一种填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索的制作方法与流程

本发明涉及一种拉索的制作方法，特别是一种填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索的制作方法。

背景技术：
预应力钢丝拉索是桥梁结构中一种关键的受力部件，要求具有较高的防腐耐久性；目前预应力用桥梁钢丝拉索通常参照国家标准GB/T18365-2001《斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》进行生产制造。预应力钢丝的腐蚀是在应力和腐蚀复合作用下的应力腐蚀（属电化腐蚀范畴），其特点是在金属内部先形成裂纹，内裂纹发生后便形成应力集中，加速裂纹的发展，进而产生严重腐蚀。预应力钢丝的防腐镀（涂）层钢材总是在腐蚀介质的条件下服役，按保护层的种类，可分为非金属保护层（称为涂层），化学保护层和金属保护层（称为镀层）三类。1、非金属保护涂层预应力钢材的非金属涂层目前主要有塑料、环氧树脂和防腐油脂三种，但非金属涂层的抗老化问题尚未解决，且其力学性能较金属镀层低得多。因此，应用范围受到限制。2、化学保护层通过化学法，在金属表面形成保护层，如锌层的钝化、铝层的氧化、铁基的磷化等。该类保护层往往不是作为单一的钢材保护层，而是与金属镀层兼并使用。3、金属保护镀层在电化腐蚀中，处于阳极的金属首先被溶解，为此在钢丝表面镀以较铁活泼的金属，如锌、铝等。在腐蚀介质的环境中，使锌首先被溶解而保护铁基，称为阳极镀层保护。由于镀锌（或锌-铝合金）存在“氢脆”现象，降低钢丝的强度等级，一直备受争议。因此预应力钢丝的防腐是至关桥梁工程质量寿命的重大问题，对于预应力用钢丝必须加强确实可行的防腐措施，以减少预应力钢丝因腐蚀造成先期失效而带来的巨大损失。聚脲材料是由异氰酸酯组份与氨基化合物组份反应生成的一种弹性体物质，分为纯聚脲和半聚脲，聚脲的最基本的特性就是防腐、防水、耐磨等，目前大多用在航天领域。因此，如何将聚脲材料应用到钢丝拉索的防护中，制作一种填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索是预应力技术拉索技术领域人们目前急需解决的技术难题。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索制作方法，制作出一种填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索，该带填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索利用聚脲材料的优异性能，能大大提高钢丝拉索的防腐、减震、抗滑性能，延迟拉索使用寿命，以解决已有技术存在的上述问题。为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索的制作方法：所述的钢丝包括经过预处理后的光面钢丝或是在光面钢丝的外周附着有环氧涂层、镀锌涂层、塑料涂层、防腐油脂涂层、油性蜡或金属镀层作为表面附着涂层或镀层的防腐钢丝：其特征在于：该填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索的制作方法是将经过预处理后的n根光面钢丝或是在光面钢丝的外周附着有环氧涂层、镀锌涂层、塑料涂层、防腐油脂涂层、油性蜡或金属镀层作为表面附着涂层或镀层的防腐钢丝经过干燥、成盘、分丝、填充聚脲材料后聚并成型成钢丝组合体，在n根钢丝中部各光面钢丝之间的间隙填充有聚脲材料作为填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa，或是在n根防腐钢丝之间的间隙填充聚脲材料作为填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅱa；其主要步骤包括：A：对钢丝进行预处理制作合格钢丝：将普通钢丝或高强钢丝经过预处理后制作成合格钢丝，包括光面钢丝或是在光面钢丝的外周附着有环氧涂层、镀锌涂层、塑料涂层、防腐油脂涂层、油性蜡或金属镀层作为表面附着涂层或镀层的防腐钢丝；以下统称预处理后的合格钢丝或钢丝；B:干燥：对预处理后的钢丝进行加热干燥，去除表面水分；C:成盘：合格的钢丝经履带式牵引机进行定速牵引，排入钢丝拉索绞制的流水线中；D:分丝：将若干个成盘好的钢丝分别放在若干个放线盘上，在放线盘上将钢丝牵引出并穿入分丝架，分丝架上有对应于钢丝六边形排列的孔，排入钢丝拉索绞制流水线的储线盘中；E:填充聚脲材料：即通过以下方式之一进行涂覆式填充：①挤出涂覆填充：将预处理后的钢丝通过挤塑式设备热挤出的聚脲材料；②喷涂填充：通过设备加温加压，原料在喷嘴处混合后由喷枪喷射聚脲材料到预处理后的钢丝上；③浸泡抽涂填充：预处理后的钢丝通过牵引设备浸泡在聚脲涂料中，浸泡后通过出口环状结构成型；④机器涂刷方式填充：利用机器涂刷使聚脲材料均匀涂覆在预处理后的钢丝上；F：聚并成型成钢丝组合体：将在钢丝之间填充有聚脲涂层的钢丝通过多组成型装置把钢丝聚并成型；每个成型装置由2组3个互成120º角的滚压轮组成；通过调节每个滚压轮的相对位置和压紧力，使若干根钢丝索股整型为正六边形，索股内各钢丝互相贴紧，使聚脲材料充分填充在钢丝索股间隙中；n为大于等于1的整数，所述的聚脲材料是纯聚脲材料或半聚脲材料。其进一步技术方案是：将经过步骤A-F制作出的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa、Ⅱa再经过H1：聚脲材料涂覆工序Ⅰ：即通过以下方式之一：①挤出涂覆：钢丝拉索Ⅰa或Ⅱa通过挤塑式设备热挤出的聚脲材料；②喷涂：通过设备加温加压，原料在喷嘴处混合后由喷枪喷射聚脲材料到钢丝拉索Ⅰa或Ⅱa上；③浸泡抽涂：钢丝拉索Ⅰa或Ⅱa通过牵引设备浸泡在聚脲涂料中，浸泡后通过出口环状结构成型；④机器涂刷方式：利用机器涂刷使聚脲材料均匀涂覆在钢丝拉索Ⅰa或Ⅱa上；使填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa、Ⅱa外周表面附着聚脲涂层Ⅰ；从而构成填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰb和填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅱb。其更进一步的技术方案是：将制作的中部填充有聚脲材料的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa、Ⅱa以及最外层涂覆有一层聚脲防护涂层Ⅰ构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰb、Ⅱb再通过G：缠包工序，在钢丝组合体的外周缠包一层缠包带，构成填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa0、Ⅱa0或是构成填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰb0、Ⅱb0。更进一步：将在钢丝组合体的外周缠包一层缠包带构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa0、Ⅱa0或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰb0、Ⅱb0再经过H2：聚脲材料涂覆工序Ⅱ：即通过以下方式之一：①挤出涂覆：将钢丝拉索Ⅰa0、Ⅱa0、Ⅰb0或Ⅱb0通过挤塑式设备热挤出的聚脲材料；②喷涂：通过设备加温加压，原料在喷嘴处混合后由喷枪喷射聚脲材料到钢丝拉索Ⅰa0、Ⅱa0、Ⅰb0或Ⅱb0上；③浸泡抽涂：钢丝拉索Ⅰa0、Ⅱa0、Ⅰb0或Ⅱb0通过牵引设备浸泡在聚脲涂料中，浸泡后通过出口环状结构成型；④机器涂刷方式：利用机器涂刷使聚脲材料均匀涂覆在钢丝拉索Ⅰa0、Ⅱa0、Ⅰb0或Ⅱb0上；使钢丝拉索Ⅰa0、Ⅱa0、Ⅰb0或Ⅱb0外周表面附着聚脲涂层Ⅱ；构成填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa0c、Ⅱa0c、Ⅰb0c或Ⅱb0c。其又更进一步的技术方案是：将上述各方案制作出的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索再通过I1:PE套挤塑工序Ⅰ或是依次通过I1:PE套挤塑工序Ⅰ和I2:PE套挤塑工序Ⅱ；制作成外层有由HDPE护套构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索，或是由内层HDPE护套和外层HDPE护套组成的双层HDPE护套构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索，包括：①将中部填充有聚脲材料的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa、Ⅱa以及最外层涂覆有一层聚脲防护涂层Ⅰ构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰb、Ⅱb再通过I1:PE套挤塑工序Ⅰ或是依次通过I1:PE套挤塑工序Ⅰ和I2:PE套挤塑工序Ⅱ；制作成外层有由HDPE护套构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa1、Ⅱa1、Ⅰb1、Ⅱb1，或是由内层HDPE护套和外层HDPE护套组成的双层HDPE护套构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa2、Ⅱa2、Ⅰb2、Ⅱb2。②将填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa0、Ⅱa0或是填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰb0、Ⅱb0再通过I1:PE套挤塑工序Ⅰ或是依次通过I1:PE套挤塑工序Ⅰ和I2:PE套挤塑工序Ⅱ；制作成外层有由HDPE护套构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa01、Ⅱa01、Ⅰb01、Ⅱb01或是外层有双层HDPE护套的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa02、Ⅱa02、Ⅰb02或Ⅱb02。③将填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa0c、Ⅱa0c或是填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰb0c、Ⅱb0c再通过I1:PE套挤塑工序Ⅰ或是依次通过I1:PE套挤塑工序Ⅰ和I2:PE套挤塑工序Ⅱ；制作成外层有由HDPE护套构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa0c1、Ⅱa0c1、Ⅰb0c1、Ⅱb0c1或是外层有双层HDPE护套的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa0c2、Ⅱa0c2、Ⅰb0c2或Ⅱb0c2。其再更进一步的技术方案是：将采用其又更进一步的技术方案制作的外层有由HDPE护套构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索，或是由内层HDPE护套和外层HDPE护套组成的双层HDPE护套构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索再经过J:聚脲材料涂覆工序Ⅲ：即通过以下方式之一：①挤出涂覆：将钢丝拉索通过挤塑式设备热挤出的聚脲材料；②喷涂：通过设备加温加压，原料在喷嘴处混合后由喷枪喷射聚脲材料到钢丝拉索上；③浸泡抽涂：钢丝拉索通过牵引设备浸泡在聚脲涂料中，浸泡后通过出口环状结构成型；④机器涂刷方式：利用机器涂刷使聚脲材料均匀涂覆在钢丝拉索上；将聚脲材料挤塑或喷涂在拉索单层HDPE护套的外层或具有双层HDPE护套的外层HDPE护套外层，构成在单层HDPE护套外层或双层HDPE护套的外层HDPE护套外层涂覆一层聚脲防护涂层Ⅲ构成在单层HDPE护套外层涂覆有聚脲防护涂层Ⅲ、具有多重保护结构的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索；或是双层HDPE护套的外层HDPE护套外层还涂覆有一层聚脲防护涂层Ⅲ构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索。包括：①将外层有HDPE护套构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa1、Ⅱa1、Ⅰb1、Ⅱb1，或是由内层HDPE护套和外层HDPE护套组成的双层HDPE护套构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa2、Ⅱa2、Ⅰb2、Ⅱb2再经过J:聚脲材料涂覆工序Ⅲ构成的：在单层HDPE护套外层涂覆有聚脲防护涂层Ⅲ构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa1d、Ⅱa1d、Ⅰb1d或Ⅱb1d；或是双层HDPE护套的外层HDPE护套外层还涂覆有一层聚脲防护涂层Ⅲ构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa2d、Ⅱa2d、Ⅰb1d或Ⅱb1d。②将外层有由HDPE护套构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa01、Ⅱa01、Ⅰb01、Ⅱb01或是外层有双层HDPE护套的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa02、Ⅱa02、Ⅰb02或Ⅱb02再经过J:聚脲材料涂覆工序Ⅲ：构成在单层HDPE护套外层或双层HDPE护套的外层HDPE护套外层涂覆一层聚脲防护涂层Ⅲ构成的在单层HDPE护套外层涂覆有聚脲防护涂层Ⅲ的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa01d、Ⅱa01d、Ⅰb01d、Ⅱb01d或是在双层HDPE护套的外层HDPE护套外层还涂覆有一层聚脲防护涂层Ⅲ构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa02d、Ⅱa02d、Ⅰb02d、Ⅱb02d。③将外层有由HDPE护套构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa0c1、Ⅱa0c1、Ⅰb0c1、Ⅱb0c1或是外层有双层HDPE护套的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa0c2、Ⅱa0c2、Ⅰb0c2或Ⅱb0c2再经过J:聚脲材料涂覆工序Ⅲ在单层HDPE护套外层或双层HDPE护套的外层HDPE护套外层涂覆一层聚脲防护涂层Ⅲ构成的在单层HDPE护套外层涂覆有聚脲防护涂层Ⅲ的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa0c1d、Ⅱa0c1d、Ⅰb0c1d、Ⅱb0c1d或是双层HDPE护套的外层HDPE护套外层还涂覆有一层聚脲防护涂层Ⅲ构成的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa0c2d、Ⅱa0c2d、Ⅰb0c2d、Ⅱb0c2d。由于采取以上技术方案，本发明之一种填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索制作方法解决了如何将聚脲材料应用到钢丝拉索的防护中，制作带聚脲防护涂层的钢丝及带聚脲防护涂层的钢丝拉索的技术难题，制造出的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索具有以下特点和有益效果，具有很好的经济效益。1.能大大提高钢丝拉索的防腐、减震、抗滑性能，延迟拉索使用寿命：由于本发明之填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索是由多根钢丝构成的钢丝组合体，具有以下三种主要结构形式，在n根钢丝的各光面钢丝之间间隙或n根防腐钢丝之间间隙填充有聚脲材料构成填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa或填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅱa；在钢丝组合体的最外层涂覆有一层聚脲防护涂层构成填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰb或填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅱb；或是在钢丝组合体的最外层有一缠包带、缠包带的外层涂覆有聚脲防护涂层Ⅱ构成填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰa0c、Ⅱa0c或是填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索Ⅰb0c、Ⅱb0c；再以这三种结构的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索为基础，再经过PE套挤塑工序Ⅰ、Ⅱ，聚脲材料挤出或喷涂涂覆工序Ⅱ、Ⅲ工序之中的一种或多种，构成具有多重保护层的带聚脲防护涂层的钢丝拉索；由于聚脲材料具有优良的耐磨性、抗冲击性和减震性，涂覆于钢丝拉索基体的钢丝表面，它涂层连续、致密，可以做到无接缝、无针孔，隔绝空气中的水份和氧气的渗入，能保护钢丝以及钢丝表面附着有的环氧涂层、塑料涂层或防腐油脂涂层不易老化，能减缓镀锌涂层易损耗、易受针孔等局部缺陷的影响，大大提高该类钢丝拉索的防腐能力，并增加其耐磨性能，延长钢丝拉索的使用寿命；同时聚脲材料具有优异的抗张强度、耐老化、耐磨损等特性，可减少生产制造及安装过程中因施工操作不当造成的损伤，不易产生开裂、脱落现象，大大提高钢丝拉索的防腐能力、延长使用寿命。2.结构紧凑、钢丝之间摩擦力大，增强其抗滑性能，抗疲劳强度提高：本发明之填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝间隙中均填充有聚脲材料，其外层涂覆有聚脲防护材料，由于聚脲材料具有高耐磨的物理性能，因此，聚脲涂层不必很厚，将他们组成预应力筋时，各根钢丝之间可以呈正六边形或缺角六边形紧密排列或其他形式排列，结构紧凑、能增强钢丝拉索的摩擦力，增强其抗滑性能；更有利于在桥梁拉索在索塔两侧受不平衡力的工况下使用。3.本发明能改善现有涂层或镀层钢丝的性能，因而也大大提高钢丝拉索的防腐能力，并增加其耐磨性，延长钢丝拉索的使用寿命。4.制作方法合理，解决了如何将聚脲材料应用到钢丝拉索的防护中，制作一种带聚脲防护涂层的钢丝拉索的技术难题：目前用于涂刷聚脲的方式为手工涂刷及设备喷射，使用范围为较宽广的场地作业，因钢丝的外型轮廓较小，手工涂刷容易产生涂刷不均均匀及流挂现象，而常用的设备喷涂设备较大，喷射面积较大，对喷涂单根钢丝聚脲材料浪费较大，90%以上材料浪费掉。由于聚脲的成膜速度非常快，如果手工操作不当，喷涂掌握不准等则易造成涂层厚薄不均、表观不平整、色差大等问题。若施工经验缺乏，选择基层处理剂不当，基层未达到施工要求时，极易造成聚脲涂层起泡、针眼、分层、粘结不牢等现象。根据以上的涂刷方式不足现象，本发明方法将聚脲材料通过挤出或喷涂的涂覆形式涂覆的具体方法是：将钢丝拉索通过以下方式之一：①挤出涂覆：将钢丝及钢丝拉索分别通过挤塑式设备热挤出的聚脲材料；通过挤塑式设备将已经配比好的聚脲材料颗粒进行加热，使聚脲材料在挤塑式设备熔融状态下充分反应，将钢丝拉索通过挤塑式设备热挤出的聚脲材料；②喷涂：通过设备加温加压，原料在喷嘴处混合后由喷枪喷射聚脲材料到钢丝拉索...