GB/T 8358—1987國家標(biāo)準(zhǔn)的名稱是《鋼絲繩破斷拉伸試驗方法》，該標(biāo)準(zhǔn)于2006年和2014年修訂了兩次，并將標(biāo)準(zhǔn)名稱修訂為《鋼絲繩實際破斷拉力測定方法》，2023年又對該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂，標(biāo)準(zhǔn)名稱修正為《鋼絲繩破斷拉力測定方法》，并于2023年5月23日發(fā)布，2023年12月1日開始實施。鋼絲繩具有較高的抗拉強度、抗疲勞強度和抗沖擊韌性，能夠承受多種載荷及變載荷的作用，廣泛應(yīng)用于冶金、機械、建筑、運輸、航海、航空航天、石油、海洋工作等諸多領(lǐng)域。在實際應(yīng)用中，受多種因素的影響，鋼絲繩發(fā)生破斷導(dǎo)致事故的情況時有發(fā)生，甚至給相關(guān)方造成嚴(yán)重?fù)p失。為了保障鋼絲繩使用的安全性，防止因破斷而造成嚴(yán)重事故，鋼絲繩破斷拉力的科學(xué)測定尤為重要。

     GB/T 8358—2023（以下簡稱新版標(biāo)準(zhǔn)）參考了ISO 3108：2017《鋼絲繩 試驗方法 破斷拉力的測定》，在術(shù)語定義、試樣制備、結(jié)果判定、安全等方面比GB/T 8358—2014（以下簡稱舊版標(biāo)準(zhǔn)）有技術(shù)改進(jìn)。雖然新版標(biāo)準(zhǔn)的前言對上述修訂內(nèi)容進(jìn)行了一些描述，但不夠詳細(xì)。筆者所在單位主持了ISO 3108：2017 國際標(biāo)準(zhǔn)的制定，該國際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被英國、德國、韓國和巴西等國家等同采用為國家標(biāo)準(zhǔn)。筆者詳細(xì)介紹了修訂內(nèi)容的技術(shù)要點，以幫助廣大檢測人員正確理解標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確掌握相關(guān)技術(shù)要點，為提高試驗的有效性和獲得穩(wěn)定可靠的試驗結(jié)果打下扎實的基礎(chǔ)。同時，文章有助于口岸檢測機構(gòu)更加有效地對進(jìn)口鋼絲繩進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)管，真正發(fā)揮其把關(guān)服務(wù)的作用。

1、 術(shù)語和定義

     新版國家標(biāo)準(zhǔn)共有9個術(shù)語，新增加的3個術(shù)語和定義是：最小破斷拉力、實測破斷拉力和灌漿料澆注法，并對合金澆鑄法、樹脂澆注法、套管壓制法和纏繞法4個術(shù)語的描述進(jìn)行了部分修訂，使其更加簡要，具體如表1所示。

     灌漿料澆注法是GB/T 8358—2023標(biāo)準(zhǔn)提出的一種制樣方法，具體制備方法在附錄A中詳細(xì)描述。

2、 試樣

2.1 試樣長度

     新舊版國家標(biāo)準(zhǔn)對試樣長度的要求與ISO 3108：2017國際標(biāo)準(zhǔn)一致。

2.2 試樣制備

     新標(biāo)準(zhǔn)參考國際標(biāo)準(zhǔn)，對不同制樣方法的應(yīng)用范圍進(jìn)行了規(guī)定，如表2所示。

     GB/T 8358—2023簡化了合金澆鑄法和樹脂澆注法試樣制備的流程，合金澆鑄法參考GB/T 30588《鋼絲繩繩端 合金熔鑄套接》、樹脂澆注法參照YB/T 4615—2017《鋼絲繩繩端樹脂套接》的規(guī)定。ISO 3108：2017中合金澆鑄法和樹脂澆注法均參照ISO 17558：2013《鋼絲繩 套接法 熔融金屬和樹脂套接》標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

   （1）直接夾持法。直接夾持法簡單快捷，也是最常用的試驗方法之一，常被有經(jīng)驗的檢測人員采用，但直接夾持法對鋼絲繩表面的損傷也比較大，因而直接夾持法一般適用于單股鋼絲繩。對于其他結(jié)構(gòu)的鋼絲繩，如果鋼絲繩斷裂位置在有效部位，也可采用直接夾持法。為防止鋼絲繩的表面損傷，試驗人員一般使用襯墊材料（軟金屬如鋁片、銅片等）。

    （2）纏繞法。纏繞法的優(yōu)點是不需要對試樣進(jìn)行復(fù)雜而繁瑣的加工，夾持的效果也比較好。但是，對于大直徑的鋼絲繩，其纏繞輪的直徑也要求很大，由于國家標(biāo)準(zhǔn)對試樣最小試驗長度有規(guī)定，因此采用纏繞法適用于直徑不大于20mm的鋼絲繩。

    （3）灌漿料澆注法。①GB/T 50448—2015《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》表4.1.1中灌漿料的種類有4類（新版國家標(biāo)準(zhǔn)中引用標(biāo)準(zhǔn)號GB/T 50488—2015有誤，正確為GB/T 50448—2015），不同的種類對應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)不同，澆注及養(yǎng)護(hù)的要求不同，冬天試驗與夏天試驗要求不一樣，因此灌漿料澆注法需要專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行指導(dǎo)方能實施。②冬天對灌漿料抗壓強度的要求明顯高于夏天。③根據(jù)GB/T 50448—2015附錄A3.1的要求，試樣制備時間遠(yuǎn)大于55h，制備完成后還要完成抗壓試驗，達(dá)到GB/T 50448—2015表4.1.1及表4.1.2的要求，冬天采用該方法制備試樣的時間更長，人員要求更高。④需專業(yè)設(shè)備、場地和模具，以滿足制樣的要求。⑤抗壓強度試驗的儀器需滿足GB/T 17671—2021《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO 法）》中5.6.6節(jié)和 5.6.7節(jié)的規(guī)定，測定方法按照GB/T 17671—2021中10.2節(jié)的方法進(jìn)行操作，結(jié)果判定按11.2節(jié)的方法進(jìn)行計算和報告。⑥由于試驗設(shè)備的技術(shù)發(fā)展，對于直徑小于20mm的鋼絲繩，采用直接夾持法或套管壓制法具有快速、高效、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。除非大批量的鋼絲繩測試，灌漿料澆注法有一定的應(yīng)用范圍。

2.3 試驗設(shè)備

     GB/T 8358—2023增加了試驗設(shè)備測力系統(tǒng)的校準(zhǔn)規(guī)程，同時明確了安全防護(hù)裝置的要求。新版標(biāo)準(zhǔn)僅對試驗設(shè)備提出了安全防護(hù)裝置的要求，但I(xiàn)SO 3108：2017的安全性要求更加全面，對人員、設(shè)備以及整個試驗過程都要求有足夠的安全措施，確保試驗的安全順利完成，具體如表3 所示。因此，將來在國家標(biāo)準(zhǔn)修訂時，應(yīng)按照國際標(biāo)準(zhǔn)的要求，對整個試驗全過程的安全措施制訂一個要求，確保人員安全。

3、 試驗結(jié)果

      GB/T 8358—2023對判斷試驗結(jié)果是否有效規(guī)定為“距離夾頭6d或50mm（兩者取其小者）內(nèi)破斷”改為“距離夾頭6d內(nèi)破斷”，d為鋼絲繩直徑，與ISO 3108：2017標(biāo)準(zhǔn)一致，各標(biāo)準(zhǔn)試驗結(jié)果判定規(guī)則如表4所示。

     對鋼絲繩破斷拉力測試斷距規(guī)定合理性的研究認(rèn)為：舊版國家標(biāo)準(zhǔn)的有效性判定距離弱化了制樣因素對鋼絲繩破斷拉力降低的影響。其實鋼絲繩最終承載力主要靠單個捻距長度鋼絲繩承擔(dān)，因此，在鋼絲繩破斷拉力測定時，其斷裂位置距離夾頭的最小距離為一個鋼絲繩捻距是科學(xué)的，其大致等于6d。歐盟標(biāo)準(zhǔn)、ASTM標(biāo)準(zhǔn)、日本標(biāo)準(zhǔn)的有效性判定距離均為6d，新版標(biāo)準(zhǔn)采用這一技術(shù)要求，有利于我國鋼絲繩的出口，也避免鋼絲繩破斷拉力測定的質(zhì)量異議，同時也避免了進(jìn)口鋼絲繩在實際應(yīng)用中因結(jié)果判定產(chǎn)生的國際貿(mào)易糾紛。

4、 結(jié)論

     鋼絲繩整繩破斷拉力試驗新舊版國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)主要有以下的技術(shù)變化。

    （1）新版標(biāo)準(zhǔn)增加了最小破斷拉力、實測破斷拉力、灌漿料澆注法等3個術(shù)語，對合金澆鑄法、樹脂澆注法、套管壓制法和纏繞法等4個術(shù)語進(jìn)行了簡化。

    （2）增加了對試驗設(shè)備安全的要求。

   （3）試驗結(jié)果有效性判據(jù)更改為“距離夾頭6d內(nèi)破斷”，與國際標(biāo)準(zhǔn)、歐盟標(biāo)準(zhǔn)、ASTM標(biāo)準(zhǔn)、日本標(biāo)準(zhǔn)一致。

   （4）ISO 3108：2017國際標(biāo)準(zhǔn)安全性要求更加全面，對人員、設(shè)備以及整個試驗過程都要求有足夠的安全措施，以確保試驗的安全順利完成。

   （5）新版標(biāo)準(zhǔn)提出的灌漿料澆注法耗費時間長、工藝復(fù)雜、適用范圍小。

作者：朱佩，王維璐，史曉峰，陸玙霏，吳益文

單位：上海海關(guān)工業(yè)品與原材料檢測技術(shù)中心

來源：《理化檢驗-物理分冊》2024年第10期