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文檔簡介

《光纜增強用碳素鋼絞線》行業標準修訂編制說明

(征求意見稿)

一、工作簡況

1、任務來源

本項目是依據工業和信息化部工信廳函[2022]312號文“關于印發2022年第三批行業標準

制修訂和外文版項目計劃的通知”下達的項目計劃,項目編號為2022-1668T-YB,項目名稱為

“光纜增強用碳素鋼絞線”。本項目是修訂項目,代替YB/T098─2012。主要起草單位:法爾

勝泓昇集團有限公司、江陰法爾勝金屬制品有限公司、冶金工業信息標準研究院,計劃完成時

間為18個月。

2、標準化對象簡要情況

光纜在制造、敷設、運行及運行環境變化時,都會受到外力和自重的影響,其中最常見的是

拉力和重力影響。為防止光纜中的光傳輸媒介——石英光纖受拉力和重力而損壞,影響光信號

的傳輸或光纜的使用壽命,在光纜的結構設計中,必須使用合適結構的承載元件,或叫加強件。

承載元件一方面起承拉和承重作用,使光纖不受或少受縱向拉力,另一方面,承載元件不能由

于材料本身的原因對光纖造成彎曲、扭轉應力。因此,對不同承載元件材料均要有特殊的要求。

光纜增強用碳素鋼絞線亦稱光纜鋼絞線,是與光纜鋼絲一樣用做加強件的材料,其柔軟性、

敷設性更好。光纜鋼絞線可以根據實際設計需要布放在光纜橫截面的合適位置上。常見位置一

是纜芯絞合單元的中間,用做增強芯(也稱加強芯);二是可以是水平使用,包在纜芯外面,作

為自承式光纜的吊線。

該產品選用優質中或高碳鋼線材,經表面處理、磷化或鍍鋅、鍍鋅合金、拉拔、捻制而成,

具有表面清潔、平直、柔軟、與塑料粘合力強的特點。增強芯用鋼絞線的彈性模量高、延伸率

低。

典型工藝路線如下:盤條檢驗→酸洗→硼化→烘干→大拉(干拉)→熱處理(鉛淬火)→酸洗

→磷化硼化或鍍鋅、鍍鋅合金→烘干→中拉(干拉或濕拉)→捻制→檢驗→入庫。

光纜鋼絞線表面大多采用磷化、鍍鋅或鍍鋅合金,直徑范圍為0.90mm~6.90mm。鋼絲抗

拉強度級(MPa)有1370、1570、1770、1960和2160五級;鍍鋅和鍍鋅合金重量有普通

和厚鍍層二種級。

法爾勝泓昇集團(原江陰鋼繩廠)自1985年開發成功光纜鋼絞線以來,一直堅持技術創新,

負責起草的YB/T098─1997、YB/T098─2012《光纜增強用碳素鋼絞線》行業標準,為光纜行

業廣泛接受,對四十年來光纜行業的飛速發展提供了加強件材料保障。隨著“一帶一路”的發

展,光纜鋼絞線在互聯互通、5G等國際合作的通信技術開發合作項目中發揮越來越大的作用。

我國是光纜鋼絞線生產大國,國際上光纜鋼絞線目前超過三分之二由我國生產和使用,主

要生產廠家有法爾勝集團、鶴山恒基、帥龍、貝卡爾特、南通狼山集團、貴繩、天津華源、福

星科技公司、蘇州神王集團等,年生產能力10多萬噸。

國際上,生產光纜鋼絞線的國家有比利時、印度、意大利、日本、韓國、德國、美國等,

年產量1多萬噸左右。這些企業,他們采用自己的技術標準或ASTM標準進行生產。

我國也是光纜鋼絞線使用大國。光纜鋼絞線用戶主要有長飛光纖光纜股份有限公司、江蘇

亨通光電股份有限公司、烽火通信科技股份有限公司、富通集團有限公司、中天科技、通鼎集

團、深圳市特發信息股份有限公司、江蘇通光集團、法爾勝光科集團等,年消費量超3萬噸。

國外上使用光纜鋼絞線用戶主要有美國康寧,日本古河電工、住友電工、藤倉株式會社,

意大利普睿司曼等,年消費量約1萬噸。這些企業,他們采用自己的技術規范或ASTM標準進行

采購。

3、主要工作過程

起草(草案、調研)階段:計劃下達后,2022年12月份全國鋼標委盤條及鋼絲分委員會組

織各起草單位成立了起草工作組,由法爾勝泓昇集團有限公司為組長單位,負責主要起草工作。

工作組對國內外光纜鋼絞線產品和技術現狀與發展情況進行全面調研,同時廣泛搜集相關標準

和國內外技術資料,進行了大量的研究分析、資料查證工作,結合實際應用經驗,進行全面總

結和歸納,在此基礎上編制出YB/T098─202X《光纜增強用碳素鋼絞線》行業標準修訂草案初

稿。經工作組及有關專家研討后,對標準草案初稿進行了認真的修改,于2023年2月形成了標

準修訂征求意見稿及其編制說明等相關附件,報全國鋼標委盤條及鋼絲分委員會秘書處。

征求意見階段:2023年2月,由全國鋼標委盤條及鋼絲分委員會秘書處將標準征求意見稿

和編制說明發送到盤條及鋼絲分委員會委員及有代表性的標準相關方廣泛征求意見,同時在“鋼

鐵標準網”網站上公開征求社會意見。

4、主要參加單位和工作組成員及其所做的工作

本標準由法爾勝泓昇集團有限公司、江陰法爾勝金屬制品有限公司、冶金工業信息標準研

究院等共同起草。

主要成員:張春雷、金清、黃磊、劉煒波、馮平、梁中梅、吳樹文、王玲君、任翠英、陳

延菘、冷明鑒等。

所做的工作:張春雷任工作組組長,主持全面協調工作,負責對各階段標準的審核;黃磊、

劉煒波、馮平為本標準主要執筆人,負責本標準的具體起草與編制;梁中梅、吳樹文負責國內

外相關技術文獻和資料的收集、分析及資料查證;金清、陸建豐、邵永清負責對產品生產工藝、

性能和使用經驗進行總結和歸納;王玲君、任翠英負責對國內外產品和技術的現狀與發展情況

進行全面調研;陳延菘、冷明鑒負責對各方面的意見及建議進行歸納、整理。

二、標準編制原則

本標準在修訂過程中,遵循“面向市場、服務產業、自主制定、適時推出、及時修訂、不

斷完善”的原則,注重標準修訂與技術創新、試驗驗證、產業推進、應用推廣相結合,本著先

進性、科學性、合理性和可操作性以及標準的目標性、統一性、協調性、適用性、一致性和規

范性的原則來進行本標準的修訂工作。

本標準在起草過程中主要按GB/T1.1─2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的

結構和起草規則》的規定起草。在確定本標準主要技術指標時,綜合考慮生產企業的能力和用

戶的利益,尋求最大的經濟、社會效益,充分體現了標準在技術上的先進性和合理性。

三、主要內容說明

1、標準主要內容

海洋工程用光纜、光電復合纜、臍帶纜等產品都開始使用鍍鋅合金層的鋼絲,為了滿足海

洋工程光纜防腐技術發展的需求,本標準此次修訂根據GB/T32795─2016《海纜鎧裝用鍍鋅或

鋅合金鋼絲》國家標準的內容,新增加了鍍鋅合金種類的鋼絞線,擴大了本標準的使用范圍。

在本標準此次修訂中,引用的文件中已有GB/T228.1─2021《金屬材料拉伸試驗第1

部分:室溫試驗方法》、GB/T239.1─2012《金屬材料線材第1部分:單向扭轉試驗方法》、

GB/T2976─2020《金屬材料線材纏繞試驗方法》、GB/T8358─2014《鋼絲繩實際破斷拉力

測定方法》四個國家標準修訂。新增加GB/T470─2008《鋅錠》、GB/T24242.2─2020《制絲

用非合金鋼盤條第2部分:一般用途盤條》、GB/T40342─2021《鋼絲熱鍍鋅鋁合金鍍層中鋁

含量的測定》、YB/T081─2013《冶金技術標準的數值修約與檢測數值的判定》、YS/T310─2021

《熱鍍用鋅合金錠》五個標準,這是按照目前鋼絞線產品標準編寫規則的要求增加的。引用的

文件除GB/T470─2008、YS/T310─2021兩個標準外,其它12個標準的版本均按最新文件版

本。

按照目前鋼絞線產品標準編寫規則的要求,增加了術語和定義章節。但是,本文件沒有需

要界定的術語和定義。

本次修訂,分類中新增加了鍍鋅合金的鋼絞線。標記示例也相應進行了修改,按類別、直

徑、公稱抗拉強度級、表面層種類和標準號進行標記。鋼絲表面為“磷化”時,用元素符號“U”

表示;鍍層種類為“鋅”時,用元素符號“Zn”表示;鍍層種類為“鋅合金”時,采用RZnAl8.0RE

牌號鋅鋁稀土合金和RZnAl10.0牌號鋅鋁合金鍍層,以YS/T310-2021中的牌號去掉首字母“R”

表示,如“ZnAl8RE”代表“RZnAl8.0RE”、“ZnAl10”代表“RZnAl10.0”。采用ZnAl8RE的理由

是該牌號應用較普遍,比較容易獲得。采用ZnAl10的理由是該牌號的防腐性能優于其它鋅合金,

是未來發展的方向。

參照GB/T24202─2021《光纜增強用碳素鋼絲》國家標準,A類鋼絞線按公稱抗拉強度(單

位為MPa)分為1370、1570、1770、1960和2160五個強度級,按照國際標準的要求,鋼絲

公稱抗拉強度級差為200(單位為MPa),刪除了1470、1670強度級,增加了1960、2160

強度級,也增加了1960、2160公稱抗拉強度級鋼絞線的技術指標規定。下次修訂,可以刪除

1370強度級,增加2350和2550強度級以滿足海底光纜輕量化發展的潛在需求。

A類鋼絞線最小破斷拉力系數K根據法爾勝客戶的使用要求和多年的生產數據統計得出的,

供參考。鋼絞線的最小破斷拉力的計算方法不變,是按照GB/T8918─2006《重要用途鋼絲繩》

的公式(2)計算的。因為鋼絞線捻制損失要小,所以鋼絞線的實際破斷拉力要比計算出的最小

破斷拉力略高。鋼絞線的最小破斷拉力系數K為:0.560,即鋼絲最小破斷拉力總和=最小破斷

拉力×1.09。B類鋼絞線的最小破斷拉力值源自于ASTMA475-22《鍍鋅鋼絞線》標準,從英制

轉化為公制。

相應地,訂貨內容中增加鋼絲表面層種類(鍍鋅、鍍鋅合金或磷化)和強度等級(A類鋼絞線),

刪除了捻向的要求,因為標準只規定左捻向(即S捻)。

A類鋼絞線的參考重量系數W也是根據法爾勝客戶的使用要求和多年的生產數據統計得出

的,供參考。鋼絞線的參考重量,按照GB/T8918─2006的公式(1)計算的。如果鋼絞線要涂

少量防銹、潤滑油,則鋼絞線的實際重量要高一些。鋼絞線的參考重量系數W(kg/100m·mm2)

為0.494。B類鋼絞線的參考重量源自于ASTMA475-22標準,從英制轉化為公制。

此次修訂,本標準參照國外先進標準的寫法,把“鋼絞線用鋼絲”更改為“鋼絞線中鋼絲”,

以前規定的是制繩鋼絲,現在規定的是拆股鋼絲,鋼絲指標沒有變化,要求更嚴格了。

根據冶金企業生產現在狀況,修改了盤條的規定,要求鋼絞線中鋼絲應選用符合GB/T4354、

GB/T24242.2或質量相當的其它的標準的碳素鋼盤條制造,鋼的牌號由制造廠選擇;增加鍍鋅

用鋅錠的規定,要求鋼絲鍍鋅用鋅錠應符合GB/T470-2008的規定,鋅錠的牌號為Zn99.995

或Zn99.99;也增加鍍鋅合金用鋅合金錠的規定,要求鋼絲鍍鋅合金用鋅合金錠應符合YS/T

310-2021的規定,選用牌號為RZnAl8.0RE或RZnAl10.0,由需方在合同中注明。

鋼絲的抗拉強度應能使制成的鋼絞線滿足標準規定的破斷拉力標準值的要求,通常鋼絲實

測抗拉強度不低于鋼絞線強度級。鋼絞線制造時,同一層相同直徑的鋼絲其公稱抗拉強度應是

相同的。

刪除鋼絲反復彎曲試驗是因為光纖光纜和鋼絞線使用過程不可能處于反復彎曲的工況,規

定反復彎曲指標不符合實際。為了更加體現標準的科學性、合理性,減少不必要的檢測項目,

本次修訂取消了鋼絲反復彎曲性能的內容。

2

2012版的本標準規定A類鋼絞線的鋼絲鋅層重量應不小于20g/m,鋼絲直徑從0.30mm~

2.30mm跨度比較大,又有不同的強度級,這個規定相對不合理。本次標準修訂修改了A類鋼

絞線的鍍層重量的指標要求。A類鋼絞線的鋼絲最小鍍層重量也是源自法爾勝客戶的使用要求,

規定A類鋼絞線的鋼絲表面的鍍層重量應不小于鋼絲公稱直徑d的30倍,即30d(g/m2),即如

果是1.00mm的鋼絲,其最小鋅層重量為30g/m2。本標準的A類鋼絞線的鋼絲最小鍍層重量值

規定比較低的原因,一是基于鋼絞線防銹蝕主要依靠表面擠塑,鋼絞線報廢、斷裂并不是因為

鋼絲鍍層重量值低銹蝕造成的,絕大多數是使用過程中鋼絞線受外力破壞斷裂的;二是鋼絲的

公稱抗拉強度高達1970MPa級和2160MPa級,先鍍后拉生產高鍍層重量的鋼絲技術難度大。

B類鋼絞線的最小鍍層重量值源自于ASTMA475-22標準,從英制轉化為公制。

相應地,也增加了鋅合金鍍層中的鋁含量規定:RZnAl8.0RE牌號鋅鋁稀土合金鍍層中的鋁

含量應不小于4.0%,RZnAl10.0牌號鋅鋁合金鍍層中的鋁含量應不小于9.0%。與GB/T32795─

2016《海纜鎧裝用鍍鋅或鋅合金鋼絲》國家標準的規定基本相一致。

本次標準修訂修改了A類鋼絞線中鋼絲磷化膜重量的指標要求,磷化膜重量的指標源自于

GB/T24202─2021國家標準。

由于鋼絞線要擠塑過模頭,有些客戶要求鋼絞線表面要涂抹減磨、抗蝕防銹的潤滑材料。

考慮到各光纜生產廠家要求不一,所用潤滑、防銹油品不同,因此本標準不規定具體油品的種

類和牌號,增加了鍍鋅、鍍鋅合金鋼絞線表面允許存在少量防腐、減摩的石蠟和磷化鋼絞線表

面允許存在少量防腐、減摩的乳化劑的規定。

此次修訂更改了“增強芯用鋼絞線的彈性模量應不小于170GPa”的規定。鋼絞線的彈性

模量按GJB8132─2013《軍用光纜金屬加強材料規范》的規定,即應不小于170GPa。光纜增

強芯用鋼絞線的彈性模量是非常重要的指標。中碳鋼制造的、強度較低的鋼絲,不能確保鋼絞

線彈性模量≥170GPa,生產企業要引起足夠的重視。彈性模量測量準確度低,受測量系統、引

伸計、測量軟件的影響較大;彈性模量取略小的值,則需采用較大直徑,即提高了安全系數。

這也是參照了國外的習慣做法和國家軍用標準的彈性模量規定。

由于材料科學和工程的發展,為使本標準的指標規定更科學、合理,我們修改了試驗方法

和檢驗規則的規定,將“斷后伸長率”更改為“斷裂伸長率”,“拉伸速度”修改為“拉伸速率”;

增加了鋼絲直徑的測量內容。試驗項目刪除了鋼絲反復彎曲,新增加了直徑、鋼絲打結拉伸和

鋅合金鍍層中的鋁含量的試驗。

根據目前冶金產品標準編寫規則的要求和陳建豪、王玲君在《冶金標準化與質量》2015年

第4期上發表的文章《淺析冶金產品檢驗數值的修約與判定》,本次修訂增加了數值修約規定:

數值修約與檢測數值的判定應按YB/T081的規定進行。

為了體現貿易公平性原則,給生產、銷售和使用三方提供質量仲裁依據,本次修訂與GB/T

24202─2021國家標準一樣,增加了質量保證期為6個月的規定。

本次修訂,編輯性糾正了一些筆誤,標準名稱英文修改為“Carbonsteelwirestrandsfor

tensionmembersofopticalfibercable”;刪除了“前言”中的排版錯誤句:修改了冷拉和

退火鋼絲的代號;修改了6.2.1.1中“不小于”實為“不大于”的錯誤表述;更正了鋼絲扭轉

試驗方法“GB/T24191”應為“GB/T239.1”等。

2、主要技術差異

本標準與YB/T098─2012行業標準相比,技術變化如下:

a)增加了鍍鋅合金的鋼絞線(見第1章和第4章);

b)增加了術語和定義(見第3章);

c)更改了分類方法,增加了鍍鋅合金層,A類鋼絞線按公稱抗拉強度(單位為MPa)分為1370、

1570、1770、1960和2160五個強度級(見4.1~4.4,2012年版的3.3);

d)更改了標記(見4.5,2012年版的3.5);

e)訂貨內容中增加鋼絲表面層種類(鍍鋅、鍍鋅合金或磷化)和強度等級(A類鋼絞線),刪

除了捻向的要求(見第5章,2012年版的第4章);

f)“鋼絞線用鋼絲”更改為“鋼絞線中鋼絲”(見第6章和第7章,2012年版的第5章和第6

章);

g)增加了鋼絞線中鋼絲鍍鋅合金用鋅合金錠的規定(見7.1.1.3);

h)更改了A類鋼絞線中鋼絲公稱抗拉強度及適用直徑的規定(見7.1.2.1,2012年版的

6.1.2);

i)更改了A類鋼絞線中鋼絲扭轉次數的規定(見7.1.3.2,2012年版的6.1.3.2);

j)刪除了鋼絲彎曲次數的規定(見2012年版的6.1.3.3);

k)修改了A類鋼絞線中鋼絲的鍍層重量的指標要求(見7.1.4.1,2012年版的6.1.4.1);

l)增加了鋅合金鍍層中的鋁含量規定(見7.1.4.3);

m)更改了A類鋼絞線的最小破斷拉力(見7.2.2.1,2012年版的6.2.2.1);

n)“斷后伸長率”更改為“斷裂伸長率”(見7.2.2.2,2012年版的6.2.2.2);

o)更改了增強芯用鋼絞線的彈性模量應不小于170GPa的規定(見7.2.2.3,2012年版的

6.2.2.3);

p)增加了鍍鋅、鍍鋅合金鋼絞線表面允許存在少量防腐、減摩的石蠟和磷化鋼絞線表面允

許存在少量防腐、減摩的乳化劑的規定(見7.2.3.2);

q)修改了試驗方法和檢驗規則(見第8章和第9章,2012年版的第7章和第8章);

r)“拉伸速度”更改為“拉伸速率”(見8.3.2,2012年版的7.3.2);

s)增加了數值修約與檢測數值的判定的規定(見9.4);

t)增加了質量保證期為6個月的規定(見10.2)。

四、主要試驗(或驗證)情況

本標準是在YB/T098─2012行業標準的基礎上,結合我國光纜鋼絞線生產和使用經驗而修

訂完成的。工作組通過對光纜鋼絞線進行出廠檢驗和在線檢驗,以及用戶的入廠檢驗和使用經

驗,對光纜鋼絞線主要性能指標進行了驗證見表1。

表1光纜增強用碳素鋼絞線主要性能指標試驗值與標準(征求意見稿)值對比表

A類,鍍鋅,1×7-3.00mm,1570級

試樣數對比

主要技術指標單位標準值試驗值

(個)結論

鋼絲直徑212mm1.00±0.020.99~1.01符合

鋼絲不圓度212mm≤0.020~0.01符合

鋼絲抗拉強度125MPa1570~18901670~1770符合

最小破斷拉力125kN≥7.918.60~9.10符合

鋼絲扭轉次數125Nt≥2935~45符合

彈性模量30GPa≥170178~186符合

2

鋼絲鍍鋅重量130g/m≥3056.2~78.6符合

無油、無水、無污,并不得有裂紋、竹節、

表面質量212-目測未見缺陷符合

起刺、銹蝕等影響使用的缺陷

將鋼絞線一端解開兩根相對的鋼絲約有3個

捻距長,其他鋼絲應不松散,當這些鋼絲重

不松散212-不松散符合

新捻到鋼絞線上時,仍能恢復原位,即為不

松散。

在不施加張力的情況下,將6m長的鋼絞線

(不從盤上剪斷)放置在距離為75mm的二

平直度212-平直符合

條平行直線間的平面上,除末端500mm之

外,鋼絞線不應與任何一根平行直線相碰。

去掉鋼絞線端部1m~2m之后,在鋼絞

線自由端頭部大約50mm處彎成一個約

90°角,緊捏住此彎頭,以避免在拉出

回轉212≤1r/10m0~0.5符合

10m長的樣品時鋼絞線旋轉。然后,將

鋼絞線自由端放開,讓其在沒有張力的

情況下自由旋轉,其回轉不超過1轉。

殘余伸長率21%≤0.10.02~0.08符合

鋅層附著性21-3倍直徑不少于6圈不開裂,裸手擦不掉

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