로프 구성은 중심과 스트랜드, 와이어가 조합되어 로프를 구성하고 있으며, 그 구성도는 다음과 같다.
소선(wire)
:
로프를구성하는 1가닥의 선
심선(steel core)
:
스트란드를 구성하는 가장 중심의 소선
스트랜드(strand)
:
심선과 소선의 조합으로 로프의 중간 단계, 각 종류에 따라 3~8개 정도로 이루어 지며 각각의 재료와 갯수에
따라 활용 용도가 달라진다.
중심(로프코아)
:
로프의 중심에는 반드시 형태를 유지할 수 있는 심이 사용되며 사용 재질에 따라 크게 섬유심(FIBER CORE)과
철심(STEELCORE)으로 구분된다.
경강선재의 HSWR 52 ~ 82 선재를 사용하며 용도에 따라 HSWR 37 ~ 47을 사용한다.
고탄소강 소재를 신선가공하여 꼬은 것으로 인장강도, 피로수명, 내마모성이 우수하며 사용빈도가 많은 CRANE용으로 적합하다.
비도금선에 아연도음을 한 것으로 내식성이 좋아 수산용 및 비교적 장기간 사용되는 용도에 적합하다.
오른쪽 꼬임인 Z연과 왼쪽 꼬임인 S연이 있으며 보통 한종류의 꼬임 방향만 사용할 때에는 Z연을 사용한다.
S연은 훅크 블록이 큰 경우 자전을 방지할 목적으로 Z연과 균형을 유지하기 위해 사용된다.
보통연(ORDINARY LAY)과 랑그연(LANG'S LAY)으로 구분되며 보통연은 로프꼬임 방향과 스트랜드 꼬임 방향이 반대로 꼬인 형태로, 취급시 자전과 킹크 발생이 적어 가장 널리 사용되고 있으며 소선과 외부의 시브 및 드럼과의 접촉면적이 적어 비교적 마모가 빠른 편이다.
랑그연은 로프꼬임 방향과 스트랜드꼬임 방향이 동일하게 꼬인 형태로 유연하고 내마모성이 좋아 수명이 긴 장점이 있으나 취급시 킹크가 발생되기 쉽고 사용중 자전이 커 양쪽단이 고정되는 정색(삭도등)용 등의 제한적인 용도로 사용되고 있다.
로프는 보통 3 ~ 8가닥의 스트랜드로 꼬여져 있으나 비자전을 목적으로 한 18 ~ 35 스트랜드로 된 다층연도 있으며 이러한 구분은 유연성 및 비자전 성질의 요구특성에 따라 결정된다. 특별한 요구특성이 없을 경우에는 구조적 균형이 가장 좋은 6스트랜드 로프가 수명이 우수하여 가장 많이 사용되고 있으며 유연성이 보다 더 요구될 때는 8 스트랜드 로프, 비자전 성질이 요구될 때는 3 또는 4 스트랜드로프와 다층스트랜드 로프가 사용된다.
일반적으로 동일경의 로프에서 스트랜드의 수가 증하 할수록 스트랜드경이 가능어져 유연성은 증가되나 절단하중과 형태안정성, 내마모성등이 저하되는 것이 보통이다.
스트랜드는 신선가공된 소선을 꼬은 것으로 용도와 특성에 따라 그 종류가 대단히 다양하며 기본적인 꼬임 모양은 스트랜드의 중심에 1개의 심선이 있고 그 주위를 1츠에서 5층까지 설정된 꼬임 핏치로 꼬은 것이다. 이는 꼬임의 방법에 따라 교차연과 팽행연으로 크게 구분한다.
교차연은 각 꼬임층별 꼬임 핏치가 달라 꼬임 층별 소선의 접속상태가 서로 교차되며 그 접촉면이 점의 형태로 접촉하므로 점접촉연이라고도 한다.
이러한 교차연은 굴곡시 각층 소선간 유동이 용이하여 유연성이 우수하며 각종 슬링(SLING)용 및 범용으로서 많이 사용되고 있으나 점접촉에 의한 소선상의 굴곡응력이 가중되어 피로수명이 비교적 낮아 크레인 호이스트등과 같은 용도로서는 부적합하다.
교차연은 스트랜드 중심에 섬유심이 삽입된 6 X 15, 6 X 24등의 구소와 소선이 삽입된 6 X7, 6 X 19, 6 X37, 6X 61 등이 있다.
평행연은 각 꼬임층별 꼬임 핏치가 같고 꼬임 층별 소선의 접촉상태가 골사이로 평행하게 접촉되며 그 접촉 형태가 선접촉 상태로 되어 있어 선접촉연이라고도 한다.
이러한 평행연은 소선간 2차굴곡이 없어 피로수명이 길고 단면적이 커 절단하중이 높으며 내피로수명이 길어 크레인등 광범위한 용도로 사용되고 있다.
SEALE형
내선과 외층선이 동일 개수로 구성된 구조로 2층 구조이다. SEALE구조의 특성은 외층선이 굵어 내마모성이 우수하여 삭도등 내마모특성이 요구되는 용도로서 사용되지만 소선다닥수가 적어 유연성이 부족하므로 굴곡이 많은 크레인 호이스트용으로는 적합치 않다.
WARRINGTON형
내층선의 골 사이에 큰 치수의 소선과 내층선의 정점에 작은 치수의 소선이 순서로 배열된 구조로서 유연성이 좋으나 근래에는 WARRINGTON형의 단독 구조로는 그다지 사용되지 않는다.
FILLER형
내층선과 외층선의 골사이에는 필러 소선이 충진된 모양으로 구성된 것이 특징이며 유연성 및 내피로성, 내마모성등 균형이 이루어진 구조로서 크레인용등 다용도로 사용되고 있다.
WARRINGTON SEALE형
WARRINGTON형과 SEALE형을 복합시킨 구조로서 유연성이 매우 우수하고 내마모성도 좋아 굴곡이 많은 용도에 적합하며 전산업 분야에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.
기타 복합구조
위의 구조외에도 SEMI SEALE형, SEALE FILLER형, FILLER SEALE형, SEALE SEALE형 등 다양한 복합구조가 있다.
면접촉 로프는 스트랜드 외측소선이 일반 로프의 원형 소선과는 달리 스트랜드 외접부사 평활하게 된 이형으로 되어 있으며 내층소선과의 접속상태는 각을 이루며 접촉된 형태로서 면접촉연이라 한다.
이로한 면접촉 로프는 내마모성이 대단히 우수할 뿐만 아니라 여러가지 장점이 많아 다용도로 사용되고 있다.
플랫트형 로프는 로프표면 전체를 평활하게 가공한 것으로 주로 3 ~ 4 스트랜드 비자전로프에 적용되며 스트랜드 중심에는 섬유심이 삽입된다. 이 로는 비자전성질이 우수하고 동일한 비자전로프로 사용되고 있는 다층연로프베 비하여 형태변형이 거의 없어 고공크레인 등의 비자전성질을 요구하는 용도에 적합하다.
로프표면을 평활하게 스웨이징(SWAGING)가공을 한 것으로 내마모와 압착등에 강해 벌목용, SKYLINE등의 정색 용도로서 뛰어난 특성을 갖고 있다.
로프의 중심에는 반드시 형태를 유지할 수 있는 심이 사용되며 사용 재질에 따라 크게 섬유심과 철심(STEEL CORE)으로 구분된다.
섬유심은 유연하고 내식성이 우수하지만 형태안정성과 절단하중이 낮고 신율이 큰 특성이 있으며 사용되고 있는 종류로는 천연심(SISAL)과 인조심(PP)이 있다.
천연심은 흡유성이 좋아서 사용중 장기간 급유 역활을 하므로 내식성을 향상시키는 반면에 친수성이 강해 흡수하는 성질이 있어 로프길이가 수축되며 수중에서 부식되는 성질이 있다.
인조심은 천연심에 비해 경이 비교적 균일하고 인장 및 압축강도가 크며 내식성, 내약품성이 좋다. 특히 흡수성이 거의 없어 해수등에 강한 반면 흡유성이 천연심에 비해 부족하다.
철심은 형태안정성 및 절단하중, 탄성계수가 높고 신율이 적어 광범위하게 사용되고 있다. 철심의 종류로는 IWRC, IWSC가 있다.
IWRC(Indipendent Wire Rope Core)는 Rope중심에 STEEL ROPE가 삽입된 것으로 크레인등 가장 많이 사용되고 있다.
IWSC(Indipendent Wire Strand Core)는 Rope중심에 STRAND가 삽입된 것으로 탄성계수가 높고 신율이 적어 주로 PENDENT용 등 정색으로 사용되나 유연성이 부족하여 동색으로서는 적합치 않다.
로프의 절단하중은 동일경, 동일구조에서 소선의 인장강도 종별에 따라 구분된다. 강도 특성은 그 수치에 비례하여 절단하중이 증가되지만 반드시 수명도 비례되는 것은 아니며 용도에 따라 적합한 강도가 요구된다.
소선의 종별 구분
종 별
비 고
E종 (135kg / mm²)
비도금
G종 (150kg / mm²)
도금(도금 후 신선선을 포함)
A종 (160kg / mm²)
비도금, 도금(도금 후 신선선을 포함)
B종 (180kg / mm²)
도금(도금 후 신선선을 포함)
C종 (195kg / mm²)
도금(도금 후 신선선을 포함)
참고 ) 상기 이외의 인장강도가 요구될 경우 주문자 요구에 우선하여 강도가 설정된다.
와이어 로프는 해수등과 같이 녹이 발생되기 쉬운 환경에서 사용되는 것 이외에 시브 및 드럼과의 마찰이 많아 윤활의 중요성이 요구되는 경우가 대부분이므로 이것을 보완하기 위해 그리스를 사용한다.
로프에 도포하는 그리스는 박리가 되거나 쉽게 흘러내리지 않는 점도와 방청성, 윤활성을 보유한 페트러레이텀(Petrolatum)(일반적으로 "적유"라 호칭함)계와 아스팔트(Asphalt)(일반적으로 "흑유"라 호칭함)계 그리스가 대표적으로 사용된다.
