JP4630848B2 - Energy absorption rope - Google Patents
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Description
本発明はたとえば落下防止設備や落石防止設備などに好適なエネルギー吸収ロープに関する。 The present invention relates to an energy absorption rope suitable for, for example, a fall prevention facility or a fall rock prevention facility.
落下防止設備や落石防止設備に用いられるワイヤロープは、長手方向と直角方向からの切断作用に対する強度、引張り強度およびエネルギー吸収性能が要求される。かかる用途のワイヤロープとしては、従来、亜鉛メッキやアルミ亜鉛メッキを施したいわゆるGCロープ(3×7構造)が使用され、その弾性伸びによって落下物のエネルギーの吸収を期待して設置されている。
しかし、このようにロープ弾性域内でエネルギーを吸収する方式では、エネルギー吸収効率の面から、落下物のエネルギーが大きいときは、非常に太いロープか、多数のロープを使用することになり、定着部としてのアンカーなど付帯設備も大型なものとならざるを得なかった。
Wire ropes used for fall prevention equipment and rock fall prevention equipment are required to have strength, tensile strength, and energy absorption performance with respect to cutting action in a direction perpendicular to the longitudinal direction. As a wire rope for such applications, a so-called GC rope (3 × 7 structure) with galvanization or aluminum galvanization is conventionally used, and it is installed with the expectation of absorbing the energy of fallen objects due to its elastic elongation. .
However, in this method of absorbing energy within the rope elastic range, from the viewpoint of energy absorption efficiency, when the energy of the falling object is large, a very thick rope or a large number of ropes will be used. Attached equipment such as anchors had to be large.
かかる対策として、本出願人は先行文献1を提案した。この先行文献においては、相対的に長さの異なる複数本のワイヤロープを対象物に取り付け、長さの短いロープから順次破断させることにより、長さの短いロープの破断でエネルギーを吸収させ、その後長いロープで短いロープが吸収した残りのエネルギーの吸収を受け持たせるようにしている。
しかし、この先行技術ではロープ素線それぞれにはかなり大きな不均一力がかかり、荷重負担の大きな線材から破断に至るため、実際上、十分なエネルギー吸収を行いがたい懸念があった。
なお、エネルギー吸収能の高いロープとしては、ある種の繊維ロープやゴム系のロープがあるが、これらは表面に尖った物が作用すると容易にロープ構成部分が損傷したり切断されたりするので、落下防止設備や落石防止設備には使用不可能である。
As a countermeasure for this, the present applicant has proposed
However, in this prior art, a considerably large non-uniform force is applied to each of the rope strands, leading to breakage from a wire having a large load, and there is a concern that it is difficult to absorb sufficient energy in practice.
In addition, as a rope with high energy absorption ability, there are some types of fiber ropes and rubber ropes, but these can easily damage or cut the rope component when a pointed object acts on the surface, It cannot be used for fall prevention equipment or rock fall prevention equipment.
本発明は前記のような問題点を解消するためになされたもので、その目的とするところは、防食性と良好な強度特性を有するうえに非常に大きなエネルギー吸収能を備え、たとえば、落下防止設備や落石防止設備などにおける設備構成物の落下や転倒を防止したり、構造物が崩壊するのを防いだりする手段などとしてきわめて有効なエネルギー吸収ロープを提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and its object is to have anti-corrosion properties and good strength characteristics, and also has a very large energy absorption capability, for example, fall prevention. An object of the present invention is to provide an energy absorption rope that is extremely effective as a means for preventing equipment components falling or overturning in equipment or rock fall prevention equipment or preventing the structure from collapsing.
上記目的を達成するため本発明は、質量%でC:0.05%,Si:0.35%,Mn:1.5%、P:0.01%、S:0.01%、Ni:9.6%、Cr:18.6%残りが実質上Feからなるオーステナイト系ステンレス鋼ロープであって、前記化学的成分組成の線を伸線した後、ロープに撚り加工した後に、1100℃で加熱しその後急冷する固溶化熱処理を施してなり、20%以上の伸びを有し、1mあたりのロープの衝撃エネルギー吸収量(Ef)=吸収係数(K)・引張り破断荷重(Ps)(kN・m)において、0.25≦K<1.00であることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention, in mass%, C: 0.05%, Si: 0.35%, Mn: 1.5%, P: 0.01%, S: 0.01%, Ni: 9.6%, Cr: 18.6% rest a austenitic stainless steel ropes consisting substantially Fe, was drawing a line of the chemical component composition, after processing twisted ropes, 1100 ° C. The solution heat treatment is performed by heating and then rapidly cooling , and has an elongation of 20% or more. The impact energy absorption amount (Ef) of the rope per meter = absorption coefficient (K) · tensile breaking load (Ps) (kN In m), 0.25 ≦ K <1.00 .
ロープの素線をオーステナイト系ステンレス線材で構成し、ロープとしての使用時において20%以上の伸びを有しているので、ロープ使用中、特定のロープの一部に他より高い負荷がかかった時に、その部位が加工誘起マルテンサイトの生成によって強化され、他の部分に変形を分散させてロープ全体を均一に変形させることになるので、ロープ破断までの吸収エネルギーを、従来の弾性域吸収ロープの10倍以上、塑性域吸収ロープの3倍以上に著しく高めることができ、これによりロープの小型化が可能となり、また、適用した設備の発生張力が低くなるので、設備構成物たとえば端末構造、中間支柱構造などを簡易化でき、経済的である。 The rope strands are made of austenitic stainless steel wire and have an elongation of 20% or more when used as a rope. When a rope is used, a part of a specific rope is subjected to a higher load than others. Because the part is strengthened by the formation of work-induced martensite and the entire rope is uniformly deformed by dispersing the deformation to other parts, the absorbed energy until the rope breaks It can be remarkably increased to 10 times or more and 3 times or more of the plastic region absorbing rope, which enables the rope to be downsized and the generated equipment tension to be lowered. The strut structure can be simplified and economical.
好適には、1mあたりのロープの衝撃エネルギー吸収量(Ef)=吸収係数(K)・引張り破断荷重(Ps)(kN・m)において、0.25≦K<1.00である。 Preferably, the amount of impact energy absorbed per rope (Ef) = absorption coefficient (K) · tensile breaking load (Ps) (kN · m), 0.25 ≦ K <1.00.
前記ロープは、前記化学的成分組成の線を伸線した後、ロープに撚り加工した後に固溶化熱処理されてなるものである。
これによれば、伸びを著しく大きなものにすることができる。
The rope, after drawing a line of the chemical component composition are those formed by solution heat treated after machining twisted rope.
According to this , the elongation can be remarkably increased.
以下添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図1は、本発明にかかるエネルギー吸収ロープを高速道路、高速鉄道、橋梁などにおける標識柱のごとき付帯設備の落下防止手段に適用した例を示しており、100は道路、101は対象設備で、支柱102の上部に標識本体103を固定している。前記支柱102は下端部が道路の側面から立ち上がる側壁(高欄)104に固定金具105により固定されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an example in which the energy absorbing rope according to the present invention is applied to a fall prevention means of ancillary equipment such as a sign post in a highway, high-speed railway, bridge, etc., 100 is a road, 101 is a target equipment, A sign
1は前記側壁からの落下を防止するエネルギー吸収ロープであり、それぞれの端が支柱102の中間部に取り付けた支持金具106に連結され、他端が側壁に固定した左右の固定金具107,107に連結され、道路を走行中の車両が支柱に激突したり、地震が発生したりして支柱が固定金具105ごとあるいは固定金具105から離脱して店頭・落下しようとした場合に、エネルギー吸収ロープ1に張力を発生させ、落下・転倒エネルギーを吸収するものである。
前記ロープ1の構造に限定はないが、通常、複数本の素線を撚り合せたストランドを複数本撚り合せて構成されている。図2と図3(a)はそうしたロープの例を示しており、2はストランド、3は素線である。この例では、19本の素線3を撚り合せたストランド2を7本撚り合せた7×19構造となっている。しかし、本発明はこれに限定されるものでないことはいうまでもなく、図3(b)のように、7本の素線3を撚り合せたストランド2を3本撚り合せた3×7構造なども含まれる。
Although the structure of the
本発明は前記ロープ1の素線3として下記の化学的成分組成のオーステナイト系ステンレス鋼を使用する。
質量%でC:0.001〜0.15%、Si:0.01〜1.5%、Mn:0.3〜3.0%、P:0.05%以下、S:0.02%以下、Cr:14.0〜26.0%、Ni:6.0〜22.0%を含有し、N:0.02%以下で残りが実質上Feからなる。
限定理由を説明すると、Cは固溶強化元素として調整添加するが、延性を確保するため上限は0.15%とし、下限は精錬コスト上0.001%とする。
Siも強化に有効であるが、過剰になると延性が低下するので、上限は1.5%とし、下限は脱酸に必要な0.01%とする。
Mnはオーステナイトを安定化させるために0.3%以上含み、一方で耐食性を損じないことを意図して上限を3%とする。
Pを含むと特性上有利なことはほとんどないため少ないにこしたことはないが精錬コスト上、0.05%以下とする。
Sも不要な元素であるが、やはり精錬のコストを考慮して上限を0.02%とする。
Crはステンレスとしての耐食性を得るために、14%以上とし、コスト的に上限を26%とする。
Niは組織をオーステナイト化させ、耐食性、コストの両方の観点から下限6%、上限22%とする。
Nは延性を下げる方向にあるので低いことが望ましく、0.02%以下とする。
特に好適には質量%でC:0.05%,Si:0.35%,Mn:1.5%、P:0.01%、S:0.01%、Ni:9.6%、Cr:18.6%残りが実質上Feからなるものを使用する。
The present invention uses austenitic stainless steel having the following chemical composition as the
C: 0.001 to 0.15% by mass, Si: 0.01 to 1.5%, Mn: 0.3 to 3.0%, P: 0.05% or less, S: 0.02% Hereinafter, Cr: 14.0 to 26.0%, Ni: 6.0 to 22.0% are contained, N: 0.02% or less, and the remainder is substantially made of Fe.
The reason for the limitation will be explained. C is added as a solid solution strengthening element, but the upper limit is set to 0.15% to ensure ductility, and the lower limit is set to 0.001% in terms of refining costs.
Si is also effective for strengthening, but if it becomes excessive, the ductility decreases, so the upper limit is 1.5%, and the lower limit is 0.01% necessary for deoxidation.
Mn is contained in an amount of 0.3% or more to stabilize austenite, while the upper limit is made 3% with the intention of not impairing corrosion resistance.
When P is included, there is almost no advantage in terms of properties, so there is little difficulty, but the refining cost is 0.05% or less.
S is also an unnecessary element, but the upper limit is made 0.02% in consideration of the cost of refining.
In order to obtain corrosion resistance as stainless steel, Cr is 14% or more, and the upper limit is 26% in terms of cost.
Ni austenites the structure, and the lower limit is 6% and the upper limit is 22% from the viewpoint of both corrosion resistance and cost.
Since N is in the direction of decreasing ductility, it is desirable that N be 0.02% or less.
Particularly preferably, by mass, C: 0.05%, Si: 0.35%, Mn: 1.5%, P: 0.01%, S: 0.01%, Ni: 9.6%, Cr : Use 18.6% of which substantially consists of Fe.
かかるオーステナイト系ステンレスの線それ自体は公知であり、かかる線を撚合したロープも従来公知であったが、従来のステンレスロープは、実用新案登録第2592409号のように、もっぱら耐食性能を向上させることを目的としていた。それは、ステンレス線は本来的には高炭素鋼よりも伸びが大きい特性を有しているものの、一般に高炭素鋼のロープに比べて強度が低く、加工硬化によってそれを補うことが必要であるとの思想が底流にあり、このため、伸び特性が抑制される結果となり、ステンレスロープの伸び特性を積極的に利用したロープが見られなかったのである。 Such austenitic stainless steel wires are known per se, and ropes twisted with such wires are also known in the art. However, conventional stainless steel ropes, as in Utility Model Registration No. 2592409, exclusively improve corrosion resistance. Was intended to be. Although stainless wire inherently has the characteristics of higher elongation than high carbon steel, it is generally lower in strength than ropes of high carbon steel, and it is necessary to compensate for it by work hardening. As a result, the elongation characteristics were suppressed, and no rope that actively used the elongation characteristics of the stainless steel rope was found.
すなわち、高炭素鋼材質のロープの製造に際しては、原料線材にパテンティングと称する熱処理を施し、その後伸線加工を行って素線とし、そうした素線を撚合してストランドを作り、それを複数本撚合して目的ロープを得るのが通例である。 That is, when manufacturing a rope made of high carbon steel material, the raw material wire is subjected to a heat treatment called patenting, followed by wire drawing to form a strand, which is twisted to form a strand. It is customary to obtain the target rope by twisting.
ステンレスロープの製造においては、ステンレス素線の状態では伸びがかなり大きいものの、ロープにするためには、製造工程上、素線を冷間伸線により所定の径に加工し、そうした素線をストランドへの撚合およびストランドを撚り合せてロープにするので、こうした加工によって加工硬化を起こすため、ロープになったときの伸びは著しく低減する。このため、従来では、ステンレスロ−プは、エネルギー吸収を目的とした用途には不向き、あるいは使用しても効果が乏しいとされていたのである。 In the manufacture of stainless steel ropes, although the elongation is considerably large in the state of stainless steel strands, in order to make a rope, in the manufacturing process, the strands are processed into a predetermined diameter by cold drawing and the strands are converted into strands. Since the strands and strands are twisted into a rope, work hardening occurs due to such processing, so that the elongation when forming a rope is remarkably reduced. For this reason, conventionally, stainless steel ropes are not suitable for applications intended to absorb energy, or have been considered to be ineffective even when used.
本発明者はかかる問題を打破すべく、試みに、前記化学的成分組成からなるオーステナイトを含有したステンレス線を伸線して素線とし、さらにそれを撚り合せてストランドを作り、そのストランドの複数本を撚合して目的のステンレスロープとした後に、固溶化熱処理してみた (第1態様)。
その結果、驚くべきことに20%以上という大きな伸びがしかも均一に得られ、引張り破断荷重をPs(kN)、吸収係数K、1mあたりのロープの衝撃エネルギー吸収量Ef=K・Ps(kN・m)において、吸収係数Kが0.25以上で、しかも、素線は、平均強度400〜900MPaの強度が得られることを知見した。
In order to overcome such a problem, the present inventor tried to make a strand by drawing a stainless steel wire containing austenite having the chemical composition described above, and twisting it to make a strand. After twisting the book to obtain the target stainless steel rope, a solution heat treatment was performed (first embodiment).
As a result, surprisingly, a large elongation of 20% or more can be obtained uniformly, the tensile breaking load is Ps (kN), the absorption coefficient K, the impact energy absorption amount of the rope per meter Ef = K · Ps (kN · In m), it was found that the absorption coefficient K is 0.25 or more, and that the strand has an average strength of 400 to 900 MPa.
前記本発明の第1態様のロープを得る方法を説明すると、図4のような工程で作られる。すなわち、原料ステンレス線材を常法に従って目的線径まで伸線加工し、伸線されたステンレス線を撚線機でストランドに撚合する。このときの撚りピッチはストランド直径の9〜11倍程度とすることが好ましい。そして、得られたストランドの複数本を撚線機に配して撚合し、目的径の素ステンレスロープを得る。このときの撚りピッチはロープ直径の6.0〜7.5倍程度とすることが好ましい。
これらは、撚り減り率を10%未満にし、強度を向上させるために必要である。なお、「撚り減り率」とは、ロープをほぐして素線ごとの強度を求め、それらの総和に対する撚り加工したロープそのままの引張破断荷重の低下率を意味する。
The method for obtaining the rope according to the first aspect of the present invention will be described in the process shown in FIG . That is, the raw stainless steel wire is drawn to the target wire diameter according to a conventional method, and the drawn stainless steel wire is twisted into a strand by a twisting machine. The twist pitch at this time is preferably about 9 to 11 times the strand diameter. Then, a plurality of the obtained strands are arranged on a twisting machine and twisted to obtain an elementary stainless steel rope having a target diameter. The twist pitch at this time is preferably about 6.0 to 7.5 times the rope diameter.
These are necessary for reducing the twist rate to less than 10% and improving the strength. The “twisting reduction rate” means the rate of decrease in the tensile breaking load of the rope as it is after twisting the rope and obtaining the strength of each strand.
ついで、この素ステンレスロープを、そのままインラインであるいは所要長さコイルに巻き、固溶化熱処理装置に装入し、固溶化熱処理を行う。この固溶化熱処理の条件は、980〜1150℃、2〜10分とし、その後、水冷などにて急冷する。
かかる条件としたのは、組織を十分に固溶体化するためであり、こうした条件により、伸びが20%以上、好適には35〜60%という特性が得られ、ロープの降伏比が0.7以下、ロープをほぐした素線の引張降伏比が0.3〜0.7のものとなる。なお、降伏比=降伏点/引張り破断荷重であるが、ロープの降伏比とは、ロープ構造伸びを除いた0.2%永久伸び荷重を意味する。
Next, the raw stainless steel rope is wound as it is in-line or around a coil having a required length, and is inserted into a solution heat treatment apparatus to perform solution heat treatment. The solution heat treatment is performed at 980 to 1150 ° C. for 2 to 10 minutes, and then rapidly cooled by water cooling or the like.
The reason for this condition is to sufficiently solidify the structure. Under these conditions, the elongation is 20% or more, preferably 35-60%, and the rope yield ratio is 0.7 or less. The tensile yield ratio of the strands of loosened rope is 0.3 to 0.7. Yield ratio = yield point / tensile breaking load, but the rope yield ratio means a 0.2% permanent elongation load excluding the rope structure elongation.
他の方法としては、原料ステンレス線を所定の目的線径まで伸線加工し、伸線した素線をストランドに撚り合せる以前に、固溶化熱処理を行い、次に、固溶化熱処理したステンレス素線を撚合してストランドとし、それを撚合して目的ロープを得る態様が挙げられる。固溶化熱処理の条件は980〜1150℃、2〜10分とし、冷却方法は水冷などで行えばよい。
しかし、固溶化熱処理したステンレス素線は軟らかく、ストランドやロープへの撚合工程の際に表面にキズが付きやすく、このキズを放置するとこのキズがロープ破断の基点となり、得られたロープは十分にエネルギー吸収することなく破断にいたる危険性が高くなる。
このため、ガイドロール、ボイスなど、素線の接する製造設備の部材として、硬質材でなく合成樹脂等の軟質材で構成したものを用いる。また、撚合するときの素線のバックテンションにも配慮するとともに、撚合するときの加工硬化を防ぐべく撚りピッチをストランド直径の約10〜15倍にとり、そして、得られたストランドの複数本を撚線機に配して撚合し、目的径の素ステンレスロープを得る。このときの撚りピッチはロープ直径の7.0〜13倍程度が望ましい。
As another method, a stainless steel wire that has been subjected to solution heat treatment before drawing the raw stainless steel wire to a predetermined target wire diameter and twisting the drawn wire to a strand , and then to the solution heat treatment Are twisted to form a strand, and then twisted to obtain a target rope. The conditions for the solution heat treatment are 980 to 1150 ° C., 2 to 10 minutes, and the cooling method may be water cooling.
However, the solid solution heat treated stainless steel wire is soft, and the surface is easily scratched during the stranding and rope twisting process. If this scratch is left untreated, this scratch becomes the starting point of the rope breakage, and the obtained rope is sufficient There is a high risk of breaking without absorbing energy.
For this reason, as a member of a manufacturing facility that comes into contact with a wire, such as a guide roll and a voice, a member made of a soft material such as a synthetic resin is used instead of a hard material. In addition, the back tension of the strands when twisting is taken into consideration, the twist pitch is set to about 10 to 15 times the strand diameter to prevent work hardening when twisting, and a plurality of strands obtained are obtained. Are twisted and twisted to obtain an elementary stainless steel rope having a target diameter. The twist pitch at this time is preferably about 7.0 to 13 times the rope diameter.
本発明のロープは前記のような工程を経て製品とされ、図1などのように使用される。
図1と図2においてロープは多数の素線が撚り合わさっているので、これに外力がかかったとき、それら素線に加わる応力は均等ではない。最も高い応力の素線が塑性変形し、塑性伸びを生じるが、通常のスチールロープでは鋼線は加工硬化が大きくないので、他の素線に変形がほとんど分担されないまま、この線が破断に至り、他の線も次々に破断して、エネルギー吸収は小さなものとなる。
The rope of the present invention is made into a product through the steps as described above, and is used as shown in FIG.
In FIG. 1 and FIG. 2, since many strands are twisted together in a rope, when external force is applied to this, the stress added to these strands is not equal. The wire with the highest stress undergoes plastic deformation and causes plastic elongation. However, with normal steel ropes, the steel wire is not very hard to work, so this wire breaks with almost no deformation being shared by other wires. The other lines also break one after another, and the energy absorption becomes small.
これを防ぐには最初に塑性変形する素線が大きく加工硬化して強化されることが必要である。本発明では前記のように素線としてオーステナイトを含有したステンレス線を用い、かつ固溶化熱処理を施すので、全体の伸びが非常に大きくなるのである。
そして、前記した使用状態でロープに引張り荷重が付加されると、素線は塑性変形を起こし、それによって加工誘起マルテンサイトを発生させることにより大きな加工硬化が得られる。そうすれば、或る線のみに変形を集中させず、他の線に分散させることが可能となる。これによってロープ素線全体が均一な力を負担することになり、局所的な破断が起こらないから、全体が非常に大きな変形を受けることが可能となるのである。
In order to prevent this, it is necessary that the wire that is first plastically deformed is greatly hardened by work hardening. In the present invention, as described above, the stainless steel wire containing austenite is used as the element wire, and the solution heat treatment is performed, so that the overall elongation becomes very large.
When a tensile load is applied to the rope in the above-described use state, the strands undergo plastic deformation, thereby generating work-induced martensite, thereby obtaining a large work hardening. By doing so, it is possible to distribute the deformation to other lines without concentrating the deformation only on a certain line. As a result, the entire rope element bears a uniform force, and since the local breakage does not occur, the entire rope can be subjected to a very large deformation.
図5はロープに引張荷重をかけたときの荷重−伸びの関係を示している。
図中、線Aは弾性域でエネルギー吸収させるタイプのロープ(硬鋼線タイプ)であり、線Aの下の荷重−変位を積分した面積SAがエネルギーである。
線Bは塑性域でエネルギー吸収させるタイプのロープ(通常のステンレス線ロープ)であり、線Bの下の荷重−変位を積分した面積SBがエネルギーである。
線Cは本発明の塑性域でエネルギー吸収させるタイプのロープであり、線Cの下の荷重−変位を積分した面積SCがエネルギーとなる。弾性に比べて塑性はエネルギー吸収は大きいが、伸びはほとんど大きくないためそれほど効果は少ないのに対し、本発明では引張変形時のマルテンサイト変態がロープ各部において線径が細くなっていく部分を強化する作用が顕著であるため、破断が抑制されて著しい変形能を示すのである。
素材がオーステナイト系ステンレス鋼である場合、多数の素線が撚り込まれているために大幅な延性低下が不可避となるが、本発明は、こうした大幅な延性低下を、固溶化熱処理を施すことによってほとんど完全に防ぐことができるのである。
FIG. 5 shows the load-elongation relationship when a tensile load is applied to the rope.
In the figure, line A is a rope of a type that absorbs energy in the elastic region (hard steel wire type), and area SA obtained by integrating the load-displacement under line A is energy.
The line B is a rope of a type that absorbs energy in the plastic region (ordinary stainless steel wire rope), and the area SB obtained by integrating the load-displacement under the line B is energy.
The line C is a rope of the type that absorbs energy in the plastic region of the present invention, and the area SC obtained by integrating the load-displacement under the line C is energy. Compared to elasticity, plastic absorbs energy more, but the elongation is not so large, so it is less effective.In the present invention, however, the martensitic transformation during tensile deformation strengthens the part where the wire diameter becomes thinner in each part of the rope. Since the effect | action which carries out is remarkable, a fracture | rupture is suppressed and remarkable deformability is shown.
When the material is austenitic stainless steel, a large decrease in ductility is inevitable because a large number of strands are twisted.In the present invention, such a significant decrease in ductility is achieved by applying a solution heat treatment. It can be almost completely prevented.
〔具体例〕
次に具体例を示すと、表1は、本発明ロープと、通常のステンレスロープと、硬鋼線ロープを試作して、破断強度、伸び、1m当たりの吸収エネルギーおよびエネルギー吸収係数を求めた結果を示している。
本発明ロープの製造条件は下記のとおりである。また、従来ロープの製造条件は下記のとおりである。
〔Concrete example〕
Next, specific examples are shown in Table 1. Table 1 shows the results of trial production of the rope of the present invention, a normal stainless steel rope, and a hard steel wire rope, and the breaking strength, elongation, absorbed energy per 1 m, and energy absorption coefficient. Is shown.
The production conditions of the rope of the present invention are as follows. Moreover, the manufacturing conditions of the conventional rope are as follows.
*本発明ロープ1:
構造:7×19、Z撚り、径18.0mm.
化学的成分組成:オーステナイト系ステンレス鋼
C:0.05%,Si:0.35%,Mn:1.5%、P:0.01%、S:0.01%、Ni:9.6%、Cr:18.6%
工程:
(1)直径5.5mmの原料線を3.5mmまで冷間にて4回抽し、1100℃×5分後水冷の条件で熱処理し、次いで、線径1.19mmになるまで9回抽して素線を得た。
(2)前記工程で得られた19本の素線をZ方向に撚り合わせ、心ストランドを製作し、19本の素線をS方向に撚りあわせ、側ストランドを製作した。
(3) 心ストランドに6本の側ストランドをZ方向に撚り合わせロープを製作した。
(4)巻き取ったロープを焼鈍炉に入れ、1100度で5分間加熱し、水冷する固溶化熱処理を行った。
あわせて、ロープ径6.3mm(本発明ロープ2)、28.0mm(本発明ロープ3)のものも前記本発明ロープ1と同じ工程で作成した。
* Invention rope 1:
Structure: 7 × 19, Z twist, diameter 18.0 mm.
Chemical component composition: austenitic stainless steel C: 0.05%, Si: 0.35%, Mn: 1.5%, P: 0.01%, S: 0.01%, Ni: 9.6% , Cr: 18.6%
Process:
(1) A raw material wire having a diameter of 5.5 mm is extracted 4 times in the cold to 3.5 mm, heat-treated at 1100 ° C. for 5 minutes under water cooling conditions, and then extracted 9 times until the wire diameter becomes 1.19 mm. To get a strand.
(2) The 19 strands obtained in the above process were twisted in the Z direction to produce a core strand, and the 19 strands were twisted in the S direction to produce a side strand.
(3) Six side strands were twisted in the Z direction on the core strand to produce a rope.
(4) The wound rope was placed in an annealing furnace, heated at 1100 ° C. for 5 minutes, and subjected to a solution heat treatment that was water-cooled.
In addition, ropes having a diameter of 6.3 mm (the
*従来ロープ1:
:構造7x19、Z撚り、径18.0mm。
化学的成分組成:オーステナイト系ステンレス鋼
本発明ロープと同じ
工程:
本発明ロープ1と(1)〜(3)までは同じ。(4)が無い。
* Conventional rope 1:
: Structure 7 × 19, Z twist, diameter 18.0 mm.
Chemical composition: Austenitic stainless steel Same as the rope of the present invention
This
*従来ロープ2:
:構造7x19、Z撚り、径18.0mm。
高炭素鋼ロープ:構造7x19、Z撚り、径18.0mm。
化学的成分組成:硬鋼
C:0.62%,Si:0.20%,Mn:0.48%、P:0.016%、S:0.014%
工程:
(1)直径5.5mmの原料線を3.5mmまで冷間にて4回抽し、980℃×1.5分後鉛浴で冷却の条件で熱処理し、次いで、線径1.19mmになるまで9回抽して素線を得た。
(2)前記工程で得られた19本の素線をZ方向に撚り合わせ、心ストランドを製作し、19本の素線をS方向に撚りあわせ、側ストランドを製作した。
(3)心ストランドに6本の側ストランドをZ方向に撚り合わせロープを製作した。
* Conventional rope 2:
: Structure 7 × 19, Z twist, diameter 18.0 mm.
High carbon steel rope: structure 7 × 19, Z twist, diameter 18.0 mm.
Chemical composition: Hard steel C: 0.62%, Si: 0.20%, Mn: 0.48%, P: 0.016%, S: 0.014%
Process:
(1) A raw material wire having a diameter of 5.5 mm was drawn four times to 3.5 mm in a cold state, heat treated under a cooling condition in a lead bath after 980 ° C. for 1.5 minutes, and then the wire diameter was 1.19 mm. The wire was obtained by drawing 9 times until
(2) The 19 strands obtained in the above process were twisted in the Z direction to produce a core strand, and the 19 strands were twisted in the S direction to produce a side strand.
(3) Six side strands were twisted in the Z direction on the core strand to produce a rope.
図6は本発明ロープ1〜3と従来ロープ1,2の、1m当たりの吸収エネルギーとロープ破断荷重の関係を示している。
これら表1と図6から明らかなように、従来品2のロープは、エネルギー吸収性能が著しく劣り、従来品1のロープは、従来品2よりも幾分エネルギー吸収性能が高いが、それでもかなり低い。これに対して、本発明ロープはエネルギー吸収性能が著しく高いことがわかる。これは、ロープの状態または素線の状態で固溶化熱処理して延性を高め、使用時に素線に含まれるオーステナイトが塑性変形によってマルテンサイトに変態して強化されることを利用して、不均一にかかる力を分散させ、破断を抑制してエネルギー吸収能を著しく高めたからである。
FIG. 6 shows the relationship between the absorbed energy per meter and the rope breaking load of the
As can be seen from Table 1 and FIG. 6, the rope of the
本発明ロープは、落下防止設備や落石防止設備(たとえば落石防止柵,落石防止網)などにおける設備構成物の落下や転倒を防止したり、構造物が崩壊するのを防いだりする犠牲手段、あるいは衝突時の衝撃緩和手段などエネルギー吸収性能が求められる分野の金属ロープなどに利用できる。 The rope of the present invention is a sacrificial means for preventing the fall or fall of equipment components in fall prevention equipment or rock fall prevention equipment (for example, rock fall prevention fences, rock fall prevention nets), or preventing the structure from collapsing, or It can be used for metal ropes in fields where energy absorption performance is required, such as impact mitigation means at the time of collision.
1 本発明ロープ
2 ストランド
3 素線
1 rope of the
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