JPH0718590A - ワイヤロープ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐疲労性および耐食性に優れた長寿命のワイ
ヤロープを提供する。 【構成】 ０．５２〜１．００重量％の炭素を含み、素
線抗張力が１５０〜２５０ kgf／mm² の複数本の鋼線を
ストランド径の５〜９倍のピッチで撚合してストランド
を形成し、さらに複数本のストランドをロープ径の５．
５〜８倍のピッチで撚合して形成され、前記鋼線が亜鉛
アルミニウム合金めっきされ、亜鉛アルミニウム合金め
っき付着量が１平方メ−トル当たりにつき２００乃至４
００グラムであり、かつ合金めっきが３〜８重量％のア
ルミニウムを含むＺｎ−Ａｌ合金層を主体とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、過酷な腐食環境下で
重量物を移動させるための動索として用いられるワイヤ
ロープに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から亜鉛めっきはワイヤロープの防
食方法として広く利用されているが、亜鉛めっきは腐食
減量が大きいので防食寿命が短いという欠点がある。ワ
イヤロープをアルミニウムめっきする方法も知られてい
るが、アルミニウムは亜鉛のように犠牲防食として働か
ないので、めっき層にピンホールや疵が存在する場合に
素地の鉄が溶け出して、予期せぬ断線を生じるという危
険性がある。

【０００３】このような背景から亜鉛アルミニウム合金
めっきがワイヤロープの防食方法として注目を集めてい
る。亜鉛アルミニウム合金めっきは、亜鉛めっきの約２
倍の耐食性をもち、かつ犠牲防食性をも有するという長
所がある。鋼線に亜鉛アルミニウム合金めっきする場合
は、先ず、鋼線を溶融亜鉛浴に浸漬し、下地めっき層と
して亜鉛めっき層を形成する。次いで、その上に溶融亜
鉛アルミニウム合金めっきする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
二浴法を用いて鋼線に亜鉛アルミニウム合金めっきをす
ると、Ｆｅ−Ｚｎ金属間化合物層およびＦｅ−Ａｌ−Ｚ
ｎ金属間化合物層が母材／めっき層界面に形成され、こ
れらは延性に乏しく脆い層であるためロープの耐疲労性
が低下するという欠点がある。とくに、ワイヤロープを
動索として用いる場合は繰り返し曲げや伸び荷重を受け
るので、金属間化合物層が疲労クラックの起点となりや
すく、短期間で断線を生じ、ロープの疲労寿命が短いと
いう欠点がある。この発明は、上記課題を解決するため
になされたものであり、耐疲労性および耐食性に優れた
長寿命のワイヤロープを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係るワイヤロ
ープは、０．５２〜１．００重量％の炭素を含み、素線
抗張力が１５０〜２８０ kgf／mm² の複数本の鋼線をス
トランド径の５〜９倍のピッチで撚合してストランドを
形成し、さらに複数本のストランドをロープ径の５．５
〜８倍のピッチで撚合して形成され、前記鋼線が亜鉛ア
ルミニウム合金めっきされ、亜鉛アルミニウム合金めっ
き付着量が１平方メ−トル当たりにつき２００乃至４０
０グラムであり、かつ合金めっきが３〜８重量％のアル
ミニウムを含むＺｎ−Ａｌ合金層を主体とすることを特
徴とする。この場合に、ロープ型付率は８０〜９８％で
あることが望ましい。

【０００６】

【作用】ストランドピッチを５〜９倍の範囲に選ぶ理由
は、６×ＷＳ（ウォーリントン形ストランド）の構造で
はこの範囲で強度および成形性の両者のバランスが最適
になるからである。

【０００７】ロープピッチを５．５〜８倍の範囲に選ぶ
理由は、この範囲を外れると均一な撚り合わせが困難に
なるからである。ロープ型付率を８０〜９８％の範囲に
選ぶ理由は、ロープ外観上ストランドの浮きの発生およ
びロープ端面のばらけ防止のためである。

【０００８】ワイヤロープの素線の材質を上記の組成範
囲に選ぶ理由は、高抗張力化を図る目的から、ワイヤ素
線の強度を１５０〜２８０ kgf／mm² 程度のレベルに向
上させるには、少なくとも０．５２重量％以上の炭素を
鋼線に含ませる必要があるからである。一方、炭素の含
有量を高くし過ぎると、ロープの耐疲労特性が低下する
ので、めっき処理等による影響をも考慮して、炭素含有
量の上限値を１．００重量％とした。

【０００９】また、Ｚｎ−Ａｌ合金めっきのアルミニウ
ム含有量の下限値を３重量％とした理由は、この値を下
回るＡｌ含有量では所望の耐食性を得ることができなく
なるからである。

【００１０】一方、Ｚｎ−Ａｌ合金めっきのアルミニウ
ム含有量の上限値を８重量％とした理由は、この値を上
回るＡｌ含有量では所望の耐疲労特性を得ることができ
なくなるからである。なお、Ａｌ含有量は４．５重量％
あたりと５．５重量％あたりの二つが最適値であること
を見出だした。因みに、Ａｌ含有量が５．０±０．２重
量％の範囲では耐食性および耐疲労特性が比較的低く、
この領域ではあまり好ましくないことが判明した。

【００１１】さらに、合金中のＡｌ含有量を３〜８重量
％とすることにより、浴中における溶融金属の流動性が
良好になるので、めっき表面が美麗になること、Ｚｎ−
Ａｌ合金の融点が低くなるので、強度部材としての鋼線
のめっきに適すること、浸漬のための設備工具の浴中で
の浸食を抑制することができること、ドロスの発生が少
なくなること、などの利点もある。

【００１２】Ｚｎ−Ａｌ合金めっき付着量の下限値を１
平方メ−トル当たり２００グラムとするのは、めっき付
着量がこれを下回ると、めっき厚さが不均一になりやす
く、めっきの薄い部分に錆を生じて、耐食性が劣るよう
になるからである。

【００１３】一方、Ｚｎ−Ａｌ合金めっき付着量の上限
値を１平方メ−トル当たり４００グラムとするのは、素
線の断面積が小さくなるため、所定の破断荷重を得るこ
とができなくなるからである。

【００１４】Ｚｎ−Ａｌ合金めっきを単一の溶融金属浴
にワイヤロープを構成する鋼線を浸漬通過させる所謂
「一浴法」で形成する理由は、第１に素線母材とめっき
層との境界に脆い金属間化合物層が成長発達することを
防ぐため、第２にめっきの表面特性を良好にするためで
ある。第１の理由は、素線母材とめっき層との境界の金
属間化合物は硬くて脆い性質を有するので、この金属間
化合物層が無視できない程の厚さに成長発達すると、こ
れが疲労亀裂の起点となってワイヤロープの耐疲労特性
が著しく低下することによる。また、第２の理由は、一
浴法により形成しためっきは、偏肉が少なく、滑らかな
表面を有するので、操作性に優れるとともに、耐食性お
よび耐疲労特性が向上することによる。

【００１５】

【実施例】以下、添付の図面を参照しながら本発明の種
々の実施例について説明する。表１に示すように、実施
例１〜７及び従来例のサンプルロープをそれぞれ作製す
るとともに、これらの他に比較のために比較例１〜６の
サンプルロープをそれぞれ作製し、疲労性試験及び耐食
性試験を行ない、各サンプルロープの諸特性を比較調査
した。各ロープの構造は６×ＷＳ（２６）Ｇ／Ｏ２０mm
に一律に揃えた。

【００１６】次に、ウォリントンシール形２６本線６撚
り中心麻心入り構造（６×ＷＳ（２６））のワイヤロー
プを製造する場合について説明する。 ［鋼線の熱処理］炭素含有量が０．７２重量％であり、
４．５mm径の硬鋼線材に、通常のパテンチング処理を施
す。 ［伸線］熱処理後、酸洗にて表面スケールを除去したも
のを、減面率９０％で所定のめっき前線径に伸線加工す
る。 ［鋼線のめっき処理］図１を参照しながら鋼線のめっき
処理について説明する。上記のように伸線した鋼線１１
ａを、図示しない溶融鉛浴（約４２０〜４４０℃）に浸
漬通過させ、さらに水冷槽、塩酸槽、水洗槽（いずれも
図示せず）に浸漬通過させ、表面を脱脂洗浄する。脱脂
洗浄処理後、フラックス槽２にて鋼線１１ａに所定量の
フラックスを付着させ、熱風乾燥炉３にてこれを乾燥す
る。

【００１７】乾燥後、鋼線１１ａをめっき浴４に浸漬通
過させる。めっき浴４には溶融状態の亜鉛アルミニウム
合金が容れられている。浴中ロ−ル５により鋼線１１ａ
の移送方向が水平から略垂直に変換され、浴４から鋼線
１１ａが引き上げられるところにシ−ルボックス６が設
けられている。シ−ルボックス６中には非酸化性ガス７
が導入され、鋼線１１ａに付着した過剰の亜鉛アルミニ
ウム合金を非酸化性雰囲気下で絞り落とし、めっき層を
適正な厚さに調整する。さらに、水冷ノズル８により鋼
線１１ａに水を噴射し、鋼線１１ａを水冷する。

【００１８】Ｚｎ−Ａｌ合金めっき付着量はワイヤ表面
積１平方メ−トル当たり２００〜５００グラムの範囲内
で種々変えて、表１に示す種々のサンプルを作製した。 ［撚合］表１に示す種々のめっき付着量の鋼線１１ａを
筒形撚り線機のボビンからそれぞれボイスに向かって供
給しながら、ロ−タを回転させ、鋼線１１ａを撚り合わ
せ、ストランドを作製した。このときのストランドピッ
チは表１に示すように４〜１０倍の範囲でそれぞれ変え
た。

【００１９】このようなストランドを、さらに６本撚り
合わせて６×ＷＳ（２６）のワイヤロープ１１を作製し
た。このときのロープピッチは６．２倍とした。なお、
ロ−プの冷間引き抜き（伸線）加工及びめっき処理の工
程は、両者が入れ代わってもよい。すなわち、上記実施
例では伸線加工後にめっき処理した場合について説明し
たが、めっき処理後に伸線加工してもよい。

【００２０】次に、各サンプルロープにつき各種の試験
を行なって評価した結果につき説明する。 ［疲労性試験］図２及び表１を参照しながら試験ロ−プ
１１の疲労試験について説明する。

【００２１】試験ロ−プ１１の両端を締結治具１３によ
って補助ロープ１２に連結し、ループロープを形成す
る。このループロープ１１，１２のうち補助ロープ１２
の部分を２つのドラム２１，２２に巻き掛ける。一方の
ドラム２１の中心位置は固定であり、他方のドラム２２
は油圧ラム２５によって移動されるようになっている。
すなわち、油圧ラム２５のロッドを図中のＦ方向へ駆動
させると、ドラム２２が移動して補助ロープ１２が引っ
張られ、ループロープの張力が増すようになっている。
なお、試験ロ−プ１１は２つのシーブ２３，２４に巻き
掛けられている。

【００２２】この場合に、実施例（表１の実施例１〜
７，一浴めっき法）のロープ破断荷重を２５．８ｔｆと
した。比較例（表１の比較例１〜６，二浴めっき法）の
ロープ破断荷重を２５．９ｔｆとし、従来例のロープ破
断荷重を２６．２ｔｆとした。ストロ−ク量２．５ｍの
往復振動を試験ロ−プ１１に対して繰り返し与え、１ピ
ッチ間に１０％の断線が発生するまでの回数を測定し
た。

【００２３】表１に示すように、従来例を基準１００と
した場合に、実施例１では１２０、実施例２では１２
０、実施例３では１００、実施例４では１００、実施例
５では１２０、実施例６では１２０、実施例７では９０
となった。 ［耐食性試験］各サンプルロ−プの耐食性を評価するた
めに、塩水噴霧試験を行なった。室温下で塩水をロ−プ
に噴霧し、表面に赤錆が発生するまでの時間をそれぞれ
調べた。

【００２４】表１に示すように、従来例を基準１００と
した場合に、実施例１では１１０、実施例２では１２
０、実施例３では１２０、実施例４では１２０、実施例
５では１１０、実施例６では１１０、実施例７では１２
０となった。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【発明の効果】この発明によれば、疲労性・耐食性に優
れるとともに、高抗張力のワイヤロープを提供すること
ができる。とくに、ワイヤめっき処理の際に冷却速度を
制御すると、素線母材とめっき層との境界の金属間化合
物層の成長発達が少なく、耐疲労特性に優れためっき組
織を得ることができる。このため、断線し難く耐疲労性
および耐食性に優れたワイヤロープを得ることができ
た。

【００２７】また、素線抗張力を上げることにより、素
線径を細くし、亜鉛アルミニウム合金の付着量を多くす
ることができ、耐蝕性を改善することができる。とく
に、亜鉛めっきに対して亜鉛アルミニウム合金めっきで
は、付着量を同量とした場合に２〜３倍の耐食性の向上
を図ることができる。

【００２８】このようなワイヤロープは、水産分野では
トロールワープおよび巻網環綱として、船舶分野では係
留索、曳航索および荷揚装置として、さらにゲート巻上
索や吊橋用ロープ等として海洋関係全般に用いることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】めっき処理装置の概要を示す概略構成図。

【図２】耐疲労性試験装置の一部を示す概略構成図。

【符号の説明】

２…フラックス槽、３…熱風乾燥炉、４…めっき浴、６
…シールボックス、８…水冷ノズル、１１…ワイヤロー
プ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ０．５２〜１．００重量％の炭素を含
   み、素線抗張力が１５０〜２８０ kgf／mm² の複数本の
   鋼線をストランド径の５〜９倍のピッチで撚合してスト
   ランドを形成し、さらに複数本のストランドをロープ径
   の５．５〜８倍のピッチで撚合して形成され、 前記鋼線が亜鉛アルミニウム合金めっきされ、亜鉛アル
   ミニウム合金めっき付着量が１平方メ−トル当たりにつ
   き２００乃至４００グラムであり、かつ合金めっきが３
   〜８重量％のアルミニウムを含むＺｎ−Ａｌ合金層を主
   体とすることを特徴とするワイヤロープ。
2. 【請求項２】 ロープ型付率が８０〜９８％であること
   を特徴とする請求項１記載のワイヤロープ。