钢丝绳（镀锌钢丝和股螺旋捻制而成）作为起升系统的关键承载构件，是深海钻机的“生命线”，一旦失效将导致钻井作业停顿或中止，甚至造成设备损毁或人员伤亡事故，严重影响深海钻机钻井作业安全性和可靠性。起升钢丝绳多层缠绕于绞车滚筒，受时变动力学行为影响，层间钢丝绳产生摩擦磨损与疲劳损伤。同时，潮湿的海洋环境腐蚀钢丝绳表面，与钢丝绳摩擦磨损和疲劳损伤耦合，造成钢丝绳摩擦腐蚀疲劳行为，导致钢丝绳间摩擦磨损、腐蚀、疲劳断裂特性，进而造成钢丝绳横截面积损耗、断丝和断股现象，降低起升系统钢丝绳承载能力，严重影响钢丝绳服役安全性。
作者利用自制的钢丝绳弯曲摩擦腐蚀疲劳试验机，开展钢丝绳间摩擦腐蚀疲劳试验，探究钢丝绳间摩擦腐蚀疲劳损伤受疲劳载荷特征（载荷幅值、应力比、最大载荷）的影响规律。

通过激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪对疲劳钢丝绳磨损、断丝形貌及磨屑成分进行表征；使用电化学分析仪对试验后钢丝绳电化学腐蚀行为进行探析。结果表明：润滑介质为人工海水时，钢丝绳间磨损机理主要为黏着磨损、疲劳磨损、氧化磨损和腐蚀磨损；纯水中钢丝绳间磨损机理主要为磨粒磨损、黏着磨损、氧化磨损和疲劳磨损；应力比越小，腐蚀磨损和黏着磨损特征越明显。钢丝绳表面疲劳断丝主要是韧性断裂，受应力比影响最大。摩擦腐蚀疲劳耦合作用下，接触钢丝绳损伤较疲劳钢丝绳严重，海水的腐蚀作用对疲劳钢丝绳损伤促进，对接触钢丝绳损伤抑制。
随着疲劳载荷幅值、最大值的增大及应力比的减小，钢丝绳间摩擦系数增大，钢丝绳表面磨损和变形加剧、断丝数增加，耐腐蚀性降低；疲劳载荷幅值相同时，钢丝绳损伤高载时受最大疲劳载荷影响较大，低载时主要受应力比影响。研究结果为评估海水环境下钢丝绳使用寿命和保障海洋钻机钻井安全性提供了重要的基础数据和理论支撑。

题目：Effects of Fatigue Load Characteristics on Bending Tribo-Corrosion-Fatigue Damage of Steel Wire Ropes in Seawater and Pure Water

作者：Dagang Wang, Bo Wang*, Shirong Ge, Ke Wu, Hailang Chong, Dekun Zhang, Guoxin Xie, Jianhao Chen, Chengyu Zhang, Haiyan Deng, jie Zhang, Chuan Wang

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.triboint.2024.110201

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