启闭机钢丝绳的养护

启闭机钢丝绳的养护

徐良

东海县水务局

摘要：钢丝绳的安全性对于闸门启闭机的正常启闭有着较大的影响，甚至影响到水闸工程的整体质量。因此，技术人员通过分析钢丝绳故障产生的原因，针对性采取一些必要的措施进行维护，并定期对设备进行保养，以确保钢丝绳功能的发挥。本文从检查、养护和维修等方面总结出一套钢丝绳的管理技术。

关键词：闸门；启闭机；钢丝绳；养护措施

1失效原因分析

实际使用中，启闭机钢丝绳的受力情况很复杂，主要承受以下三种力：一是闸门自重、配重、水柱压力和磨擦阻力所相起的拉伸力，二是钢丝绳穿绕过卷筒、滑轮所引起的弯曲力，三是钢丝绳与卷筒、滑轮接触时所受的挤压力等。

1.1锈蚀

启闭机钢丝绳长期处于暴露的大气或水中，往往由于电化学腐蚀使其表面剥离，产生黑皮麻坑，形成沟纹，在水质污染严重的干湿交替部位尤为严重。实践证明：由于腐蚀引起的强度和韧性损失大大超过了正常磨损和疲劳的影响。含有酸性和碱性的水流和气流，不仅会冲刷掉钢丝绳表面和内部的油脂，造成绳芯腐烂、钢丝绳锈蚀，而且还会使股与股及钢丝绳间磨损挤压，钢丝强度和韧性损失加剧。

防止钢丝绳锈蚀损伤的方法有两种：一种勤涂油，二是选用镀锌或不锈钢等特种钢丝绳。

1.2磨损

启闭机钢丝绳使用时与卷筒等其它物体接触并有相对运动，产生摩擦，钢丝绳的表面也不断磨损。钢丝绳最常见的磨损方式一般有外部磨损和内部磨损两种情况。

1.2.1外部磨损

钢丝绳在使用过程中其外周与滑轮槽、卷筒壁、钩头等物体表面接触而引起的磨损属于外部磨损。外部磨损使外周表面的细钢丝被磨平，绳径变细。钢丝绳的破断载荷随着承受载荷截面积减小，也相应降低。实际使用中，外部磨损造成的单周磨损较全周磨损更为恶劣，因此应尽可能使单周磨损的钢丝改为全周均匀磨损。在钢丝绳全长范围内，也可通过调头使用等方法尽可能做到均匀地磨损，延长其使用寿命。

1.2.2内部磨损

钢丝绳经过卷筒或滑轮时，所承受的全部负荷压在其一侧，此时钢丝绳钢丝的曲率半径不可能完全相同。弯曲时，钢丝绳内部各根细钢丝就会相互产生作用力并产生滑移，股与股之间接触应力增大使相邻股间的钢丝产生局部压痕。当反复循环弯曲拉伸时，压痕逐渐加大为深凹，并产生集中压力而被折断。细钢丝表面的压力与钢丝绳所承受的拉力成正比，在拉力相同情况下，受压面积不同单位面积承受的压力也不同。实践表明：采用线接触或面接触的钢丝绳比采用点接触钢丝绳在减少内部磨损方面更为有利。

1.3疲劳

钢丝绳反复通过滑轮或卷筒，无数次的弯曲容易使钢丝产生疲劳，韧性下降，最终导致断丝。弯曲疲劳断丝通常出现在弯曲程度最历害一侧的外层钢丝上。当弯曲疲劳断丝的出现意味着钢丝绳已到了使用后期。钢丝绳的弯曲疲劳寿命与D/d比值（即卷筒直径D与钢丝绳直径d的比值）、安全系数和钢丝绳的结构均有密切关系。

2钢丝绳的检查

启闭机钢丝绳根据所处的工作环境和部位分为水上和水下两部分，由于工作条件的不同，检查的要求也不相同。

水上钢丝绳每月应进行一次常规性检查，主要检查钢丝绳表面有无失油，有无锈蚀、扭结、断丝、磨损和外伤，卷筒上的钢丝绳有无爬绳和偏槽，压板螺丝有无松动，鸡心压铁是否移位等。当水闸处于泄水运行状态或遭受暴风雨等不利因素影响时应多加检查观察。应该指出的是水闸运行时的巡视检查对积累原始资料，及时发现不正常现象，预防事故发生有着重要的意义。每年的汛前检查和汛后检查应在常规性检查的基础上，对钢丝绳进行全面的量化的检查。检查时对锈蚀或磨损严重部位，应测量钢丝绳直径；已发现断丝部位则仔细检查断裂情况和断丝根数。

水下钢丝绳的检查受条件限制，应根据运行工况区别对待，一般每三年进行一次，主要检查防护措施是否失效，是否造成油脂流失而锈蚀；绳套有无变形和裂纹；浇注的锌块有无粉化和松动。实际检查过程中，应重点检查水下水下交替变化部位和绳套以上15cm范围的钢丝绳。

3钢丝绳的养护

启闭机钢丝绳一般采取润滑养护方法。根据行业特点和工作环境的不同，水上钢丝绳一般每年进行一次，采用能形成坚韧的油膜、耐潮湿、能有效减小磨损的石墨钙基或石墨烃基润滑脂；水下钢丝绳一般三年保养一次，采用抗水性强，由钙皂与矿物性油混合而成钙基润滑脂。

养护时，先清除钢丝绳上的污物，工具的表面硬度应比钢丝绳硬度低，以免损伤钢丝绳。实际操作时，可采用铅丝顺着绳股方向绕3～4圈，或用钢丝刷沿绳股的方向来回拖动，将钢丝绳表面及绳股间的油污清除。再用柴油或煤油浸泡后拧干的毛巾或纱布擦洗绳股，反复2～3次直至钢丝表面无油污，露出金属本色为止。待清洗剂挥发后，再涂抹的防护油脂。涂抹时，最好将油脂加热至80℃，厚度以4～6mm为宜，过多容易在运行过程中掉落，少则达不到防护效果。当表面油料干硬或泥污较多时，可将钢丝绳拆卸后放在80℃左右的热柴油中浸泡1～2小时后再用干净的柴油清洗干净，然后盘放在已加热到80～100℃的油脂中浸泡至饱和状态。这样除锈和除污都较彻底，同时绳芯中渗满油脂，确保形成良好的润滑条件，尤其当绳持力时，绳芯含油会自然外浸。

水下钢丝绳除进行上述的养护外，还需用包裹法进行特殊的防护。在油脂上好后，用宽约12cm的塑料布从绳套吊点层层向上缠绕，每圈叠压条宽的一半，裹至正常水位的1.0m以上，用细铁丝扎紧带头。外部敷设采用管径等于或略小于钢丝绳直径的开口橡胶管，胶管开口背离迎水面，以20cm的间距用铁丝扎牢。

钢丝绳的养护过程，也是一个全面细致的检查过程，以便弥补检查过程中的疏漏。同时还应与启闭机的保养有机结合起来，将与钢丝绳接触的卷筒和滑轮一同进行清洗和涂油，才能达到良好的养护效果。

4钢丝绳的调头与更换

启闭机钢丝绳各部分由于工作环境不同，其损伤情况不同，强度损失也不均匀。穿过滑轮或卷筒的钢丝绳，其损伤的形式主要是磨损和疲劳断丝。与闸门连接一端的钢丝绳，长期处于水中，其损伤形式主要是锈蚀或绳芯损坏，也比水上部分钢丝绳损伤严重，先期达到报废标准。此时，如钢丝绳有足够的富余长度，即剁除绳头后卷筒上的预绕圈数仍可天于5圈时，可采取剁绳头处理。如钢丝绳无足够的富余长度，则应加强检查，在达到报废标准前进行调头使用。这样可以改变钢丝绳各部分的工作环境和受力情况，从而延长其使用寿命。

钢丝绳与闸门采用绳卡连接时，绳卡的数量与间距不应小于具体规定。为确保使用安全，每个绳子夹应拧紧至卡子内的钢丝绳压扁1/3为止，从绳端算起的第一个绳卡应距端部16cm以上。钢丝绳与闸门吊耳连接处采用与钢丝绳直径相应的三角圈，以减小钢丝绳的折弯和磨损。更换新钢丝绳或调头使用时，需将钢丝绳穿绕到卷筒上。穿绕前，可将绳头打散，剪除绳芯，除锈后蘸锡并配合专用夹具，制作出略微带尖的绳头，便于穿过较小的孔隙。在钢丝绳直径和长度不大时，穿绳可采用人工拉穿法，缺点是费时费力，而且容易使钢丝绳沾满泥沙，加剧磨损，因此当钢丝绳直径和长度较大时大多采用专用卷筒法来降低劳动强度。更换后，钢丝绳在卷筒上应排列整齐，不偏档、不咬边、不爬绳。对于双吊点启闭机，还需调整钢丝绳的长度，确保闸门两吊轴中心线高差在孔口内不超过5mm。试运行启闭机，闸门水平启闭，无卡槽和异常声音，闭门时无漏水现象发生。

参考文献

[1]张君保.大型水闸启闭机钢丝绳日常养护[J].河北水利.2011年第09期.

[2]赵文军,陈利,罗芳贵.启闭机钢丝绳的选用与维护[J].人民长江.2011年第23期.