張冬梅, 吳益文, 王 晶, 趙 磊, 陳慶東, 戚立雪, 張蓓蘭

(1.昆山東岸海洋工程有限公司， 昆山 215330； 2.上海海關(guān)工業(yè)品與原材料檢測技術(shù)中心， 上海 200135)

鋼絲繩插編索具作為牽引、承載構(gòu)件廣泛應(yīng)用于煤炭、冶金、石油、交通運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)領(lǐng)域[1]。鋼絲繩插編索具作為一種承載構(gòu)件，除承受簡單的拉伸、扭轉(zhuǎn)和彎曲應(yīng)力外，還同時(shí)受到多種復(fù)雜的應(yīng)力，如鋼絲繩內(nèi)部的擠壓應(yīng)力、相互摩擦力等。這些不同的應(yīng)力組合都會(huì)對鋼絲繩插編索具的使用壽命和疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生影響。鋼絲繩插編索具的損傷形式和負(fù)載能力對設(shè)備完整和人身安全都有嚴(yán)重影響，鋼絲繩插編索具的使用安全受到用戶及安全管理部門的高度關(guān)注[2-3]。

鋼絲繩插編索具的安全性是索具生產(chǎn)者所高度關(guān)注的。在生產(chǎn)過程中對鋼絲繩本身需要考核的力學(xué)指標(biāo)是整繩破斷力，其是鋼絲繩最重要的力學(xué)性能指標(biāo)，同時(shí)還要考核鋼絲繩的疲勞性能。但過去由于檢測試驗(yàn)機(jī)噸位的限制，無法對大直徑鋼絲繩進(jìn)行相關(guān)疲勞試驗(yàn)，從而限制了大直徑鋼絲繩插編索具的研發(fā)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械輔助的插編技術(shù)廣泛地應(yīng)用于大直徑的鋼絲繩中，這對相關(guān)索具的研發(fā)也提出了新的要求。

筆者較詳細(xì)地介紹了鋼絲繩插編索具國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 8794：2020《鋼絲繩插編索具》的修訂過程和內(nèi)容，可幫助從事鋼絲繩生產(chǎn)的企業(yè)和鋼絲繩質(zhì)量檢測行業(yè)人員快速掌握新標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要點(diǎn)，以提升中國鋼絲繩產(chǎn)品的質(zhì)量。

1 ISO 8794：1986存在的問題

ISO 8794：1986SteelWireRopes-SplicedEyeTerminationsforSlings[4]是1986年12月15日頒布的，隨著鋼絲繩生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，鋼絲繩插編技術(shù)也相應(yīng)得到了發(fā)展。因此，鋼絲繩插編索具國際標(biāo)準(zhǔn)也越來越不利于國際貿(mào)易，并且中國自己成熟插編技術(shù)的產(chǎn)品無法進(jìn)行國際貿(mào)易。修訂ISO 8794：1986標(biāo)準(zhǔn)，將中國的插編技術(shù)應(yīng)用到新的國際標(biāo)準(zhǔn)中，不僅使得中國鋼絲繩插編索具可以走進(jìn)國際市場，對開拓國際市場也具有重要意義；同時(shí)，在國際貿(mào)易中因?qū)Π凑罩袊鴺?biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的鋼絲繩插編索具而存在的質(zhì)量異議和安全顧慮將不攻而破。

ISO 8794：1986存在好幾個(gè)部分的問題需要進(jìn)行修訂，主要包括增加新的術(shù)語與定義、增加試驗(yàn)原理、增加試驗(yàn)設(shè)備要求和樣品試驗(yàn)結(jié)果的判定等主要內(nèi)容，另外還需要增加兩種新的插編方式作為附錄及修正疲勞試驗(yàn)的頻率。

2 ISO 8794：2020[5]完成的主要?dú)v程

隨著鋼絲繩的不斷發(fā)展，對其性能的要求日益提高，相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)也必須不斷更新。由于國內(nèi)檢測設(shè)備的落后，對鋼絲繩索具力學(xué)性能的檢驗(yàn)只能停留在鋼絲繩整繩破斷力和拆股進(jìn)行單絲力學(xué)性能檢驗(yàn)，而無法進(jìn)行相應(yīng)的疲勞試驗(yàn)及疲勞試驗(yàn)后的整繩破斷力試驗(yàn)。另一方面， 隨著大直徑鋼絲繩的發(fā)展及機(jī)械插編設(shè)備的研制，大大提升了大直徑插編索具的應(yīng)用。因此，對大直徑插編索具安全性的評估要求也越來越得到廣泛的共識 。一方面是國際市場和國內(nèi)市場對大直徑插編索具的旺盛需求， 另一方面是國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品由于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的原因，無法得到國際買家的認(rèn)可。

ISO 8794：1986制訂時(shí)間距今已有30多a，已無法滿足鋼絲繩插編索具發(fā)展的要求，而國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16271《鋼絲繩 吊索 插編索扣》是修改采用ISO 8794：1986 標(biāo)準(zhǔn)，但沒有英文版，外國人不采納。筆者翻閱了大量的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，制標(biāo)團(tuán)隊(duì)結(jié)合20多a插編索具的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和，為ISO 8794：1986標(biāo)準(zhǔn)的修訂前期工作打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。2015年8月，在倫敦英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(BSI)總部召開的 ISO/TC 105國際鋼絲繩年會(huì)上，起草小組組員王晶和吳益文作了修訂ISO 8794：1986的提案。提案得到了與會(huì)國際專家的肯定，專家們希望中國專家繼續(xù)努力，將方案完善后再提交。起草小組通過1 a的時(shí)間，對修正方案進(jìn)行了大量的論證試驗(yàn)。 2016年10月， 在美國芝加哥召開的ISO/TC 105國際鋼絲繩技術(shù)委員會(huì)年會(huì)上，張冬梅代表起草小組再次在會(huì)上作報(bào)告， 與會(huì)專家認(rèn)真審議了技術(shù)報(bào)告，認(rèn)可了由中國負(fù)責(zé)起草修訂該國際標(biāo)準(zhǔn)。2017年7月批準(zhǔn)成立ISO/NP 8794工作組，張冬梅為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人， 吳益文為主要成員，ISO 8794國際標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作正式起動(dòng)。參加標(biāo)準(zhǔn)修訂的國家有美國、英國、德國、意大利、比利時(shí)、日本和韓國等，上海海關(guān)工業(yè)品中心為主要起草單位之一。昆山東岸海洋有限公司、上海海關(guān)工業(yè)品中心、冶金信息標(biāo)準(zhǔn)研究院等單位人員組成了中國工作組，2017年8月完成了工作小組草案(WD)，2017年10月，張冬梅和吳益文一起參加了在中國杭州召開的ISO/TC 105的2017年年會(huì)，會(huì)上對ISO 8794國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了審定，并同意該國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入委員會(huì)草案(CD)階段并進(jìn)入技術(shù)委員會(huì)投票環(huán)節(jié)；2018年4月，經(jīng)技術(shù)委員會(huì)投票同意， ISO 8794國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入CD階段；2018年10月， ISO/TC 105的2018年年會(huì)在德國柏林舉行，王秋生、張冬梅和吳益文一起參加大會(huì)，詳細(xì)介紹了標(biāo)準(zhǔn)的意見采納情況，與會(huì)專家一致同意該國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入國際標(biāo)準(zhǔn)草案(DIS)階段；2019年10月，在比利時(shí)ISO/TC 105的國際年會(huì)上，該國際標(biāo)準(zhǔn)被同意進(jìn)入最終國際標(biāo)準(zhǔn)草案(FDIS)階段。2020年初，在最后的出版階段，美國代表提出了很多反對的意見，認(rèn)為ISO 8794國際標(biāo)準(zhǔn)中術(shù)語與ASTM B 30.9有沖突，不同意ISO 8794中術(shù)語3.3、3.4和3.5等3個(gè)術(shù)語。經(jīng)過為期3個(gè)多月的郵件溝通，中國修訂小組將術(shù)語3.3編輯性修訂為3.1.1 ，將術(shù)語3.4編輯性修訂為3.1.2，將術(shù)語3.5編輯性修訂為3.1.3；美國方面專家認(rèn)識到自己在理解上偏差，同意我方的修訂意見。2020年8月， ISO 8794標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)ISO專家們投票，全票同意出版，2020年9月，ISO 8794標(biāo)準(zhǔn)全文出版。 通過3 a辛苦勤奮的工作，ISO 8794-2020標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過反復(fù)討論、投票和修訂，廣泛吸收了國際專家的28條建議后最終圓滿完成標(biāo)準(zhǔn)修訂工作。

3 ISO 8794：2020的主要技術(shù)改進(jìn)

(1) 增加了新的術(shù)語，結(jié)合ISO 17893:2014[6]中的術(shù)語，以及工藝的發(fā)展情況，首次將機(jī)械輔助插編技術(shù)引入， 為大直徑鋼絲繩的插編索具生產(chǎn)和應(yīng)用，提供了有力和有理的依據(jù)。

(2) 增加了試驗(yàn)機(jī)的要求。對試驗(yàn)機(jī)提出相關(guān)技術(shù)要求，試驗(yàn)機(jī)的性能要滿足ISO 7500-1:2018[7]要求。

(3) 提出了對整繩拉伸試驗(yàn)要按照ISO 3108:2017[8]國際標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行，對鋼絲繩插編索具試樣的自由長度按照ISO 3108:2017標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試樣長度執(zhí)行。這有力于減少檢測結(jié)果的爭議因素，降低貿(mào)易爭議的風(fēng)險(xiǎn)。

(4) 將疲勞試驗(yàn)的頻率由原來的小于15 kHz，修訂為小于15 Hz。

(5) 試驗(yàn)載荷的選擇一般是15%～30%的ISO 2408:2017[9]規(guī)定的相對應(yīng)的鋼絲繩破斷力。

(6) 增加了安全要求。 由于鋼絲繩的直徑越來越大，試驗(yàn)過程中所需要的試驗(yàn)載荷也越來越大，因此試樣測試過程中危險(xiǎn)因素也越來越多，需要增加安全保護(hù)方面的要求。這對試驗(yàn)者和企業(yè)管理者提出了新的要求，要求試驗(yàn)機(jī)企業(yè)加裝防護(hù)罩等設(shè)施，來避免檢測過程中的危險(xiǎn)。

(7) 增加了試驗(yàn)結(jié)果的判別條款。鋼絲繩索具完成一定的循環(huán)疲勞試驗(yàn)后，要進(jìn)行一次常規(guī)的檢驗(yàn)，然后再進(jìn)行后續(xù)相應(yīng)的拉伸破斷力試驗(yàn)， 達(dá)到所要求的規(guī)定力，再進(jìn)行一次常規(guī)檢驗(yàn)，才判定整個(gè)索具合格。從而保準(zhǔn)了鋼絲繩插編索具的可靠性。常規(guī)的檢驗(yàn)主要是目視檢測，觀察鋼絲繩以及插編部分是否存在缺陷， 必要時(shí)，也可以采用無損檢測的辦法，對鋼絲繩插編索具進(jìn)行檢驗(yàn)。

(8) 根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則的新要求， 增加了試驗(yàn)原理這一章節(jié)。

(9) 根據(jù)鋼絲繩的發(fā)展，ISO 8794:2020對檢測范圍進(jìn)行了擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)了與ISO 2408：2017和ISO 3108：2017等國際標(biāo)準(zhǔn)的銜接。

(10) 增加了兩種新的插編工藝，并在資料性附錄中進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

4 結(jié)束語

ISO 8792:2020是鋼絲繩行業(yè)由中國制定的又一個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)，也成功地將中國國家標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容引入了國際標(biāo)準(zhǔn)中，維護(hù)了中國企業(yè)的利益， 同時(shí)也學(xué)習(xí)吸收了國外先進(jìn)技術(shù)和理念。

在本次國際標(biāo)準(zhǔn)的修訂過程中，筆者收集了大量中國生產(chǎn)企業(yè)、檢測機(jī)構(gòu)和試驗(yàn)機(jī)生產(chǎn)廠家的利益訴求，得到了他們的積極支持和大力幫助。企業(yè)家們對國際標(biāo)準(zhǔn)化工作也越來越重視，并積極參加相關(guān)的協(xié)同試驗(yàn)。在標(biāo)準(zhǔn)的修訂過程中，也使國外專家們認(rèn)識到,中國在不斷重視產(chǎn)品的質(zhì)量，中國的檢驗(yàn)專家也熟悉國際標(biāo)準(zhǔn)，從而對中國的產(chǎn)品更加放心，同時(shí)對自己的產(chǎn)品出口到中國更加充滿信心。