CN101831658A - 一种悬索桥主缆的干燥防腐方法与系统 - Google Patents

一种悬索桥主缆的干燥防腐方法与系统 Download PDF

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Abstract

一种悬索桥主缆的干燥防腐方法，将悬索桥主缆置于封闭的管状护套层内，使悬索桥主缆与外界潮湿空气相隔离，是在运行初期，主缆除湿系统处于除湿阶段，此时悬索桥主缆护套层排气夹下部的排气阀打开，较大流量的干燥空气由主缆护套层进气夹送至护套层内，经主缆钢丝的空隙由排气夹排气口排出，使得主缆内部的水份尽快排出；当主缆内的水份排出后，主缆除湿系统的进入维护阶段，在维护阶段关闭主缆护套层排气夹上所有排气阀，使护主缆套层形成一个密闭空间，通过检测排气夹的压力，控制除湿装置和送风装置，送入少量干燥空气使悬索桥主缆护套层排气口的压力处于微超大气压的状态，维护主缆干燥。

Description

一种悬索桥主缆的干燥防腐方法与系统
一、技术领域
本发明涉及一种悬索桥主缆的干燥防腐方法与系统，用于去除主缆内部的水分，使主缆内部经常保持干燥，并最大限度降低维护期的运行能耗。
二、背景技术
主缆是悬索桥最重要的受力构件之一，被称为“生命线”，它长期暴露在大气环境中，经受着各种不利环境的侵蚀，同时，由于主缆为不可更换构件，因此主缆的寿命直接确定了悬索桥的使用年限。从国外多座悬索桥的主缆开索检查来看，传统的主缆防腐方式虽然在短期内有效，但还没有彻底解决防腐问题，并导致高额的后续维护费用。中国实用新型专利《承重用缆索的防蚀装置》(专利号：ZL01237379.6)提出了一种承重用缆索的防蚀装置，较好的解决了悬索桥主缆的防腐问题，已经成功用于润扬长江公路大桥的主缆防腐。但从运行情况分析，该系统在主缆干燥后期维护阶段，仍需除湿送气系统工作并从排气夹的排气口排出，属于直流除湿系统，能耗大，除湿装置的除湿元件转轮更换频繁，维护成本较高；为了克服上述问题，在维护期还有大桥采用闭式除湿系统，即通过设置的(如图3所示)回收管道从排气口排出的比较干燥的空气，送到除湿装置循环使用，这样，除湿装置仅需处理补充渗漏的少量新风，并且输送系统可以低速运行，可以较大幅度的降低系统的运行能耗，但种系统增加了系统的造价。
三、发明内容
本发明的目的是，针对上述现有技术中要解决的问题，提出一种悬索桥主缆的干燥防腐方法与系统，具有一个简单的悬索桥主缆的干燥防腐系统，且在以后的主缆干燥后期维护阶段，除湿送气系统只需低速运行，只需处理补充渗漏的新风，降低系统的运行能耗，延长了除湿装置的寿命和更换周期，并且又不需要增加复杂回风管道系统。
本发明的目的是这样实现的：一种悬索桥主缆的干燥防腐方法，悬索桥主缆护套层是一个管状密闭保护系统用于保护管内悬索桥主缆，在防腐保护运行初期，主缆除湿系统处于除湿阶段，此时悬索桥主缆护套层(密封气罩)排气夹下部的排气口(阀)打开，较大流量的干燥空气(可以系统的干燥空气输出的最大值)，由主缆护套层进气夹送至主缆内钢丝的空隙，然后由排气夹排气口(阀)排出，工作时间没有限定，一般在8h至二周或更高，使得主缆内部的水份得以尽快排出；当主缆内的水份排出后，主缆除湿系统的运行处于维护阶段，在维护阶段关闭主缆排气夹下部的排气口(阀)，检测进气夹和排气夹的压力，采用串级控制系统，控制除湿装置和送风装置，确保工程排气口出的压力处于微超压(约300±100Pa)状态。在系统维护阶段，采用上述方法后，关闭索缆上排气夹的所有排气出口后，使索缆护套层组成一个没有排气口超长(管状)密闭容器，为了防止外界的湿气和水分从索缆护套层的微小破损处渗入，系统除湿和送风系统低速运行从悬索桥主缆护套层(近端)进气维持索缆进气夹处一个适当的工作压力，就可使得主缆排气口压力略高于外界大气压(约为300±100Pa)，形成一种气封作用，使外界潮气不能从主缆护套层的裂缝、微孔或微小间隙进入主缆内部，保持主缆内部干燥的要求；由于维护阶段除湿系统处理的空气量仅为索缆护套层在维护阶段的漏气量，因此系统的除湿和送气电耗可以达到最小值，并延长了除湿送气系统的寿命。除湿送气系统可以采用现有的方法，如冷冻干燥或吸附等方法得到干燥空气，干燥空气经转轮除湿机处理由罗茨泵从进气口输入。可用转轮式除湿机。
在系统维护时控制还包括，通过检测索缆排气夹(如上述远端)排气口(阀)处的压力值，送入主控制器(排气罩压力控制器)与压力设定值进行比较，主控制器的输出作为副控制器(进气夹压力控制器)的设定值，通过控制索缆护套层进气口(近端)压力从而达到控制索缆护套层排气夹排气口(远端)的压力。由于在控制过程中实时检测进气索缆护套层进气口和排气口的压力，因而能及时了解主缆护套层的泄漏情况，为其维修提供报警信号。
本发明还在缆护套层的排气夹上部设置一只超压自动排气阀11。在系统处于维护阶段的正常工作时，例如排气夹中的气体超压值低于300Pa，自动超压排气阀门不工作；在系统处于维护阶段检测工况时，通过变频器提高罗茨风机的转速，从而使排气夹的中气体的超压值提高，当超压值超过300Pa时，超压排气阀门开始排气，护套层中的气体流入排气夹再通过超压排气阀排出，排气夹上设置的湿度传感器可以检测防腐系统的效果。本发明悬索桥主缆的干燥防腐系统，由转轮除湿机、罗茨泵、管路、变频电机、压力值检测装置和主控制器构成，转轮除湿机输出的干燥空气经由罗茨泵和管路从封闭的悬索桥主缆管状护套层进气口进入，罗茨泵由变频电机驱动，悬索桥主缆的管状护套层设有检测索缆排气夹排气口的压力值检测装置，并设有主控制器，主控制器的输出接变频电机控制器，进气干燥空气管路设在索桥主缆的两端，而索桥主缆的中间为排气口。
上述技术方案也适用于与悬索桥主缆相同结构的缆索或管道的防腐，比如建筑物承重用缆索的防腐和在电厂应用的大型封闭母线的防潮保护等。
本发明的有益效果是：本发明实现了悬索桥主缆防腐，且在漫长的主缆干燥后期维护阶段，其处理的干燥空气只需补充索缆护套层上的渗漏空气量，和图3所示闭式循环系统相当，并且输送的空气量小于图3所示系统。本发明技术方案不仅结构简单，而起运行能耗达到最小，延长系统寿命且并且容易实现。
四、附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2为图1出气夹压力控制方案图。
图3为现有技术用来对比的主缆干燥的闭式循环系统方案。
五、具体实施方式
参照图1所示，在主缆1潮湿初期除湿阶段，排气夹3下部的手动排气阀打开，大流量的干燥空气由进气夹送至主缆护套层内钢丝的空隙，然后由排气夹排气阀排出，主缆护套层内部的液态水从排气夹下部的手动排气阀排出，使得主缆护套层内的潮湿环境得以改善成干燥环境；在主缆护套层内得到干燥后期维护阶段，主缆内部湿度达到要求，排气夹下部的排气阀关闭，关闭索缆上排气夹的所有排气阀，使索缆护套层组成一个没有排气口超长封闭容器，为了防止外界的湿气和水分从索缆护套层的微小破损处渗入，系统除湿和送风系统低速运行维持索缆进气夹处一个适当的工作压力，就可使得主缆内的干空气压力略高于外界大气压(约300Pa，干空气压力值控制得得愈高能耗愈高，而干空气压力值控制得较低时风压可能会侵入，风雨季时可能有水渗透情况，但总体上不致于渗入内部，能耗会低些)，形成一种气封作用，使外界潮气不能从主缆护套层的裂缝、微孔或微小间隙进入主缆内部，保持主缆内部干燥的要求，由于维护阶段除湿系统处理和输送的空气量仅为索缆护套层在维护阶段的漏气量，因此系统的除湿和送气电耗可以达到最小值，可延长除湿送气系统的寿命。
参照图1所示，本发明的实施例1：一种悬索桥主缆的干燥防腐系统，包含在主缆1外周围进行封闭护套层覆盖施工的纵向的适当间隙间，设置有用来覆盖内侧疏通的进气罩2与排气罩3，排气罩3上部设置一只超压自动排气阀11，排气罩3下部设置一只手动排气阀4，干燥空气由上述进气罩2送至主缆内钢丝的间隙，然后由排气罩3上的超压自动排气阀11和手动排气阀4排出。转轮除湿机5、罗茨风机6、进气口7、调节阀8、沿程漏气9、变频器10。
上述干燥气体是相对湿度40％以下的空气或氮气。上述干燥气体的压力范围保持在主缆外周围密封护套的耐压范围内。作为干燥气体，尽可能使用相对湿度小的空气比较好。相对湿度40％以下的环境时，金属的腐蚀速度非常慢。如果用氮气作为干燥气体的话，则可净化空气，使钢丝周围达到无氧状态，这样更好的完成了防腐蚀任务。
采用上述结构后，采用上述结构后，在主缆1潮湿初期除湿阶段，排气罩3下部的手动排气阀4打开，大流量的干燥空气由进气罩2送至主缆1内钢丝的空隙，然后由排气罩3的手动排气阀4和超压自动排气阀11排出，主缆1内部的液态水从排气罩3下部的手动排气阀4排出，使得主缆1内部的潮湿环境得以快速改善成干燥环境；在主缆1干燥后期维护阶段，主缆1内部湿度达到要求，排气罩3下部的手动排气阀4关闭，仅需向从而降低了除湿送气系统电耗，也延长了除湿送气系统的寿命。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的要求保护范围当中。

Claims (6)

1.一种悬索桥主缆的干燥防腐方法，将悬索桥主缆置于封闭的管状护套层内，使悬索桥主缆与外界潮湿空气相隔离，其特征是在系统运行初期，主缆除湿系统处于除湿阶段，此时悬索桥主缆护套层排气夹下部的排气阀打开，较大流量的干燥空气由主缆护套层进气夹送至护套层内，经主缆钢丝的空隙由排气夹排气口排出，使得主缆内部的水份尽快排出；当主缆内的水份排出后，主缆除湿系统的进入维护阶段，在维护阶段关闭主缆护套层排气夹上所有排气阀，使护主缆套层形成一个密闭空间，通过检测排气夹的压力，控制除湿装置和送风装置，送入少量干燥空气使悬索桥主缆护套层排气口的压力处于微超大气压的状态，维护主缆干燥。
2.根据权利要求1所述的悬索桥主缆的干燥防腐方法，其特征是索缆排气夹内空气处于一个适当的工作压力，微超大气压约300±100Pa。
3.根据权利要求1所述的悬索桥主缆的干燥防腐方法，其特征是处于维护阶段检时，主缆除湿系统采用串级控制，即检测索缆排气夹排气口处的压力值，送入主控制器即排气夹压力控制器与排气压力设定值进行比较，主控制器的输出作为副控制器即进气压力控制器的设定值，控制索缆护套层进气口的压力，进而控制索缆护套层排气夹排气口的压力微超大气压为300±100Pa。
4.根据权利要求1所述的悬索桥主缆的干燥防腐方法，其特征是在缆悬索桥主缆护套层的排气口部上部设置一只超压自动排气阀，在需要对护套管内索缆的干燥状况进行检测时，通过加大进气气夹的进气压力，使排气夹内空气压力得到相应提高，当超过超压排气阀的设定压力时，使得护套层内气体从自动超压排气阀排出，通过排气夹上的湿度传感器检测排出气体的相对湿度，以验证护套层内的干燥情况。
5.根据权利要求4所述的悬索桥主缆的干燥防腐方法，其特征是干燥空气经转轮除湿机(5)处理由罗茨泵从进气口(7)输入。
6.悬索桥主缆的干燥防腐系统，其特征是由转轮除湿机(5)、罗茨泵、管路、变频电机、压力值检测装置和主控制器构成，转轮除湿机(5)输出的干燥空气经由罗茨泵和管路从封闭的悬索桥主缆管状护套层进气口进入，罗茨泵由变频电机驱动，悬索桥主缆的管状护套层设有检测索缆排气夹排气口的压力值检测装置，并设有主控制器，主控制器的输出接变频电机控制器，进气干燥空气管路设在索桥主缆的两端，而索桥主缆的中间为排气口。
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