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淺析鋼絲繩在污水中的防護

作者: admin 編輯: admin 來源:admin 發布日期:2022-07-19 14:41
信息摘要:
在漳衛南河系中,大部分水閘的應用環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對水閘的安全運行具有重要意義。杜絕斷繩現象、縮短鋼

  在漳衛南河系中,大部分水閘的應用環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對水閘的安全運行具有重要意義。杜絕斷繩現象、縮短鋼絲繩的保養工時、延長鋼絲繩的換繩周期是所有水閘管理者、養護者追求的目標。
        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使用年限和表面斷絲數量來決定。
        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,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,在漳衛南河系,水閘應用的劣五類水環境中,就充滿了各類無機鹽類。
        此外,在提閘防水時,產生的巨大沖擊水流,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
        夏季是鋼絲繩保養的重點季節。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號閘曾經在2003年出現過一次險情,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品保養,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。作為鋼絲繩的生產廠商,采用的比較先進的技術是在鋼絲繩的內部注塑,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生塑料被絞碎脫落的現象。
        目前適合水閘工程使用的最普遍的鋼絲繩養護方法,還是在鋼絲繩表面施加合適的潤滑防護劑以實現防護目的。


        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生的滑動摩擦,減少鋼絲繩內部絲股之間的相互摩擦,避免出現各種應力集中和“干摩擦”等現象。
        (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部產生銹蝕進而引發斷絲現象,所以一定要避免銹蝕。
        (3)防腐蝕
        常用的潤滑產品長期在陽光暴曬下使用,會產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生腐蝕作用又污染作業環境。
        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、兩種防護形式優缺點的分析
        從水閘實際應用來看,這兩種方法各有優缺點。
        (1)滲透型防護
        優點:從里到外防護,防護效果好,表里如一,全面防護。
        缺點:表面產生的油膜很薄,不利于長時間與污水接觸。
        (2)覆蓋型防護
        優點: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,鋼絲繩內部有時會產生比較嚴重的銹蝕,表面卻無癥狀。
        漳衛南河系的水閘現階段采用的大部分是覆蓋防護,由于以上的缺點,在現階段的水質條件下,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境發生了很大變化,我們水閘傳統的防護油脂和防護方法已經很不適應現有的使用條件。理想的做法是,找到一種能兼顧兩種防護方法優點的潤滑油脂。
        三、選擇合適潤滑防護產品的要求
        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。尤其針對現在普遍污染較重的現實,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品、合適的粘度指標、最佳的潤滑保養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,我們應該積極聯系潤滑油和鋼絲繩生產廠家,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。

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