[发明专利]一种悬索桥主缆防腐蚀装置及方法

说明书

本发明公开了一种悬索桥主缆防腐蚀装置及方法，该装置包括套装进气夹和排气夹，除湿制氮设备，自动控制系统；进、排气夹内分别安装温湿度传感器，各温湿度传感器连接自动控制系统；进气夹进气口处设有常开式电磁阀，排气夹排气口处设有常闭式电磁阀，且常开、常闭式电磁阀连接自动控制系统；除湿制氮设备包括除湿单元和制氮单元，两者的排气口并联至三通控制阀后与进气夹进气口相连，且两者分别连接自动控制系统。本装置能够监测据主缆内部空间的湿度以及氧含量，并自动选择除湿制氮设备的运行模式，使主缆内部充斥着氮气纯度高于99%的干燥气体，大大延长了桥梁的寿命。

技术领域

本发明涉及一种悬索桥主缆防腐蚀装置及方法，属于桥梁全寿命防护技术领域。

背景技术

主缆是悬索桥的生命线，由多束钢丝束组成，而钢丝束由多股高强度镀锌钢丝组成。由于悬索桥使用环境恶劣，多为高温潮湿环境，为保证桥梁的使用寿命，主缆的腐蚀防护尤为重要。主缆的腐蚀速度由其所处的环境所决定，与湿度、温度以及有害介质的存在有关。如：湿度作为决定性因素，当大气的相对湿度在60%以下时，主缆的腐蚀是很轻微的；但当相对湿度增加到某一数值时，主缆的腐蚀速度就会突然升高，这一数值称为临界湿度。当在常温环境时，在大气中的水分、氧和其他污染物的作用下，主缆钢丝发生电化学腐蚀，即钢丝构成原电池的阳极，与大气中的水、氧气发生化学反应变为铁锈，铁锈能够吸收大量水分，致使锈层体积膨胀使腐蚀继续扩展到内部；当在高温环境时，主缆钢丝会发生化学腐蚀，即金属和干燥空气接触后，表面会生成氯化物、硫化物、氧化物等化合物，从而形成对钢丝的化学腐蚀，而钢丝表面的水膜也是加速这个过程的主要因素。

现有技术中，悬索桥主缆的防腐蚀装置多采用控制内部空气相对湿度的方式来实现防腐蚀保护目的，通过不断去除空气中水蒸气的含量，来避免在钢丝表面形成水膜致使钢丝腐蚀。此种方法对于减缓主缆的腐蚀速度有一定的作用，但随着桥梁服役期的增加，主缆的腐蚀速度也会逐渐增加，不仅缩短了桥梁的寿命，而且对于整个桥梁的安全也构成威胁。并且，传统的桥梁除湿防腐蚀方法并没有实现自动控制，除湿系统处于连续运行的状态，造成了能源极大的浪费。

综上所述，针对以上主缆除湿防腐蚀方法的不足之处，若能有一种装置既能从根本上解决悬索桥主缆的腐蚀问题，又能通过利用自动控制系统来实现，将具有重大的研究意义。

发明内容

针对上述现存的技术问题，本发明提供一种悬索桥主缆防腐蚀装置及方法，利用自动控制系统来实现除湿与制氮两种功能的自动切换，为主缆内部提供一个氮气纯度高于99%的不发生腐蚀的环境，以从根本上解决悬索桥主缆的腐蚀问题。

为实现上述目的，本发明提供一种悬索桥主缆防腐蚀装置，包括套装在主缆上的进气夹和排气夹，除湿制氮设备，以及设有PLC的自动控制系统；

所述的进、排气夹内分别安装有温湿度传感器，各个温湿度传感器分别通过RS485通讯线连接自动控制系统的PLC串口；

所述的进气夹的进气口处设有常开式电磁阀，排气夹的排气口处设有常闭式电磁阀，且常开、常闭式电磁阀分别通过交流接触器的控制端连接自动控制系统的PLC输出端；

所述的除湿制氮设备包括除湿单元和制氮单元，两者的排气口并联至三通控制阀后，通过管道与进气夹的进气口相连，且两者分别通过交流接触器的控制端连接自动控制系统的PLC输出端。

进一步，所述的除湿单元主要由转轮除湿机、加压风机依次连接组成。

进一步，所述的制氮单元主要由空气压缩机、冷干机、空气净化设备、制氮机依次连接组成。更进一步，所述的制氮机的排气口带有压力调节阀门，制氮机的出口压力为0.1-0.6MPa，压力调节阀门的气体压力调节为4-6KPa。

进一步，所述的主缆采用缠包带或密封胶的方式密封。

本发明又提供一种上述装置的防腐蚀方法，包括如下具体步骤：