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锰系磷化涂层钢丝绳在曳引电梯中应用_无锡通用钢绳
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世界金属导报/2016 年/4 月/5
日/第B13 版
锰系磷化涂层钢丝绳在曳引电梯中的应用
随着高层建筑物的不断增加，与高层建筑配套的电梯安装数量大幅度上升。曳引式电梯的承
载零件是曳引钢丝绳或曳引钢带，其质量的高低对电梯运行过程中的安全性、稳定性和经济性有
重要影响，由于曳引钢带价格昂贵，曳引电梯钢丝绳( 图 1 为电梯钢丝绳外观) 目前依然是曳引式
电梯的主流配置。
为了测定电梯曳引钢丝绳的综合产品质量而设计的疲劳试验方法，是对曳引钢丝绳实际运行
工作状况的一种模拟，以期在较短时间内通过破坏性试验检验电梯曳引钢丝绳的疲劳寿命。电梯
曳引钢丝绳的实际使用寿命与疲劳寿命成正比关系。
2 微动磨损与疲劳造成电梯钢丝绳失效
曳引电梯钢丝绳疲劳试验按照YB/T
《电梯用钢丝绳弯曲疲劳试验方法》或按照一
些国际知名电梯企业制定的相关标准进行，图2 所示为钢丝绳疲劳寿命试验机。对电梯钢丝绳做
60-120 万次的疲劳试验，一般需要7-14 天试验时间，对完成疲劳试验的试样拆股检验，在钢绳内
部钢丝表面存在粉末状棕红色锈迹，其化学成分是Fe 0
。因为表面均匀涂敷有润滑脂的电梯绳在
室内静置 14
天，即便是在高温高湿的情况下也不会发生肉眼可以辨别的明显锈蚀，粉末状剥离
物的出现及氧化锈蚀的发生，证明了钢绳内部钢丝在疲劳试验过程中发生了微动磨损并造成一定
数量的磨屑脱落，磨屑氧化后呈现棕红色粉末态，金属材料表面交替发生磨损与锈蚀时，它们会
彼此互相加速，通过拆股测量钢丝疲劳试验前后直径并进行对比，或仔细检查试验后拆股钢丝表
面，钢丝表面可以观察到明显的磨损痕迹，这些现象可以证明钢绳内部钢丝表面在疲劳试验过程
中发生了严重的磨损，即电梯钢丝绳的失效过程是从制绳钢丝表面磨损开始的。
曳引电梯钢丝绳内部钢丝表面微动磨损与最终钢丝的疲劳断裂失效存在着一定的关联性。钢
丝绳是将钢丝与绳芯按照一定的结构及前后顺序捻制在一起的螺旋状钢丝束，受钢丝绳自身独特
螺旋状结构及钢材物理性能的影响，受到轴向拉应力作用的钢丝绳会发生伸长变形，正常使用情
况下为弹性伸长变形。钢丝绳在加载及卸载过程中，钢绳弹性伸长量在一定范围内发生变化，钢
绳内部任意两根互相接触的钢丝，其弹性伸长变形不同步时，钢丝之间将发生相对滑动，其相对
滑动幅度一般在微米量级，故称为微动，由微动引起的磨损即微动磨损。钢丝绳内部钢丝之间的
这种微动，是保持钢丝绳柔韧性的必备条件，不能通过技术手段予以去除，只能通过技术手段防
范微动带来的钢丝表面微动磨损损伤。
微动磨损与疲劳共同作用时会彼此加速，均造成制绳钢丝横截面积的逐渐减小，促进应力集
中的发生，应力集中则促进疲劳微裂纹在钢丝表面磨损损伤处或其他缺陷处的萌生。另一方面，
钢丝绳使用过程中围绕滑轮变形时会受到附加弯曲应力的作用，微动过程中由于摩擦力的作用而
在钢丝表面或次表面形成的微裂纹，在弯曲应力的作用下，如果向钢丝径向扩展则演变成疲劳裂
纹，弯曲半径越小则钢丝承受的弯曲应力越大，微裂纹向钢丝径向扩展的几率越大速率越高，这
种微裂纹扩展的最终结果是造成钢丝的疲劳断裂。微动磨损与疲劳的共同作用即微动疲劳，微动
疲劳是造成电梯绳失效的主要原因。
3 磷化涂层技
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锰系磷化涂层电梯钢丝绳使用寿命与疲劳寿命是正比例关系
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把锰系磷化涂层电梯钢丝绳和光面电梯钢丝绳在一台疲劳试验机上面做疲劳试验至出现第一根断股，锰系磷化涂层电梯钢丝绳疲劳寿命是光面钢丝绳的3-4倍，是疲劳寿命最长的。疲劳试验是对钢丝绳实际使用工况的一种模拟，疲劳寿命越长则使用寿命越长。锰系磷化膜可以大幅度提高钢丝表面的耐磨损能力和防腐蚀能力，有效抑制微动疲劳的发生，这是锰系磷化涂层电梯钢丝绳具有超长疲劳寿命的原因所在。锰系磷化涂层钢丝绳是世界钢丝绳制造业当代最先进技术。仅供参考
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