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GB T10120-2013 钢绞线拉伸应力松弛试验装置

钢材高温应力松弛试验机

金属线材应力松弛性能检测

一、钢绞线拉伸应力松弛试验装置简介

钢绞线拉伸应力松弛试验机是针对预应力混凝土用钢绞线、桥梁用钢绞线等金属线材，开展长期拉伸应力松弛性能检测的专用设备。其核心原理是在恒定温度环境下，对钢绞线施加恒定初始应变，通过高精度传感器连续监测力值随时间的衰减变化，最终计算剩余力、松弛率等关键指标，为评估钢绞线长期力学稳定性、保障工程结构安全提供数据支撑。

本设备严格遵循GB/T 10120-2013 《金属材料拉伸应力松弛试验方法》、GB/T 5224-2014 《预应力混凝土用钢绞线》等国家标准，具备“高精度加载、精准温控、智能数据采集、多规格兼容” 四大核心优势，可广泛应用于第三方检测机构、钢绞线生产企业、科研院所及工程质量监督部门，满足 120h-1000h 长周期试验需求，且支持常规拉伸与松弛试验 “一机两用”，兼顾检测效率与多功能性。

二、钢绞线拉伸应力松弛试验装置技术参数

1.最大试验力：300kN / 600kN（可选）

2.力示值相对误差：≤±0.5% F.S.

3.力有效测量范围：0.5%-100% F.S.（不分档）

4.力分辨力：1/500000 F.S.

5.长期持载稳定性：≤±0.3% F.S.（1000h）

6.加载速率：100-5000N/s 可调

7.变形测量范围：0-5mm

8.变形分辨力：0.0001mm

9.变形示值误差：≤±0.1% F.S.

10.标距范围：500-1000mm 可调

11.标距误差：≤±0.5mm

三、钢绞线拉伸应力松弛试验装置标准试验步骤

（一）试验前准备

试样制备：按GB/T 5224-2014 要求截取钢绞线试样，长度需满足标距 + 夹头夹持长度（通常总长度≥1200mm），试样表面无锈蚀、划痕；

设备检查：开启主机与软件，检查力值、变形、温度参数是否归零，恒温箱温度是否稳定在20±1℃，夹具是否清洁无磨损；

（二）试样装夹

将钢绞线试样一端装入固定夹头，手动预紧，确保试样轴线与夹头轴线对齐；

移动活动横梁，将试样另一端装入活动夹头，轻微加载（约5% 最大试验力）使试样拉直，检查同轴度（若偏斜需重新调整）；

（三）参数设置与加载

在软件中新建试验任务，输入试样信息（规格、批号、公称直径）、试验参数（目标应力、保持时间、采样间隔）；

选择“松弛试验模式”，设备自动采用 “位移加载”：按设定速率（如 1000N/s）加载至目标应力（通常为 70% 公称抗拉强度）；

（四）试验过程监测

设备实时采集力值、变形、温度数据，软件自动绘制“力 - 时间”“松弛率 - 时间” 曲线，可实时查看试验进度；

试验期间禁止开启恒温箱门，避免温度波动；若出现过载、超温等报警，软件自动暂停试验并提示故障原因；

定期（如每24h）查看试验数据，确认力值衰减趋势正常，无异常波动。

（五）试验结束与数据处理

试验达到设定时间（如1000h）后，设备自动停止加载，记录最终剩余力值；

软件自动计算松弛率（松弛率=（初始力 - 剩余力）/ 初始力 ×100%），若需外推，可选择 100h 数据生成 1000h 外推结果；

导出试验报告，包含试样信息、参数设置、数据表格、曲线图表，核对报告无误后保存；

打开恒温箱，卸载试样，清洁夹具与引伸计，关闭设备电源，整理试验记录。

四、钢绞线拉伸应力松弛试验装置设备结构组成

（一）主机框架系统

结构形式：卧式四立柱框架，材质为45# 钢整体锻造，经时效处理消除内应力；

核心部件：

立柱：直径≥120mm，表面镀铬处理，提升耐磨性；

横梁：厚度≥80mm，采用数控铣床加工，确保与立柱垂直度≤0.01mm/m；

底座：重量≥500kg，增强设备稳定性，避免试验时震动；

功能作用：提供刚性支撑，确保加载过程中无框架变形，保证试验精度。

（二）加载与伺服控制系统

驱动单元：伺服电机（功率3kW，德国西门子）+ 行星减速器（减速比 1:50）+ 精密滚珠丝杠（导程 10mm，定位精度 ±0.005mm）；

控制单元：伺服控制器（日本安川），支持三闭环控制，采样频率1000Hz，实时修正加载参数；

保护单元：过载保护（110% F.S.）、过行程保护（上下限位开关）、过流保护，确保设备安全运行。

（三）测量系统

力测量：轮辐式负荷传感器（精度0.05 级，德国 HBM），安装于活动横梁与夹头之间，直接采集试样受力；

变形测量：大标距引伸计（分辨率0.0001mm，美国 MTS），采用弹性夹持结构，夹持力可调，适配不同直径试样；

温度测量：6 个铂电阻温度传感器（精度 ±0.1℃，日本基恩士），分布于恒温箱上下左右前后，实时监测温度均匀度。

（四）夹具系统

夹具类型：自锁式楔形夹头，材质为Cr12MoV（硬度 HRC58-62），内表面喷砂处理（粗糙度 Ra1.6μm）；

调节功能：夹头开口度0-20mm 可调，通过更换楔形块适配 Φ9.5-Φ18.0mm 钢绞线；

（五）数据采集与软件系统

硬件：16 位高精度数据采集卡（采样频率 1000Hz），同时采集力、变形、温度 3 路信号；

软件：基于Windows 10 开发，具备试验参数设置、实时数据采集、曲线绘制、数据分析、报告生成、数据管理等功能，支持审计追踪与数据追溯。

五、钢绞线拉伸应力松弛试验装置应用领域

（一）第三方检测机构

应用场景：接受建筑企业、钢绞线厂家委托，开展钢绞线产品质量检测，出具合规试验报告；

核心需求：设备稳定性高、检测效率快、报告符合国标，本设备支持双工位（高端机型），可同时进行2 组试验，且软件内置报告模板，提升检测效率。

（二）钢绞线生产企业

应用场景：出厂质量管控，对每批次钢绞线抽样进行松弛试验，确保产品符合GB/T 5224-2014 要求；

核心需求：设备兼容性强（适配多规格产品）、操作简单，本设备标距500-1000mm 可调，夹头适配 Φ9.5-Φ18.0mm 钢绞线，且软件支持批量试验任务管理。

（三）科研院所

应用场景：开展钢绞线材料性能研究，如不同材质、热处理工艺对松弛性能的影响，或高低温环境下的松弛特性试验；

核心需求：设备扩展性强、数据开放性高，本设备支持定制高低温模块（-40℃-100℃），软件支持自定义试验参数与数据导出（如原始数据 Excel 格式），便于后续分析。

（四）工程质量监督部门

应用场景：对重点工程（如桥梁、高铁、核电站）所用钢绞线进行抽样复检，保障工程结构安全；

核心需求：设备计量合规、试验结果公信力高，本设备支持第三方计量认证（符合JJF 1103-2003），数据保存期限≥10 年，可追溯试验全过程。

六、钢绞线拉伸应力松弛试验装置设备功能特点

（一）高精度与高稳定性

力值精度领先：采用0.05 级负荷传感器与 1000Hz 高频采样，力示值误差≤±0.5%，长期持载波动≤±0.3%，优于国标要求，确保长周期试验数据可靠；

温控精准均匀：多传感器+ PID 模糊控制，控温精度 20±1℃，温度均匀度≤±0.5℃，避免温度干扰对松弛试验结果的影响。

（二）多功能与高兼容性

一机两用：支持松弛试验与常规拉伸试验（如抗拉强度、屈服强度测试），通过软件模式切换即可实现，节省设备采购成本；

多规格适配：标距500-1000mm 可调，夹头适配 Φ9.5-Φ18.0mm 钢绞线，覆盖市场主流规格，无需频繁更换夹具。

（三）智能化与高效率

全自动操作：软件内置标准试验流程，从参数设置、加载、数据采集到报告生成全程自动化，减少人工干预，降低操作误差；

数据智能处理：自动计算松弛率、支持100h 外推 1000h，实时绘制

（四）安全性与合规性

多重安全保护：具备过载、过行程、过流、超温保护，恒温箱开门断电，确保设备与操作人员安全；