浅析水闸卷扬式启闭机钢丝绳的常见的故障及养护

王亚超

摘 要：钢丝绳是卷扬式启闭机唯一重要的连接件，其故障处理及养护工作对闸门的安全启闭有着较大的影响。本文通过介绍闸门启闭机钢丝绳的常见故障，针对钢丝绳的养护及更换工作进行探讨，提出一些有效的处理措施，延长启闭机钢丝绳的使用寿命，最大限度发挥其经济效益和社会效益。？

关键词：闸门；卷扬式启闭机；钢丝绳；养护措施

随着我国社会经济建设步伐的加快，政府加大了对水利基础设施建设的投资力度，大型水闸工程数量日益增加。卷扬启闭机因为具有构造简单、维护检查方便等特点，广泛应用于水闸启闭。钢丝绳是卷扬式启闭机传力构件，其受力情况比较复杂，在运作过程中需要承受拉伸力、弯曲力和挤压力，这就要求钢丝绳具备承载力大、冲击力强、强度高和弹性好等特性。然而水闸实际运作过程中，钢丝绳由于受到温度变化、操作不当及承重大等因素的影响，容易出现钢丝老化、锈蚀和断丝等现象，严重影响到闸门启闭机的正常启闭。水利技术人员应通过分析闸门启闭机钢丝绳常见故障产生的原因，采取必要的措施进行合理的养护，从而确保水闸的安全运行。

一、钢丝绳失效原因分析

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、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。

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。

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。

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。

3.疲劳

卷筒和滑轮的直径对钢丝绳的使用寿命有直接影响，因为卷筒或滑轮的直径太小，钢丝绳在卷筒和滑轮处的弯曲度就会很大，在起重机工作过程中，钢丝绳会反复受到这种大幅度的弯曲拉伸作用，损坏也就很快。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严重一侧的外层钢丝上，当弯曲疲劳断丝的出现意味着钢丝绳已到了使用后期。

二、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。

水上钢丝绳一般要求每月应进行一次常规性检查；汛期应加密检查次数。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。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。当遭受暴风雨、地震等自然灾害时应立即检查，并增加检查内容。发现问题及时上报处理，并做好记录，记录时要详细。检查时对锈蚀或磨损严重部位，应测量钢丝绳直径；发现断丝部位则仔细检查断裂情况和断丝根数。记录资料，要注意整理归档，以备以后使用。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，应重点检查水下交替变化部位和绳套以上15cm范围的钢丝绳。

通过检查，发现的问题根据《起重机钢丝绳、保养、维修、安装、检验和报废使用规范》（GB/T5972--2009/ISO4309；2004），确定相应的处理意见并及时进行处理。

三、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。

四、结束语

卷扬式启闭机钢丝绳是启闭机和闸门之间相连接的唯一关键构件，钢丝绳的安全性甚至影响到水闸工程的整体质量。因此，钢丝绳的维护和保养工作室非常有必要的，技術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，以确保延长钢丝绳的使用寿命，从而发挥卷扬式启闭机的经济效益和社会效益。

参考文献

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