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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，因此對鋼絲繩進(jìn)行有針對性的防護(hù)，讓其始終保持良好的應(yīng)力狀態(tài)對水閘的安全運(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，因此對鋼絲繩進(jìn)行有針對性的防護(hù)，讓其始終保持良好的應(yīng)力狀態(tài)對水閘的安全運(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)。
一般來說，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)部斷絲和潤滑不足導(dǎo)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(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(diǎn)季節(jié)。室外工作的鋼絲繩在陽光暴曬下，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。通常來說，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(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，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(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）提供潤滑
減少鋼絲繩與各種滑輪、卷揚(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
常用的潤滑產(chǎn)品長期在陽光暴曬下使用，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損壞。此外，覆蓋型防護(hù)后，鋼絲繩表面難于檢測，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，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)的潤滑油脂。
三、選擇合適潤滑防護(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(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(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
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(hù)產(chǎn)品雖然會(huì)在一定程度上提高工程成本，但其所帶來的綜合效益顯而易見。如何選擇合適的基礎(chǔ)油產(chǎn)品、合適的粘度指標(biāo)、最佳的潤滑保養(yǎng)方法是我們在實(shí)際的應(yīng)用工作中應(yīng)該積極探索的主要問題，我們應(yīng)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(hù)問題。