와이어로프의 강도는 절단하중으로 나타낸다. 로프의 절단하중은 소선의 인장강도와 소선의 단면적, 꼬임에 따른 절단효율로 결정되며 특히 소선단면적과 절단효율은 로프의 규저에 따라 제각기 다르기 때문에 사용자가 직접 산충하기가 쉽지 않으므로 제품규격을 참조하면 정확인하면 정확히 확인할 수 있고 아래 도표를 활용하여 간이로 계산할 수 있다.

로프 구조별 단면적계수 및 연효율 계수표
로프구조	단면적계수	연효율계수
		G종 (150kg/mm²)	A종 (165kg/mm²)	B종 (180kg/mm²)	C종 (195kg/mm²)
6 X 7	0.399	0.90	0.90	0.90	0.90
6 X 12	0.252	0.88	0.88
6 X 19	0.397	0.86	0.84	0.82	0.82
6 X 24	0.358	0.87	0.85	0.85
6 X 30	0.317	0.88	0.88
6 X 37	0.395	0.85	0.83	0.81	0.81
6 X 61	0.393	0.82	0.82	0.80	0.80
6 X S(19)	0.41	0.82	0.82	0.80	0.78
6 X W(19)	0.41	0.82	0.82	0.80	0.78
6 X FI(25)	0.41	0.82	0.82	0.80	0.78
6 X WS(26)	0.41	0.82	0.82	0.80	0.78
6 X FI(29)	0.429	0.80	0.80	0.78	0.76
6 X WS(31)	0.429	0.80	0.80	0.78	0.76
6 X WS(36)	0.429	0.80	0.80	0.78	0.76
6 X WS(41)	0.429	0.80	0.80	0.78	0.76
6 X SeS(37)	0.429	0.80	0.80	0.78	0.76
6 X S(19) + IWRC	0.492		0.78	0.76	0.74
6 X W(19) + IWRC	0.492		0.78	0.76	0.74
6 X FI(25) + IWRC	0.492		0.78	0.76	0.74
6 X WS(26) + IWRC	0.492		0.78	0.76	0.74
6 X FI(29) + IWRC	0.510		0.77	0.775	0.73
6 X WS(31) + IWRC	0.510		0.77	0.775	0.73
6 X WS(36) + IWRC	0.510		0.77	0.775	0.73
6 X WS(41) + IWRC	0.510		0.77	0.775	0.73
6 X SeS(37)+ IWRC	0.510		0.77	0.775	0.73
8 X S(19)	0.362	0.82	0.82	0.80
8 X W(19)	0.362	0.82	0.82	0.80
8 X FI(25)	0.362	0.82	0.82	0.80
18 X 7	0.451	0.75	0.75	0.73	0.71
19 X 7	0.484	0.75	0.75	0.73	0.71
34 X 7	0.464	0.73	0.73	0.72	0.71
35 X 7	0.493	0.73	0.73	0.72	0.71

로프는 사용중에 반드시 늘어나며 이러한 신율은 로프의 선정 및 장비를 설계할 때 대단히 중요하므로 최대한 정확히 신율변화를 예측하는게 필요하다. 로프는 탄성구간 내에서만 사용되므로 반복하중에 의해 영구히 늘어나는 구조적 신율과 하중량에 비례하여 늘어난 후 하중제거시 원래의 길이로 복원되는 탄성신율(탄성계수)이 있다. 로프의 구조적 신율은 사용시 로프의 반복하중이 가해짐에 따라 최초 장착시의 길이보다 영구적으로 늘어나 잉여 길이가 생기는 것을 말한다. 이것은 로프가 여러가닥의 소선으로 꼬여 이루어져졌기 때문에 눈에 보이지 않는 공극이 존재하며 사용중 하중에 의해 이러한 공극이 제거되는 것이외에도 로프내의 소선간 압착에 따라 길이 방향으로 늘어나게 되는 것이며 사용초기에 신체 신율량의 대부분이 발생되는 것이 특징이다.

특히 일반연이 평행연에 비해 소선간 압착이 쉬워 신율이 크고 섬유심이 들어간 구조는 철심에 비해 신율량이 더욱 크다. 또한 소선가닥수가 많은 것이 적은 구조에 비해 신율량이 크다.

로프조별 구조적 신율
구 조	구조적 신율(%)	탄성계수 (15 ~ 30% 하중구간) kg/mm²
6 X 7 + FC	0.5	9,200
6 X 24 + FC	0.7	65,000
6 X 37 + FC	0.6	7,000
6 X S(19) + FC	0.4	8,500 ~ 9,000
6 X FI(25) + FC
6 X WSI(26) + FC
6 X S(19) + IWRC	0.3	9,000 ~ 10,000
6 X FI(25) + IWRC
6 X WSI(26) + IWRC
6 X FI(29) + FC	0.5	7,000 ~ 8,000
6 X WS(36) + FC
6 X WS(41) + FC
6 X FI(29) + IWRC	0.4	8,000 ~ 9,000
6 X WS(36) + IWRC
6 X WS(41) + IWRC
4 X SeS(39)	0.3	9,000
3 X SeS(39)	0.25	9,500
1 X 19	0.1	14,500
1 X 37	0.15	14,000
19 X 7	0.45	8,000
35 X 7	0.5	7,500
8 X 19CLASS + FC	0.7	6,500
8 X 19CLASS + IWRC	0.45	8,000

탄성신율은 사용시 로프에 가해짐에 따라 그 하중량에 비례하여 늘어났다가 하중을 제거하면 원래의 길이로 복원되는 신율로서 사용 하중에 따라 로프의 신율을 예측해야 하는 경우가 이러한 탄성신율이다. 탄성신율은 보통 탄성계수로 나타내며 구조별로 신율량은 각기 다르고 그 치수는 위 로프조별 구조적 신율표와 같다

탄성계수와 탄성에 의해 늘어난 길이의 관계는 다음 식과 같다.

와이어로프에 하중을 가하면 스트랜드 및 소선은 최초보다 안정한 상태로 이동하게 되며 이로 인하여 로프가 수축을 일으키는 경감소 현상을 나타낸다. 이러한 사용하중에 의해 경감소가 되는 것은 로프의 구조, 스트랜드나 선의 배열상태, 중심의 종류에 따라 차이가 있다.

사용중에 드럼이나 시브, 롤라 등에서 발생하는 응력은 순수 인장응력 이외에도 로프의 굴곡에 의한 1차굴곡과 드럼, 시브의 접촉에 의한 압축응력, 로프자전에 의한 비틀림 응력이 작용하며 여기서 수반되는 2차굴곡응력과 3차굴곡응력 등 로프에 발생되는 응력은 대단히 복잡하다. 따라서 로프굴곡응력에 대하여는 1차, 2차, 3차굴곡을 충분하게 고려할 필요가 있다.

1차굴곡

로프에 드럼이나 비스등에 의해 굴곡이 가해지는 경우, 로프는 1차 굴곡을 받게되고 이것에 의한 소선의 피로를 줄이는 것은 제조기술 외에도 사용시 드럼, 시브의 경을 크게하고 시브 GROOVE의 상태, 시브의 배치 등을 충분히 검토해야 한다.

2차굴곡

일반연 로프는 보통 2층이상의 소선이 교차하고 있기 때문에 외압에 의한 횡하중이 가해지면 외층소선이 내층소선에 굴곡을 받게 되는 것으로 로프가 굴곡을 받지 않아도 장력과 외압의 변화에 의해 발생한다. 따라서 2차굴곡은 일반연(교차연)만이 발생되며 6 X 19, 6 X 24, 6 X 37 등의 로프는 2차 굴곡을 받아 1차굴곡의 영향과 함께 로프 수명이 짧다.
2차 굴곡이 없게 하기 위해서는 평행연으로 변경할 필요가 있다.

3차굴곡

로프는 소선이나 스트랜드가 느슨해지면 이것의 유동에 의해 부분적인 반복굴곡이 발생되며 이것을 3차굴곡이라 한다. 3차굴곡은 느슨해진 소선이나 스트랜드가 드럼 및 시브에 의해 눌려지거나 밀려 소선이 이완되어 발생하는 경우와 마모된 로프가 굴곡을 받으면 마모부에 국부적으로 발생되기도 하며, 또한 로프가 압축될 경우 섬유심의 수축과 스트랜드나 소선이 상호 이완됨에 따른 소선의 굴곡 등으로 발생된다. 이외에도 마모, 단선, 부식, 형태붕괴에 의해 3차굴곡을 일으킬 수 있다. 로프의 유연성은 로프를 구성하는 소선수와 스트랜드수가 많을수록 유연하고 또한 스트랜드나 로프의 섬유심 비중이 클수록 유연성은 증가하며 동일구조에서 보통연보다 랑그연이 유연하다. 이러한 유연성은 굴곡을 많이 받는 용도일 경우 수명에 큰 영향을 미친다.

구조별 굴곡수명 계수
로프구조	계수	로프구조	계수
1 X 7	0.19	6 X FI(25)	1.00
1 X 19	0.31	6 X WS(31)	1.09
6 X 7	0.57	8 X S(19)	1.14
7 X 7	0.57	6 X WS(36)	1.31
19 X 7	0.67	8 X W(19)	1.33
6 X S(19)	0.67	6 X WS(41)	1.39
6 X FI(21)	0.92	6 X SeS(37)	1.39
6 X W(19)	0.95	8 X FI(25)	1.43

외이어로프는 굴곡을 받은 상태에서 파단시까지 장력을 가하면 직선상태보다 파단 하중이 저하되기 때문에 로프 사용시 이 사항이 감안되어 안전율이 설정되어야 한다.
특히 슬링로프의 경우 작은 굴곡반경에서 사용되는 경우가 많으므로 굴곡에 의한 강도저하는 주의하여야 한다.

로프에 슬립 및 급제동등으로 인해 충격하중이 가해지면 정적상태에서 걸리는 하중보다 크게되기 때문에 로프의 수명단축은 물론 로프의 절단사고로 인한 대형 안전사고의 원인이 된다. 따라서 사용중 극단적인 슬립과 운전시 급제동 및 급가속을 치하는 것이 중요하며 다음은 충격하중을 식으로 나타낸 것이다.

로프는 고탄성으로 된 다수의 소선을 나선상으로 꼬아 스트랜드를 만들고 이 스트랜드를 정해진 가닥수로 중심의 주위로 꼬은 구조로 되어 있다.

이때문에 로프에 하중이 가해지면 스트랜드와 로프는 각기 꼬임 반대방향(꼬임 풀림방향)으로 회전한다. 이 경우 스트랜드에 비해 로프의 회전력이 크기 때문에 로프 전체적으로 로프 풀림 방향으로 회전한다.
이와같이 로프의 축을 중심으로 회전하는 성질을 로프의 자전이라고 하며 이러한 자전의 영향은 로프장력 이외에 굴곡에 의한 자전과 접촉에 의한 자전이 있다.

장력에 의한 자전

아래 그림과 같이 로프 축 방향으로 장력이 작용될 때 원심 방향으로 꼬임이 풀리려는 회전 MOMENT가 발생한다. 이 때문에 장력이 작용하면 꼬임이 풀리는 방향으로 회전하고 장력이 제거되면 다시 꼬임이 환원되는 방향으로 회전한다. 로프가 굴곡을 받으면 스트랜드에 작용되는 장력은 굴곡의 내측보다 외측이 크기 때문에 그 장력의 차이에 의해 로프는 꼬임이 풀리려는 방향으로 회전한다. 접촉에 의한 자전

로프의 표면은 꼬임 때문에 스트랜드와 스트랜드 사이에는 골이 나선상으로 되어 있다. 따라서 로프가 시브등에 접촉하면 나선방향으로 이동할려는 회원을 한다. 이것이 SEREW ACTION 영향에 의한 로프의 자전 현상이다. 로프의 자전각도(자전회수)는 로프의 구조, 연방향(보통연, 랑그연), 꼬임핏치, 형부율에 따라 변하고 하중 및 로프의 길이에 비례하여 자전회수가 많아지고 반대로 동일 길이에서 로프경이 클수록 적게된다.

로프에 대한 자전회수는 아래의 10mm의 자전회수표를 이용하여 다음식과 같이 산출할 수 있다.

로프 10mm의 구조별 자전회수
구분	로프구조	자전회수
자전로프	6 X 7 (보통연)	2.0
	6 X 7 (랑그연)	3.0
	6 X 19 + FC	3.5
	6 X 24 + FC	4.5
	6 X 37 + FC	5.0
	6 X FI(29) / 6 X WS(36) + FC	3.0
	6 X FI(29) / 6 X WS(36) + IWRC	3.2
비자전로프	3 X SeS(39)	0.15
	4 X Ses(39)	0.2
	19 X 7	0.3
Non-Spin로프	6 X FI(29) + IWRC	1.6

자전 TORQUE는 로프의 구조, 연방향(보통연, 랑그연), 꼬임핏치 등에 따라 달라지며 장력 및 로프경이 비례하여 크게된다. 로프에 대한 자전 TORQUE는 이론적으로 계산이 가능하며 아래 도표를 활용하여 다음식과 같이 산출한다.

로프 구조별 자전 TORQUE 계소(K)
구분	로프구조	자전 TORQUE 계소(K)
자전로프	6 X 7 (보통연)	0.09 ~ 0.10
	6 X 7 (랑그연)	0.11 ~ 0.13
	6 X 19 + FC	0.08 ~ 0.09
	6 X 24 + FC / 6 X 37 + FC	0.09 ~ 0.10
	6 X FI(29) / 6 X WS(36) + FC, + IWRC	0.08 ~ 0.09
비자전로프	3 X SeS(39)	0.005 ~ 0.010
	4 X Ses(39)	0.010 ~ 0.025
	19 X 7	0.020 ~ 0.030
Non-Spin로프	6 X FI(29) + IWRC	0.045 ~ 0.065

로프 1가닥을 여러 가닥으로 걸어서 고양정으로 사용하면 로프가 상호 꼬이게 되어 작업이 곤란한 경우가 많다. 그 대책으로 자전 TORQUE가 작은 비자전로프가 사용되나 이것은 동일 높이의 양정에서 비스가 작을수록, 반대로 동일 시브경에서 양정의 높이가 높을수록 HOOK의 꼬임이 발생되기 쉽기 때문에 각 조건별로 다음식과 같이 TORQUE 계수 K 값 이하의 로프가 사용되어야 하며 시브경과 양정과의 관계를 같이 검토해야 한다.

HOOK 꼬임이 없는 최소 시브경은

로프를 장시간 사용하게되면 반복응력에 의해 파괴되는데 이러한 파괴현상을 피로파괴라고 한다. 피로파괴는 소선의 표면에 사용중 발생하는 균열이 성장되어 파괴되는 것으며 대개 소선의 직각방향으로 진행되는 것이 보통이다. 로프에 작용하는 장력이 증가되변 시브, 드럼 등과의 접촉압력이 커지고 소선 및 스트랜드, 철심과의 상호 접촉부분에서도 접촉압력이 증가한다. 이 때문에 소선의 마모와 피로경화는 사용하중이 증가되는 만큼 빨라진다. 일반적으로 로프에 사용하는 하중의 크기는 안전율로 표기한다. 즉, 안전율을 낮게 사용할수록(하중이 클수록) 피로단선이 조기에 발생하여 수명이 단축된다. 다음은 안전율과 피로수명과의 관계를 나타낸 것이다. 이러한 하중에 따른 피로수명은 반드시 동일한 것이 아니며 동일 로프의 동일 하중 조건에서도 동적 하중조건과 정적 하중조건과의 피로수명은 크게 다르다. 로프는 사용중에 시브등에서 굴곡을 반복적으로 받으므로 굴곡의 크기는 로프의 피로수명에 큰영향을 미친다. 시브 경이 작을 경우 구곡반경이 작기 때문에 피로수명이 저하된다. 로프의 굴국크기는 일반적으로 시브등의 직경 D에 대한 로프경 d의 비 인 D/d로 표시한다. D/d의 비와 로프 피로수명에 미치는 영향은 거의 비례한다. 드럼이나 시브, 롤러의 배치를 로프의 굴곡방향과 동일하게 하여 편굴곡을 받도록 장비를 설계하는 것이 대단히 중요하다. 그러나 여러가지 조건에 의해 S 굴곡을 주지 않으면 안되는 경우가 있으나 이 경우 편굴곡에 비해 S굴곡의 수명은 70 ~75%정도로 짧게된다. 따라서 드럼 및 시브등 REEVING LINE을 설계할 때는 가능한 S굴곡을 피하는 것이 좋고 S굴곡을 피할 수 없는 경우에는 시브 간격을 크게한다. 특히 짧은 거리에서 S굴곡을 받는 경우에는 시브경을 편굴국 경우의 25 ~ 30%정도 크게 설계할 필요가 있다.

굴곡방향과 굴곡횟수
	로프의 굴곡방향	와아어로프 굴곡회수(N) (1Cycle=1회 왕복당, U굴곡 회수의 환산)
명칭	그림
U굴곡 (편굴곡)
S굴곡 (역굴곡)
2중 S굴곡 (교차굴곡)

드럼, 시브홈의 형상과 크기는 로프수명에 큰 영향을 미친다. 홈의 형상은 U형, 평형, V형의 3가지로 구분되나 로프의 수명은 U형이 가장 좋다. 홈경은 통상 공칭경보다 7 ~ 10% 정도 큰 것이 좋으며 홈경이 적을 경우 로프는 형태 변형이 발생하고 정상적인 자전을 방해 받아 2차 및 3차 굴곡과 편마모를 일으켜 조기단선을 유발하고 반대로 홈경이 큰 것은 로프에 국부적인 면압이 작용되어 소선의 피로를 촉진시켜 수명이 단축된다. 그리스의 역활은 로프가 굴곡을 받을 때 소선이나 스트랜드를 윤활시켜 주기 때문에 로프의 굴곡응력을 감소시킨다. 따라서 로프의 피로수명은 그리스의 유무에 따라 3 ~ 6 배정도로 크게 영향을 미친다. 로프에 도포되는 그리스의 구비조건은 다음과 같다.

- 유해한 산, 혹은 알칼리, 수분 등을 함유하지 않아야 하며 물에 불용성이어야 한다.
- 염분, 산성이나 알카리성의 물에 의하여 쉽게 변질 되어서는 안되며 휘발성이 적어야 한다.
- 로프 사용 중 그리스를 추가 도포 할 시에 동일한 성상의 그리스를 사용한다.

그리스 도유 방법은 다음과 같다.

로프를 구성하고 있는 탄소강선은 고온에서 사용할 때 그 특성이 변화되는 것이 보통이며 그 특성의 변화는 아래 도표와 같다. 특히 섬유심이 삽입된 로프는 고온에서의 변화가 민감하므로 주의해야 한다. 천연섬유심의 경우 약 130 ~ 150°C에서 탄화되기 시작하여 약 250 ~ 260°C에서 인화되어 연소된다.

합성섬유(P.P)심의 경우 약 140°C에서 연화되기 시작하여 약 165°C에서 용융되므로 이러한 온도 이상에서는 섬유심 사용을 피해야 한다.

아래의 그림과 같이 내아모성과 내피로도는 서로 상반되는 특징을 갖고 있다.

로프구성	스트랜드 구성		내마모성	내피로성
	외층 소선수	소선경지수
6 X W(19)	6	100	100	50
6 X 7	6	100	95	40
6 X S(19)	9	73	70	60
6 X 19	12	61	60	55
6 X Fi(25)	12	59	60	65
6 X WS(29)	14	52	50	90
6 X Fi(29)	14	49	50	80
6 X 37	18	43	40	80