Ståltau

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk
Eksempel på oppbygningen av et ståltau. Denne betegnes som type 6 x 19 + 1FC.
«Wire» har flere betydninger.

Ståltau eller vaier, fra engelsk «wire», er tau slått (tvunnet) av ståltråd. Stålet er normalt galvanisert eller rustfritt. De kan ha kjerner av fiber.

Oppbygging[rediger | rediger kilde]

Et ståltau er oppbygd av individuelle tråder, sammensatt til en kordel eller part (engelsk strand). Et antall kordeler (kalles også parter) er slått rundt en senterkjerne til et ferdig ståltau. Senterkjernen er gjerne av fiber eller ståltråd. En velger fiber dersom en vil spare vekt.

Kordelene er oppbygd med flere lag med tråder rundt en kjernetråd. Miksen av tråder (dimensjon og antall) bør være en god kombinasjon av grove tråder mot korrosjon og slitasje, og tynnere tråder for fleksibilitet. Et standard ståltau består oftest av seks til åtte kordeler.

Vi karakteriserer ståltauet etter type og diameter. Typen tau beskrives på formen a x b + c der a = tallet på kordeller i tauet. b = tallet på tråder i hver kordel. c = karakteriserer kjernen.

Eksempelet i figuren til høyre omtales som 6 x 19 + 1FC, det vil si seks kodeller med 19 tråder + en fiberkjerne (FC).[1]

Diameteren blir målt utenpå kordellene, der tauet er tykkest. Diameteren kan være opp til 120mm for ståltau til forankring av FPSOer.

Dess tynnere enkelttrådene er, dess mykere er ståltauet. Slike tau brukes blant annet i vinsjer og stropper i skogbruket.

Ståltau kan være kryss- eller langslåtte. I krysslåtte ståltau (vanligst), er trådene slått (tvunnet) en vei og kordelene slått motsatt vei.

I korrosivt miljø vil ståltrådene være galvaniserte og smurte for å forebygge rust. Det brukes flere typer smøremiddel.

Ståltauet har sine store styrke og fleksibilitet i at ståltrådene beveger seg i forhold til hverandre i et samvirke. Dersom det oppstår korrosjon eller slitasje vil ikke trådene bevege seg i forhold til hverandre som tiltenkt, og en kan få skade eller brudd i tauet.

Styrkeegenskaper[rediger | rediger kilde]

Nyere ståltau av høy styrke vil nesten ikke ha noen forskjell mellom flytespenning og bruddspenning. En vil da ikke få noen forvarsel i form av deformasjoner før trådene ryker.

Bøying av ståltau vil redusere strekkstyrken. En bruker der ofte en reduksjonsfaktor på om lag 0,875 på wire i ankeliner, etter regelverket til DNV GL. Ellers for andre formål, brukes ofte formelen k = 0,5 / kvadratrota av (D / d) der D er diameteren på ledehjulet som ståltauet bøyes over og d er diameteren på ståltauet.

Vridning eller rotasjon (engelsk twist) i motsatt retning av hvordan trådene eller kordelene er slått, vil kunne føre til at ståltrådene eller kordelene åpner seg. Styrken vil da kunne bli redusert. Noen tau er såkalte rotasjonsfrie ståltau. Kordelene omkring kjernen kan da bevege seg i forhold til kjernen. Innvendig korrosjon vil kunne gjøre at dette ikke fungerer som tiltenkt. Slik korrosjon er vanskelig å oppdage, og kan oppstå ved at galvaniseringen slites av ved bevegelsene.

Endeavslutninger[rediger | rediger kilde]

Endefeste av galvanisert ståltau med flamsk øyespleis og presshylse. Denne er brukt for bardunering.

Det er flere måter å avslutte et ståltau på, med varierende virkningsgrad. Noen vanlig brukte endefester er[2]

  • Mekaniske låser (wireklemmer, iron grip, Asekeklemmen, U-boltklemmen med mer). En setter en klemme over ståltauet, som skrus fast. Flere fabrikater brukes.
  • Presshylser eller presslåser. Det vises på figuren til høyre. Legges over ståltauet, og presses sammen til de holde tauet på plass. De kan ikke alltid brukes på rotasjonsfri ståltau. Loddet holder enden sammen med resten av tauet. Det er ofte av aluminium, og kan i sjø fungere som anode.
  • Socket, der tauet tres inn i en sylinderformet avslutning. En bruker så en støpemasse mellom tauet og sylinderen for å feste dem sammen. Egenskapene til støpmassen er svært avhengig av temperaturen.
  • Kilesocket er nyttig når ståltauet må skiftes ofte. Enden av ståltauet går inn i en konisk åpning, der den vikles rundt en komponent (kilen). Ettersom belastningen øker på ståltauet, blir kilen sikrere og grepet på tauet strammere.
  • "Han og hun" brukes for mindre ståltau. En lager et lodd i enden av ståltauet som skal passe inn i en konstruksjon som holder den på plass.
  • Spleiste endefester.
  • Løkker (som "flamsk øyespleis" eller super loop), som på figuren til høyre.

Ukyndig kutting av ståltau kan føre til utløsning av indre spenninger slik at tauet er ubrukelig etterpå.

Vanlige brukte standarder for endefester, er serien EN 13411 med seks standarder, og DIN 3089.

Smøring og vedlikehold[rediger | rediger kilde]

Ståltau som er smurt fra leverandøren har typisk dobbelt så lang levetid som et som ikke er det. Dersom en også ettersmører under bruk, øker levetiden typisk til tre ganger lenger enn et ståltau som er levert usmurt. En smører normalt bare overflaten på ståltau, men ved bruk av trykk kan det også smøres innvendig. Det er flere metoder for påføring, og flere typer smøremidler (som Feryl, Brilube, Finlube, Tex-lad og Nyrosten med flere) tilpasset bruksområdet for ståltauet.[3]

Ståltau med plastbelagt kjerne er bedre beskyttet mot utvendig rust, og krever mindre smøring.[3]

En kasserer ofte ståltau ved om lag halvparten av den levetiden som er oppgitt av leverandøren (sikkerhetsfaktor på to).

Trommel og bremser[rediger | rediger kilde]

Ståltau lagres vanligvis i tromler. Samtidig er deler av ståltauet også i trommelen når ståltauet er i bruk. Det er også bremser knyttet til trommelen. Det kan være bremser av ulike prinsipper.

Lagring samt inn- og utspoling medfører belastninger og slitasje på ståltauet. Vanlige feil er:[4]

  • Ståltauet bør spoles av og på en annen trommel i samme rotasjonsretning på trommelene.
  • Ståltauet må spoles inn med strekk i ståltauet, typisk 5-10% av bruddstyrken.
  • Høyreslått (høyretvunnet) ståltau bør spoles inn fra høyre side i trommelen sett ovenfra. Tilsvarende med venstreslått fra venstre.
  • Ståltauets diameter må passe til sporene i trommelen (lebusspor).
  • For stor vinkel (typisk 2,5 grader) mellom ledehjulet og ytterste posisjon av ståltauet på trommelen kan medføre slitasje og rotasjon. Rotasjonsfri ståltau er særlig følsom (typisk 1,5 grader).
  • dersom det første laget ikke spoles av under bruk, kan det oppstå skader på tauet som belastes samme sted hver gang.

For bremsene på ankerliner har Sjøfartsdirektoratet et omfattende sett av krav.[5] Det er krav til testing. Videre at det skal være to uavhengige holdebremsesystemer. Bremsekraften skal ikke påvirkes av enkeltfeil i krafttilførsel eller kontrollsystem. Ved svikt i krafttilførselen under kjøring av vinsjen, skal det være en restbremsekraft som skal opprettholdes frem til krafttilførsel og kontrollsystem er i funksjon. Det videre krav til nødutløsning, og til testing av denne.

Ledehjul[rediger | rediger kilde]

Ståltau på kraner og ankerliner går gjennom ett eller flere ledehjul eller skiver. Hjulet sikrer at tauet kan endre retning uten å skade tauet. Ståltauet er her utsatt for slitasje og skader:[6]

  • For å bevege seg fritt bør sporet i ledehjulet være litt større enn diameteren på ståltauet.
  • Dersom ledehjulet ruster fast eller kiler seg vil det kunne medføre betydelig skade på ståltauet.
  • Feil vinkel mellom ståltauet og ledehjulet gir vriding av ståltauet, og slitasje både på ståltauet, ledehjulet og sporet i ledehjulet.
  • For stor vinkel (typisk 2,5 grader) mellom ledehjulet og ytterste posisjon av ståltauet på trommelen kan medføre slitasje og rotasjon. Rotasjonsfri ståltau er særlig følsom (typisk 1,5 grader).
  • Diameteren på ledehjulet bør være betydelig større enn diameteren på tauet (typisk >20x). Rotasjonsfri ståltau er særlig følsom, og diameteren bør være enda større (typisk > 35x). Dess større forhold dess større er levetiden på ståltauet.
  • Dess lengre tid ståltauet er i ledehjulet, dess kortere vil levetiden være.
  • Ledehjul med slitasjemerker bør byttes ut.
  • Ledehjulene må smøres godt både i hjulakslingen, lager og sliteflaten for ståltauet.

Svikt i ståltau[rediger | rediger kilde]

Ståltau

Det er en lang rekke feilårsaker til brudd i wire. Det er viktig å lage en oversikt over feilmoder for wire, og sette opp systematisk tiltak for å forhindre brudd. Noe av det som bidrar er:[7][8]

  • Slitasje mellom wiredelene i trommel, eller mot ledehjul ved feil inngangsvinkel.
  • Korrosjon – herunder bakteriell korrosjon. Ståltau har ca. 16 ganger større overflate enn en tilsvarende stålstang og er derfor mye mer utsatt for korrosjon. Korrosjon opptrer gjerne som følge av manglende smøring. Korrosjonen på presslåser av aluminium kan reduseres ved å påføre et overflatebelegg. En kan også påføre ekstra anoder (som sinkanoder). Rustfrie ståltau må ha rustfrie presslåser.
  • Partikler mellom trådene som bidrar til slitasje. Kan komme inn i ståltauet om det legges på bakken eller havbunnen.
  • Utmatting typisk ved bøying eller strekk. Gjentatte bøyinger over skiver eller tromler gir til slutt utmattingsbrudd. Bruddet starter gjerne der ståltauene krysser hverandre, eller der de trykkes mot ledehjul, skive eller trommel. Oppgitt levetid fra leverandør er oftest for lastsykler som er 20% av midlere bruddlast og ved bøying med en diameter på skiven eller ledehjulet som er 18 ganger diameteren på ståltauet.
  • Feil tilpassing, eller bruk av uegnet materiale mellom socket og wire.
  • Overlast
  • Bøying
  • Rotasjon (twist) kan gi skjærbrudd.
  • Skjærbrudd skjer ofte som følge av ytre belastninger på tauet, som ved bruk av gaffeltruck, fastkiling i ledehjul eller skiver. Skjær vil medføre at ståltauet ryker med last under testet bruddlast (ved rent strekk).
  • Feil påspoling kan gi uønsket rotasjon, for lavt strekk (>5-10% av bruddstyrken) eller legge wiren på trommel i feil rekkefølge.
  • Feil ved utspoling fra trommel.
  • Fuglereir – bird cageing.
  • Bevegelser mellom trådene.
  • Svikt i kjernematerialet – stål eller fiber.
  • Manglende bevegelser mellom kjernen og kordellene for rotasjonsfri wire.
  • Manglende smøring gir slitasje eller korrosjon.
  • Svivler som ikke virker eller ikke roterer.
  • Ledehjul som ikke roterer skikkelig.
  • Mekaniske skader som slagskader eller klemskader.
  • Skade på galvaniseringen på grunn av slitasje. Det kan skje inne i et ståltau der trådene beveger seg i forhold til hverandre eller i overflaten nå ståltauene gnisser mot hverandre i trommelen. Det kan lett skje på trommel der det første laget aldri spoles av trommelen.
  • Feil ved kapping eller terminering.
  • Fabrikkasjonsfeil

Referanser[rediger | rediger kilde]

  1. ^ http://www.certex.no/no/teknisk-informasjon/hva-er-et-staltau-__12635, CERTEX Norge AS, Hva er et ståltau?, 2012-02-23
  2. ^ Knut Dorsey: Endefester av ståltau, Kranteknisk forening, 2.11.2012.
  3. ^ a b Knut Dorsey: Vedlikehold av ståltau, Kranteknisk forening, 2.11.2012.
  4. ^ Knut Dorsey: Ståltau spoling, Kranteknisk forening, 2.11.2012.
  5. ^ Sjøfartsdirektoratet: Forskrift om posisjonerings- og ankringssystemer på flyttbare innretninger (ankringsforskriften 09), fra 2009.
  6. ^ Knut Dorsey: Ståltau skiver, Kranteknisk forening, 2.11.2012.
  7. ^ Roland Verreet: Ståltau etterforskning, Kranteknisk forening, 2.11.2012.
  8. ^ Knut Dorsey: Ståltau - skader, Kranteknisk forening, 2.11.2012.

Eksterne lenker[rediger | rediger kilde]

Commons Commons: Ståltau – bilder, video eller lyd
Wikipedia
Du kan lese mer om dette emnet i en lengre artikkel om emnet på Nynorsk Wikipedia kalt «ståltau». Du kan eventuelt også utvide denne artikkelen ved å oversette derifra.