ГОСТ 3241-91 «Канаты стальные. Технические условия» регламентирует требования к конструктивным и физико-механическим качествам, методам испытаний металлических канатов. Вот несколько примеров ГОСТов, регламентирующих стальные канаты и их применение:

• ГОСТ 7666-80 — данный стандарт устанавливает технические требования к стальным канатам, которые применяются на морских и речных судах, лифтах, на шахтных подъемных установках, в качестве тяговых на канатных дорогах и др.
• ГОСТ 3091-80 — данный стандарт регламентирует требования к стальным канатам, используемым в качестве уравновешивающих на шахтных подъемных установках.
• ГОСТ 7668-80 — этот стандарт устанавливает технические условия для стальных канатов, предназначенных для использования в портальных, судовых, мостовых, автомобильных, башенных кранах, лебедок, изготовления строп.
• ГОСТ 3077-80 — данный стандарт определяет требования к стальным канатам, используемым в качестве подъемных - на судах и лифтах, тормозных - на шахтных подъемных установках, тяговых - на канатных, а также подвесных дорогах.
• ГОСТ 16853-88 — этот стандарт устанавливает технические характеристики для стальных канатов, используемых для буровых установок, для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения нефтяных и газовых скважин.

Виды и классификация стальных тросов
Стальной канат включает четыре основных компонента:

• Проволока- это базовый элемент каната, образующий пряди. Ее делают из углеродистых и легированных сплавов стали.
• Пряди образуются из нескольких свитых между собой проволок, скрученных по спирали вокруг сердечника.
• Сердечник- это центр каната, вокруг которого скручиваются пряди проволок. Он обеспечивает дополнительную жесткость канату, а также выполняет функцию масленки. Делают из природных и синтетических волокон, а также из стали.
• Смазка - действует как защита от коррозии и истирания. Придает канату гибкость, уменьшая риск повреждений.

Типы свивки
Отличаются по количеству свитых слоев:

• Одинарная свивка:Проволоку свивают по спирали в один слой. Получается отдельная прядь, которую можно свить с другими прядями в канаты двойных или тройных свивок.
• Двойная свивка: Изготавливаются путем скручивания проволоки в пряди (канаты) и последующим скручиванием их между собой.
• Тройная свивка: получается за счет тройного скручивания. Сперва проволоку скручивают в пряди, затем из прядей скручивают трос, а в завершение трос — в кабель вокруг сердечника.

Для примера расшифруем спецификацию популярного каната ГОСТ 7668-80 ЛК-РО 6х36(1+7+7/7+14)+1 о.с:

• ГОСТ 7668-80: Обозначение стандарта ГОСТ, по которому выполнен канат.
• ЛК-РО: Обозначение типа каната. В данном случае, это канат с линейным касанием проволок разных и одинаковых диаметров.
• 6: Указывает на количество прядей в канате.
• 36: Количество проволок в каждой пряди.
• (1+7+7/7+14): Описывает количество проволок в каждом слое пряди.
• 1:Первый слой пряди содержит 1 проволоку.
• 7: Второй слой пряди содержит 7 проволок.
• 7/7: Третий слой пряди состоит из проволок двух разных диаметров, где каждый диаметр представлен 7 проволоками.
• 14: Четвертый слой пряди содержит 14 проволок.
• +1 о.с: Указывает на наличие сердечника из органического материала.

Конструкции канатов по типу свивки прядей

• ТК - проволока с соседними слоями имеет точечный контакт. ГОСт 3063-80 ТК, DIN 3053
• ЛК-О - проволока одного диаметра и линейно контактирует с соседними слоями. ГОСт 3066-80 ЛК-О, DIN 3055
• ЛК-Р - проволока во внешнем слое имеет диаметр больше, чем во внутренних слоях, и линейно контактирует с другими слоями. ГОСТ 2668-80 ЛК-Р
• ЛК-З - в прядях между слоями находятся проволоки заполнения. Линейный контакт с проволоками в слоях. ГОСТ 7665-80 ЛК-З
• ЛК-РО - состоят из слоев проволок разных диаметров, а также из слоев проволок одинакового диаметра. При этом проволоки каждого слоя имеют линейный контакт между собой. ГОСТ 7668-80 ЛК-РО
• ТЛК - проволоки в прядях имеют как точечный, так и линейный контакт между слоями. ГОСТ 3079-80 ТЛК

Направление и род свивки

• Односторонние (О) Проволоки в таком роде канатов свиты в одну сторону с прядями (правую или левую).
• Крестовые. (К) Проволоки в прядях свиты в противоположную сторону от свивки прядей в канате.

Форма сечения прядей

• Круглопрядные Пряди в поперечном сечении имеют или близки к форме круга. Наиболее распространенная конструкция, состоящая из однородных проволочных жил, сплетенных вокруг центрального сердечника.
• Фасоннопрядные. По сравнению с круглопрядными, у них более компактная и плотная форма. Фасонные делятся на трехграннопрядные и плоскопрядные.
• - Трехграннопрядные (рис.2). (ГОСТ 3085-88, 3085-80, EN 12385-4) Отличаются повышенной структурной устойчивостью, большим коэффициентом заполнения и большой опорной поверхностью. Применение этих канатов особенно целесообразно при больших концевых нагрузках и сильном абразивном износе.
• - Плоскопрядные (рис.3). (ГОСТ 3086-55, 3086-46) Имеют значительно большую поверхность прилегания к шкиву, чем круглопрядный. Они обеспечивают более равномерное распределение нагрузки по всей структуре и имеют более низкий коэффициент деформации при нагрузке. Их применяют, если требуется повышенная прочность при ограниченном пространстве для петли каната.

Материал сердечника
Сердечник - это амортизатор и внутренняя опора как прядей, так и каната в целом. Он бывает двух видов: органический и металлический.

• Металлический сердечник (МС). Состоит из отдельной проволочной жилы или набора проволочных жил. Стальной сердечник придает канату дополнительную прочность.
• Органический сердечник (ОС). Канат такого типа хранит внутри сердечник из натуральных растительных материалов (пенька, сизаль, х/б и т.д.), так и искусственных материалов - полиэтилен, вискоза, капрон и т.д. Волоконный сердечник более эластичен. Это полезно там, где требуется гибкость и амортизация нагрузки.

Направление свивки

• Правосторонние. Проволоки свиваются вправо, по часовой стрелке.
• Левосторонние (Л): Проволоки свиваются влево, против часовой стрелки.

Уравновешенность (рихтовка)
Уравновешенность определяют по тому, была ли в процессе производства каната применена рихтовка. Рихтованные канаты в маркировке отмечаются буквой “Р”. Если такой отметки нет, значит канат нерихтованный.

• Рихтованный канат (Р). Внутри этого каната нагрузка между проволоками и слоями равномерна. Это достигается путем специальной обработки каната, которая устраняет неравномерности и напряжения внутри конструкции.
• Нерихтованный канат. Такой канат имеет некоторые неравномерности и напряжения внутри своей конструкции. Это может быть вызвано процессом изготовления или натяжением каната. Из-за напряжения проволок в тросе, свободный конец троса деформируется, пытаясь скрутиться в кольцо.

Крутимость
Крутимость троса определяется его способностью вращаться вокруг своей оси под нагрузкой. Для создания тросов, устойчивых к вращению, используется специальная противоспиральная свивка, которая снижает крутящий момент и предотвращает нежелательное вращение троса. Малокрутящиеся канаты в маркировке имеют буквы “МК”.

• Крутящиеся. Однонаправленная свивка всех прядей каната позволяет ему крутится вокруг своей оси под нагрузкой.
• Малокрутящиеся (МК). Противонаправленная свивка удерживает канат от вращения при подвешивании грузов.

Раскручиваемость
Для обозначения раскручиваемости каната в маркировке используют букву “Н”.

• Раскручивающиеся. Свивка каната может раскручиваться после обрезки, что может потребовать последующей процедуры скручивания (рис. 4).
• Нераскручивающиеся (Н). Это означает, что канат имеет конструкцию, которая минимизирует раскручивание проволок при обрезке каната (рис. 5).

Марки проволоки
Марка проволоки определяется типом и количеством соединений в ней.

• Марка В. допускается не более 1 соединения на 10м. Используют для растяжек, стабильных конструкций.
• Марка ВК. не более 1 соединения на 10 метров. Для перемещения людей и грузов.
• Марка 1. Допускается не более двух соединений на 1 метр. Для грузов.

Материал покрытия
В зависимости от условий эксплуатации проволоку покрывают защитными материалами. В маркировке указывается следующими буквами:

• Группа “С”. Оцинковка средней плотности. Для среднеагрессивных сред.
• Группа “Ж”. Оцинковка высокой плотности. Для высокоагрессивных сред.
• Группа “ОЖ”. Оцинковка особой плотности. Для особо агрессивных сред.
• Группа “П”. Полимерное покрытие, например пластик или эпоксидная смола. Защищает канат от истирания и коррозии.
• Без покрытия. Не имеют дополнительного покрытия и остаются в своем естественном состоянии. Не указывают в маркировке.

Назначение

• Грузолюдские канаты (ГЛ): Применяют в пассажирских и грузовых лифтах, канатных дорогах, для различных спасательных операций.
• Грузовые канаты (Г): Применяют в морской отрасли, строительстве, включая грузоподъемные краны, лифты, ворота, и другие механизмы, требующие подъема и перемещения грузов.

Точность изготовления

• Нормальная точность: Такие канаты обычно не обозначаются специальными символами. Они изготавливаются по общепринятыми стандартами и имеют достаточную точность для большинства применений.
• Повышенная точность (символ "Т"): Канаты повышенной точности изготавливаются с минимальными отклонениями каната в диаметре. Это позволяет достичь точности размеров и геометрии каната.

Группы временного сопротивления разрыву
Примеры маркировки канатов по группам временного сопротивления разрыву:

• 1770 Н/мм2 (180 кгс/мм2)
• 1960 Н/мм2 (200 кгс/мм2)
• 2160 Н/мм2 (220 кгс/мм2)
• 2260 Н/мм2 (230 кгс/мм2)

ГОСТ 7668-80 и ГОСТ 16853-88 регламентируют требования к стальным канатам, однако они предназначены для различных областей применения и имеют некоторые конструктивные отличия:
Область применения:

• ГОСТ 7668-80 устанавливает технические условия для стальных канатов, используемых в портальных, судовых, мостовых, автомобильных, башенных кранах, лебедках и для изготовления строп.
• ГОСТ 16853-88 определяет технические характеристики стальных канатов, предназначенных для буровых установок, включая эксплуатационное и глубокое разведочное бурение нефтяных и газовых скважин.

Конструктивные особенности:
Оба стандарта описывают канаты типа ЛК-РО (с линейным касанием проволок в прядях), которые характеризуются большим числом проволок в прядях, обеспечивая повышенную гибкость. Наличие в наружном слое относительно толстых проволок позволяет успешно применять их в условиях абразивного износа и агрессивных сред.
Сердечник каната:

• ГОСТ 7668-80 предусматривает использование органического сердечника (например, из пеньки или синтетических материалов), что придает канату дополнительную гибкость.
• ГОСТ 16853-88 допускает применение как органического, так и металлического сердечника, выбор которого зависит от конкретных условий эксплуатации и требований к прочности и гибкости каната.

Таким образом, основное отличие между канатами по ГОСТ 7668-80 и ГОСТ 16853-88 заключается в их предназначении: первый стандарт ориентирован на применение в различных подъемно-транспортных механизмах, тогда как второй — на использование в буровых установках. Выбор между ними следует делать, исходя из специфики задач и условий эксплуатации.

Зарубежные стандарты
Зарубежные и отечественные стальные канаты имеют некоторые отличия друг от друга.

Импортные канаты обозначаются в соответствии европейскому стандарту EN, - это немецкий стандарт DIN, только для международного рынка.
Конструкции прядей тросов по DIN

SL (Single Layer) – это тип конструкции троса, где проволока одинакового диаметра образует один слой. Наиболее распространенными примерами являются тросы 1х7 и 1x19, где шесть проволок окружают одну проволоку в центре.
S (Seale) – это тип конструкции троса, в котором проволока формирует два слоя. Количество проволок в каждом слое одинаково, и диаметр проволок в каждом слое также одинаковый.
W (Warrington) – это тип конструкции троса, где проволока образует два слоя. Внутренний слой состоит из проволок одинакового диаметра, а внешний слой состоит из проволок с разным диаметром.
F (FW - Filler Wire) – это тип конструкции троса, где проволока формирует два слоя. Внутренний слой состоит из проволок, количество которых равно половине числа проволок во внешнем слое. Борозды внутреннего слоя заполняются проволоками меньшего диаметра.
WS (Warrington-Seale) – Конструкция пряди параллельной свивки, имеющая три и более слоёв, свитых за одну операцию и образованных путём комбинирования типов прядей Warrington и Seale.
M (Cross Lay) – Конструкция пряди, свитой за несколько операций, в которой проволоки налагающихся слоев пересекаются друг над другом и имеют точечный контакт.
N (Compound Lay) – Конструкция пряди, свитой за несколько операций, содержащая как минимум три слоя проволок, наружный слой которых навит на центральную конструкцию параллельной свивки.

Тип сердечника
Согласно стандарту DIN, сердечник бывает:

• FC (Fiber Core) – фибровый сердечник.
• NFC (Natural fibre core) – сердечник из натуральных волокон.
• SFC (Synthetic fibre core) – сердечник из синтетических волокон.
• WC (Steel core) – стальной (металлический) сердечник.
• SC (Strand Core) – стальной проволочный сердечник, структура которого аналогична прядям каната.
• IWRC (Independent Wire Rope Core) – сердечник из независимых стальных проволок.
• SPC (Solid polymer core) – состоит из твердотельного полимера.
• PPI (Plastic protected impregnated) – сердечник с дополнительным полимерным заполнением.

Направление свивки

• sZ (Right hand regular lay) – крестовая правая свивка.
• zZ (Right hand lang lay) – односторонняя правая свивка.
• zS (Left hand regular lay) – крестовая левая свивка.
• sS (Left hand lang lay) – односторонняя левая свивка.

Покрытие каната
Классифицируется в зависимости от типа и степени оцинковки.

• U - без покрытия (Uncoated): Канат без какого-либо покрытия. В этом случае, металлические проволоки каната не имеют дополнительной защиты от коррозии. Такой канат обычно используется в простых условиях и не подвергается сильному воздействию окружающей среды.
• А - оцинкованный, класс А (Class A, Hot-Dip Galvanized): Канат, покрытый слоем цинка методом горячего цинкования класса А. Горячее цинкование предполагает погружение проволок в расплавленный цинк, что приводит к образованию прочного и долговечного защитного слоя. Класс А означает, что покрытие имеет более высокую степень цинкования и обычно обеспечивает более высокую защиту от коррозии по сравнению с классом В. Такой канат часто используется в условиях, где требуется повышенная стойкость к коррозии, таких как морская среда или влажные условия.
• В - оцинкованный, класс В (Class B, Electro-Galvanized): Канат, покрытый слоем цинка методом электрооцинкованная класса В. Электроцинкование осуществляется путем покрытия проволок тонким слоем цинка с использованием электролитического процесса. Класс В обычно предоставляет стандартную защиту от коррозии. Такой канат может использоваться в средних условиях, где коррозионные риски не являются критическими или где требуется экономичное решение.

Класс стали (маркировочная группа)
Маркировочная группа импортного каната указывает на класс стали, используемый для его изготовления. В случае указанных классов, маркировочная группа будет следующей:

• PS - Plow Steel (1570 Н/мм²): Канат, изготовленный из стали класса Plow Steel с предельной прочностью 1570 Н/мм².
• IPS - Improved Plow Steel (1770 Н/мм²): Канат, изготовленный из улучшенной стали класса Plow Steel с предельной прочностью 1770 Н/мм².
• EIPS - Extra Improved Plow Steel (1960 Н/мм²): Канат, изготовленный из дополнительно улучшенной стали класса Plow Steel с предельной прочностью 1960 Н/мм².
• EEIPS - Extra, Extra Improved Plow Steel (2160 Н/мм²): Канат, изготовленный из особо улучшенной стали класса Plow Steel с предельной прочностью 2160 Н/мм².
• GIPS - Galvanized Improved Plow Steel: Оцинкованный канат, изготовленный из улучшенной стали класса Plow Steel. Он имеет ту же предельную прочность, что и IPS класс (1770 Н/мм²), но дополнительно покрыт слоем цинка для защиты от коррозии.

API 9A — это американский стандарт, разработанный Американским институтом нефти (American Petroleum Institute), который описывает требования к стальным канатам, применяемым в нефтегазовой промышленности, включая:

• конструкции канатов;
• механические свойства;
• методы испытаний;
• допуски;
• требования к сердечникам, покрытиям, маркировке и т.д.

Да, канаты по API 9A могут удовлетворять требованиям ГОСТ 7668-80 и 16853-88, если:

1. Конструкция каната совпадает или аналогична (например, 6x36 IWRC, ЛК-РО).
2. Прочность каната соответствует классу прочности по ГОСТ.
3. Условия эксплуатации (среда, абразивность, изгиб, температура) соответствуют допустимым параметрам.
4. Есть допуск/сертификат соответствия — например, если канат импортный, и нужен допуск на российский рынок.

Например:

1. 📌 О чём стоит помнить:Свивка sZ (свивка противоположная):

• sZ (left-hand) и sZ (right-hand) свивки отличаются от прямой свивки (как в ОС-25). Это значит, что структура каната будет немного отличаться по жёсткости и сопротивлению к вращению.
• Канат с sZ свивкой может быть более устойчивым к кручению, чем канат с прямой свивкой, но он будет работать немного по-разному в сравнении с канатом с прямой свивкой.

1. Прочность и применимость:

• 6x31WS+FC, sZ (API 9A) с прочностью ~1960 МПа будет немного прочнее по сравнению с канатом ОС-25-В-Т-1770 (1770 МПа). Это может быть даже преимуществом в условиях повышенных нагрузок.

1. Органический сердечник (FC):

• Оба каната имеют органический сердечник, что хорошо для гибкости и работы с высокими динамическими нагрузками.

✅ Можно ли считать альтернативой? Да, канат 6x31WS+FC, sZ может быть альтернативой канату ОС-25-В-Т-1770 по следующим причинам:

• Одинаковый диаметр — 25 мм.
• Органический сердечник (FC), что даёт гибкость и подходит для использования в буровых установках.
• Повышенная прочность 6x31WS+FC (~1960 МПа) может быть даже более предпочтительной для задач с большими нагрузками, чем 1770 МПа.
• Свивка sZ — незначительное изменение свивки, но при этом она может оказывать лучшее сопротивление крутящему моменту.
• ⚠️ Важные моменты: Свивка sZ может изменять поведение каната в процессе работы, особенно в динамических условиях. Если прямая свивка (В) является критичной для вашего оборудования, возможно, стоит придерживаться именно её.
• Прочность на разрыв у каната 6x31WS+FC, sZ выше (что полезно для высоконагруженных систем), но нужно проверить, что это не приведет к излишнему "жесткому" поведению каната в некоторых механизмах, где требуется гибкость.