帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索及其制作方法與流程

本發明涉及一種拉索及其制作方法，特別是一種帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索及其制作方法。

背景技術：
拉索是纜索支承橋梁及建筑的核心構件,作為基礎工程的橋梁及建筑的設計壽命達70年甚至100年以上，而目前的鋼絞線拉索的使用壽命只有20年到30年，這樣造成纜索支承橋梁及建筑在使用過程中需要多次換索，而換索的造價高并影響使用。因此作為鋼絞線拉索的單元組件鋼絞線，需要新的結構形式，確保其高耐久性。鋼絞線一般由中心絲、邊絲捻合而成，目前己有的防腐鋼絞線一般有兩種，第一種是直接在鋼絞線外層涂覆一層防腐層，第二種是將組成鋼絞線的中心絲和各根邊絲分別進行防腐處理后捻合成鋼絞線)或再在鋼絞線外層涂覆PE層形成復合防腐層鋼絞線，噴涂防腐鋼絞線即是其中之一，目前已有噴涂防腐鋼絞線主要是環氧涂層鋼絞線，有環氧粉體全涂裝鋼絞線和外表整體涂裝鋼絞線兩種，環氧粉體全涂裝鋼絞線制作方法的主要工序均是將鋼絞線展開，使鋼絞線以打開狀態通過噴涂裝置、對打開狀態下的中心絲及每一根邊絲進行涂裝環氧樹脂粉后經加熱固化、冷卻，再將邊絲重新扭纏到中心絲上。由于環氧樹脂是一種熱固性高分子塑料，熱固后，硬度高但韌性較差，因而上述兩種環氧涂層鋼絞線產品無論其涂層厚或薄，都有共同缺點：1．涂層易開裂、脫落，也易產生針孔，因而鋼絞線易被腐蝕，從而影響鋼絞線的使用壽命；2．由于外表整體涂裝鋼絞線的涂層是熱固性材料環氧樹脂，使涂裝后的鋼絞線剛性大，彎曲性差，環氧樹脂長時間應用會有老化現象，并且其耐磨性能較差。另外鍍鋅，鍍鋅鋁等鋼絞線采用犧牲介質的防腐方法，不易受針孔等局部缺陷的影響，但其涂層易損耗，因此其使用壽命一般不是特別長。。因此預應力鋼絞線的防腐是至關橋梁工程質量壽命的重大問題，對于預應力用鋼絞線必須加強確實可行的防腐措施，以減少預應力鋼絞線因腐蝕造成先期失效而帶來的巨大損失。聚脲材料是由異氰酸酯組份與氨基化合物組份反應生成的一種彈性體物質，分為純聚脲和半聚脲，聚脲的最基本的特性就是防腐、防水、耐磨等，目前大多用在航天領域。因此，如何將聚脲材料應用到鋼絞線拉索的防護中，制作一種帶有聚脲防護材料的鋼絞線拉索是預應力技術拉索技術領域人們目前急需解決的技術難題。

技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索及其制作方法，該帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索利用聚脲材料的優異性能，能大大提高鋼絞線拉索的防腐、減震、抗滑性能，延遲拉索使用壽命。為解決上述問題，本發明采用的技術方案是：一種帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索，其特征在于：該帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索是由n根外層有聚脲防護材料的鋼絞線組成的鋼絞線組合體構成的；所述外層有聚脲防護材料的鋼絞線由中心絲、m根邊絲捻合而成，是在整根鋼絞線的外周涂覆有一層聚脲防護涂層Ⅲ構成的外層有聚脲防護材料的鋼絞線Ⅲa、Ⅲb；所述中心絲和邊絲或是由普通鋼絲或高強鋼絲制成的光面鋼絲，或是在普通鋼絲或高強鋼絲表面附著有一保護層的防腐鋼絲，所述保護層或是環氧涂層、鍍鋅涂層、塑料涂層、防腐油脂涂層或油性蠟之表面附著涂層，或是經過鍍鋅、鍍鋅鋁或發藍處理后的防腐處理層；所述帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索或是由n根外層有聚脲防護材料的鋼絞線Ⅲa或Ⅲb組合體分別構成的帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲa1或Ⅲa2；或是由n根外層有聚脲防護材料的鋼絞線Ⅲa或Ⅲb組合體組成、并在n根鋼絞線組合體內部各鋼絞線之間填充有聚脲材料Ⅲ構成的帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲf1、Ⅲf2；上述m、n的取值范圍是：3≤m≤6,1≤n≤1000，m、n為整數。其進一步技術方案是：該帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索是在帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲa1、Ⅲa2、Ⅲf1或Ⅲf2的n根鋼絞線組合體外層有一PE護套構成的帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲb1、Ⅲb2、Ⅲd1或Ⅲd2。其更進一步技術方案是：該帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索是在帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲb1或Ⅲb2的鋼絞線組合體與鋼絞線組合體外層的PE護套5之間填充有聚脲材料Ⅱ構成的帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲc1、Ⅲc2。其又更進一步技術方案是：該帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索是在帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲc1、Ⅲc2的鋼絞線組合體內部各鋼絞線之間填充有聚脲材料Ⅲ構成的帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲe1、Ⅲe2。相關的另一技術方案是：一種帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索的制作方法，是本發明上述帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲa1、Ⅲa2、Ⅲf1或Ⅲf2的制作方法，其特征在于:它是先將經預處理的中心絲和m根邊絲進行涂覆式填充捻合制成鋼絞線后再在整根鋼絞線的外周涂覆一層聚脲材料形成由光面鋼絲構成的中心絲與邊絲捻合的空隙之間填充有聚脲材料Ⅰ并在整根鋼絞線的外周有一層由聚脲材料形成的聚脲防護涂層Ⅱ構成的外層有聚脲防護材料的鋼絞線Ⅲa；或是由防腐鋼絲構成的中心絲與邊絲捻合的空隙之間填充有聚脲材料Ⅰ并在整根鋼絞線的外周涂覆有一層由聚脲材料形成的聚脲防護涂層Ⅱ構成的一種外層有聚脲防護材料的鋼絞線Ⅲb；然后或將外層有聚脲防護材料的鋼絞線Ⅲa或Ⅲb經過B:下料、F:扭絞和G:成盤、包裝工序制成帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲa1、Ⅲa2；或是將外層有聚脲防護材料的鋼絞線Ⅲa或Ⅲb先經過B:下料、C:分絲、D:聚脲材料涂覆填充工序Ⅱ、E:固化工序,在外層有聚脲防護材料的鋼絞線Ⅲa或Ⅲb之間填充聚脲材料Ⅲ后再通過F:扭絞和G:成盤、包裝工序制成由n根外層有聚脲防護材料的鋼絞線Ⅲa、Ⅲb組合體組成、并在組合體內部各鋼絞線之間填充有聚脲材料Ⅲ構成的帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲf1或Ⅲf2；制作帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲa1或Ⅲa2的具體步驟包括：A、制作外層有聚脲防護材料的鋼絞線、B:下料、F:扭絞和G:成盤、包裝工序；制作帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲf1或Ⅲf2具體步驟包括：A、制作外層有聚脲防護材料的鋼絞線、B:下料、C:分絲、D:聚脲材料涂覆填充工序Ⅱ、E:固化工序、F:扭絞和G:成盤、包裝工序；其關鍵的步驟是：A、制作外層有聚脲防護材料的鋼絞線，D:聚脲材料涂覆填充工序Ⅱ，以下分述如下；所述A、制作外層有聚脲防護材料的鋼絞線的主要步驟包括：A1、鋼絲預處理，A2、將經過預處理的中心絲和邊絲捻合制成鋼絞線Ⅲ0，A3、聚脲材料涂覆填充工序Ⅰ；A1、鋼絲預處理：將由光面鋼絲或防腐鋼絲構成的中心絲和邊絲經過預處理后制作成合格鋼絲；A2、將經預處理的中心絲和邊絲先通過聚脲材料涂覆填充工序Ⅰ進行聚脲材料填充涂覆，再捻合制成鋼絞線Ⅲ0，包括以下步驟：A21：通過加熱器將中心絲和邊絲干燥處理；A22:聚脲材料涂覆填充工序Ⅰ：通過以下方式之一對中心絲和邊絲進行涂覆式填充：①擠出涂覆填充：將預處理后的中心絲和邊絲通過擠塑式設備熱擠出的聚脲材料；②噴涂填充：通過設備加溫加壓，原料在噴嘴處混合后由噴槍噴射聚脲材料到預處理后的中心絲和邊絲上；③浸泡抽涂填充：預處理后的中心絲和邊絲通過牽引設備浸泡在聚脲涂料中，浸泡后通過出口環狀結構成型；④機器涂刷方式填充：利用機器涂刷使聚脲材料均勻涂覆在預處理后的中心絲和邊絲上；A23：將涂覆填充有聚脲防護涂層的中心絲和邊絲進行捻合，制成在中心絲和邊絲之間填充有聚脲材料Ⅰ的鋼絞線Ⅲ0；A3：聚脲材料涂覆工序Ⅰ：將上述A23步驟制成的鋼絞線Ⅲ0通過以下方式之一：①擠出涂覆：將鋼絞線Ⅲ0通過擠塑式設備熱擠出的聚脲材料；②噴涂：通過設備加溫加壓，原料在噴嘴處混合后由噴槍噴射聚脲材料到鋼絞線Ⅲ0上；③浸泡抽涂：鋼絞線Ⅲ0通過牽引設備浸泡在聚脲涂料中，浸泡后通過出口環狀結構成型；④機器涂刷方式：利用機器涂刷使聚脲材料均勻涂覆在鋼絞線Ⅲ0上；將聚脲材料涂覆在整根鋼絞線Ⅲ0的外周，構成在中心絲與邊絲捻合的空隙之間填充有聚脲材料Ⅰ并在整根鋼絞線的外周涂覆有一層由聚脲材料形成的聚脲防護涂層Ⅱ的外層有聚脲防護材料的鋼絞線，包括由光面鋼絲構成的中心絲與邊絲捻合的空隙之間填充有聚脲材料Ⅰ并在整根鋼絞線的外周有一層由聚脲材料形成的聚脲防護涂層Ⅱ構成的外層有聚脲防護材料的鋼絞線Ⅲa；或是由防腐鋼絲構成的中心絲與邊絲捻合的空隙之間填充有聚脲材料Ⅰ并在整根鋼絞線的外周涂覆有一層由聚脲材料形成的聚脲防護涂層Ⅱ構成的一種外層有聚脲防護材料的鋼絞線Ⅲb；所述聚脲材料是純聚脲或半聚脲材料；所述D:聚脲材料涂覆填充工序Ⅱ的具體步驟是：將n根外層有聚脲防護材料的鋼絞線Ⅲa或Ⅲb通過以下方式之一：①擠出涂覆：通過擠塑式設備熱擠出的聚脲材料使n根外層有聚脲防護材料的鋼絞線的間隙進行填充涂覆；②噴涂：通過設備加溫加壓，原料在噴嘴處混合后由噴槍噴射聚脲材料到n根外層有聚脲防護材料的鋼絞線的間隙進行填充涂覆；③浸泡抽涂：通過牽引設備浸泡在聚脲涂料中，浸泡后通過出口環狀結構成型，在n根外層有聚脲防護材料的鋼絞線的間隙進行填充涂覆；④機器涂刷方式：利用機器涂刷使聚脲材料均勻涂覆在n根外層有聚脲防護材料的鋼絞線的間隙進行填充涂覆；E:固化：涂覆后的n根外層有聚脲防護材料的鋼絞線的經過固結處理，使n根外層有聚脲防護材料的鋼絞線的間隙填充致密涂層聚脲材料；形成n根外層有聚脲防護材料的鋼絞線的間隙填充致密涂層聚脲材料的帶有聚脲防護涂層的鋼絞線Ⅲao或Ⅲbo；F:扭絞和G:成盤、包裝工序：將處理后的鋼絞線一一對應進行梳理，排入鋼絞線拉索絞制流水線的儲線盤中，絞合并經成盤、包裝工序：制成鋼絞線拉索；包括：F1、G1：將外層有聚脲防護材料的鋼絞線Ⅲa或是由防腐鋼絲構成的外層有聚脲防護材料的鋼絞線Ⅲb經過B:下料后再通過F:扭絞和G:成盤、包裝工序制成由n根外層有聚脲防護材料的鋼絞線Ⅲa或Ⅲb組合體分別構成的帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲa1、Ⅲa2；F2、G2：將外層有聚脲防護材料的鋼絞線Ⅲa或是由防腐鋼絲構成的外層有聚脲防護材料的鋼絞線Ⅲb經過B:下料、C:分絲、D:聚脲材料涂覆填充工序Ⅱ和E:固化工序后再通過F:扭絞和G:成盤、包裝工序制成由n根外層有聚脲防護材料的鋼絞線Ⅲa或Ⅲb組合體組成、并在n根鋼絞線組合體內部各鋼絞線之間填充有聚脲材料Ⅲ構成的帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲf1或Ⅲf2；所述的聚脲材料是純聚脲材料或半聚脲材料；上述m、n的取值范圍是：3≤m≤6,1≤n≤1000，m、n為整數。所述的一種帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索的制作方法的進一步技術方案是：將經過A、B、F和G步驟制成的帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲa1、Ⅲa2或經過A、B、C、D、E、F和G步驟制成的帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲf1、Ⅲf2再通過H：PE套擠塑工序，將高密度聚乙烯經單擠出機、口模作用，形成護套包覆在鋼絞線拉索Ⅲa1、Ⅲa2、Ⅲf1或Ⅲf2的n根鋼絞線組合體外層；制作成帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲa1或Ⅲa2的n根鋼絞線組合體外層包覆有一PE護套構成的帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲb1、Ⅲb2；或是帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲf1、Ⅲf2的n根鋼絞線組合體外層有一PE護套構成的帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲd1、Ⅲd2，即：鋼絞線拉索Ⅲb1、Ⅲb2的n根鋼絞線組合體內部各鋼絞線之間填充有聚脲材料Ⅲ、其外層有一單層HDPE護套構成的帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲd1、Ⅲd2。所述的一種帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索的制作方法的進一步技術方案或是：將經過A、B、F和G步驟制成的帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲa1、Ⅲa2或是將經過A、B、C、D、E、F和G步驟制成的帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲf1、Ⅲf2再經過I：聚脲材料涂覆填充工序Ⅲ和固化工序：使帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲa1、Ⅲa2、Ⅲf1或Ⅲf2的外層涂覆填充一層聚脲材料，并使帶有聚脲涂層的鋼絞線拉索的外形呈圓柱狀后，再通過H：PE套擠塑工序，制作成在鋼絞線拉索Ⅲa1、Ⅲa2的鋼絞線組合體與鋼絞線組合體外層的PE護套5之間填充有聚脲材料Ⅱ構成的帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲc1、Ⅲc2；或是在帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲf1或Ⅲf2的鋼絞線組合體與鋼絞線組合體外層的PE護套5之間填充有聚脲材料Ⅱ、在鋼絞線拉索內部各鋼絞線之間填充有聚脲材料Ⅲ構成的帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲe1、Ⅲe2；所述聚脲材料涂覆填充工序Ⅲ和固化工序的具體方法是：將n根帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲa1、Ⅲa2、Ⅲf1或Ⅲf2通過以下方式之一：①擠出涂覆：通過擠塑式設備熱擠出的聚脲材料對鋼絞線拉索Ⅲa1、Ⅲa2、Ⅲf1或Ⅲf2的外層進行涂覆，使之形成一個整圓；②噴涂：通過設備加溫加壓，原料在噴嘴處混合后由噴槍噴射聚脲材料到帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲa1、Ⅲa2、Ⅲf1或Ⅲf2的外層進行涂覆，形成一個整圓；③浸泡抽涂：將帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲa1、Ⅲa2、Ⅲf1或Ⅲf2通過牽引設備浸泡在聚脲涂料中，浸泡后通過出口環狀結構成型，對帶聚脲防護材料的鋼絞線拉索Ⅲa1、Ⅲa2、Ⅲf1或Ⅲf2的外層進行涂覆，形成一個整圓；④機器涂刷方式：利用機器涂刷使聚脲材料均勻涂覆在帶聚脲...