ブログ

May 06, 2023

ワイヤーロープ研究の最新の発展は何ですか?

Di D.Ann Shiffler 10 novembre 2022 La ricerca su fili e funi in fibra è intensa.

D.アン・シフラー著 2022年11月10日

ワイヤーとファイバーロープの研究は熱心に行われています。 D.アン・シフラー氏が報告する。

過去 10 年にわたり、数社のクレーン OEM がワイヤおよび合成ロープのメーカーと提携して、重いワイヤ ロープをより軽量の繊維ロープに置き換えるというアイデアを研究してきました。 強度を犠牲にすることなく重量を減らすというアイデアです。

ワイヤー ロープのパイソン コマーシャル ディレクターのスヴェン バルビアーニ氏は、ほとんどのクレーン OEM は現在入手可能なワイヤー ロープ製品に満足していると述べました。

「当社の OEM の間では、この話題に対する関心があまり高くないようです」とバルビアーニ氏は語った。 「ファイバーロープまたはスチールワイヤーロープを装備できる全製品ラインを展開している天井クレーンメーカーがあります。」

大多数は依然としてスチールワイヤーロープを選択しています。

合成ロープの利点は何ですか?

WireCo は OEM と協力して、合成ロープがスチール ワイヤ ロープの代替ソリューションとして機能する可能性を模索してきました。

「そうする主な目的は、強度を損なうことなく重量を軽減することですが、リフトがより高く、より重くなり、より複雑になるにつれて、ますます懸念が高まっています」とWireCoの副社長、アンドレアス・シュマイス氏は述べています。 「また、合成ロープは取り扱いや設置が容易な傾向があり、設置、検査、交換を行う作業者の疲労や怪我の可能性を軽減します。また、繊維ロープは潤滑剤を必要とせず、環境面でもメリットがあります。」

しかし、繊維にはさまざまな利点がありますが、いくつかの重要な課題も抱えています。

「ロープが鋭利なエッジや磨耗する表面に頻繁に遭遇する産業環境では、鋼は一般に不浸透性ですが、繊維はほつれやすいのです。」と彼は言いました。 「繊維は紫外線や過度の熱にも敏感です。高温により、ロープが柔軟になり、元の形状を超えて伸びる、『クリープ』として知られる状態が発生することがあります。」

紫外線はロープのフィラメントを劣化させる可能性があるため、破損を防ぐために特別なコーティングを施す必要があると同氏は述べた。

「合成ロープでは、スチールロープの状態を判断するために使用される非破壊検査方法が適していないため、廃棄基準を決定することも難しくなります」と同氏は述べた。 「合成ロープはスチール ワイヤ ロープよりも高価になる傾向があります。同じ用途の場合、繊維のコストはスチールのコストを最大 3 ～ 4 倍上回る可能性があります。」

シュマイス氏によると、ワイヤーコ社は鉄鋼製品と合成製品の両方で、材質に関係なく、特定の最終用途に応じたソリューションを提供しているという。

「ファイバーロープは、必要なロープの直径を大幅に減らすのに役立ちます」とバルビアーニ氏は言います。 「場合によっては、鋼鉄が断然勝者となることもある。また、繊維が優位な場合もある。高度なコーティングにより、いつかは合成繊維が有利にバランスを変えるかもしれないが、今のところ、繊維ロープがいつでも完全に鋼鉄に取って代わると想像するのは難しいだろう」すぐ。"

ファイバーは、特に海洋環境における静的用途に適しています。

「これらには、ドラム上でロープが連続的に巻き取られたり巻き戻されたりしない用途が含まれます」とシュマイス氏は述べた。 「WireCo は、ランクホースト ロープを通じて、船舶、海洋エネルギー プラットフォーム、そして最近では浮体式風力タービンの係留に合成ロープを採用してきた長い歴史があります。これらのロープは海上で輸送および設置されるため、合成ロープの軽量化、高強度、容易性が実現されています。 - 取り扱い性と耐食性の点で、スチールよりも好ましい選択肢です。」

WireCo は最近、採掘シャベル用の繊維ベースのロープであるブーム ペンダントの Union Gladiator シリーズを発表しました。

「従来のペンダントに使用されているスチールとは異なり、グラディエーターの合成アラミド繊維は掘削作業中に衝撃吸収材のように機能し、ショベル機器とそれを操作する人の両方の疲労関連のストレスを軽減します」とシュマイス氏は述べています。 「これにより、シャベルやドラグラインの耐用年数が、従来の鉄鋼技術を使用した場合に通常経験される耐用年数に比べて最大 3 ～ 4 倍延長される可能性があります。」

ファイバーには、動的アプリケーションでの幅広い使用の可能性もあります。 合成スリングはリフティング分野で広く受け入れられています。

破壊荷重と重量

ただし、移動式クレーンには、ロープの破断荷重と重量の最適なバランスが取られなければならないため、特別な課題があります。

Balbiani 氏は、クレーン/ホイストにファイバーロープを提供している 3 社を挙げました。 ファイバーロープを使用するクレーンは例外であり、原則ではないと同氏は述べた。

シュマイス氏は、道路認可の車両用クレーンの軸重制限とクローラークレーンの重量制限の両方により、ロープが一定の直径で着実に増加する破断荷重を提供する必要があると述べた。 これらの要件を満たすために、合成代替品は鋼と同様の引張強度を持つ特殊な繊維を使用する必要があると同氏は述べた。

シュマイス氏によると、ランクホルスト・ロープスのランコリフトSはこれを実現しているという。 黄色のロープは、ハイテク ダイニーマ製の 12 本の外側ストランドを編んで構成されており、同じ太さのスチール ロープと同等の破断強度を備えています。 LankoLift のコアは横方向の圧力に耐えるように設計されており、逆曲げサイクルを含む実験室テストでは有望な結果が得られています。 このロープには、内部の摩擦を軽減し、耐紫外線性を高める特殊な繊維コーティングも施されています。

「LankoLift クレーンのテスト参加者は、製品の軽量さ、柔軟性、設置時やフック ブロック交換時の取り扱いの容易さに常に感銘を受けています」とシュマイス氏は述べています。 「このロープは、より高い積載量、特により高い吊り上げ高さとより長いジブの長さを伴うものに適していることが証明されています。このタイプの合成ロープは耐食性があり、追加の潤滑を必要としないため、メンテナンスの必要性が低いという利点がさらにあります。」

そして、ワイヤーとファイバーロープを組み合わせたハイブリッドロープというアイデアもあります。 Python もこの概念を研究しています。

「要するに、ファイバーロープにはコストの不利な点があり、そのバランスが取れるのは、例えば深坑採掘などの作業が非常に高価であり、総重量の比較的低い減少が積載量を優先して長い長さにわたって蓄積される場合だけです。深さ3,000メートルの立坑でスキップの積載量を30トンから40トンに増加しました」とバルビアーニ氏は語った。 「経済的混乱のため、現在これらのプロジェクトを凍結しており、サプライチェーンの問題が解決され次第、続行する予定です。」

WireCo は、プラスチックでコーティングされた高強度繊維コアを鋼線のより線で囲んだハイブリッド採掘ロープである Casar TurboLite M を提供しています。 この構造により、高い強度対重量比に加え、摩耗や曲げ疲労に対する耐性が得られます。 シュマイス氏によると、これは坑道が徐々に深くなり、重量が吊り上げ能力の制限要因となっている地下採掘で使用するために設計されたという。

「合成繊維を好む他の用途と同様に、重量の軽減は明らかな利点です」とシュマイス氏は語った。 「ハイブリッド ロープによってもたらされる耐久性の向上とクリープの軽減についても同様です。マイナス面や幅広い使用を制限する要因の観点から見ると、おそらくコストが最も重要です。」

ハイブリッドロープに関して多くの研究が行われてきました。 主な目的は、従来のスチール ワイヤ ロープの独立したワイヤ ロープ コアを、支持耐荷重機能も備えた高性能合成ロープで置き換えることです。

高性能合成ロープは、送電線や変圧器用途の多用途トラック クレーンに使用されています。 これらのロープは、タワー クレーン、RT、さらには天井クレーンでも使用されています。 エレベーター業界もハイブリッド ロープの使用を研究しています。

ハイブリッド ロープは、鋼線と高性能繊維をブレンドして設計されており、両方の製品の特性を組み合わせています。

私たちは、吊り上げのための機械的特性を損なうことなくクレーンの重量を軽減する方法を常に模索しています。 移動式クレーン市場では、長時間の吊り上げや重量の増大に備えて、高い破断強度と非回転特性を備えたロープが求められています。 また、スエージ ボタンやスペルター ボタン、ソケット、ウェッジ ソケットなどのエンド フィッティングには、ハイブリッド ロープの終端を作成して取り付けを完了する機能があることを認識する必要があります。

標準ワイヤロープの検査基準は古くから定められています。 高性能合成ロープの導入以来、検査基準も文書化されています。 高性能合成ロープは、リフトがはるかに短く、ブロックを通るラインの部分があったとしてもごくわずかである多用途トラック用途で主に使用されてきました。 とはいえ、高性能合成ロープの検査基準は非常に重要であり、日常検査や第三者検査について適切な教育が必要です。 これらのロープの検査は多くの議論を引き起こしました。 重要なテーマはダメージです。 スチール ワイヤ ロープが滑車を飛び越えても、外側のスチール ワイヤは酷使に耐えることができます。 しかし、高性能合成ロープを使用すると、非常に小さな直径の繊維がシーブとブロックの間で切断される可能性があります。

研究は間違いなく今後も続くだろう。 ハイブリッド ローブは、検査と損傷評価に関してより多くの答えを提供します。 また、ハイブリッド ロープが鋼線で保護されており、内部の軽量繊維が強度、柔軟性、トルク バランス特性を満たしていることを知れば、多少の安心感も得られるかもしれません。

著者

ASC Industries Python America の副社長である Tony Fastuca は、1979 年からワイヤー ロープ業界に携わっています。Python はドイツに拠点を置き、世界中の顧客にエンジニアリング ロープを提供しています。