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淺析鋼絲繩在污水中的防護

發(fā)布時間：2022-07-13 15:17　文章來源：未知　文章作者：admin　點擊數(shù)：

    在漳衛(wèi)南河系中，大部分水閘的應用環(huán)境都是在劣五類水中，因此對鋼絲繩進行有針對性的防護，讓其始終保持良好的應力狀態(tài)對水閘的安全運行具有重要意義。杜絕斷繩現(xiàn)象、縮短鋼絲繩的保養(yǎng)工時、延長鋼絲繩的換繩周期是所有水閘管理者、養(yǎng)護者追求的目標。
        一般來說，除了意外及不當操作導致的損壞外，鋼絲繩的破壞形式主要是：由于銹蝕引起的內(nèi)部斷絲和潤滑不足導致的表面斷絲。受檢測手段的局限，目前水閘用的鋼絲繩檢測，主要采用傳統(tǒng)的人工目測方法，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)量來決定。
        一、影響鋼絲繩壽命的主要因素
        1、污水浸泡、水流對鋼絲繩的銹蝕
        鋼絲繩的銹蝕是一種氧化反應。在干燥的空氣中，這種反應非常緩慢。在純凈水中，由于缺乏電解質(zhì)，反應速度也相當緩慢。但如果在水中混入可溶性無機鹽，溶解后的離子會大大加速氧離子的擴散，使氧化反應速度成倍增加，在漳衛(wèi)南河系，水閘應用的劣五類水環(huán)境中，就充滿了各類無機鹽類。
        此外，在提閘防水時，產(chǎn)生的巨大沖擊水流，也會對鋼絲繩的外層油膜造成很大傷害。
        2、高溫對鋼絲繩的影響
        夏季是鋼絲繩保養(yǎng)的重點季節(jié)。室外工作的鋼絲繩在陽光暴曬下，表面溫度可達到60℃以上。在這樣的高溫下，銹蝕作用和鋼絲繩防護劑的自然氧化速度都會大大加快。通常來說，溫度每增加10℃，化學反應速度就增加1倍。在20℃下需要8000小時完成的化學反應，在50℃時只需1000小時就可完成。
        3、異物嵌入對鋼絲繩的影響
        攔蓄的水中有大量漂浮物，其中會混入很多顆粒狀的垃圾。如果這些外來硬質(zhì)異物被卷進鋼絲繩與水下滑輪護罩中，甚至被卷入鋼絲繩的絲股之間，極有可能造成局部應力集中，造成異常磨損和表面斷絲。祝官屯樞紐9號閘曾經(jīng)在2003年出現(xiàn)過一次險情，一只膠鞋底卡進了水下滑輪，造成鋼絲繩出槽，與水下滑輪卡在一起，對鋼絲繩造成了傷害。
        4、頻繁操作對鋼絲繩的影響
        在正常纏繞和操作狀態(tài)下，水閘的升降操作對鋼絲繩的影響僅局限在疲勞壽命方面。但鋼絲繩表面的潤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，部分油品被擠出到鋼絲繩表面；鋼絲繩放松時，表面的油品又被吸入鋼絲繩內(nèi)部。這樣的運動，相當于對油品進行不斷擠壓。油膜本身接觸空氣的表面積就非常大，又被反復擠壓，其氧化作用較靜止狀態(tài)要快得多。
        綜上所述，由于應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滑防護產(chǎn)品保養(yǎng)，鋼絲繩的使用壽命會受到很大影響。
        二、鋼絲繩的防護
        為延長鋼絲繩的使用壽命，各方都在努力尋找解決方法。作為鋼絲繩的生產(chǎn)廠商，采用的比較先進的技術是在鋼絲繩的內(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，消除水分、陰陽離子對鋼絲繩的影響。但是由于鋼絲繩在高載工況下下作往復運動，而塑料的強度遠低于鋼絲繩，因此使用一段時間后就會發(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)護方法，還是在鋼絲繩表面施加合適的潤滑防護劑以實現(xiàn)防護目的。

        1、鋼絲繩防護的目標
        （1）提供潤滑
        減少鋼絲繩與各種滑輪、卷揚鼓在牽引與被牽引時發(fā)生的滑動摩擦，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離子的影響，導致鋼絲繩表面與內(nèi)部產(chǎn)生銹蝕進而引發(fā)斷絲現(xiàn)象，所以一定要避免銹蝕。
        （3）防腐蝕
        常用的潤滑產(chǎn)品長期在陽光暴曬下使用，會產(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、鋼絲繩防護的形式
        對鋼絲繩的防護，按防護劑的流動性一般可分為滲透型防護與覆蓋型防護兩種。
        3、兩種防護形式優(yōu)缺點的分析
        從水閘實際應用來看，這兩種方法各有優(yōu)缺點。
        （1）滲透型防護
        優(yōu)點：從里到外防護，防護效果好，表里如一，全面防護。
        缺點：表面產(chǎn)生的油膜很薄，不利于長時間與污水接觸。
        （2）覆蓋型防護
        優(yōu)點：表面油膜較厚，在長期浸泡污水的條件下，防護效果較好。
        缺點：油脂大部分存在于鋼絲繩表面，里面的防護較差，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損壞。此外，覆蓋型防護后，鋼絲繩表面難于檢測，鋼絲繩內(nèi)部有時會產(chǎn)生比較嚴重的銹蝕，表面卻無癥狀。
        漳衛(wèi)南河系的水閘現(xiàn)階段采用的大部分是覆蓋防護，由于以上的缺點，在現(xiàn)階段的水質(zhì)條件下，防護效果并不好。以祝官屯樞紐為例：2002年祝官屯樞紐更換了1984年建閘時開始使用的鋼絲繩，共計使用18年，而新更換的鋼絲繩在2007年，很快出現(xiàn)斷絲超標準的情況，壽命成倍縮短。由此可見，隨著水閘應用的水環(huán)境發(fā)生了很大變化，我們水閘傳統(tǒng)的防護油脂和防護方法已經(jīng)很不適應現(xiàn)有的使用條件。理想的做法是，找到一種能兼顧兩種防護方法優(yōu)點的潤滑油脂。
        三、選擇合適潤滑防護產(chǎn)品的要求
        就我們水閘工程中應用的鋼絲繩而言，潤滑油脂應具備以下條件：
        （1）能粘附在鋼絲繩上，不會被輕易擦掉，并在溫度變化時不影響潤滑效果。這種粘附性能還對防止卷筒打滑有一定作用，特別對提升鋼絲繩的附著摩擦力起重要的作用。
        （2）良好的流動和滲透能力，能迅速滲入鋼絲繩內(nèi)部以及纖維芯進行潤滑和防銹，并防止細菌在纖維上滋生。
        （3）較高的油膜強度，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，能減少潤滑油的滴落，并避免運動時離心甩失，保持啟閉機和閘門表面的清潔。
        （5）不能含有引起銹蝕的酸、堿成分，防止鋼絲銹蝕。鋼絲繩潤滑油的主要附加功能是防止其銹蝕。
        （6）自恢復的能力強，鋼絲繩工作時不斷在彎曲變形，致使其表面油膜也不斷受到擴展或擠壓。這要求油膜較柔和，并且有較高的溫潤性。不致出現(xiàn)油膜斷裂，即偶然斷裂也較容易自恢復。
        （7）抗洗、抗乳化性能強，有助于在水閘蓄水時減少潤滑油損失和防止腐蝕和銹蝕。尤其針對現(xiàn)在普遍污染較重的現(xiàn)實，此項性能尤其重要。
        （8）油脂在涂敷后，應能常溫固化，以提供光滑而均勻的膜層，起到覆膜保護的作用。
        四、結(jié)束語
        水閘工程對鋼絲繩安全性的要求有著永無止境的要求。采用高檔的鋼絲繩防護產(chǎn)品雖然會在一定程度上提高工程成本，但其所帶來的綜合效益顯而易見。如何選擇合適的基礎油產(chǎn)品、合適的粘度指標、最佳的潤滑保養(yǎng)方法是我們在實際的應用工作中應該積極探索的主要問題，我們應該積極聯(lián)系潤滑油和鋼絲繩生產(chǎn)廠家，爭取能讓廠家按照我們的具體特性需要而配制專用潤滑油脂，有針對性地解決水閘用鋼絲繩在污水中的防護問題。