中国大陆PC钢绞线用线材的质量和需求状况

段建华（新华金属制品股份有限公司）

前言
    中国大陆的PC钢绞线工业自1995年后进入高速发展时期，规模从1994年的4万吨发展到2004年的约100万吨，产量由1994年的3.3万吨发展到2004年的90余万吨。早期钢绞线行业的原料主要依赖日神户制钢及新日铁，宝钢及马钢早在1989年就为预应力行业开发原料，可以说他们为中国预应力钢绞线行业的发展起了重要的推动作用，中国市场上从1998年开始有了大批供应的国产优质PC线材，质量达到了国际水准。

1  PC线材的质量
    目前比较接近行业要求的线材技术标准有YB/T 146和YB/T170，前者建立在过多妥协的基础上，脱离了PC绞线行业的期望；后者是按照ISO 16120-4：2001制定的，是目前水平最高的PC线材技术标准。但目前所有钢厂都未将170标准作为常规采用的技术标准，而是按照企业标准或与顾客的协议生产。表1列出了PC线材的主要要求。
    目前采用的主要钢号是SWRH82B及在此基础上添加微量元素的派生牌号，在YB/T170标准中的相当牌号是C82D2，有大约5%的材料使用SWRH72B，用于生产强度等级较低的绞线。

表1 PC线材的主要质量要求

    国产PC线材的实物质量状况，一是尺寸公差，一般可达到±0.15mm，超出±0.25mm的情况少见；二是平均强度的达标率及强度的样本偏差水平；三是合格成品绞线与所耗线材的比例，通常在95-97%之间，96%以上就属于较好的情况。
    自1988年中国低松驰钢绞线行业诞生以来，PC绞线企业以线材的质量问题有了充分的体验，最担心的质量问题有以下两类：
   1）拉丝及稳定化处理过程中的断裂，常见的断裂可以分为两大类：
    ①从表面发展起来的开裂型断裂，与线材的表层缺陷有关。需要注意的是线材表层缺陷在拉拔阶段会扩展，一个点状缺陷会逐渐撕成形裂纹。
    ②锥形断裂裂通常是由线材芯部成份偏析造成，一般能发现网状晶界渗碳体组织，也有由其它偏析引发的情况。采用小角度模具拉拔可以减少这种断裂，但如果网状组织较严重的时候，小模角的效果有限的。
    2）线材缺陷残留到产品中
    绞线中的原料缺陷可分为和前面相同的两类。锥形裂纹会可能隐藏在钢丝中，表面缺陷肉眼可以发现。需要注意的是，有时出现锥形断裂的材料延伸比较好，同时钢丝内部存在一些微细的V形裂纹或空洞，不适合高疲劳寿命的应用，如铁路PC梁和斜拉索。对于以静载为主的应用情况，影响应该不会太大。由于很难防止这类材料被误用，所以建议钢厂将绞线检验的锥形断裂频率在3%以下（按卷数计）作为其质量目标。
    虽然很多缺陷会在拉拔及钢绞线的稳定化阶段断裂，但总有一部分更小的缺陷会残留在产品上，可能造成施工断裂，即使不断裂也会影响结构的耐久性，这是因为PC钢绞线应用时是需要长期保持高张力。缺陷概率够低的时候，钢绞线应用期间断丝概率也低，一般认为断丝不超出1%不会影响结构的安全。断丝率计算基数是同一结构中绞线的全部钢丝数量。
    PC线材的其它常见问题有：标签不酸洗、没有标盘重不便于验收、标签易丢失。线材表面被油漆、沥青污染等。

2  PC线材需求状况
    最近几年的中国大陆PC钢绞线生产能力及销售量等数据见表2，2005-2006是根据调查情况估计的，销售量包括出口量。中国已成为此产品的全球最大市场，绞线出口规模估计也属于世界第一。

表2 中国大陆PC钢绞线企业的生产能力及销售量（万吨）

    钢材价格上升、停电、一些工程的加速及大量出口导致了2004-2005年中国市场纷纷看好PC钢绞线行业，出现了第二个投资此行业的高潮。但是行业风险也在增加，如美国人已经开始一些调查准备工作，反倾销可能导致出口量大幅度跌落。绞线行业的生产能力过剩在急速增加，未来的竞争将更加激烈，充分的竞争可导致行业平均利润趋于零。
    实际上PC线材还有一些出口量，国外一些线材加工企业已经认同部分中国产82B的品质。一些高强钢丝及制品也采用同样或类似的材料。表3中列出了国内主要82B生产企业的产量数据，湘钢和天津钢厂的规模增速较快，唐钢、青钢也在进入此领域，宝钢的品质水平最高，但似乎要退出。

表3 国内SWRH82B盘条的生产量

    国产82B盘条在数量上可以满足国内需求，甚至可以出口一部分，但质量并非都是令PC绞线厂家满意的，部分厂家在断线率指标上还需要大幅度改善。新进入的企业要仔细研究PC绞线行业的需求和期望，要重视标准以外的需要。
    此类线材中价格最高的为镀锌钢丝以及2000兆帕钢绞线用材料，日本已经试制出了2300兆帕级的PC钢绞线，采用的材料提高了碳及硅的含量。

结束语
    预计未来5年内中国的PC线材供应量足够，但还存在着较大的可以靠品质和成本占有的市场空间。有关企业应关注PC绞线行业的特殊需求，不断改进产品质量，在深入了解用户需求的基础上制定内控要求。应意识到用户加工过程中的断线率和成材率是影响其竞争能力的重要指标。笔者对PC线材生产企业的建议是：
    1）采用YB/T 170标准，内控再增加气体含量控制、力学性能等方面的内容；
    2）重视对力学性能的控制，平均强度控制在顾客期望的水平，并将抗拉强度的样本偏差控制在25兆帕以内；
    3）重视将偏析及表面缺陷概率控制在较低的水平，以确保桥梁及建筑的安全；建议钢厂将生产断裂频率（绞线厂的加工缺陷除外）每百吨低于3次，及绞线检验的锥形断裂频率在3%以下（按卷数计）作为其PC线材的质量目标；
    4）采取措施，避免运输过程中的擦伤；
    5）重视标签质量，应该清晰、耐酸、防水，每件标净重，线材企业应该联合线材加工行业制定和采用条形码标准（标准的商品条码不适用）。

作者简介：段建华  新华金属制品股份有限公司总工程师，ASTM委员，从1988年开始一直从事预应力钢绞线行业的技术工作。