涂幸

（安徽省临淮岗洪水控制工程管理局，安徽 合肥 230088）

0 引言

水闸钢丝绳作为卷扬式启闭机和闸门的连接和承力构件，在我国现有的大中型水闸工程中应用较为普遍，定期对其进行检测，并开展全面的维护保养，可以适当延长其使用寿命。但由于水闸钢丝绳使用条件及位置特殊，尤其是水下部分维护及检测难度大，且多使用人工作业，存在部分维护不到位、腐蚀损坏程度难以掌握等问题，影响水闸工程的安全运行以及综合效益的发挥。

本文结合某大型水闸钢丝绳检测案例，分析钢丝绳出现锈蚀、断丝以及直径局部减小等问题的原因，对其日常维护保养提出一些思考和建议，以供参考。

1 案例情况

1.1 工程概况

某水闸工程为I 等大（2）型，开敞式结构，闸底板高程19.70m，闸室顺水流方向长24.00m，闸孔总净宽168m，共14 孔，单孔净宽12m。采用弧形钢闸门挡水，闸门尺寸12m×7.92m（宽×高），单扇闸门重38t，配套卷扬式启闭机，型号为QPQ2×225kN，每台启闭机配备2 根结构为镀锌6×36SW+IWR 钢丝绳，每根钢丝绳长34m，直径为44mm。

该水闸工程建于2003 年4 月，2005 年5 月完工。自2010 年以来，闸上游水位长期保持在21.00～22.00m，上游水深处于1.3～2.3m。因为闸门需要适时启闭，钢丝绳的部分区段会长期处于水下和空气两种工作环境交替状态之中，极易出现腐蚀和锈蚀。由于该工程设计时未设置检修闸门，管理单位定期对水上钢丝绳部分进行去污、清洗、润滑等维护作业，水下部分仅能靠人工潜水摸排对钢丝绳运行状况进行定性检查，无法全面掌握钢丝绳的实际安全状况。

1.2 钢丝绳检测情况

2022 年4 月，由于河道上游水位较低、汛前雨水较少等原因，管理单位在该水闸工程上游修筑围堰，将上游积水抽排，组织技术人员对钢丝绳水下部分进行全面检查，发现钢丝绳均存在不同程度的锈蚀，部分吊耳底部钢丝绳锈蚀较为严重，甚至还存在个别断丝现象。为全面掌握钢丝绳安全性能情况，管理单位委托有关质量检测机构对钢丝绳进行安全性能检测。

依据《重要用途钢丝绳》（GB/T 8918-2006）和《起重机钢丝绳保养、维护、检验和报废》（GB/T 5972-2016）等规定，对钢丝绳开展了外观质量和内部质量检测。

1.2.1 外观质量检测

根据现场检测条件，使用宽坐游标卡尺、直尺等测量工具对钢丝绳外观进行检测，主要采用人工眼看、手摸、尺量等方法，对钢丝绳是否存在断丝、绳径局部减小、断股、腐蚀、畸形和损伤等情况进行检查。基于检查结果进行定性分析诊断，检测认为钢丝绳上半部外观良好，无明显表面缺陷，无人工接头，未发现折弯、挤压、变形、波浪形、畸变、挤出、局部增大、局部减小、扭结、变扁等现象，但钢丝绳水下部分出现不同程度表面锈蚀、部分断丝等情况。

外观质量检测结果表明钢丝绳状况不符合规定要求，达到钢丝绳报废基准，建议予以更换。

1.2.2 内部质量检测

依据《铁磁性钢丝绳电磁检测方法》（GB/T 21837-2008），抽取10 根钢丝绳使用TCK-BX65 型钢丝绳探伤仪对其进行无损检测。并根据公式（1）计算直径等值减小量。

式中：Q—直径减小百分比；

dref—参考直径；

dm—实测直径；

d—公称直径。

根据《起重机钢丝绳保养、维护、检验和报废》（GB/T 5972-2016）规定的钢芯单层股钢丝绳直径等值减小报废基准，当Q ≥7.5%时，钢丝绳达到报废程度。

经检测，发现该闸钢丝绳直径有明显局部减小现象，10 根钢丝绳中有7 根最大伤值均大于或等于7.5%，达到报废程度，另外3 根也达到中度、重度程度。

1.2.3 检测结论

根据外观质量和内部质量检测结果分析，该闸钢丝绳已不符合规定要求，达到钢丝绳报废基准，为保障工程运行安全应及时予以更换。

1.3 问题处理及原因分析

1.3.1 外部环境造成的自然损耗

闸门启闭机钢丝绳长期处于大气或浸泡在水下，受高温潮湿等环境因素以及部分水生物的影响，使钢丝绳受到腐蚀和锈蚀，虽然采用了镀锌工艺,但锌镀层在水中微生物的侵蚀、水流的冲刷、钢丝绳制造安装应力的逐步释放等诸多因素作用下,不可避免地受到损伤、腐蚀，造成钢丝绳直径减小,降低了钢丝绳的强度和韧性，通过日常的维护保养可以延长钢丝绳的使用寿命，降低其损耗程度。但是由于该闸设计时缺少检修闸门，上游长期挡水，无法将闸门提起对水下部分钢丝绳予以全面有效的维护保养，导致该部分钢丝绳损耗较为严重。

1.3.2 钢丝绳养护自动化程度低

目前，国内对水闸钢丝绳的清洗、维护保养大多采用传统的人工方式，受钢丝绳的位置限制，其清洗、维护保养多需要人工辅以脚手架或吊篮，并根据维护具体位置的变化调整脚手架和吊篮，给钢丝绳维护保养增加了难度，且保养的精细程度受限于工人的经验，存在一定的不确定性。钢丝绳水下部分的养护难度更大，若无检修闸门将水下钢丝绳提出水面，维护保养质量更加难以保障。随着各行各业自动化、信息化程度越来越高，钢丝绳维护保养自动化程度却依旧不高，自动化养护设备在水利工程领域应用较少。

1.3.3 钢丝绳检测手段较为落后

目前，钢丝绳的日常检查以人工观察和手工摸排为主，水下部分检测难度更大，人工检绳不仅工作效率低、安全性差、易受人为因素影响，而且无法有效检查钢丝绳内部结构产生的变化以及损伤，存在一定的缺陷。钢丝绳无损探伤技术正在逐渐趋于成熟，在煤炭、冶金等行业得到了较好的实践，但是有关各类水工设备安全检测的技术规范和标准中尚未规定如何对承力钢丝绳内部质量进行检测和评定，因此无损检测手段在水利行业的日常管理中还未得到广泛应用。

2 水闸工程钢丝绳日常管理的思考与建议

2.1 做好钢丝绳的日常保养和检查

坚持“经常养护、随时维修、养重于修、修重于抢”原则，根据相关规范和标准，定期做好钢丝绳的日常维护保养工作。定期去除钢丝绳表面的杂物、污泥，对钢丝绳进行清洗；在钢丝绳表面涂抹黄油作为防锈保护；对于长时间浸泡在水下的部分，在钢丝绳表面包裹保鲜膜或塑料布等保护装置，逐层缠绕至正常水位值以上。在日常管理中，应将钢丝绳作为易损部件进行定期检查，并加强对技术人员的培训和指导，确保检查到位、无遗漏。

2.2 完善钢丝绳维护保养制度

随着水利工程标准化管理工作的推进，为更好地实行“管养分离”，确保维护保养水平不会“因人而异”，始终保持在同一水平，管理单位需建立钢丝绳的维护保养标准和流程，进一步规范维护保养程序和要求，确保日常维护保养到位，逐步提升钢丝绳维护保养水平，从而延长其使用寿命。

2.3 积极引进新技术新设备

随着科技的不断进步，信息化管理水平不断提升，钢丝绳自动化、智能化养护装置以及无损检测手段等设备和技术已日渐成熟，为进一步提高钢丝绳维护保养和检测效率及可靠性，解决人工检测问题，管理单位要主动寻求突破，积极引进新技术和新设备，大力推进管理创新和技术创新，不断提升钢丝绳维修保养和无损检测的自动化、智能化水平，进而有力推进工程精细化管理再上新台阶。

2.4 定期对钢丝绳进行安全检测

为确保闸门正常工作，防患于未然，除了对钢丝绳进行正常的维护、保养以外，对其内部损伤的定期安全检测也非常重要，通过检测可及时、有效、准确地判断钢丝绳的内、外部缺陷，及早发现安全隐患，及时进行维护或者更换新钢丝绳，有效保障水闸的安全运行。

3 结论

水闸启闭机钢丝绳是水利工程中一个重要的承载构件，对确保闸门正常启闭起着非常重要的作用，要积极做好钢丝绳的日常保养和检查、完善钢丝绳维护保养制度、积极引进新技术新设备、定期对钢丝绳进行安全检测等工作，进一步降低钢丝绳的损耗程度，延长钢丝绳使用寿命，促进水闸工程标准化管理水平的提升■