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淺析鋼絲繩在污水中的防護(hù)

發(fā)布時(shí)間:2022-07-13 15:17 文章來(lái)源:未知 文章作者:admin 點(diǎn)擊數(shù):

在漳衛(wèi)南河系中,大部分水閘的應(yīng)用環(huán)境都是在劣五類水中,因此對(duì)鋼絲繩進(jìn)行有針對(duì)性的防護(hù),讓其始終保持良好的應(yīng)力狀態(tài)對(duì)水閘的安全運(yùn)行具有重要意義。杜絕斷繩現(xiàn)象、縮短鋼


    在漳衛(wèi)南河系中,大部分水閘的應(yīng)用環(huán)境都是在劣五類水中,因此對(duì)鋼絲繩進(jìn)行有針對(duì)性的防護(hù),讓其始終保持良好的應(yīng)力狀態(tài)對(duì)水閘的安全運(yùn)行具有重要意義。杜絕斷繩現(xiàn)象、縮短鋼絲繩的保養(yǎng)工時(shí)、延長(zhǎng)鋼絲繩的換繩周期是所有水閘管理者、養(yǎng)護(hù)者追求的目標(biāo)。
        一般來(lái)說(shuō),除了意外及不當(dāng)操作導(dǎo)致的損壞外,鋼絲繩的破壞形式主要是:由于銹蝕引起的內(nèi)部斷絲和潤(rùn)滑不足導(dǎo)致的表面斷絲。受檢測(cè)手段的局限,目前水閘用的鋼絲繩檢測(cè),主要采用傳統(tǒng)的人工目測(cè)方法,檢查生銹和表面斷絲情況,鋼絲繩的更新往往根據(jù)使用年限和表面斷絲數(shù)量來(lái)決定。
        一、影響鋼絲繩壽命的主要因素
        1、污水浸泡、水流對(duì)鋼絲繩的銹蝕
        鋼絲繩的銹蝕是一種氧化反應(yīng)。在干燥的空氣中,這種反應(yīng)非常緩慢。在純凈水中,由于缺乏電解質(zhì),反應(yīng)速度也相當(dāng)緩慢。但如果在水中混入可溶性無(wú)機(jī)鹽,溶解后的離子會(huì)大大加速氧離子的擴(kuò)散,使氧化反應(yīng)速度成倍增加,在漳衛(wèi)南河系,水閘應(yīng)用的劣五類水環(huán)境中,就充滿了各類無(wú)機(jī)鹽類。
        此外,在提閘防水時(shí),產(chǎn)生的巨大沖擊水流,也會(huì)對(duì)鋼絲繩的外層油膜造成很大傷害。
        2、高溫對(duì)鋼絲繩的影響
        夏季是鋼絲繩保養(yǎng)的重點(diǎn)季節(jié)。室外工作的鋼絲繩在陽(yáng)光暴曬下,表面溫度可達(dá)到60℃以上。在這樣的高溫下,銹蝕作用和鋼絲繩防護(hù)劑的自然氧化速度都會(huì)大大加快。通常來(lái)說(shuō),溫度每增加10℃,化學(xué)反應(yīng)速度就增加1倍。在20℃下需要8000小時(shí)完成的化學(xué)反應(yīng),在50℃時(shí)只需1000小時(shí)就可完成。
        3、異物嵌入對(duì)鋼絲繩的影響
        攔蓄的水中有大量漂浮物,其中會(huì)混入很多顆粒狀的垃圾。如果這些外來(lái)硬質(zhì)異物被卷進(jìn)鋼絲繩與水下滑輪護(hù)罩中,甚至被卷入鋼絲繩的絲股之間,極有可能造成局部應(yīng)力集中,造成異常磨損和表面斷絲。祝官屯樞紐9號(hào)閘曾經(jīng)在2003年出現(xiàn)過(guò)一次險(xiǎn)情,一只膠鞋底卡進(jìn)了水下滑輪,造成鋼絲繩出槽,與水下滑輪卡在一起,對(duì)鋼絲繩造成了傷害。
        4、頻繁操作對(duì)鋼絲繩的影響
        在正常纏繞和操作狀態(tài)下,水閘的升降操作對(duì)鋼絲繩的影響僅局限在疲勞壽命方面。但鋼絲繩表面的潤(rùn)滑劑往往以薄膜形式結(jié)附在鋼絲繩表面,鋼絲繩在拉緊時(shí),部分油品被擠出到鋼絲繩表面;鋼絲繩放松時(shí),表面的油品又被吸入鋼絲繩內(nèi)部。這樣的運(yùn)動(dòng),相當(dāng)于對(duì)油品進(jìn)行不斷擠壓。油膜本身接觸空氣的表面積就非常大,又被反復(fù)擠壓,其氧化作用較靜止?fàn)顟B(tài)要快得多。
        綜上所述,由于應(yīng)用在水閘的鋼絲繩工作在高溫、高濕、高載、高污染、有異物的工作環(huán)境下,如果缺乏正確的操作和與之相匹配的專用潤(rùn)滑防護(hù)產(chǎn)品保養(yǎng),鋼絲繩的使用壽命會(huì)受到很大影響。
        二、鋼絲繩的防護(hù)
        為延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命,各方都在努力尋找解決方法。作為鋼絲繩的生產(chǎn)廠商,采用的比較先進(jìn)的技術(shù)是在鋼絲繩的內(nèi)部注塑,或在絲、股的表面涂塑。他們希望使用物理方法把鋼絲繩與外界隔離開來(lái),消除水分、陰陽(yáng)離子對(duì)鋼絲繩的影響。但是由于鋼絲繩在高載工況下下作往復(fù)運(yùn)動(dòng),而塑料的強(qiáng)度遠(yuǎn)低于鋼絲繩,因此使用一段時(shí)間后就會(huì)發(fā)生塑料被絞碎脫落的現(xiàn)象。
        目前適合水閘工程使用的最普遍的鋼絲繩養(yǎng)護(hù)方法,還是在鋼絲繩表面施加合適的潤(rùn)滑防護(hù)劑以實(shí)現(xiàn)防護(hù)目的。


        1、鋼絲繩防護(hù)的目標(biāo)
        (1)提供潤(rùn)滑
        減少鋼絲繩與各種滑輪、卷?yè)P(yáng)鼓在牽引與被牽引時(shí)發(fā)生的滑動(dòng)摩擦,減少鋼絲繩內(nèi)部絲股之間的相互摩擦,避免出現(xiàn)各種應(yīng)力集中和“干摩擦”等現(xiàn)象。
        (2)防銹蝕
        鋼絲繩在戶外甚至水下使用,容易受到水分和陰陽(yáng)離子的影響,導(dǎo)致鋼絲繩表面與內(nèi)部產(chǎn)生銹蝕進(jìn)而引發(fā)斷絲現(xiàn)象,所以一定要避免銹蝕。
        (3)防腐蝕
        常用的潤(rùn)滑產(chǎn)品長(zhǎng)期在陽(yáng)光暴曬下使用,會(huì)產(chǎn)生酸性氧化物混合在油泥中,而油泥堆積在鋼絲繩表面既對(duì)鋼絲繩產(chǎn)生腐蝕作用又污染作業(yè)環(huán)境。
        2、鋼絲繩防護(hù)的形式
        對(duì)鋼絲繩的防護(hù),按防護(hù)劑的流動(dòng)性一般可分為滲透型防護(hù)與覆蓋型防護(hù)兩種。
        3、兩種防護(hù)形式優(yōu)缺點(diǎn)的分析
        從水閘實(shí)際應(yīng)用來(lái)看,這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。
        (1)滲透型防護(hù)
        優(yōu)點(diǎn):從里到外防護(hù),防護(hù)效果好,表里如一,全面防護(hù)。
        缺點(diǎn):表面產(chǎn)生的油膜很薄,不利于長(zhǎng)時(shí)間與污水接觸。
        (2)覆蓋型防護(hù)
        優(yōu)點(diǎn):表面油膜較厚,在長(zhǎng)期浸泡污水的條件下,防護(hù)效果較好。
        缺點(diǎn):油脂大部分存在于鋼絲繩表面,里面的防護(hù)較差,表面的油膜容易沾染灰塵、沙礫等,一旦這些顆粒卷入鋼絲繩內(nèi)部,有可能造成更直接的物理?yè)p壞。此外,覆蓋型防護(hù)后,鋼絲繩表面難于檢測(cè),鋼絲繩內(nèi)部有時(shí)會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的銹蝕,表面卻無(wú)癥狀。
        漳衛(wèi)南河系的水閘現(xiàn)階段采用的大部分是覆蓋防護(hù),由于以上的缺點(diǎn),在現(xiàn)階段的水質(zhì)條件下,防護(hù)效果并不好。以祝官屯樞紐為例:2002年祝官屯樞紐更換了1984年建閘時(shí)開始使用的鋼絲繩,共計(jì)使用18年,而新更換的鋼絲繩在2007年,很快出現(xiàn)斷絲超標(biāo)準(zhǔn)的情況,壽命成倍縮短。由此可見(jiàn),隨著水閘應(yīng)用的水環(huán)境發(fā)生了很大變化,我們水閘傳統(tǒng)的防護(hù)油脂和防護(hù)方法已經(jīng)很不適應(yīng)現(xiàn)有的使用條件。理想的做法是,找到一種能兼顧兩種防護(hù)方法優(yōu)點(diǎn)的潤(rùn)滑油脂。
        三、選擇合適潤(rùn)滑防護(hù)產(chǎn)品的要求
        就我們水閘工程中應(yīng)用的鋼絲繩而言,潤(rùn)滑油脂應(yīng)具備以下條件:
        (1)能粘附在鋼絲繩上,不會(huì)被輕易擦掉,并在溫度變化時(shí)不影響潤(rùn)滑效果。這種粘附性能還對(duì)防止卷筒打滑有一定作用,特別對(duì)提升鋼絲繩的附著摩擦力起重要的作用。
        (2)良好的流動(dòng)和滲透能力,能迅速滲入鋼絲繩內(nèi)部以及纖維芯進(jìn)行潤(rùn)滑和防銹,并防止細(xì)菌在纖維上滋生。
        (3)較高的油膜強(qiáng)度,能在閘門重量載荷下抵抗相互接觸的鋼絲之間存在的極高壓力。
        (4)有較高的內(nèi)聚力,能減少潤(rùn)滑油的滴落,并避免運(yùn)動(dòng)時(shí)離心甩失,保持啟閉機(jī)和閘門表面的清潔。
        (5)不能含有引起銹蝕的酸、堿成分,防止鋼絲銹蝕。鋼絲繩潤(rùn)滑油的主要附加功能是防止其銹蝕。
        (6)自恢復(fù)的能力強(qiáng),鋼絲繩工作時(shí)不斷在彎曲變形,致使其表面油膜也不斷受到擴(kuò)展或擠壓。這要求油膜較柔和,并且有較高的溫潤(rùn)性。不致出現(xiàn)油膜斷裂,即偶然斷裂也較容易自恢復(fù)。
        (7)抗洗、抗乳化性能強(qiáng),有助于在水閘蓄水時(shí)減少潤(rùn)滑油損失和防止腐蝕和銹蝕。尤其針對(duì)現(xiàn)在普遍污染較重的現(xiàn)實(shí),此項(xiàng)性能尤其重要。
        (8)油脂在涂敷后,應(yīng)能常溫固化,以提供光滑而均勻的膜層,起到覆膜保護(hù)的作用。
        四、結(jié)束語(yǔ)
        水閘工程對(duì)鋼絲繩安全性的要求有著永無(wú)止境的要求。采用高檔的鋼絲繩防護(hù)產(chǎn)品雖然會(huì)在一定程度上提高工程成本,但其所帶來(lái)的綜合效益顯而易見(jiàn)。如何選擇合適的基礎(chǔ)油產(chǎn)品、合適的粘度指標(biāo)、最佳的潤(rùn)滑保養(yǎng)方法是我們?cè)趯?shí)際的應(yīng)用工作中應(yīng)該積極探索的主要問(wèn)題,我們應(yīng)該積極聯(lián)系潤(rùn)滑油和鋼絲繩生產(chǎn)廠家,爭(zhēng)取能讓廠家按照我們的具體特性需要而配制專用潤(rùn)滑油脂,有針對(duì)性地解決水閘用鋼絲繩在污水中的防護(hù)問(wèn)題。