刷方式：利用机器涂刷使聚脲材料均匀涂覆在n根外层有聚脲防护材料的钢绞线的间隙进行填充涂覆；E:固化：涂覆后的n根外层有聚脲防护材料的钢绞线的经过固结处理，使n根外层有聚脲防护材料的钢绞线的间隙填充致密涂层聚脲材料；形成n根外层有聚脲防护材料的钢绞线的间隙填充致密涂层聚脲材料的带有聚脲防护涂层的钢绞线Ⅲao或Ⅲbo；F:扭绞和G:成盘、包装工序：将处理后的钢绞线一一对应进行梳理，排入钢绞线拉索绞制流水线的储线盘中，绞合并经成盘、包装工序：制成钢绞线拉索；包括：F1、G1：将外层有聚脲防护材料的钢绞线Ⅲa或是由防腐钢丝构成的外层有聚脲防护材料的钢绞线Ⅲb经过B:下料后再通过F:扭绞和G:成盘、包装工序制成由n根外层有聚脲防护材料的钢绞线Ⅲa或Ⅲb组合体分别构成的带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲa1、Ⅲa2；F2、G2：将外层有聚脲防护材料的钢绞线Ⅲa或是由防腐钢丝构成的外层有聚脲防护材料的钢绞线Ⅲb经过B:下料、C:分丝、D:聚脲材料涂覆填充工序Ⅱ和E:固化工序后再通过F:扭绞和G:成盘、包装工序制成由n根外层有聚脲防护材料的钢绞线Ⅲa或Ⅲb组合体组成、并在n根钢绞线组合体内部各钢绞线之间填充有聚脲材料Ⅲ构成的带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲf1或Ⅲf2；所述的聚脲材料是纯聚脲材料或半聚脲材料；上述m、n的取值范围是：3≤m≤6,1≤n≤1000，m、n为整数。所述的一种带聚脲防护材料的钢绞线拉索的制作方法的进一步技术方案是：将经过A、B、F和G步骤制成的带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲa1、Ⅲa2或经过A、B、C、D、E、F和G步骤制成的带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲf1、Ⅲf2再通过H：PE套挤塑工序，将高密度聚乙烯经单挤出机、口模作用，形成护套包覆在钢绞线拉索Ⅲa1、Ⅲa2、Ⅲf1或Ⅲf2的n根钢绞线组合体外层；制作成带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲa1或Ⅲa2的n根钢绞线组合体外层包覆有一PE护套构成的带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲb1、Ⅲb2；或是带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲf1、Ⅲf2的n根钢绞线组合体外层有一PE护套构成的带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲd1、Ⅲd2，即：钢绞线拉索Ⅲb1、Ⅲb2的n根钢绞线组合体内部各钢绞线之间填充有聚脲材料Ⅲ、其外层有一单层HDPE护套构成的带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲd1、Ⅲd2。所述的一种带聚脲防护材料的钢绞线拉索的制作方法的进一步技术方案或是：将经过A、B、F和G步骤制成的带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲa1、Ⅲa2或是将经过A、B、C、D、E、F和G步骤制成的带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲf1、Ⅲf2再经过I：聚脲材料涂覆填充工序Ⅲ和固化工序：使带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲa1、Ⅲa2、Ⅲf1或Ⅲf2的外层涂覆填充一层聚脲材料，并使带有聚脲涂层的钢绞线拉索的外形呈圆柱状后，再通过H：PE套挤塑工序，制作成在钢绞线拉索Ⅲa1、Ⅲa2的钢绞线组合体与钢绞线组合体外层的PE护套5之间填充有聚脲材料Ⅱ构成的带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲc1、Ⅲc2；或是在带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲf1或Ⅲf2的钢绞线组合体与钢绞线组合体外层的PE护套5之间填充有聚脲材料Ⅱ、在钢绞线拉索内部各钢绞线之间填充有聚脲材料Ⅲ构成的带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲe1、Ⅲe2；所述聚脲材料涂覆填充工序Ⅲ和固化工序的具体方法是：将n根带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲa1、Ⅲa2、Ⅲf1或Ⅲf2通过以下方式之一：①挤出涂覆：通过挤塑式设备热挤出的聚脲材料对钢绞线拉索Ⅲa1、Ⅲa2、Ⅲf1或Ⅲf2的外层进行涂覆，使之形成一个整圆；②喷涂：通过设备加温加压，原料在喷嘴处混合后由喷枪喷射聚脲材料到带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲa1、Ⅲa2、Ⅲf1或Ⅲf2的外层进行涂覆，形成一个整圆；③浸泡抽涂：将带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲa1、Ⅲa2、Ⅲf1或Ⅲf2通过牵引设备浸泡在聚脲涂料中，浸泡后通过出口环状结构成型，对带聚脲防护材料的钢绞线拉索Ⅲa1、Ⅲa2、Ⅲf1或Ⅲf2的外层进行涂覆，形成一个整圆；④机器涂刷方式：利用机器涂刷使聚脲材料均匀涂覆在带聚脲...