一种多层且同向单股钢丝绳捻制方法及其应用与流程

本发明专利涉及海洋浮式平台用永久系泊钢丝绳的捻制方法，即多层且同向单股钢丝绳捻制方法，属于金属制品加工制造。

背景技术：

1、随着“加大勘探开发，推动油气增储上产”等战略的实施，中国“走向海洋”开发海洋油气行业的大趋势不会改变，单点系泊系统是海上石油开采设备fpso（浮式生产储油卸油装置）必用设备。针对fpso用系泊缆使用环境，从fpso用单股钢丝绳的结构设计、生产工艺和使用状态等方面进行研究，设计钢丝绳结构和研制生产工艺参数，以提高单股钢丝绳产品的实物质量，拓展市场。我们设计结构为1×573、规格为φ135mm的镀锌铝稀土合金单股钢丝绳生产工艺并研究其制造方法。首先，从钢丝绳结构组成分析，存在层数多（十二层）、且有相邻层同捻向的特点，前期最多捻制七层，并没有相邻层同捻向单股钢丝绳，单股钢丝绳层数越多，其捻制应力越大，极易出现钢丝凸起、爆丝等，加之相邻层有同向捻存在，会加剧捻制过程中产生的凸起、爆丝问题而导致单股钢丝绳报废，为此，我们摈弃传统捻制工艺，采用新装备、新技术、新工艺来解决上述问题，即捻制设备具备：收线装置具有放线功能，放线装置具有收线功能，每层捻制完成后无需翻倒，直接采用牵引进行收放，以减损捻制应力集中问题。其次，对捻制前的钢丝平直度进行处理，对钢丝的翘高、螺距和圈径进行应力分析而做出规定，避免钢丝内部应力大而产生钢丝凸起问题。第三，捻制时除单股钢丝绳外层外，其余各层喷涂海洋专用油脂，以起到润滑和防腐蚀作用，因单股钢丝绳在海水里使用至少20年，油脂可降低单股钢丝绳早期疲劳断丝，提高钢丝绳的使用寿命，最外层单股钢丝绳无需喷涂油脂，是为了和护套相结合牢固而设定的；最后，每捻制一层完毕后，在绳尾端部采用专用工装卡具卡紧，能有效避免单股钢丝绳爆丝和结构破坏问题，提高单股钢丝绳捻制紧密性，为捻制下一层单股钢丝绳奠定优质性能基础。通过上述工艺技术控制，保障了大规格多层且同向单股钢丝绳产品捻制实物质量，经检测，产品各项性能指标超出预期要求，性能优异。

技术实现思路

1、本发明所要解决的是，首先从钢丝绳结构组成分析，存在层数多即十二层，且有相邻层同捻向的特点，在国内没有任何资料可以用来借鉴，前期最多捻制七层，并没有相邻层同捻向单股钢丝绳，单股钢丝绳层数越多，其捻制应力越大，极易出现钢丝凸起、爆丝等，加之相邻层有同向捻存在，会加剧捻制过程中产生的凸起、爆丝问题而导致单股钢丝绳报废，为此，我们摈弃传统捻制工艺，采用新装备、新技术、新工艺来解决上述技术问题，即捻制设备具备：收线装置具有放线功能，放线装置具有收线功能，每层捻制完成后无需翻倒，直接采用牵引进行收放，以减损捻制应力集中问题。其次对捻制前的钢丝平直度进行处理，对钢丝的翘高、螺距和圈径进行应力分析而做出规定，即圈径＞2000mm，翘高＜150mm，螺距＜100mm，该参数的确定有效避免钢丝内部应力大而产生的钢丝凸起问题。第三，捻制时除单股钢丝绳外层外，其余各层喷涂海洋专用油脂，以起到润滑和防腐蚀作用，因单股钢丝绳在海水里使用至少20年，油脂可降低单股钢丝绳早期疲劳断丝，提高钢丝绳的使用寿命，单股钢丝绳最外层无需喷涂油脂，是为了和护套相结合牢固而设定的；最后，每捻制一层完毕后，在绳尾端部采用专用工装卡具卡紧，能有效避免单股钢丝绳爆丝和结构破坏问题，提高单股钢丝绳捻制紧密性，为捻制下一层单股钢丝绳奠定优质性能基础。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种多层且同向单股钢丝绳捻制方法，包括如下步骤：

4、1）确定或改造捻制设备功能；

5、对捻制设备提出新要求：捻制设备应满足收线装置和放线装置均具有收放功能，单股钢丝绳既可沿“收线装置→第一牵引轮→第二牵引轮→工装平台→捻制机身→放线装置”路线顺利通过，也可沿“放线装置→捻制机身→工装平台→第二牵引轮→第一牵引轮→收线装置”顺利通过；

6、2）钢丝性能检查；

7、对捻制前钢丝进行检查，通过计算，钢丝性能应符合圈径＞2000mm、翘高＜150mm、螺距＜100mm要求，在捻制过程中不会产生凸起问题，至始至终保持钢丝良好的捻制功能；

8、3）确认油脂性能

9、选择一种具有高运动粘度、高滴点油脂作为润滑、防锈油脂，且应均匀涂覆在每一根钢丝上，除最外层外，油脂的滴点≥85℃，运动粘度≥30mm2/s；

10、4）绳端夹持处理

11、每捻制一层单股钢丝绳，在工装平台夹断钢丝后，在绳端先固定下卡盖，再用螺栓穿过螺栓孔固定上卡盖，上卡盖和下卡盖之间有一定的间隙值，间隙值为0.5%倍捻制完成后的单股钢丝绳直径。

12、所述单股钢丝绳结构规格为1×573-ф135mm，层数由12层钢丝组成。

13、本发明第二方面提供一种如上所述的方法在fpso、浮式风电、深海养殖系泊定位系统中的应用。

14、采用上述技术方案的有益效果是：

15、本发明成功制造了fpso用1×573-ф135mm镀锌铝稀土合金镀层单股钢丝绳，该单股钢丝绳用于fpso定位系泊系统，捻制后的单股钢丝绳的各项参数均符合使用要求，能超过同类进口产品，填补国内空白，拓展了我国在海洋工程钢丝绳品种及应用领域，为海上石油用定位系升级换代奠定了坚实的基础，为我国海工领域参与国际市场竞争产生积极作用。

技术特征：

1.一种多层且同向单股钢丝绳捻制方法，其特征在于：它包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述多层且同向单股钢丝绳捻制方法，其特征在于：所述单股钢丝绳结构规格为1×573-ф135mm，层数由12层钢丝组成。

3.根据权利要求2所述的方法制造的单股钢丝绳产品在fpso、浮式风电、深海养殖系泊定位系统中应用。

技术总结多层且同向单股钢丝绳捻制方法，捻制产品结构规格为1×573‑Ф135mm镀锌铝稀土合金镀层单股钢丝绳，由12层钢丝构成。其捻制方法是确认或改造捻制设备的收、放线装置可同时具备收和放线功能，控制钢丝平直度，选择适合海洋领域用钢丝绳油脂，对每捻制一层单股钢丝绳绳端的夹持处理，能有效避免钢丝凸起、爆丝问题。通过此方法捻制的单股钢丝绳，各项参数均达到相关标准和设计要求，满足使用要求，为海洋石油开采用定位系泊钢丝绳的替代奠定了坚实的基础。技术研发人员：杨正延,张成宇,杨正高,佘忠明,陈顺,陈江,朱万林,张阳,张勇青受保护的技术使用者：贵州钢绳股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29