Ocelová lana a kabely – hlavní GOST, požadavky na provoz ocelových lan

Ocelové lano (ocelové lano) je nedílnou součástí jakéhokoli typu výroby a konstrukce, používá se ve zvedacích a uchopovacích zařízeních, výtahových a vrtných soupravách, na navijácích a bagrech, jako kotevní lana na mostech a věžích. Lano je složitý technický výrobek, obvykle vyrobený z drátu z oceli s vysokým obsahem uhlíku a organického jádra. Výběr provedení lana závisí na jeho účelu a podmínkách použití. Všechny technické podmínky pro výrobu a použití ocelových lan jsou popsány v GOST 3241-91.

Charakteristika a značení ocelových lan:

Podle provedení: jednoduchý, dvojitý a trojitý zákrut.
Podle tvaru průřezu lana: kulatý a plochý.
Podle tvaru průřezu pramenů: kulatý pramen a tvarovaný pramen.

• TC – s bodovým kontaktem drátů mezi vrstvami
• LK – s lineárním kontaktem drátů mezi vrstvami
• LK-O – s lineárním kontaktem drátů mezi vrstvami se stejným průměrem drátu napříč vrstvami pramene
• LK-R — s lineárním kontaktem drátů mezi vrstvami s různými průměry drátu podél vnější vrstvy pramene
• LK-Z – s lineárním kontaktem drátů mezi vrstvami a výplňovými dráty
• LK-RO — s lineárním kontaktem drátů mezi vrstvami a s vrstvami s dráty různých průměrů a vrstvami s dráty stejných průměrů v pramenu
• TLC – s kombinovaným bodově-lineárním kontaktem vodičů

• OS – s organickým jádrem z přírodních nebo chemických vláken
• MS – s kovovým jádrem

• H – netočící
• Odvíjení

• R – narovnal
• Nenarovnaný

• L – vlevo
• Že jo

• O – jednostranný zákrut
• Křížový zákrut

• MK – nízká rotace
• předení

• VC
• В
• 1

• Z nepotažených drátů
• OZH – se zinkovým povlakem drátu pro zvláště náročné pracovní podmínky
• Ж — pozinkovaný drát pro drsné pracovní podmínky
• C – pozinkovaný drát pro střední pracovní podmínky

• GL – náklad-člověk
• G – náklad

• T – vysoká přesnost
• Normální

Provedení, hlavní vlastnosti a průměry ocelových lan jsou uvedeny v příslušných normách pro sortiment. Průměr lana, účel, značka, typ povlaku, směr zákrutu, kombinace směrů zákrutu, způsob zákrutu, stupeň vyvážení, stupeň zákrutu, přesnost výroby, skupina značení, označení odpovídající normy pro sortiment jsou stanoveny spotřebitelem a jsou součástí konvenčního označení lana.

V posledních letech lze pozorovat trend rozšiřování používání ocelových lan ve třech hlavních oblastech:

• Lana s plasticky stlačenými prameny. Ve srovnání s „klasickými“ lany odpovídajících průměrů mají vyšší koeficient vyplnění průřezu lana, což zvyšuje jeho pevnostní charakteristiky; kromě toho se snižují meziotáčkové abrazivní účinky mezi stlačenými dráty a v důsledku toho se podle různých výzkumných údajů zvyšuje životnost na 20-40 % normohodin.
• Ocelová lana se zvýšeným počtem pramenů. Tradiční šestipramenná lana, která tvoří asi 95 % ruského trhu, začínají ustupovat osmi, dvanácti a osmnácti pramenům, která aktivně distribuují marketingové skupiny MECHEL, MMK-METIZ a především Severstal-METIZ. Zvýšený počet pramenů poskytuje větší pružnost a odolnost proti povrchovému oděru, zatímco kovová jádra různých typů dodávají lanu pružnost a schopnost odolávat rázovému dynamickému zatížení.
• Polymerem potažená lana. V návaznosti na zahraniční výrobce vyvinuly ruské závody (především Severstal-METIZ) značné množství technických specifikací pro lana s polymerovým povlakem jak vně, tak v mezipramenném prostoru. Je dosaženo hlavního cíle – eliminace agresivních destruktivních faktorů, které vedou k předčasné destrukci lana. Polymer často hraje roli organického jádra.

Je třeba poznamenat, že ocelová lana s plasticky stlačenými prameny, vícepramenná lana a lana s polymerovým povlakem jsou účinně kompatibilní.

Výroba ocelových lan

Výroba ocelových lan je složitý a high-tech proces, rozdělený do dvou hlavních fází: výroba drátu z oceli s vysokým obsahem uhlíku a výroba ocelových lan. V Rusku jsou mezi výrobci ocelových lan tři hlavní hráči, kteří mezi ně rozdělují celý prodejní trh. Jedná se o OJSC Magnitogorsk Hardware and Calibration Plant, který je součástí skupiny OJSC MMK; OJSC Beloretsk Iron and Steel Works, která je součástí skupiny PAO MECHEL, a podniky skupiny PAO Severstal-metiz (Čerepovec, Oryol, Volgogradské závody a několik zahraničních závodů).

1. Výroba polotovaru

Pro všechny výrobce ocelových lan je velmi důležité mít vlastní surovinovou základnu v podobě hutního komplexu a válcoven. Obrobek o průměru 5.5 až 8,0 mm z oceli St50 ve formě svitků drátu St80 je dodáván do skladů železářských podniků, poté je přiváděn do mořicích oblastí pro odstranění okují z povrchu, mytí a nanášení mazací vrstvy.

2. Výroba lanového drátu

Další fází je výroba lanového drátu. Technické požadavky na lanový drát jsou stanoveny v GOST 7372-79. Zjednodušeně lze rozlišit dva vývojové diagramy procesu: na válcovacích tahacích bubnech se zásobníkem a válcovacích tahačích s přímým průtahem.

Mlýny více akumulačního typu

Až do konce minulého století tvořily víceválcové akumulátorové mlýny drtivou většinu ruských železářských závodů, a proto jsou stále hlavní základnou pro výrobu lanového drátu.

Základní vývojový diagram procesu:

• Příprava povrchu.
• Kreslení na hrubovacích strojích.
• Tepelné zpracování.
• Kreslení na středně tažných strojích.
• Tepelné zpracování (pro drát tenkého průměru).
• Tažení na jemných tažnicích (pro drát tenkých průměrů).

Tepelné zpracování drátu s vysokým obsahem uhlíku se nazývá patentování a spočívá v rychlém zahřátí obrobku na teploty 800-900°C a následném neoxidačním pomalém ochlazení (obvykle v roztoku ledku nebo roztaveného olova), které dodává obrobku sorbitizovanou strukturu. Proces tažení spolu s tepelným zpracováním zajišťuje dosažení požadovaných mechanických vlastností na výstupu. Za ideální kombinaci jsou považovány vysoké plastické vlastnosti (zkoušky ohybem a krutem) s vysokou hodnotou pevnosti v tahu s minimálními odchylkami ve výsledcích zkoušek.

Přímé tažné stroje

Během posledních 20 let ruské železářské závody začaly aktivně vybavovat svá kreslící zařízení a nakupovaly moderní přímočaré tahací stroje (především od německých a italských výrobců). Přímé frézy díky vysoké multiplicitě (počtu protažení), rychlosti tažení a zvoleným lisovacím silám umožňují sorbitizovanou strukturu obrobku, čímž se eliminuje operace hrubého tažení a patentování. Mnohem vyšší produktivita v kombinaci s vysoce kvalitním drátem a eliminací tažných a patentovacích operací činí z přímých válcovacích stolic větší poptávku ve srovnání s válcovnami skladového typu, zejména proto, že jejich morální a fyzické opotřebení výrazně komplikuje stabilitu provozu a zajištění nezbytných kvalitativních charakteristik.

Pozinkovaný drát se získává nanesením zinkového povlaku na obrobek pomocí žárových zinkovacích jednotek a následným tažením na tažnicích na konečný rozměr. Povlak skupin „Zh“ a „OZh“ se získá nanášením zinku na galvanizační jednotky na konečný rozměr. Tloušťka povlaku se reguluje nakláněním drátu při výstupu z galvanizační lázně a výběrem odstraňovačů, které odstraňují přebytečný zinek z povrchu drátu.

3. Získání lana z drátu

Hotový drát na cívkách nebo cívkách je přiváděn do skladů lanových dílen a poté prochází třemi hlavními fázemi, dokud se nezíská hotové lano:

Navíjení drátu na cívky. Dle vydaného zadání se vybere požadovaný (průměrem, značkou, účelem, pevností v tahu, povlakem a množstvím) lanový drát a navine se na nakládací cívky dopřádacích strojů. Navíjení probíhá na jednohlavých nebo vícehlavých převíjecích strojích. Každá cívka drátu je testována, označena a přenesena do spřádacího stroje. Průměr nabíjecí cívky závisí na typu dopřádacího stroje a je od 100 mm. až 600 mm.

Vytváření pramenů. Lanový drát, navinutý na cívky, je naložen do vozíků spřádacích strojů (obvykle doutníkového typu) a přiváděn průchozím systémem stroje do skací jednotky, kde dochází ke vzniku pramene o daném průměru a stoupání zákrutu. Před pokládacími deskami se dráty rozmístí po množství a soustředných vrstvách pomocí roznášecí šablony podle požadovaného provedení lana. Mazivo pro lano je dodáváno do zákrutového kužele, aby bylo zajištěno mazání všech drátů pramene napříč průřezem. Pramen pak prochází několika sekcemi rovnacími válci umístěnými v různých rovinách. Rovnání odstraňuje zbytkové napětí a zajišťuje přímost a nerozmotávání pramenů. Dále dvoukladkové odtahové zařízení vytahuje pramen ze spřádacího stroje a nakonec se pramen navíjí na cívku v přijímacím zařízení. Po dosažení stanovené délky se pramen odstřihne, odebere se vzorek pro testování, cívka se označí a přivede do provaznického stroje. Všechny dráty v pramenu jsou spojeny svařováním na tupo nebo vázány na uzel (pro dráty o průměru 0,55 mm a méně).

Výroba lana Lanové stroje se dělí na stroje doutníkového typu a stroje na košíčky. Vysoce výkonné doutníkové stroje vyrábějí lana středních a tenkých průměrů. Košíkové stroje vyrábí lana velkých průměrů (od 32,0 mm a výše). Moderní košíkářské stroje jsou vybaveny funkcemi pro kroucení cívek při provozu stroje a systémem řízení napětí pramenů, což je velmi důležité pro získání kvalitního lana. Před zkrucovací jednotkou procházejí prameny lana předtvarovacím zařízením, ve kterém prameny dostávají určitou zakřivenou polohu, která zajišťuje, že se lano nerozvine a jeho strukturální hustota. Dále lano, aby byla zajištěna přímost, prochází sekcemi rovnacího zařízení, vstupuje do dvoukladkového tažného zařízení, prochází lázní s mazacím prostředkem pro lana a je přiváděno do dřevěného bubnu, otáčejícího se v přijímacím zařízení. V posledně jmenovaném dochází k navíjení husté řady a po dosažení zadané délky se konec lana odřízne, zabalí a vyjme z navíječky lana. Z horního konce lana se odebere vzorek a po odzkoušení je na lano vystaven certifikát, vydán označovací štítek a lano je dodáno na sklad.

Volba průměru, konstrukce a vlastností ocelového lana závisí na jeho účelu a provozních podmínkách. Pro práci v podmínkách zvýšené pevnosti a tuhosti se jako kotevní lana a ploty zpravidla používají spirálová lana (TK) s jedním zákrutem. Často se pro zvýšení životnosti volí uzavřená lana z pozinkovaného drátu.

Pro práci se značným zatížením v tahu a ohybu se používají lineární kontaktní lana (LK-R, LK-O, LK-RO, LK-Z, TLK-O). Lana této skupiny jsou široce používána ve všech odvětvích průmyslu a stavebnictví: ropný a uhelný těžební průmysl, námořní a říční flotila, hutnictví a lehký průmysl, cestovní ruch a sportovní průmysl (sedačkové lanovky, kabinkové lanovky a lanovky), obranný a kosmický průmysl, lehké a těžké strojírenství. O volbě lana rozhoduje účel a podmínky použití.

LK-R – lineární kontaktní lana s různými průměry drátu ve vnější vrstvě pramene. Tato lana jsou nejběžnější díky jejich použitelnosti na téměř všechna zdvihací zařízení od kladkostrojů po věžové jeřáby, jejich relativně nízké ceně a poměrně vysoké flexibilitě. Podíl lan LK-R vyrobených ruskými výrobci se pohybuje od 40 do 50 %.

LK-O – ocelová lana lineárního kontaktu se stejnými průměry drátu ve vnější vrstvě pramene. Nejtvrdší z lan s dvojitým zákrutem, ale nepostradatelné v podmínkách silného povrchového oděru a abrazivního opotřebení kvůli přítomnosti drátů o velkém průměru ve vnější vrstvě pramene. Vyžaduje větší průměr bubnů a bloků zvedacích zařízení. Pro svou odolnost proti povrchovému otěru se používají jako výtahová lana pro nákladní a nákladní personál.

LK-RO – lineární kontaktní lana s různými průměry drátu ve druhé vrstvě a stejnými průměry ve třetí. Nejpružnější a „měkčí“ lana díky zvýšenému počtu drátů v pramenu, ze stejného důvodu jsou dražší ve srovnání s lany jiných konstrukcí odpovídajících průměrů. Kromě široké škály zdvihacích zařízení jsou považovány za hlavní lano pro různé lanové smyčky. Lana této konstrukce se používají výhradně jako tažná a zvedací lana pro rypadla.