不旋转钢丝绳失效部分原因初探
不旋转钢丝绳是港口起重机械提升运输系统的一个重要组成部分，各大港口对起重机械提升用不旋转钢丝绳都有严格的维护和保养要求。然而，近年来，尽管各港口都严格按照不旋转钢丝绳的相关要求加强了不旋转钢丝绳的维护和保养，但是，每年仍然有断绳事故发生。
1 不旋转钢丝绳失效现象
经过对某起重机公司近来报废的不旋转钢丝绳进行拆解分析，90%以上的钢丝绳有不同程度的磨损斑点，斑迹明显处还伴随有裂纹，长者伸入钢丝1/3以上，内层股上的磨损斑尤其明显。图1为拆股后的钢丝绳，可看到其内层股上有许多磨损斑点。
通过对报废的不旋转钢丝绳的解剖发现，不旋转钢丝绳的表面外层基本无损伤，内层磨损、断丝较严重，如图1、图2，从断裂的钢丝绳研究观察可得出，钢丝绳总是内层丝先断裂，并且内层丝上磨损点数多，磨损深度大，而外层丝磨损深度比较浅。
图3为不旋转钢丝绳内层股钢丝断丝截面图。由图3可以看出，钢丝的断裂是由磨损表面产生裂纹，裂纹不断扩展，导致钢丝断裂。
2 相关定义
1）微动磨损 微动磨损是相接触物体作相对微幅振动而产生的一种复合形式的磨损。其发生过程是：接触压力使结合面上实际承载的微凸体产生塑性变形而黏着，微幅振动使黏着点受剪脱落。脱落颗粒和新露出的金属表面与大气中的氧气发生反应形成氧化物，氧化物颗粒在结合面上起磨粒作用，形成磨粒磨损。由此可见，微动磨损是黏着、腐蚀及磨粒磨损复合作用的结果，它经常发生在名义上相对静止而实际上做相对微动的紧密接触的表面上。
2）疲劳磨损 在交变接触应力的作用下，摩擦表面形成疲劳裂纹进而形成金属颗粒脱落的现象称为疲劳磨损。疲劳磨损产生的机理是：在很高的交变接触应力作用下，摩擦表面将产生疲劳裂纹，裂纹不断扩展，最终导致金属颗粒从金属表层脱落形成许多点蚀，从而造成疲劳磨损（或称疲劳点蚀）。
3 失效原因分析
不旋转钢丝绳在使用过程中，每个工作循环都包括直线提升，过滑轮或导向轮，绕于卷筒，空载下降。因此不旋转钢丝绳实际承受的是疲劳载荷，钢丝绳中每根钢丝上的作用力实质上是交变应力。不旋转钢丝绳中股与股是相互捻紧的，在受轴向力作用的情况下，股内钢丝的变形可以看成是同步的，但股与股之间却存在相互微小的错动。因此，钢丝绳中钢丝实际上是处于微动磨损环境。
由以上分析可知，正常使用的起重机钢丝绳，保证钢丝绳与滑轮或导向轮的良好润滑，微动磨损与疲劳磨损同时存在于不旋转钢丝绳的使用环境中，因此造成不旋转钢丝绳失效是微动磨损与疲劳磨损综合作用的结果，即微动疲劳磨损。由于使用中，不旋转钢丝绳出现内部微动磨损，当钢丝绳作反复循环拉伸弯曲时，在其交变应力作用下在磨损深凹处易产生应力集中而被折断，从而大大降低了钢丝绳的使用寿命。
4 事故验证
2007年，深圳市某港口公司所属门座起重机在船舱内起吊卷钢板，主起升不旋转钢丝绳发生断裂。当时吊装重量约18.6t，而门机额定档是25～22t。事后分析表明：①钢丝绳的化学成分、金相组织、整绳抗拉强度均符合要求，材质无显著缺陷；②钢丝绳属于典型的不旋转结构，内层绳股的负重大，易失效；③钢丝绳断口显示内股呈现粉碎性疲劳断裂（低周疲劳）。江西某公司曾对报废更换下来的自用钢丝绳进行解剖分析，总绳长250m，外观检验具有
