纤维绳索 有关物理和机械性能的测定

2GB/T8834—202×/ISO2307：2019纤维绳索有关物理和机械性能的测定本文件描述了不同种类的绳索下列性能的测定方法：——线密度；——断裂强力。应客户要求，本文件也为绳索的防水性、润滑油和处理剂含量提供测定方法。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。ISO139纺织品调湿和试验用标准大气ISO9554纤维绳索通用要求注：GB/T21329—2024纤维绳索通用要求（ISO9554:2019,IDT）ISO1968纤维绳索术语注：GB/T40273—20213术语和定义ISO9554及ISO1968界定的以及下列术语和定义适用本文件。ISO和IEC使用下列地址维护用于标准化的术语数据库：—ISO在线浏览平台：/obp—IEC电子百科：/未插接断裂强力unsplicedbreakingforce绳索两端未插接方法所得到的最低断裂强力。插接断裂强力splicedbreakingforce绳索两端插接眼环方法所得到的最低断裂强力。3GB/T8834—202×/ISO2307：20194原理4.1线密度的计算线密度系由被测试样经过温、湿度调节处理后的质量及处于预加张力下的长度而获得（见附录A）。4.2直径、捻距和节距的测量直径、捻距和节距的测量在施加预加张力时进行。4.3绳索伸长的测量绳索伸长的测量通过比较一段试样先后承受下述张力时的长度获得：a)预加张力（长度称为l0，见图1、图2和图3）；b)等于绳索额定最低断裂强力50%的张力。此外，额外的拉伸试验可以通过将拉力从10%的最低断裂强力增加到50%来进行。详细的流程与安全提示见9.6。4.4断裂强力的测量断裂强力的测量由逐步增加4.3b）涉及的最大张力至断裂点获得。此外，在得到各参与方同意的情况下，也可使用附录B中所述方法。此时，在试验报告中应提及断裂强力是由绳纱试验所获得的说明。5设备5.1强力试验机试验机量程大于绳索的估算断裂强力，其往复运动部件能如9.5所述匀速运动，且准确度达到断裂强力值的士1%。试验机机床的行程和长度宜足够长，以便试样在一次完整的拉伸试验中拉断。注：当试样在超过一次的拉伸中被拉断时，所得到的可使用不同类型的强力试验机：——轮式夹具试验机；——用销柱固定插接眼环试验机；——楔型夹具试验机。轮式夹具试验机，夹持试样的夹紧轮或凸轮的直径应至少为被测绳索直径的十倍。用销柱固定插接眼环试验机，销柱的直径应不小于被测绳索直径的两倍。5.2衡器衡器的量程适当，其准确度达到被测质量值的士1%。6.1样品数量样品应取自同质制造批次，即由相同尺寸和相同直径的绳索组成，并遵循相同的制造操作流程和相同的控制程序。4GB/T8834—202×/ISO2307：2019如果需要额外的信息，试样应从每个运输单元（生产批次）中提取，具有执行指定试验所需的必要特征。样品应包含在交货的质量或长度中。作为一种替代方案，如果买方和生产企业达成协议，可使用生产企业的生产和试验记录。6.2取样单位用于试验的样品批次应按照6.3中所示方法随机选取或者根据买方和生产企业共同协商一致的方法。6.3选取样品从一个批中随机取Ns个样品，Ns按公式（1）计算：式中：N——批大小，一个批中连续长度的数量或卷数。Ns——样品数。注：每卷绳索长度为220m。计算值Ns为非整数时，所求得的数值应取整为最相近的整数。7拉伸和强力-伸长测定用试样7.1长度试样应有足够长度，以保证试样装在试验机上时具备不小于所规定的至少有5倍捻距或节距、或400mm（取较大者）的有效长度Lu（见9.3）。7.2试样数从每一个样品中取一段试样。7.3截取试样7.3.1从样品的任意一端截取试样，若因使用需要而截断时，在样品的中部截取试样。在截取试样时，采取必要的措施避免退捻，必要时舍弃已经稍微退捻的端部。宜使用适当的标记装置，沿绳索试样表面，平行于其轴线，标记一条对准线。绳索试样放置在试验台上时，应通过调整以使标记线呈直线。7.3.2用销柱固定眼环进行绳索强力试验时，应按照生产企业说明书进行插接。如果偏离了生产企业说明，结果可能不同。所用插接方法应记录在报告中。该眼环应适用于一般绳索上应用，而不宜旨在提高试验性能的特殊设计。眼环应具有足够的尺寸，以保证绳索不会在眼环中断裂。原则上，插接时，眼环的闭合内长应至少为绳索直径的6倍。5GB/T8834—202×/ISO2307：20198调节一般情况下，试样应处于环境大气条件下，应在平面上摊开一段时间后再进行试验。在有争议时，将试样置于ISO139所规定的大气条件下至少调节48h后再进行试验。9步骤9.1概述对绳索断裂伸长率或断裂强力的测量，按照9.2～9.7的规定进行测定。若要进行线密度的测量，请按照第10章所描述的步骤进行。9.2初始测量在不受明显张力（不超过预加张力20%）的情况下，将试样展直置于平面上（见附录A）。在试样上做两个“w”标记，两个标记与试样的中点对称，距离大于400mm，以l0表示。在特殊情况下，当Lu<400mm时，对个别试样测量l0和l2（见9.4最小长度为400mm的试样采用同样的步骤；借助砝码和滑轮施加适当的张力，测定出l2。9.3在试验机上装夹试样将试样末端固定在试验机上，以达到7.1所规定的试样有效长度。如图1～图3所示，在l0段的外部用两个标记“r”在试样上做标记，划分出正常情况下断裂发生的区域。每个“r”标记到试样末端的距离（或者到轮式夹具的切点）应最小为两倍的绳索直径，最大为三倍的绳索直径。为了试验带有编织接头的样品（见ISO9554:2019，9.4做记号的编织接头应位于试样的中部，编织接头与试样端部之间未用过绳索的长度至少400mm，且“r”标记位于编织接头的两侧。rLLtw6GB/T8834—202×/ISO2307：2019rl0LwLurl0LLu9.4直径、捻距、节距和标距的测量根据绳索种类，对试样（见附录A）施加规定的预加张力并测量。a）直径或周长。周长可以用合适的卷尺或低伸长的纱线来测量。——将卷尺绕在绳索上测量其周长。施加适度的拉力，并在卷尺仍接触绳索时读取其周长。——用低伸长的纱线绕一圈绳索后测量周长。施加适度张力，并在重叠处标记纱线；然后从绳索上取下有标记的纱线部分；测量纱线上两标记间的长度，以此作为绳索周长。在绳索至少三个位置上进行测量，不同位置间间距超过两个捻距或节距。7GB/T8834—202×/ISO2307：2019此外，也可使用合适的游标卡尺。如果游标卡尺有足够宽或长的测量钳口，使其能与沿绳索两侧的至少两股的股冠接触，那么认为该游标卡尺适用于测量绳索直径。进行适度的压缩，将游标卡尺脚固定在这个位置。从绳索上取下卡钳并读取数值。这个测量也宜在绳索的至少三个位置上进行测量，不同位置间间距超过两个捻距或节距。在每个位置应进行两次测量，两次测量的夹角为90°。直径或周长的测量结果为三次测量的平均值。b）Lu内可能的最大捻距（或节距）的长度，单位为毫米（mm）。在绳索至少三个位置上进行测量，不同位置间间距超过两个捻距或节距。c）两标记“w”间的距离。标距以l2表示，其单位为mm，对试样施加预加张力并测量标距。注：图示的三股绳捻距测定同样适用于4股绳和6股绳。图4为3图43股、4股和6股绳的捻距说明：图58股编绳的节距说明：图612股编绳的节距8GB/T8834—202×/ISO2307：20199.5磨合拉伸试验试验断裂点前，给绳索施加50%的最低断裂强力并循环操作10次。此外，也可使用三次循环操作，循环次数应记录在试验报告中。除非特定绳索的试验，否则试验速度宜为（250土50）mm/min。当试验插接绳索时，除非有特殊规定，每分钟的试验速度范围宜为2%Lt～12%Lt，并记录于报告中。Lt的定义也如图1所示。9.6绳索伸长的测量通过试验机的往复运动部件以匀速拉伸逐渐增加张力。除非特定绳索标准中另有规定，试验速度应以9.5中规定的速度进行。当张力达到绳索最低断裂强力的50%时，测量两标记“w”间的距离（用于测量的停顿时间应短一些）。当拉力等于规定的最低断裂强力的50%时，将这段距离指定为l3（即标尺长度），单位为毫上述测量应始终以安全和负责任的方式进行。应避免在负载下接近绳索的行为。可能的情况下，伸长率应通过光学跟踪系统或具有所需精度的线性电压位移传感器进行测量。经买卖双方事先同意，可使用绳索达到50%的最低断裂强力拉伸试验过程中所记录下来的负荷-伸长曲线。可要求在一根“专用”试样上测定伸长。在这种情况下，应按照附录C中列出的步骤，取得负荷-伸长坐标。9.7断裂强力的测量9.7.1以同样的速度继续增加张力，直至绳索断裂。记下断裂强力及试样上发生断裂的位置。9.7.2如果规定了未插接断裂强力，当断裂出现在以下两种情况下，试样应被视为符合要求：a）在两标记“r”内且强力不小于规定的断裂强力值；b）或在两“r”标记限定的区间之外，且断裂时记录的强力值不低于规定强力值的90%。在第二种情形中，不宜直接推断试样的真实断裂强力值为上述结果与10/9的乘积。对于其他的末端形式，如果断裂强力发生在“r”标记之外，则应联系生产企业评估由末端形式引发的强力损失。9.7.3如果规定了插接最低断裂强力，则当试样断裂强力不小于相关标准中所规定的绳索两端插接眼环最低断裂强力时，应认为试样满足要求。9.7.4如果有一次试验低于最低断裂强力，则允许生产企业再做两次额外试验。如果这两次额外试验结果都在最低断裂强力以上，则认为绳索断裂强力合格。9GB/T8834—202×/ISO2307：201910线密度拉出2m或加上卷轴或圈张紧所需长度的一段绳索作为新试样，并将其置于一个平面上拉成一直线。绳索测试时，长度达到预定数值，并保持预加张力1min。在绳索上作两个相距2m的标记，然后去除张力，在标记端整齐地从绳索标样上切下一段试样。测定试样的质量m，并根据结果计算每米的质量。注：在施加张力情况下，用胶带在标记的大致位置（标记在胶带的上方）搭接绳索以辅助测量。当随后沿标记11结果的表示和说明11.1概述线密度、捻距、节距及伸长（见11.2~11.4）的测量结果取批中每个试样试验值的算术平均值，断裂强力（见11.5）的测量结果以批中每个试样的断裂强力来表示，不计算平均值。各值计算见11.2～11.5。11.2线密度p1线密度（以克为单位的每米净质量）单位为ktex，由公式（2）计算而得：式中：p1——线密度，单位为千特（ktexm——试样的质量，单位为克（g）；l1——在预加张力时试样的长度，单位为米（m）。11.3直径、捻距或节距直径以毫米（mm）为单位。得到的直径或周长结果是三个测量值的平均值。测量周长后，通过将直径除以π（3.14）来计算直径。捻距lp单位为毫米（mm由公式（3）计算而得：式中：lp——捻距，单位为毫米（mmln——同一股n个完整捻回的长度，对于编绳则为n个完整编绞的长度（见9.4单位为毫米（mmn——若干个完整的捻回或编绞。GB/T8834—202×/ISO2307：201911.4伸长率伸长率E以百分率表示，由公式（4）计算而得：式中：E——伸长率，%；l2预加张力下的标距（见9.4），单位为毫米（mm）；l3张力为额定最低断裂强力的50%时的标距（见9.6），单位为毫米（mm）。11.5实际断裂强力断裂强力以kN为单位，根据9.7标明所报告的断裂强力是插接断裂强力还是未插接断裂强力。12防水性测定12.1概述防水性的测定适用于天然纤维绳索。12.2原理绳索浸水一定时间后所测得的绳索质量增加量。12.3试样12.3.1概述测定试样时在绳索上做两个相距450mm的标记，并去掉绳索试样的末端。12.3.2绳头结每个标记处打一个紧密牢靠的绳头结，其长度不应超过表1中规定的数值。表1绳头结的长度12.3.3切样在绳头结处，使用锋利的小刀沿着垂直于纵轴的方向（即绳索的长度方向）切下去，整齐地把试样从绳索分离，得到合适大小的一段样品。GB/T8834—202×/ISO2307：201912.3.4密封为防止毛细管吸收作用，已使用的绳头结刚好能密封绳索末端。用含有少量柏油的树脂材料密封绳索以防止破裂。也可使用其他合适的密封材料。12.4步骤12.4.1初次称重在打结和密封后，小心对每个绳索样品称重，然后置于（20±2）°C的流水中，注意绳索样品要完全浸没于水中，如有必要可在绳索上添加吊重，使绳索样品位于水下150mm深处。在绳索样品完全浸没后不应该加水。为避免因大气条件影响所产生的质量变化，在浸水前迅速对绳索样品称重。在绳索加工完成24h前，不应该进行称重试验。12.4.2第二次称重绳索样品在水中完全浸没1h后，将它从水中取出并按下列方式干燥后再称重。抖动每个绳索样品6次以去除绳索样品上过多的水，然后将它在吸水纸上辗过，直到看不见纸的湿迹。最后，在毛巾布等吸水布上反复移动绳索样品三次。绳索样品再称重后继续将它浸没于水中。12.4.3第三次称重在绳索样品继续浸没5h后（累计6h），按照12.4.4的步骤干燥绳索样品，然后第三次称重。12.4.4干燥样品如有必要，对绳索样品温和加热以完全干燥每个绳索样品。注意温度对密封并无影响，温度不要超过50°C。绳索样品干燥至质量稍微小于初次称重的状态，以致暴露于正常室温条件下4h后绳索样品能恢复到初次质量。12.4.5第四次、第五次和第六次称重同一绳索样品重复12.4.1~12.4.4的步骤。12.5试验结果在浸没1h（第二次和第五次称重）和浸没6h（第三次和第六次称重）后，记录每个绳索样品质量的增加率，以占初次质量的百分率表示（初次和第四次称重）。13润滑油和处理剂含量的测定13.1概述润滑油和处理剂含量的测定适用于天然纤维绳索。13.2试剂本试验中试剂均为实验室所用试剂或者替代试剂。GB/T8834—202×/ISO2307：201913.3样品准备解散绳索成纱状，随机选择代表性的绳纱，形成一束质量在30g～50g之间的试样。13.4含水量测定13.4.1对按13.3步骤准备的样品称重，精确至10mg，其质量以m1表示。13.4.2添加适量石油醚后，用蒸馏的方法除去样品中的水分，置于刻度接收器中浓缩；要用试验方法认证。13.4.3继续蒸馏直到刻度接收器中的冷凝物量成为恒量，测量水体体积，精确至0.1ml，以V表示。13.5润滑油和处理剂含量测定13.5.1把一束绳纱转移到索氏（Soxhlet）提取器中，再用石油醚回流（煮沸范围为60°C～80°C）直至提取物以无色状态流出，或者无色浸渍剂存在，直到提取物蒸发干净无任何残留。13.5.2从索氏提取器中取出样品，放置在120°C的烤箱中烘烤直到所有水分蒸发，然后转移至干燥器中，冷却至室温。13.5.3对样品再次称重，精确至10mg，以m2表示。13.6润滑油和处理剂含量计算13.6.1润滑油或处理剂含量L以百分率表示，由公式（5）计算而得：式中：L——润滑油或处理剂含量，%；m1——按13.4.1步骤准备的样品重量，单位为毫克（mgm2——按13.5.3步骤获得的样品重量，单位为毫克（mg）。13.6.2计算结果精确至1%。14试验报告试验报告应包含以下信息：a）参考本文件，即ISO2307:2019；b）根据11.1～11.5来表示试验结果；c）计算结果时所用的各数值［除断裂强力在b）中已被得出外］；d）具体的试验条件（试样的调节、所用试验机的类型、夹具类型和D/d比；如果使用轮式夹具试验的话，试验速度、自由试验长度Lu，测定伸长率的步骤；如使用了附录B所述的方法，予以说明）；e）非本方法规定的具体步骤及可能影响结果的细节。GB/T8834—202×/ISO2307：2019预加张力本附录所定义的预加张力用于测量绳索线密度、捻距和节距。预加张力FT单位为kN，应由公式（A.1）计算而得：式中：FT——预加张力，单位为千牛（kN）；nref——绳索公称直径，单位为毫米（mm）。作为绳索公称直径的应变量计算出的施加于绳索样品上预加张力值和允许偏差见表A.1。表A.1测量线密度、捻距或节距时施加于绳索上的预加张力%%4689————GB/T8834—202×/ISO2307：2019高断裂强力绳索的特殊测定步骤B.1概述本附录所示方法可在两次常规全尺寸试验之间进行核查。这是绳索断裂强力的近似值。表B.1与表B.2中所列出的参数与B.2中所描述的材料和结构相对应。对于B.2中未提及的特定设计和/或材料，生产企业可以根据B.3给出自身的强力利用系数。B.2通用绳索的强力利用系数B.2.1概述经有关各方同意，由无润滑剂处理的同一种材料且绳纱线密度相同的构成公称直径不小于44mm的3股、4股、8股及12股绳索以及双编绳的断裂强力，可用B.2给出的方法，由绳纱断裂强力进行计算，其条件是在测定绳纱断裂强力之前，绳索在其他方面均已满足所规定的要求。B.2.2取样为取得试验所需的绳纱，宜将足够长度的一段绳索解捻，解捻时避免绳索的各构成部分（绳纱、绳股）绕其自身纵轴线旋转。对于3股和4股绳索，至少宜试验15条绳纱（其中，3条绳纱宜从股芯中选出）。对于8股和12股编绳，至少宜试验8条S捻绳纱、8条Z捻绳纱（即至少试验16条绳纱）。对于双编绳，宜试验15根绳芯中的绳纱和15根绳皮中的绳纱。B.2.3试验选定的绳纱依次安装在试验机上。在此过程中，宜采取必要的措施，防止绳纱在试验前退捻。绳纱试验宜根据ISO2062标准执行，尤其是按ISO2062:2009中的5.1（绳纱在钳口处无切割、打滑或断裂）执行。B.2.4绳索断裂强力宜用所测结果的算术平均值，根据公式（B.1）和公式（B.2）计算被抽取绳纱的绳索断裂强力Fc式中：Fc——未插接绳索的断裂强力，单位为十牛（daNFy——绳纱的平均断裂强力，单位为十牛（daN）；GB/T8834—202×/ISO2307：2019Fs——插接绳索的断裂强力，单位为十牛（daNn——绳索中的绳纱总数；RF——强力利用系数（见表B.1和B.2）。——————————————a强力利用系数适用于3股、8股和12股绳索。4股绳索的强力利用系数较表中数据降低10%。GB/T8834—202×/ISO2307：2019B.3特定绳索设计的强力利用系数B.3.1概述根据ISO9554的规定，绳索生产企业宜通过制作和试验原型绳来验证其设计绳索的断裂强力性能。这些原型绳在材料、结构、制造和拼接等方面都宜与其计划生产的绳索产品相一致。此处所描述的方法只能用于为被生产企业试验过的绳索尺寸提供强力利用系数。强力利用系数的生成基于绳索线密度。对于双编绳，宜采用绳芯的线密度。原型绳试验结果的有效期为10年。B.3.2原型绳试验表B.3所示的试验计划可用于至少3种直径绳索的试验。552中等尺寸绳索的确定宜先用公式（B.3）确定中等尺寸的重量：式中：LDmid——中等尺寸绳索的线密度；LDsmalllest——最小尺寸绳索的线密度；LDlargest——最大尺寸绳索的线密度。取线密度接近计算线密度的绳索直径应为中等尺寸。见B.4中的示例。如果存在其他直径的试验数据，则也宜包含在评估中。对于试验的每个直径，宜报告线密度（见第10章）、拼接断裂强力（见11.5）、绳纱断裂强力（见B.2.3）的每个结果及平均值。B.3.3绳纱强力试验为了测量绳纱的断裂强力，绳纱样品宜从同一根原型绳中取样。对于后续的试验，绳纱样品宜取自相同的交付绳索，并按照与原型绳试验相同的程序和设备进行试验。绳纱取样和试验宜分别按照B.2.2、B.2.3进行。B.3.4推算强力利用系数使用公式（B.4）计算三种（或三种以上）直径绳索的每次断裂强力试验的强力利用系数：RF=FropeGB/T8834—202×/ISO2307：2019式中：RF——强力利用系数；ropeF——绳索的断裂强力，单位为十牛（daN）或千牛（kN）；ropeFy——绳纱的断裂强力，单位为十牛（daN）或千牛（kNn——绳索中的绳纱总数。将所有绳索试验的log10(RF)与log10(LD)作图，然后进行线性回归，得到公式（B.5）中的a和b值：式中：RFi——每个绳索的强力利用系数；LDi——每个绳索的线密度，单位为千特克斯（ktexa——一元线性回归方程的参数；b——一元线性回归方程的参数。根据公式（B.6）计算出所有尺寸绳索的强力利用系数：式中：ropeRF——绳索强力利用系数；roperopeLD——绳索线密度，单位为千特克斯（ktex）；ropea一元线性回归方程的参数；b——一元线性回归方程的参数。根据公式（B.7）计算得出的中等尺寸绳索的估算断裂强力：式中：ropeF——绳索的断裂强力，单位为十牛（daN）或千牛（kN）；ropeyF——绳纱的断裂强力，单位为十牛（daN）或千牛（kN）；yn——绳索中的绳纱总数；ropeRF——绳索强力利用系数。rope结果应在原型绳试验参考表或相关文档中报告。GB/T8834—202×/ISO2307：2019B.4绳索设计变更有效性证明当一个原型绳已经根据B.2进行了试验，但是如果要使用另一种等级或材料供应商和或插接设计，则需要重新进行中等尺寸试验，以验证更改的有效性。如果断裂强力和强力利用系数大于或者等于最初的试验则设计变更可以接受。如果改变了绳纱试验设备，则需要用相同绳纱（相同的纤维等级和绳纱总支数）来证明新设备的断裂强力是相同的，允许公差为±5%。注：如果中等尺寸绳索试样的强力利用系数高于原来试验，不能因此认为产品强力利用系数可以根据这个单独B.5计算实例一个生产公称直径范围为20mm～80mm的聚酯绳索生产企业。公称直径20mm聚酯绳索的平均线密度为306ktex，公称直径80mm聚酯绳索的平均线密度为4965ktex。首先按公式（B.8）计算中等尺寸原型绳：（B.8）log10(LDmid)=12×[log10(306)+log10(4965)（B.8）LDmid=1232ktex根据生产企业的明细，40mm的绳索具有最接近的线密度。此类绳索实际的平均线密度为1226ktex。因此，试验了以下尺寸以确定公称直径为20mm、40mm和80mm绳索的强力利用系数，结果如表B.4所示。绘制log10(RFi)与log10(LDi)的图像并进行线性回归得到如公式（B.5）所示的a和b的值。abGB/T8834—202×/ISO2307：2019计算实际平均线密度为2785ktex、公称直径为60mm绳索的强力利用系数，见公式（B.9）：log10(RF)=a[log10(LD)]+b=-0.0324[log10(2785)]+（-0.2001）log10(RF)=-0.310RF（60mm）=0.4896……基于该公称直径为60mm绳索（具有510根绳纱）的强力利用系数，可按公式（B.10）估算出该绳索的实际断裂强力：GB/T8834—202×/ISO2307：2019在一根“专用”试样上测定负荷-伸长坐标如果要求在一根“专用”试样上测定负荷-伸长坐标，应按下述步骤进行。将用于负荷-伸