在漳卫南河系中,大部分水闸的应用环境都是在劣五类水中,因此对钢丝绳进行有针对性的防护,让其始终保持良好的应力状态对水闸的安全运行具有重要意义。杜绝断绳现象、缩短钢丝绳的保养工时、延长钢丝绳的换绳周期是所有水闸管理者、养护者追求的目标。
一般来说,除了意外及不当操作导致的损坏外,钢丝绳的破坏形式主要是:由于锈蚀引起的内部断丝和润滑不足导致的表面断丝。受检测手段的局限,目前水闸用的钢丝绳检测,主要采用传统的人工目测方法,检查生锈和表面断丝情况,钢丝绳的更新往往根据使用年限和表面断丝数量来决定。
一、影响钢丝绳寿命的主要因素
1、污水浸泡、水流对钢丝绳的锈蚀
钢丝绳的锈蚀是一种氧化反应。在干燥的空气中,这种反应非常缓慢。在纯净水中,由于缺乏电解质,反应速度也相当缓慢。但如果在水中混入可溶性无机盐,溶解后的离子会大大加速氧离子的扩散,使氧化反应速度成倍增加,在漳卫南河系,水闸应用的劣五类水环境中,就充满了各类无机盐类。
此外,在提闸防水时,产生的巨大冲击水流,也会对钢丝绳的外层油膜造成很大伤害。
2、高温对钢丝绳的影响
夏季是钢丝绳保养的重点季节。室外工作的钢丝绳在阳光暴晒下,表面温度可达到60℃以上。在这样的高温下,锈蚀作用和钢丝绳防护剂的自然氧化速度都会大大加快。通常来说,温度每增加10℃,化学反应速度就增加1倍。在20℃下需要8000小时完成的化学反应,在50℃时只需1000小时就可完成。
3、异物嵌入对钢丝绳的影响
拦蓄的水中有大量漂浮物,其中会混入很多颗粒状的垃圾。如果这些外来硬质异物被卷进钢丝绳与水下滑轮护罩中,甚至被卷入钢丝绳的丝股之间,极有可能造成局部应力集中,造成异常磨损和表面断丝。祝官屯枢纽9号闸曾经在2003年出现过一次险情,一只胶鞋底卡进了水下滑轮,造成钢丝绳出槽,与水下滑轮卡在一起,对钢丝绳造成了伤害。
4、频繁操作对钢丝绳的影响
在正常缠绕和操作状态下,水闸的升降操作对钢丝绳的影响仅局限在疲劳寿命方面。但钢丝绳表面的润滑剂往往以薄膜形式结附在钢丝绳表面,钢丝绳在拉紧时,部分油品被挤出到钢丝绳表面;钢丝绳放松时,表面的油品又被吸入钢丝绳内部。这样的运动,相当于对油品进行不断挤压。油膜本身接触空气的表面积就非常大,又被反复挤压,其氧化作用较静止状态要快得多。
综上所述,由于应用在水闸的钢丝绳工作在高温、高湿、高载、高污染、有异物的工作环境下,如果缺乏正确的操作和与之相匹配的专用润滑防护产品保养,钢丝绳的使用寿命会受到很大影响。
二、钢丝绳的防护
为延长钢丝绳的使用寿命,各方都在努力寻找解决方法。作为钢丝绳的生产厂商,采用的比较先进的技术是在钢丝绳的内部注塑,或在丝、股的表面涂塑。他们希望使用物理方法把钢丝绳与外界隔离开来,消除水分、阴阳离子对钢丝绳的影响。但是由于钢丝绳在高载工况下下作往复运动,而塑料的强度远低于钢丝绳,因此使用一段时间后就会发生塑料被绞碎脱落的现象。
目前适合水闸工程使用的最普遍的钢丝绳养护方法,还是在钢丝绳表面施加合适的润滑防护剂以实现防护目的。
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