API SPEC 9A CHINESE-2011 Specification for Wire Rope (Twenty-sixth Edition)《钢丝绳规格》.pdf
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1、 钢丝绳规范 上游段 ANSI/API Spec 9A 第 26 版, 2011 年 5 月 2011 年 11 月 1 日实施 石油工业标准化研究所翻译出版 Specification for Wire Rope Upstream Segment API SPECIFICATION 9A TWENTY-SIXTH EDITION, MAY 2011 EFFECTIVE DATE: NOVEMBER 1, 2011 石油工业标准化研究所翻译出版 API 标准翻译出版委员会 主 任:杨 果 副主任:高圣平 万战翔 付 伟 邢 公 孙德刚 委 员:(按姓氏拼音为序) 陈俊峰 陈效红 崔 毅 杜德林
2、 范亚民 方 伟 韩义萍 刘万赋 刘雪梅 马开华 秦长毅 单宏祥 王 辉 王 慧 王敏谦 王 欣 夏咏华 杨小珊 张 斌 张虎林 张 勇 张 玉 张玉荣 赵淑兰 周 宇 朱 斌 邹连阳 主 编:高圣平 副主编: 杜德林 本标准由石油工业标准化研究所组织翻译、出版和发行。 本标准翻译单位:咸阳宝石钢管钢绳有限公司 本标准翻译责任人:支宇堃 本标准一校责任人:张璇 本标准二校责任人:郭合理 本标准三校责任人:刘长跃 本标准译文难免有不妥之处,欢迎各位读者批评指正 API 授权声明 标准由美国石油学会(API)授权许可,由石油工业标准化研究所( PSRI)组织翻译。翻译版本不代替、不取代英文版本,英
3、文版本仍为具备法律效力的版本。API 对翻译工作中出现的错误、偏差、误解均不承担任何责任。在未经 API 事先书面许可的情况下,不得将翻译版本进行再翻译或复制。 AUTHORIZED BY API This standard has been translated by Petroleum Standardization Research Institute (PSRI ) with the permission of the American Petroleum Institute (API). This translated version shall not replace nor su
4、persede the English language version which remains the official version. API shall not be responsible for any errors, discrepancies or misinterpretations arising from this translation. No additional translation or reproduction may be made of the standard without the prior written consent of API. 特别说
5、明 API 出版物只能针对一些共性问题。有关特殊问题,宜查阅地方、州和联邦的法律法规。 API 或 API 的任何雇员、分包商、顾问、委员会或其他受托人,均不担保也不承诺(无论明指还是暗示)本标准中所包含的信息的准确性、完整性和适用性,对于本标准中所披露的任何信息的使用及其后果,也不承担任何义务和责任。 API 或 API 的任何雇员、分包商、顾问或其他受托人,也不承诺本标准的使用不会侵犯其他人的专有权利。 任何愿意使用 API 出版物的人都可以任意使用。 API 已经尽了一切努力来保证这些出版物中所含数据的准确性与可靠性;然而,关于本标准 API 不做任何承诺、担保或保证,在此明确声明,由于
6、使用本标准而造成的任何损失,或者因本标准与当地法规有冲突而造成违法,API 将不承担任何义务和责任。 出版 API 标准是为了使公众能够更方便地获取已经证实的、良好的工程与操作惯例。但至于何时何地应当使用这些出版物,仍需要用户依据自身的实践经验而做出明智的判断。API 标准的制定和出版,无意以任何方式限制任何人使用任何其他操作惯例。 任何按照 API 标准的会标使用要求标志其设备和材料的制造商,对于其产品符合相关 API 标准,负有全部责任。 API 不承诺、担保或保证这些产品实际上确实符合该项 API 标准。 版权所有,违者必究。在没有得到出版商的书面批准之前,任何人都不允许在检索系统中复制
7、和 保存本文件中的任何内容或采用电子、机械、复印、录像或者其他方式传播本文件中的任何内容。 请联系出版商美国石油学会出版业务部,地址:1220 L Street, N.W., Washington, D.C. 20005。 版权 2011美国石油学会 前 言 API 出版物中的任何内容,都不能解释为(以暗示或其他方式)赋予任何人制造、销售或使用专利权所涵盖的任何方法、仪器或产品的权力;也不能解释为担保任何人侵犯专利权而不承担责任。 本文件是按照 API 标准化工作程序制定的,该程序保证了制定过程的透明度和广泛参与;本文件被认定为 API 标准。关于本标准内容解释方面的有关问题,或者关于标准制定
8、程序方面的看法和问题,应以书面形式提交给美国石油学会标准部主任,地址是: 1220 L Street, N.W., Washington, D.C. 20005。如果需要复制或翻译标准的全部或部分内容,也请与标准部主任联系。 通常,API 标准最长每隔五年就要复审一次,复审的结果是修订、确认或撤销。该五年复审周期可以延期一次,但延期最长不超过两年。出版物的情况可通过美国石油学会标准部进行确定,电话:(202 )682-8000。API 出版物和资料的目录每年由位于 1220 L Street,N.W , Washington,D.C. 20005 的美国石油学会发行。 欢迎用户提出修订建议,这
9、类建议应提交给 API 标准和出版部,地址是: 1220 L Street, N.W., Washington, D.C. 20005,或发送电子邮件:standardsapi.org。 目 次 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 .2 4 要求 2 4.1 材料 .2 4.2 钢丝绳制造 3 4.3 直径 .5 4.4 捻距 .6 4.5 破断拉力 6 4.6 长度 .8 5 验证要求和试验方法 .8 5.1 工艺要求验证 .8 5.2 股捻钢丝绳和单捻钢丝绳 .8 5.3 录井钢丝试验 .10 5.4 井下作业钢绞线试验 11 5.5 试验设施的验证 .11 6 有用信息
10、 .11 6.1 证明书 .11 6.2 包装和标记 12 附录 A(规范性附录)圆形钢丝的尺寸和机械性能(捻制前) .13 附录 B(规范性附录) 2 级、 3 级、 4 级和 5 级钢丝的试验方法 23 附录 C(规范性附录)直径小于等于 60 mm 常用结构、尺寸及强度级别钢丝绳破断拉力值表 25 附录 D(规范性附录)井下作业钢绞线的物理尺寸和机械性能 .43 附录 E(资料性附录)粗直径钢丝绳 .45 附录 F(规 范性附录)与附录 G 中 1770、 1960、 2160 强度级别相一致的钢丝绳最小破断拉力的计算47 附录 G(规范性附录)连续生产钢丝绳的型式试验取样和验收准则 4
11、9 附录 H(规范性附录)破断拉力的测定(方法 1) 51 附录 I(资料性附录)拆股试验(采购商有要求时) .53 附录 J(资料性附录)光面和镀后拉拔录井钢丝的要求 .57 附录 K(资料性附录)询价和订货信息59 附录 L(资料性附录)许可证持有者使用 API 会标 .61 参考文献 65 图 1 钢丝绳直径测量方法 9 表 1 钢丝抗拉强度级别范围 2 表 2 股捻钢丝绳直径偏差 5 表 3 任意两次测量值的允许偏差 .6 表 4 破断拉力试验要求 8 表 A.1 抗拉强度变化范围 13 表 A.2 抗拉强度级别为 1370 N/mm2、 1570 N/mm2、1770 N/mm2、1
12、960 N/mm2及 2160 N/mm2的钢丝的直径偏差、最小扭转次数和最小锌层质量 .13 表 A.3 光面和镀后拉拔钢丝的直径偏差 .15 表 A.4 镀锌成品钢丝的直径偏差 .15 表 A.5 2 级、 3 级、 4 级和 5 级钢丝的最小破断拉力和扭转次数 .16 表 A.6 2 级、 3 级、 4 级和 5 级镀后拉拔钢丝的最小镀锌层质量 .21 表 A.7 2 级、 3 级、 4 级及 5 级镀锌成品钢丝的最小镀锌层质量 .21 表 B.1 扭转试验施加张力 24 表 C.1 67 类纤维芯钢丝绳 .26 表 C.2 67 类钢芯钢丝绳 27 表 C.3 619M 类纤维芯钢丝绳
13、 28 表 C.4 619M 类钢芯钢丝绳 .29 表 C.5 637M 类纤维芯钢丝绳 30 表 C.6 637M 类钢芯钢丝绳 .31 表 C.7 619 类纤维芯钢丝绳 .32 表 C.8 619 类钢芯钢丝绳 33 表 C.9 636 类纤维芯钢丝绳 .34 表 C.10 636 类钢芯钢丝绳 35 表 C.11 819 类钢芯钢丝绳 36 表 C.12 836 类钢芯钢丝绳 37 表 C.13 187 类钢丝绳 .38 表 C.14 34(M ) 7 类钢丝绳 .39 表 C.15 35(W ) 7 类钢丝绳 .40 表 C.16 6V25TS 类钢芯钢丝绳 .41 表 D.1 直径
14、、直径偏差和最小破断拉力 43 表 E.1 粗直径、 6 股钢丝绳 .45 表 E.2 粗直径单股钢丝绳 46 表 E.3 粗直径密封钢丝绳 46 表 F.1 通用提升钢丝绳系数 .47 表 H.1 试样长度 .51 表 I.1 钢丝绳镀锌层质量允许损失量55 表 J.1 直径、直径偏差、最小破断拉力和伸长率 .57 引 言 为满足全球石油及天然气工业设备和机械用钢丝绳的基本要求的需要,特制定本标准。 因为在用设备以及原本设计钢丝绳尺寸(公称直径)为“英制”单位,本标准将一些很普遍的“转换的国际单位制”尺寸也包含其中。 另外,由于在用设备以及已设计的操作钢丝绳已有的钢丝绳级别(如:IPS 级)
15、是基于“ US”的钢丝级别,因此,将这些强度等级也包含进去,突出显示所需的与这些等级相关的最小破断拉力值,并确保现有的设计安全水平得到保持。 由于考虑到一些特殊结构和类别的钢丝绳,在大多数场合下,可以用公制单位和级别替代美国惯用单位制,反之亦然。为使转换过程方便,且转换结果容易比较,本标准给出每一种钢丝绳公称直径和相应的最小破断拉力值(由美国惯用单位制转换)。 同时也应该注意到,特殊设计的钢丝绳可以达到比本规范相关表格规定的、或制造商样本规定的更高的破断拉力值。更高的破断拉力值(如果钢丝绳已经制造试验完成则为实测破断拉力值)在订货前由制造商给出。 鼓励设备设计者选用优先的国际单位制( SI)和
16、级别的钢丝绳。 作为对本标准的补充,引用 ISO 17893 中有关术语、标记和分类的内容。 1 钢丝绳规范 1 范围 本标准规定了强度级别不超过 2160 N/mm2级石油及天然气工业用钢丝绳制造和检验的基本要求和验收条件。本标准包含下列产品: 钢丝绳; 光面钢丝绳或镀层钢丝绳; 录井钢丝; 井下作业钢绞线。 本标准包括的钢丝绳适合于下列典型用途:套管提升绳、抽油光杆悬绳、捞砂绳、洗井绳、电缆起下绳、电缆铠装绳、旋转钻井绳、卷扬绳、游梁式抽油机驴头绳、井底爆破器用绳、立桅架绳、导绳张紧绳、隔水管张紧绳、锚固绳、提升吊索及起重机用绳。本标准也适用于录井钢丝及井下作业钢绞线。 常用规格、强度级别
17、和结构的钢丝绳的最小破断拉力在所给的表中列出。然而本标准不局限于那些表中所列的类别。如压实股钢丝绳和压实(锻打)钢丝绳等其它类型钢丝绳也可以与本标准的要求相一致,这类钢丝绳的最小破断拉力值由制造商给出。 本标准在附录中给出粗直径股捻钢丝绳及单股(即单捻及密封钢丝绳)粗直径钢丝绳的最小破断拉力,同时给出常用结构股捻钢丝绳和粗直径钢丝绳的近似质量,仅供参考。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修正)适用于本文件。 ISO 2232:19901,一般用途非合金钢丝绳和粗直径钢丝绳
18、用圆形拉拔钢丝 技术条件 ISO 4345,钢丝绳 纤维芯 技术条件 ISO 4346,通用钢丝绳 润滑脂 基本要求 ISO 6892-1,金属材料 拉伸试验 室温试验方法 ISO 7500-1,金属材料 静态单向试验机的检定 第 1 部分:拉力/ 面缩试验机 力学测量系统的校准和检定 ISO 7800,金属材料 钢丝 单向扭转 ISO 7801,金属材料 钢丝 反复弯曲 ISO 17893,钢丝绳 术语、标记和分类 1国际标准化组织,1,ch.de la Voie-Creuse,Case postale 56,H -1211,Geneva 20,Switzerland,www.iso.org
19、. 2 API Spec 9A 3 术语和定义 根据本文件的目的,ISO 17893 中给出的术语和定义适用。 4 要求 4.1 材料 4.1.1 钢丝 制绳前的股捻钢丝绳及井下作业钢绞线用钢丝直径、拉力及扭转或镀锌层等性能要求应符合附录 A的规定。 抗拉强度级别为 1370 N/mm2、1570 N/mm2、1770 N/mm2、1960 N/mm2以及 2160 N/mm2的制绳钢丝,其检测方法应符合 ISO 2232 的规定。 抗拉强度级别为 2 级、 3 级、 4 级和 5 级的制绳钢丝的检测方法应符合附录 B 的规定。 对于采用以下抗拉强度级别的钢丝绳,制绳钢丝的抗拉强度应符合表 1
20、 的规定。 表 1 钢丝抗拉强度级别范围 钢丝绳强度级别 钢丝抗拉强度 N/mm21770 1570 或 2 级至 1960 或 4 级 196 1770 或 3 级至 2160 或 5 级 2160 1960 或 4 级至 2160 或 5 级 IPS 2 级或 1570 至 4 级或 1960 EIP 3 级或 1770 至 5 级或 2160 EEIP 4 级或 1960 至 5 级或 2160 注:对于表中所包含的强度级别为 1770 级、 1960 级及 2160 级的钢丝绳,其最小破断拉力是基于钢丝绳的强度级别来计算,而不是按照单丝的抗拉强度级别或等级进行计算。 对于没有采用上表所
21、列钢丝绳强度级别的钢丝绳(如粗直径钢丝绳),所用钢丝的强度级别可以选择附录 A 中给出的单一强度级别,也可以选择几种强度级别的组合。 钢丝绳同层中同规格的钢丝抗拉强度级别应相同。 录井钢丝及井下作业钢绞线所用材料通常为碳钢,但也可以采用其他材料生产(如不锈钢)。 钢丝绳规范 3 采购商可以规定任何特殊的材料要求。 4.1.2 绳芯 股捻钢丝绳通常采用钢芯或者纤维芯, 也可用复合芯(如钢强化的纤维或塑料)或者硬聚合物芯作为绳芯。 采购商可以指定所用绳芯的类型。 纤维绳芯应符合 ISO 4345 的规定。 直径大于 8 mm 用于单层股捻钢丝绳的纤维绳芯可以采用两次捻制的方法生产(即先由纱条捻成股
22、,再由股合成芯绳)。天然纤维芯要采用浸渍复合物的方法处理,防止纤维腐烂。 钢芯分为独立的钢丝绳绳芯(IWRC )和股式绳芯(WSC )。 除另有规定外,直径大于 12 mm 的单层股捻钢丝绳用钢芯应为 IWRC。 4.1.3 润滑脂 润滑脂应符合 ISO 4346 的规定。 4.2 钢丝绳制造 4.2.1 概述 股捻钢丝绳中,同层中的股应为同一捻向,绳中同层、同结构以及同尺寸股的捻距应一致。 除压实(锻打)绳外,在设计(钢芯)或选用(纤维芯)钢丝绳芯时,其在无负荷情况下,外层股间应有一定的间隙。 钢丝绳绳头应固定,防止散开。 4.2.2 钢丝接头 钢丝直径应该是连续的,除录井钢丝外,直径大于
23、0.4 mm 的钢丝,若接头时,应采用铜焊或电焊。 股捻钢丝绳中接头时,同一根股中钢丝接头的间距应大于钢丝绳直径(d )的 18 倍。 单股钢丝绳,任一层中钢丝的接头间距应大于其所在层直径的 36 倍。 4 API Spec 9A 直径小于等于 0.4 mm 的钢丝可采用拧接或插接方式接头。 4.2.3 预变形和后变形 除非采购商另有规定外,股捻钢丝绳应进行预变形或者后变形,或者两种变形都进行。 注:有些平行捻或抗旋转钢丝绳不需要预变形。 4.2.4 结构 钢丝绳的结构可以采用附录 C 中的任一结构,也可由制造商规定。 压实股钢丝绳、压实(锻打)绳、粗直径(直径大于 60 mm)股捻钢丝绳以及
24、单捻(单股绳和密封钢丝绳)钢丝绳的结构由制造商规定。 在采购商只规定钢丝绳的类别后,制造商也应对钢丝绳的结构作出规定。 井下作业钢绞线的结构可以是 1 16 M 或 1 19 M,或由制造商规定。 4.2.5 钢丝绳级别 常用类别和规格的股捻钢丝绳强度级别在附录 C 中给出。 介于规定级别之间的钢丝绳强度级别可以由采购商和制造商或供应商协议规定。 注:不是所有的钢丝绳(如粗直径股捻钢丝绳和单捻钢丝绳)必须有名义级别。 4.2.6 制绳钢丝 制绳钢丝分为非涂镀(光面)钢丝、 B 类镀锌钢丝及 A 类镀锌钢丝。 对于光面钢丝绳,仅限于内层丝、中心丝、填充丝及芯绳的光面钢丝允许用镀锌钢丝替代。 对于
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