와이어로프의 종류

[아들아]

▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒ Wire ▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒

와이어로프는 소선을 다수 조합시킨 복잡한 구조를 가진 것으로 그 선택 사용에 있어서는 로프의 특징을 아는 것이 중요하다.

▒ 장점

* 인장강도가 높다.
* 유연성이 크다.
* 길이가 긴것을 얻을 수 있다.

▒ 단점

* 신장이 비교적 크다.
* 일반적으로 자전성이 있다.
* 형붕괴를 일으키는 경향이 있다.

로프는 보통 1본의 심강주위에 6본의 스트랜드를 소정의 피치로 꼬아서 만든 것이며 각 스트랜드는 수본-수십본의 소선이 단층 또는 다층으로 꼬여져 만들어져 있다.

Wire Rope의 구성

1본의 스트랜드는 통상 동일직경 혹은 다른직경의 7본~수10본의 소선이 단층 혹은 다층으로 꼬여져 있다. 소선을 2층이상 겹쳐 배치한 경우, 각층의 소선을 동일한 각으로 꼬아 층상호간이 점접촉이 되는 방법과 각층의 소선이 동일 피치가 되도록 꼬아 각 인접소선을 선접촉시키는 방법이 있다.
스트랜드의 직경이 같은 경우 소선의 수를 증가시키면 1본의 소선직경은 가늘게 되고 스트랜드는 유연성을 증가시키지만 반대로 내마모성과 내형붕괴성이 감소한다. 그러나 다른 직경의 소선을 각층 상호간에 조합 배치하여 꼬으므로 이상의 제 성질을 겸비시킬 수 있다. 이것을 평형꼬임이라 한다.

▒ 교차꼬임 (Point Contact Lay)

6*19, 6*24, 6*30, 6*37과 같은 로프는 스트랜드내의 소선을 각층별로 다른 피치로 꼬았기 때문에 각층의 소선은 교차하여 점접촉을 한다. 따라서 소선에 작용하는 인장응력은 균등하지만 점접촉에 의한 굽힘응력등이 부가되어 내피로성은 좋지 않다.

▒ 평형꼬임 (Liner Contact Lay)

교차꼬임 로프의 단점을 시정하기 위하여 스트랜드내의 하층의 골에 상층의 소선이 정확히 중첩되도록 꼬은 것으로 각층의 소선은 동일피치로 되고 선접촉이 된다. 따라서 스트랜드가 잘 조여져 있어서 외부압력에 대하여 변형이 생기기 어렵고 또한 내부마모가 작다.

1. 실형 (Seal Type)

실형은 각층의 소선수가 (1+n+n)으로 표시되어 내층과 외층의 소선수가 동일하고 내층의 소선의 홈에 외층의 소선이 완전히 들어가는 형태이다. 이 구성의 로프는 외층의 소선이 굵어 마모에 강한 성질이 있다.

2. 필러형 (Filler Type)

필러형은 각층의 소선수가 (1+n+(n)+2n)으로 표시되어 외층의 소선수가 내층의 소선수의 2배이고 외층과 내층의 사이에 내층과 동수의 가는 필러선을 충진시킨 형태이다. 유연성과 내피로성의 균형이 좋아서 가장 널리 사용되고 있다.

3. 워링톤형 (Warrington Type)

워링톤형은 각층의 소선수가 (1+n+(n+n))으로 표시되어 외층의 소선수가 내층의 소선수의 2배이다. 외층의 소선은 대소 2종류이고, 그것과 내층과 조합시켜 꼬임간극을 작게한 형태이다. 선경의 균형이 양호하다고 하지만 최근에는 그다지 사용하지 않고 있다.

로프심은 스트랜드를 유지하여 로프의 형을 유지시키고 로프 그리스를 함유하여 사용 중에 로프의 내부에서 윤활, 방청에 필요한 그리스를 보급한다. 심재의 종류는 섬유심과 철심 2가지로 구별할 수 있다.

▒ 섬유심(FC : Fiber Core)

장점 :

- 유연성이 좋다.
- 충격이나 진동을 흡수한다.
- 로프 그리스를 함유하기 쉽다.
- 중량이 가볍다.
- 합성섬유는 내부식성이 우수하다.

단점 :

- 열에 약하다.
- 횡압에 약하다.
- 신장이 크고 로프경감소가 크다.

▒ 철심 (I.W.R.C. I.W.S.C.등)

장점 :

- 강도가 크다.
- 횡압에 대한 저항성이 있어 찌그러짐에 좋다.
- 신장이 작고 로프경의 감소가 작다.
- 내열성이 우수하다.

단점 :

- 유연성이 나쁘다.
- 중량이 무겁다.

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와이어로프의 꼬임방법에는 보통꼬임과 랑그꼬임이 있다.

▒ 보통꼬임 (Ordinary Lay, Regular Lay)

로프의 꼬임방향과 스트랜드의 꼬임방향이 반대인 것을 말한다.

▒ 랑그꼬임 (Lang Lay)

로프의 꼬임방향과 스트랜드의 꼬임방향이 동일한 것을 말한다.

< 보통꼬임과 랑그꼬임의 차이 >

구분	보통꼬임	랑그꼬임
외관	소선이 로프축에 거의 평행	소선이 로프축에 대하여 어떤 각도를 가진다
잇점	킹크에 좋고, 취급이 용이하며 꼬임이 풀리거나 형붕괴의 저항이 크다	표면접촉 소선이 길어서 내마모성이 좋다 유연하고 내피로성이 양호하다
결점	소선의 표면이 짧아서 내마모성이 약하다	로프의 호전력이 크고 킹크가 생기기 쉽다

< 로프의 꼬임방향 >

로프의 꼬임방향에는 Z꼬임과 S꼬임이 있고 일반적으로 Z꼬임이 사용되고 있다.

보통 Z연

보통 S연

랑그 Z연

랑그 S연

로프는 소선에 따라 다음과 같이 구분되고 있다. 소선의 구분은 도금의 유무와 인장강도의 크기로 구분하고 있으며 통상적으로 도금은 G로 비도금종은 U로 표시한다.

규 격	구 분	평균인장강도	비 고
KS D 3514	E종	135kg/㎟	비도금
	G종	150kg/㎟	도금 (도금후 신선포함)
JIS G 3525	A종	165kg/㎟	비도금후 신선한 것
	B종	180kg/㎟	비도금

로프의 호칭은 경, 구성, 꼬임의 모양과 방향, 소선의 구분, 그리스의 종류, 로프 길이로 나타낸다.

▒ 로프경

로프경은 공칭경으로 나타내며 단위는 mm이나 inch로 표시한다.

▒ 로프의 구성

(로프중 스트랜드 수)×(스트랜드중 소선의 수)

1. 일반연 로프

일반연 로프란 각층별 소선간의 접촉형태가 점으로 이루어져 있으며, 이로 인하여 소선간 접촉면적이 적어 쉽게 단선되는 단점이 있다. 그러나 각층별 소선간 움직일 수 잇는 공간이 많아 유연성이 좋은 점이며, 이는 굴곡을 크게 받는 용도인 슬링(Sling)으로 많이 사용되고 있다.

6×7, 6×12, 6×19, 6×24, 6×30, 6×37, 6×61의 KS규격품이 있다.

2. 평형연 로프

널리 사용되고 있는 점접촉꼬임의 일반 로프는 1차 굴곡 및 2차 굴곡 때문에 소선이 절단되기 쉽고, 소선간 교차부분에서 소선 상호의 마모에 의하여 로프의 손상이 심한 결점이 있다. 이에 반하여 평행연 로프는 선접촉꼬임 로프로 이들 굴곡 및 내부마모를 경감하여 단선의 발생을 예방하기 위하여 스트랜드 내 소선의 접촉 상태를 개량한 것으로서 Seale형, Filler형, Warrington형 등이 있다. 또 소선경을 가늘게 하여 소선의 층수를 많게 하고, 유연성을 좋게 하기 위하여 이들을 조합하여 Seale-Filler형, Warrington-seale형, 또는 점접촉꼬임과 조합하여 Semi-Seale형 등으로 하는 수도 있다.

사용조건	로프의 구조
주로 마모로 인하여 로프가 손상되는 경우	6×S(17), 6×S(19), 6×W(19) 6×Fi(17), 6×Fi(21)
마모와 피로가 같은 정도로 작용하는 경우	6×WS(26), 6×WS(31),6×WS(36) 6×Fi(25), 6×Fi(29)
유연성을 요구하고 마모가 적은 대신 주로 피로에 의하여 손산되는 경우	6×WS(36), 6×WS(41), 6×Fi(41) 6×SF(41)

3. 현수구조용 로프

구조물 재료(현수교, 현수천정, 스테이 등)로서의 로프 사용은 최근 대단히 활발해졌다. 특히 현수교용 로프로는 공사용 등의 일반 로프 외에 메인 케이블을 설치할 때 연결용으로서의 캣워크용 로프, 주탑을 연결하는 메인케이블 행거로프, 내풍로프, 내풍지로프 또는 가설 후 메인 케이블의 보수점검에 필요한 핸드로프 등 대단히 종류가 많다. 이들 로프가 만족하여야 할 조건으로서 다음과 같은 것들이 있다.

- 유효단면적, 즉 절단하중이 클 것
- 로프의 신율이 낮고 균일할 것
- 탄성율 높을 것
- 내식성이 좋고 수명이 길 것
- 길이가 정확할 것

현수교용 로프로서 섬유심의 것을 사용하면 신율이 높고 부식성이 있어 좋지 않으며, 가능한 한 소선경이 굵은 쪽을 택하는 것이 좋다.