信息摘要：
1979年1月，江蘇法爾勝溫界集團(tuán)有限公司的前身一原江陰鋼繩廠為山東青島第六橡膠廠開(kāi)發(fā)石油鉆探膠管用鍍鋅鋼絲繩，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，質(zhì)量達(dá)到甚至超過(guò)從比利時(shí)貝卡爾特公司和日
1979年1月，江蘇法爾勝溫界集團(tuán)有限公司的前身一原江陰鋼繩廠為山東青島第六橡膠廠開(kāi)發(fā)石油鉆探膠管用鍍鋅鋼絲繩，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，質(zhì)量達(dá)到甚至超過(guò)從比利時(shí)貝卡爾特公司和日本東京制鋼株式會(huì)社進(jìn)口的產(chǎn)品。1982年，原石油化工部決定不再?gòu)膰?guó)外進(jìn)口膠管用鍍鋅鋼絲繩，法爾勝的產(chǎn)品全部頂替了進(jìn)口。在隨后的時(shí)間里，法爾勝的鋼絲繩生產(chǎn)技術(shù)不斷提升，使山東青島第六橡膠廠制造的高壓石油鉆探膠管在全國(guó)各油田使用質(zhì)量有顯著提高。1991年，法爾勝制訂了GB/T12756-91《膠管用鋼絲繩》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1-]。
21世紀(jì)初，膠管生產(chǎn)設(shè)備的智能化、膠料配合技術(shù)研發(fā)力度加大和計(jì)算機(jī)成功應(yīng)用，加速了膠管新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)步伐四。高壓膠管用鍍鋅鋼絲繩也開(kāi)始向大直徑和高強(qiáng)度化方向發(fā)展。GB/T
12756-91《膠管用鋼絲繩》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能滿足客戶的技術(shù)要求。法爾勝為山東悅龍橡塑科技有限公司（原萊州市橡塑廠）生產(chǎn)了1×19的直徑4.0mm、鋼絲抗拉強(qiáng)度2160MPa和直徑5.0mm、鋼絲抗拉強(qiáng)度1960MPa等新規(guī)格的高壓膠管用鍍鋅鋼絲繩。山東悅龍橡塑科技有限公司采用這些鋼絲繩制造的柔性黏結(jié)管在全國(guó)各油氣田、鉆井平臺(tái)配套使用。尤其是代表了當(dāng)今世界最高水平的、榮獲2014年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎(jiǎng)技術(shù)的鉆井平臺(tái)“海洋石油981”的鉆井系統(tǒng)用他們生產(chǎn)的高壓泥漿膠管、水泥膠管，還有張緊器系統(tǒng)用他們生產(chǎn)的耐火液壓張力膠管中，全部都是采用法爾勝公司的新規(guī)格鋼絲繩產(chǎn)品作為增強(qiáng)材料。
1問(wèn)題提出
近幾年來(lái)，隨著降本和節(jié)能減排的要求越來(lái)越急迫，以及膠管超高壓、大口徑化和海洋油氣開(kāi)采及輸送工程柔性黏結(jié)管的大量使用，對(duì)膠管編織增強(qiáng)層的鋼絲繩技術(shù)要求越來(lái)越高。國(guó)外膠管生產(chǎn)的客戶要求開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)型結(jié)構(gòu)的鋼絲繩，即在同樣直徑的前提下，鋼絲繩的最小破斷拉力應(yīng)至少提高10%，以提高膠管的壓力，或者在同樣鋼絲繩的最小破斷拉力前提下，應(yīng)至少減小鋼絲繩直徑的10%，以減輕膠管管體的單位重量”。
2工藝研究
2.1設(shè)計(jì)方案
從工藝角度來(lái)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)型結(jié)構(gòu)的鋼絲繩，選擇在同樣直徑的前提下，提高鋼絲繩的最小破斷拉力的方案。要提高鋼絲繩的最小破斷拉力，一方面是增加鋼絲總橫斷面積，這要改變鋼絲繩的結(jié)構(gòu)：另一方面是要提高鋼絲抗拉強(qiáng)度，這就要改變鋼絲繩用原料和生產(chǎn)工藝。
2.2鋼絲繩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
增加鋼絲總橫斷面積就是要增加鋼絲的數(shù)量，鋼絲數(shù)量增加過(guò)多，會(huì)給工藝設(shè)計(jì)帶來(lái)很多困難，也使生產(chǎn)組織很多麻煩，尤其是鋼絲繩松散、應(yīng)力難于消除。
筆者試驗(yàn)了直徑3.5mm的1×24W、1×25Fi、1×31SW、1×37M4種不同結(jié)構(gòu)的高壓膠管用鍍鋅鋼絲繩，將試制出來(lái)的這4種結(jié)構(gòu)鋼絲繩的伸長(zhǎng)率、直線性、殘余扭轉(zhuǎn)、平整度、松散、應(yīng)力和與橡膠黏合情況等質(zhì)量指標(biāo)，與1×19標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)鋼絲繩進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明1×24W結(jié)構(gòu)的鋼絲繩各項(xiàng)指標(biāo)更具有優(yōu)越性。
選擇確定的1×24W新結(jié)構(gòu)鋼絲繩與1×19標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的鋼絲繩相比，盡管僅只增加了5根鋼絲，但是它們的鋼絲之間接觸方式完全不同。1×24W新結(jié)構(gòu)中的鋼絲呈線接觸狀，使用壽命高。
而1×19標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)中的鋼絲呈點(diǎn)接觸狀，使用壽命低。它們的結(jié)構(gòu)對(duì)比情況見(jiàn)表1。
2.3.1鋼絲繩用原料
鋼絲抗拉強(qiáng)度決定因素之一是生產(chǎn)原料，即盤條（也稱線材）的鋼號(hào)。提高鋼絲抗拉強(qiáng)度有效途徑是選擇高含碳量牌號(hào)的盤條。
生產(chǎn)1×19標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的鋼絲繩，選擇碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.70%左右牌號(hào)的盤條。而生產(chǎn)1×24W新結(jié)構(gòu)鋼絲繩，鋼絲抗拉強(qiáng)度要提高100MPa，筆者設(shè)計(jì)選用碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)至少0.80%以上牌號(hào)的盤條。
2.3.2鋼絲繩生產(chǎn)工藝
由于1×24W新結(jié)構(gòu)鋼絲繩增加了5根鋼絲，鋼絲與橡膠接觸的總表面積相對(duì)1×19標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)有所減小，從而會(huì)影響到鋼絲繩與橡膠黏合情況。為了保證1×24W新結(jié)構(gòu)鋼絲繩與橡膠黏合性能，將鋼絲鍍鋅工藝全部采用熱浸鋅，提高鋼絲鋅層重量，確保鋼絲繩的附膠率和黏結(jié)強(qiáng)度。
1×24W結(jié)構(gòu)的鋼絲繩與橡膠黏合測(cè)試的附膠率達(dá)到100%，見(jiàn)圖1。
1×24W新結(jié)構(gòu)鋼絲繩的工藝流程：優(yōu)質(zhì)盤條一酸洗翻化一干式拉拔一熱處理一鍍鋅一濕式拉拔一捻制一檢驗(yàn)一包裝一入庫(kù)。
其生產(chǎn)過(guò)程如下：
（1）選用國(guó)內(nèi)或進(jìn)口優(yōu)質(zhì)高碳鋼制繩用盤條，嚴(yán)格按照J(rèn)IS G3506-2004《高碳鋼盤條》進(jìn)行進(jìn)廠檢驗(yàn)回。
（2）盤條采用全密封懸掛式連續(xù)酸洗自動(dòng)化生產(chǎn)線進(jìn)行酸洗、涂硼表面處理。
（3）表面處理后的盤條使用鴨嘴式放線，進(jìn)行冷卻良好、自動(dòng)控制的大盤重高速干拉。
（4）熱處理、熱鍍鋅在引進(jìn)的世界上目前最先進(jìn)的鋼絲天然氣明火加熱奧氏體化一索氏體化一高溫酸洗一熱鍍鋅高速生產(chǎn)線上一次完成，全程采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。
（5）采用高速重型水箱拉絲機(jī)定尺生產(chǎn)制繩用鍍鋅鋼絲。
（6）采用大軸承高速管絞車捻制鋼絲繩。
（7）采用先進(jìn)的鋼絲繩檢測(cè)裝備進(jìn)行鋼絲繩全性能檢測(cè)。
（8）使用各種配方的膠料進(jìn)行鋼絲繩與橡膠黏合測(cè)試，確?？蛻舻漠a(chǎn)品使用性能。
（9）采用綠色環(huán)保型清潔的干燥材料對(duì)鋼絲繩面進(jìn)行防潮保護(hù)，使用可回收的塑料盤具包裝鋼絲繩。
（10）SAP系統(tǒng)提供每批鋼絲繩詳細(xì)的檢測(cè)數(shù)據(jù)和質(zhì)量證明書(shū)。
2.4鋼絲繩測(cè)試結(jié)果
開(kāi)發(fā)的1×24W這種結(jié)構(gòu)新穎的高壓鍍鋅鋼絲繩性能與標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)1×19的鋼絲繩對(duì)比見(jiàn)表2。
3結(jié)語(yǔ)
（1）1×24W結(jié)構(gòu)的鋼絲繩使最小破斷拉力提高1.7倍，可以大大增加膠管的壓力。法爾勝公司研發(fā)的該種新結(jié)構(gòu)的高壓膠管用鋼絲繩已經(jīng)申請(qǐng)國(guó)家專利，產(chǎn)品批量出口到德國(guó)和美國(guó)，在國(guó)外膠管行業(yè)已得到應(yīng)用。
（2）經(jīng)濟(jì)型結(jié)構(gòu)的鋼絲繩是今后超高壓膠管用增強(qiáng)材料的發(fā)展方向，也應(yīng)在國(guó)內(nèi)膠管行業(yè)逐步進(jìn)行推廣應(yīng)用。
（3）GB/T12756-91《膠管用鋼絲繩》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在膠管生產(chǎn)客戶的技術(shù)要求，應(yīng)進(jìn)行修訂。
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