钢丝引导（共6篇）
钢丝引导 篇1
乳腺X线对乳腺癌早期诊断具有重要的意义[1], 乳腺不可触及病变 (NPBL) 的检出, 部分需活检明确性质[2], 但乳房缺少确切的参照标志而无法为NPBL活检提供准确的定位, 手术活检亦引起乳房变形, 造成乳房不美观。我们采用数字乳腺X线引导下钢丝定位手术切检技术, 对NPBL进行精确定位及手术切除。本文回顾性分析2013年3月~2015年11月64例患者临床病理资料。
1资料与方法
1.1临床资料
64例女性患者, 年龄31~72岁, 平均年龄41岁。查体未触及病变或仅触及腺体增厚。钼靶共发现65处病变 (见表1) 。63例患者为单乳1处病变, 使用1根钢丝, 1例患者为双乳两处病变, 使用2根钢丝。
1.2方法
1.2.1 设备美国GE公司的Senographe 2000D乳腺X线摄影机, 带刻度压迫板;美国MD公司的AccuraTMBLN 20ga定位针;日立公司ALoka F75 彩色B超。
1.2.2 定位方法二维法定位:头尾位确定进针方向, 侧位确定进针深度。定位过程:取侧位, 使病变处于加压刻度板方框内进行拍片, 计算机读取病变所在处距离皮肤的最短长度记为D1 (非最终进针深度) ;更换头尾位, 使病变位于刻度板方框内, 摄片后计算机读取病变中心位置的刻度板数值, 变动压迫板坐标和计算机读取数值一致, 坐标投影交叉点确定为穿刺进针点。与压迫板平面垂直自穿刺点刺入定位针, 深度为D1;改侧位, 病变仍置于加压刻度板之内, 使穿刺针和刻度板平面平行, 摄片, 计算病变中心位置和穿刺针针尖的距离、确认病变中心在穿刺针的延长线上, 根据病变与针尖的相对位置调整角度和最终穿刺针深度 (D2) ;重复拍侧位摄片确认针尖位于病变中心位置。拔出穿刺针套管, 留置钢丝在病变内, 摄乳腺侧位片确认钢丝尖部位置满意, 预计切除范围, 测量切除边界与钢丝交点到钢丝尖部的长度, 记为A。妥善包扎、固定。
1.2.3 手术方式钼靶X线钢丝定位完成后2h内行病变手术活检。⑴切口定位:一般采用钢丝和皮肤交点下方弧形切口, 钢丝进入乳腺组织内较长者术前行B超定位:摆放手术体位后探查钢丝尖部位置, 由钢丝尖部向尾部测量钢丝长度A, 找到切除边界和钢丝的交点, 该交点B超对应表层皮肤为皮肤切口处 (图1) ;钢丝进入乳腺较短者直接采用钢丝下方弧形切口。⑵病变切除:对于钢丝进入乳腺较短者, 切开皮肤后根据病变大小将钢丝周围病变及病变周围1cm内正常乳腺组织柱状切除;对于钢丝进入乳腺组织内较长者, 切开皮肤及皮下组织后, 继续垂直切开腺体, 找到钢丝, 此处为拟切除组织的上界, 将钢丝尾侧牵入手术腔内, 将钢丝尖部周围病变及病变周围1cm内正常乳腺组织完整切除。⑶标本处理:标本术中钼靶摄片, 确认病变完整切除, 送冰冻病理检查, 根据冰冻结果制定进一步手术计划。
2 结果
全组病变直径约4mm~4cm, 均一次性定位、活检成功, 总成功率100%, 无病变残留者。病理结果:乳腺癌14例 (21.9%) , 良性病变50例 (78.1%) 。14例乳腺癌中导管原位癌7例, 行保乳术3例、乳房全切+前哨淋巴结活检4例, 浸润性导管癌6例, 行保乳术2例、改良根治术4例, 髓样癌1例, 行改良根治术, 早期乳腺癌占全组乳腺癌92.9% (13/14) , 保乳率35.7% (5/14) , 未化疗率64.3% (9/14) 。全组患者X线征象与病理类型的关系见表l, 钼靶钢丝定位图片及手术切口、标本摄影图见图2~6。
3 讨论
3.1 二维法定位原理
二维法利用平面定位原理, 定位针在整个穿刺过程需保持在一个平面内。在头尾位进针时保持穿刺针与压迫板水平面垂直, 摄影后观察到的穿刺针为一“亮点” (图2) 即表示方向正确。侧位时要保持压迫板和穿刺针处于平行位置, 这样才可以保证定位的精确性 (图3) 。
3.2 并发症控制
钢丝定位并发症发生率较低, 文献报道的有钢丝移位、迷走神经反应、胸肌损伤、气胸、感染及出血[3,4]。本组64例患者未出现并发症。定位的并发症发生往往和患者体位的变动有关, 定位操作前向患者交待注意事项, 取得患者的配合, 同时要操作轻柔, 对进针深度、角度, 穿刺部位的血管等解剖需要认真评估。
3.3 手术切检注意事项
由于二维法定位钢丝并非以最短距离自乳房皮肤至病变, 进针点多位于上象限, 钢丝和胸壁呈锐角进入足侧腺体内, 为减少切除腺体量, 对于钢丝进入乳腺较长病例, 根据钼靶钢丝定位片确认切除范围, 术前借助B超二次定位可减少创伤。本组患者有19例采用术前B超确认钢丝位置, 均准确切除病变组织。
3.4 二维法钢丝定位活检在乳腺癌早期诊断中的价值
文献显示NPBL中15%~20%为恶性病变[5], 根据BI-RADS分类的建议, 推荐对4类及5类的NPBL进行活检[2]。活检方法临床中常见的有细针穿刺抽吸细胞学检查 (FNA) 、空心针穿刺活检 (CNB) 、真空辅助活检 (VAB) 及传统手术活检, 但FNA无法取得组织学诊断、CNB有低估诊断可能[6,7], VAB成功率及准确率高, 接近传统手术活检[8], 但国内钼靶X线引导的真空辅助活检普及率很低, 仅在个别大型乳腺中心有;传统开放手术活检因为可以完整切除病变组织并进行全面病理学检查, 故手术活检是明确NPBL病理诊断的金标准[9]。由于乳腺缺少确切的参照标志而无法为不可触及病变活检提供准确的定位, 不借助精确定位措施进行病变切检往往切除过多的正常乳腺组织, 术后引起乳房变形, 造成乳房不美观, 钢丝定位活检解决了这一难题, 对乳腺病变的切除部位明确, 手术目的性强, 手术范围小, 组织损伤少, 文献显示钢丝定位活检准确率可达96.6%~100%[10], 与本组结果相似。
早期乳腺癌的检出提高了治愈率、增加了保乳率, 成本/价值比较好[11]。本组病例确诊的14例乳腺癌当中, 早期乳腺癌占确诊乳腺癌的92.9%, 保乳率达到了35.7%, 未化疗率达64.3%。可见确诊为乳腺癌的NPBL大多为早期病变, 对此类病变进行积极活检可大大提高早期乳腺癌的检出率。
参考文献
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钢丝引导 篇2
今天在辅导班，老师领着我们玩儿了一个走“钢丝”的游戏。
说起走钢丝，大家一定会想起电视上的杂技表演走钢丝吧，当然了，我们这个走钢丝可和电视上的有所不同哦，我们这个钢丝是在地板上画的一条线而已。但我们这个更刺激，因为走“钢丝”的人要蒙上眼睛，由另一个人给他指挥。
最先上来的是关子这一组。老师拿出了一块红布，经过折叠，蒙在了关子眼睛上，把他推到了“钢丝”一头，游戏开始了。
只见关子小心翼翼地把左脚放到右脚前面，我发现他的双腿在不停的颤抖，心想他一定很紧张吧！走了几步，关子的.脚尖向右歪了，所以一直在向右走，关子的朋友凡凡马上大喊：“歪了，歪了，向左拐！”可关子却说：“我这个方向才是最正确的，你让我向左拐，那我就掉下钢丝去了。”可怜啊！蒙上眼睛根本分不清东西南北。要到终点了，凡凡还在大喊：“掉下去了，快往左走一大步！”可关子不听，把布摘下来了，一看，他早已掉下了“河”――其实，刚走一点点，关子就开始“游泳”了，简直是“游”着过来的。
下一个，我和悦悦这一组上场了，老师用红布给我蒙上眼睛，我眼前顿时一片漆黑，心想：完了，掉下去就完了，我感觉毛骨悚然的。可转念一想，钢丝在地板上，掉下去也是踩着地板，也没什么呀。
我开始走了，尽管已经做好了心理准备，但我还是免不了心惊胆颤，别忘了我是个“旱鸭子”。下面就是万丈深渊或者一片汪洋，我似乎感觉到了下面有一条大鲸鱼张开了血盆大口，把我当成了它的美味佳肴。
不管那么多了，我勇敢地向前走去，听着悦悦指挥，“向左一点儿，太多了，再向左一点儿，太多了，再向右一点儿，可以了，向前直走吧……”我动摇西晃的走着，感觉此时时间停止了！
终于到终点了，我连忙把布摘下，还好，我没掉下去。
同学们一个个下去尝试，有一个同学一路向着右边的“楼梯口”走去，大家说他他还不听，直到要撞住楼梯栏杆他才停下来。还有个同学，刚站在“钢丝”上，就蹲下去不敢走了；还有个第一步就掉下去了，我们都笑着说这是专门为大鱼准备的美食。
当然，也有个同学一点儿也不害怕，大步流星向前走去，竟奇妙的没有掉下去！看来，做什么事都不要把事情想得太困难，否则什么事也做不好。
钢丝引导 篇3
三芯电缆钢丝铠装, 成缆时要求必须圆整, 绝缘线芯的张力须调整均匀, 为下道钢丝铠装工序奠定良好基础。这是因为在钢丝铠装时, 钢丝与缆芯接触面积小, 钢丝对缆芯有一向内的压力, 若绝缘线芯的张力调整不均匀, 成缆不圆整, 在钢丝铠装时容易造成钢丝背股、松股, 会造成“灯笼”状;钢丝铠装不圆整, 铠装后的线不平直, 这给成品装盘及用户敷设带来麻烦, 所以在生产钢丝装铠线时必须注意成缆工序, 尤其是成缆时绝缘线芯始端和末端必需要用等同外径的牵引线, 保证绝缘线芯及缆芯线始终在张力的作用下成缆, 避免钢丝装铠时内应力的产生。
二、钢丝装铠
1首先钢丝放线盘必须有张力, 且张力要调节均匀。
2钢丝直径是根据成缆假定直径来选取的, 钢丝的根数是根据电缆理论计算值和电缆的外径确定的, 在实际的生产过程中, 钢丝的根数可根据缆芯线芯的实际外径适当在生产工艺的基础上增减1~2根。在对国外电缆招标填写技术参数时钢丝的直径可直接填写, 但根数不能填写定值, 要有±2根的允许范围, 这样在实际生产过程中可有调整的余地。
3我公司采用笼式绞线设备进行钢丝装铠, 可对铠装钢丝进行退扭, 钢丝内的内应力会减小, 但是当钢丝直径达到3.15mm或者4.0mm时, 即使经过退扭, 钢丝的内应力依然很大, 铠装时常出现起灯笼和跳浜现象。鉴于此, 我公司在分线板前面增加了一段预成型装置, 粗钢丝经过∽型的预成型装置后内部应力基本可以消除。
4并线模具必须选取内孔粗糙度为0.025的钢模材料, 其内孔尺寸不宜太大也不宜太小, 太大钢丝紧密性不好, 太小增加钢丝的牵引力, 钢丝不能畅通连续运行, 且易将钢丝表面损坏。
5线芯盘及钢丝盘安装
确认线芯合格后将线芯盘安装到放线架, 调整放线架张力至适中。将线芯盘上牵出的线芯与牵引线芯连接。要求:连接处用自然膜缠裹且线径不可过粗以使其可顺利通过内铠机头。
检查绞笼及摇篮后将钢丝盘安装到摇篮。方法:钢丝盘挡扭在钢丝盘中心轴以上, 用行车吊起钢丝盘, 开到摇篮正上方后慢慢放下, 用手拉动钢丝盘, 让钢丝盘中心口对准卡口, 拉动锁杆, 锁住。要求:钢丝盘安装到摇篮可正常转动, 钢丝可从钢丝盘上方牵出。
6钢丝牵引
将钢丝沿滚筒中心轴平行方向从钢丝盘牵至机头处并均匀地系在牵引线上。要求:钢丝系在牵引线处要均匀不致过错以使其能顺利通过外铠机头和外铠压轮。
7调试
按工艺要求将内外铠转速, 牵引速度, 内外铠弧高弧宽调节合适。方法如下:内外铠转速, 按图示换上相应变速齿轮, 速度杆调至所要求位臵。牵引速度:按牵引箱上的图示将各变速齿轮调至相应位臵即可。弧高:转动中间预变形器, 调至要求弧高即可。弧宽:用拶子敲打预变形器两边, 将弧宽调至要求, 且两边和中间的距离相等即可。要求:调试后的电缆光滑紧密, 不散头。将调试好的电缆通过牵引电缆牵到收线盘后即可进行正常生产。
8正常开车前须对机头处钢丝进行检查, 若钢丝未绷紧则需要拖车, 方法如下:抽出内铠档位挡扭, 档位到正中间, 松开挡扭, 摇动档位杆, 确定档位正确。外铠档位处理方法同内铠。档位挂至空档后点动启动按钮, 当钢丝和线芯同时动时立即按下停止按钮, 将档位复位。钢丝铠装时缆芯始端和末端必须要有等同外径的牵引线, 保证始终在张力下装铠, 避免始端和末端产生内应力, 同时钢丝始末端头必须捆扎实, 防止钢丝滑移。
接头处理方法:钢丝出现接头后立即刹车, 将速度调至4格, 用手拽紧出现接头的钢丝, 将有接头的钢丝盘转至方便处理的位臵, 牵出接头, 拽紧钢丝, 不要使钢丝盘上的钢丝松散, 如压线将钢丝接头从压线位臵掏出即可。用钢丝对焊机将接头焊住, 方法如下:钢丝接头分别夹在对焊机的两极, 两接头对齐, 对焊机调制合适档位, 一手按住对焊机按钮, 另一只手慢慢将接头送到一起, 钢丝通电融化后再稍微送一点, 松开对焊机按钮, 拿下钢丝, 再按住对焊机按钮, 将焊接处放在淬火极上淬火, 钢丝发红且不出现火花即可。焊接处冷却后, 用手对折焊接处, 检查是否结实。确定焊接处结实后用搓把焊接
9在钢丝铠装后, 通常要用钢带单层间隔绕包或双层无纺布/一层无纺布和一层PP压花带重叠绕包进行扎紧。由于钢丝的弹性很大, 在上收线盘后, 在弯曲作用力下, 须防止外层扎带绷开, 避免绕包后层与层间或层与线芯间的摩擦损坏扎带, 造成“灯笼”现象。
三、护套的挤出工序
1电缆外护层的作用
外护层主要由内衬层、铠装层及外被层组成。
(1) 内衬层作用:在装铠层过程中, 防止内护层被铠装层碰伤;在敷设运行中, 可以抵御外界腐蚀介质的侵入, 防止金属护套 (内护层) 与外界腐蚀介质的接触, 处延长电缆的使用寿命。
(2) 铠装层作用:防止电缆在敷设过程中或运行过程中遭到可能遇到的机械损伤, 以确保内护层有完整性, 并可以承受一定的外力作用。
(3) 外被层作用:主要是保护铠装层, 防止铠装层在敷设过程中受到损伤。由塑料护套组成的外被层可以防止铠装层在运行过程中受到腐蚀。
电缆护层是保证电缆长期保持优良电气性能的, 一旦护层损伤, 电缆就会发生故障, 不能继续运行, 因此电缆的使用寿命在很大程度上依赖于电缆护层的寿命, 而电缆护层的寿命在很大程度上取决于护层的制造质量。
2各种外护层的结构
(1) 金属套通用电缆外护套结构。
(2) 非金属套通用电缆外护层结构。
(3) 铅套充油电缆外护层结构。
(4) 钢管电缆外护层。
在挤外护套时, 根据钢丝节距及电缆的长度将电缆的始端沿钢丝方向旋转几圈后与牵引线联结, 且在牵引联结处用一钢棒将其锁定, 这样就可以防止电缆由于在钢丝应力作用下回转产生松散, 以至于在挤出过程钢丝产生“灯笼”状, 此棒一直到了收线牵引后方可取下。总而言之, 生产钢丝装铠电缆时, 只要从成缆、钢丝装铠、挤外护套三道工序稍加注意, 就可以防止或减少钢丝起“灯笼”和“跳浜”。以上是在生产钢丝装铠电缆时摸索出的一些经验和方法, 愿与同行们交流。
四、钢丝铠装的根数确定
在铠装电缆的工艺设计中, 有两个重要参数:钢丝根数和钢丝节距。对于钢丝根数的计算较为方便, 钢丝的绞合节距计算复杂很多:不仅有乘方计算, 还有根式计算;计算过程还会遇到保留小数位数问题。不同的小数保留位数, 其节距的计算结果会大相径庭, 影响电缆工艺设计人员设计。基于此, 笔者推介一个钢丝节距计算的简便公式, 该公式避免了多位小数的相除、乘方运算、根式运算, 使得计算结果相对是确定值, 尤其是对于大批量计算钢丝节距、制定铠装工艺有显著优势。铠装工艺的主要计算公式, 钢丝铠装工艺中有两个关键的参数:钢丝根数及钢丝绞合节距。关于这两个参数的计算公式分别是:
1钢丝根数
其中:
D0—钢丝铠装前外径, mm;
d—钢丝直径, mm;
K—钢丝绞合系数 (钢丝φ1.4~1.8取1.06;φ2.5~3.15取1.05;φ4.0~6.0取1.05;钢丝直径小于1.4mm, 取1.07。计算结果 (根数) 四舍五入) 。
假定外径依据产品标准或根据GB/T2952.3-2008中表6选取。
2钢丝绞合节距钢丝节距的计算较为复杂, 应用的公式是:
钢丝根数
可以在先求得钢丝根数的基础上, 代入式 (2) 。最终通过开2次方求得节距h。但是在式 (2) 整个计算过程中, 不仅运算繁复, 而且由于存在小数的计算, 又有根式运算, 因此不同的人在运算中, 因保留的小数位数不尽相同, 所以其结果差异很大, 也就是钢丝节距会相差10%甚至更多。
求解铠装钢丝节距的一个简捷运算公式, 作者在工作实践中也深感在求解钢丝铠装电缆的钢丝节距运算过程中存在上述问题, 现在终于可以找到一个简捷公式, 其方法是:将式[1]代入式 (2) 的左边, 然后经过不太复杂的数学运算, 就可获得以下公式, 钢丝节距:
该公式中的K同, 如式[1]。由于回避了根式运算和解方程运算, 因此获得的答案是唯一的, 不会出现不确定值;而且由于公式的运算很方便, 大大方便了批量性计算铠装电缆的工艺工作, 实为电缆工艺师的一个有力“武器”。
参考文献
钢丝绳检查方法 篇4
1、每天使用绞车运输前，机电维修工对钢丝绳进行全面检查（如钢丝绳已缠回滚筒，必须放出进行检查）。斜长大于150米时，每隔50米检查一个点，下一次检查时挪开30米再设点进行检查。斜长在150米内时，每隔20米检查一个点，下一次检查时挪开10米再设点进行检查；斜长在30米以内的全面检查。每一个点的检查数据都必须填入检查记录。
2、新投入使用的钢丝绳必须在第二天要进行检查，主要是绳头和钢丝绳的伸长量等。
3、钢丝绳检查方法：
（1）、采用游标卡尺，测量钢丝绳的直径，必须以测点的最小直径为准。若钢丝绳的直径磨损不超过10%，允许降低拉车数量继续使用，若钢丝绳的表面磨损超过钢丝绳直径的10%（Φ12.5mm=11.25mm;Φ15mm=13.5mm;Φ18.5mm=16.65mm;Φ21.5mm=19.35mm;Φ24.5mm=22.05mm）时，应立即更换。
⑵、采用目测
常使用的钢丝绳型号是6×19＋1的钢丝绳（一根钢丝绳是由6股合成，每股有19丝，一根麻绳芯）。检查的方法是通过手、眼进行检查。使用中的钢丝绳如出现整股断裂或者钢丝绳的绳芯被挤出，此根钢丝绳应不能再使用；但有时不一定是整股断裂，而是断丝，如钢丝绳在一个节距中断裂的根数超过11根时，钢丝绳不得再使用，立即更换。
（3）、表面腐蚀
检查的方法是通过眼进行查看。钢丝绳如长期不使用，受到井下自然条件、水及化学腐蚀，钢丝绳的表面会出现腐蚀引起的麻点。当整根钢丝绳外表面受到腐蚀而形成的麻面达到肉眼容易看出来时，该钢丝绳不能继续使用，应立即更换；针对使用的西鲁式钢丝绳，使用10个月后，必须进行断绳检查。（在板钩前30米处斩断，检查绳芯和钢丝磨损、内部锈蚀等情况）在特殊环境（如有淋水或井巷潮湿的地方）6个月就必须进行断绳检查。
（4）、超载
超载使用过的钢丝绳不得再继续使用。在现场判断是否超载的方法是通过外观观察来判断。如发现钢丝绳外观严重变形、结构被破坏、绳芯被挤出和有明显的卷缩、堆聚等现象时，应立即更换。
走钢丝的演员 篇5
有一个走钢丝的演员, 准备在高空尽情展现他的绝活了。他要挑战的是一条相当长的钢丝, 甚至连他自己也说不准它有多长。他只能看到终点处模糊的轮廓, 所以无法目测远近。可是他站在起点处却镇静自如, 对他来说, 去干这件事本身比任何东西都重要。挑战终于开始了。他心如止水, 毫无畏惧, 所以能很好地运用他那天才般的技艺。他看上去步履轻盈, 并不像人们所担心的那样紧张、生硬, 人群中不时会爆发出一阵掌声。本来, 如果照这样下去, 结局兴许就是:走钢丝的演员最终到达终点, 如愿以偿。可是, 偏偏这时有人说了句:“他难道就不知道自己站在多么高多么危险的地方吗?”这句话似乎一下提醒了人们, 他们开始悄悄议论起来。而此时走钢丝的演员正聚精会神地走钢丝, 没有注意到下面人们的变化。“嗨!上面的先生!”终于有个大嗓门的家伙忍不住问, “你知道自己站在多高的地方吗?”走钢丝的演员愣了一下:“呃……这个我倒没仔细想过……事实上我从不在意这方面的……”他有意识地向下瞟了一眼, “现在, 据我估计, 大约……”“如果摔下来呢?”“必死无疑。”忽然, 走钢丝演员的心战栗了一下。“你知道这钢丝有多长吗?”“呃……”“不知道?那你凭什么认为自己能完成, 凭什么认为自己在走到终点之前不会摔下来?”“我不知道, 我只是有某一种信念。你知道, 当信心变为信念时, 那种力量……”“你的信念可靠吗?”“这个……”“你的信念能保证你不会摔下来?”“够了, 我还得继续……”“如果你摔下来将会怎样?”“如果我摔下来将会怎样?”走钢丝的演员竟傻傻地这样反问。“你的家人、朋友会失去一个儿子、兄弟或者好朋友, 而我们也会失去一个好的走钢丝演员。”“那我应该怎么办?”这时走钢丝演员的思想已完全不受自己控制。“你应该选择一种既安全又可靠的表演形式, 比如从一把椅子走到另一把椅子……”“他掉下来了!”有人大喊, 打断了大嗓门的话。走钢丝的演员本想往回走, 照人们希望的那样去做, 可是他已经不再像开始那样心如止水、步履轻盈了。因为他意识到自己的处境是多么危险, 再加上歇了那么久, 所以他紧张, 手脚僵硬, 结果脚下一滑, 摔了下来。他倒在地上, 意识逐渐变得模糊。终于, 在那一刻, 他感觉自己得到了解脱。
桥梁缆索钢丝腐蚀特征 篇6
缆索 (拉索以及吊索、吊杆) 是桥梁结构的主要承载构件, 也是对环境作用最为敏感的构件。目前, 大多采用钢丝平均腐蚀深度进行桥梁缆索腐蚀状况。实际上腐蚀钢丝表面的蚀坑形态很复杂, 在钢丝腐蚀研究中考虑局部蚀坑形态分布特征的也较少。
本文通过某服役系杆拱桥吊杆钢丝表面的蚀坑形状特征和三维尺寸观测分析, 对于蚀坑形状进行分类, 根据蚀坑分布特征讨论蚀坑的发展演变规律。
1 工程背景
位于宜春市的袁州大桥, 建于1996年, 主桥为中承式钢管混凝土拱桥, 主桥跨径布置 (13+101.4+13) m, 上下游侧共有15对平行镀锌高强钢丝吊杆, 钢管防护体系, 内部灌注水泥浆 (见图1) 。2012年年初, 对于袁州大桥进行了全面检测。大桥的主要病害包括:吊杆内部灌浆不密实, 钢管护套锈蚀严重, 高强钢丝锈蚀严重且有部分断丝, 吊杆锚头钢护套内有积水, 锚头及附近钢丝腐蚀严重。因此, 对全桥吊杆进行了更换。
2 钢丝表面腐蚀检测与腐蚀程度量化
为了研究拱桥吊杆高强钢丝表面的腐蚀分布特征, 从袁州大桥每个拆下吊杆靠近下部锚固段随机选择200根钢丝进行表面腐蚀检测分析。检测前, 先将钢丝进行等长切割, 每段30 cm。然后放入10%的稀硫酸中浸泡3 min, 用清洁球除去表面铁锈后用蒸馏水冲洗, 棉布擦干后放入恒温箱中干燥, 然后用稀硫酸进行表面浮锈去除处理并烘干。然后采用电子单尖头千分尺测量钢丝直径, 最后计算蚀坑深度。采用精密游标卡尺分别测量蚀坑宽度W和蚀坑长度L。
为了统一评价钢丝的腐蚀程度, 采用平均腐蚀深度进行量化表征。采用称重法并经过计算平均腐蚀深度作为试件腐蚀程度指标。用电子天平对烘干钢丝试件称重, 称量之后贴上标签序号。根据钢丝未腐蚀之前的理论值和称量的数据计算钢丝失重, 然后计算平均腐蚀深度h, 表达式为:
其中, W0为钢丝原始质量;W1为清除腐蚀产物后的钢丝质量;ρ为钢丝材料的密度;d为钢丝直径;l为钢丝长度。
3 蚀坑形状的分类
目前关于桥梁缆索钢丝腐蚀蚀坑分布特征研究主要采用蚀坑深度表征。钢丝腐蚀表面是较纤细的圆柱面, 蚀坑的几何形状具有很大的不确定性, 因此, 仅采用腐蚀深度显然不能准确表征蚀坑, 直径也不能描述某个维度的尺寸。
对钢丝试件进行大量的仔细观测发现蚀坑形状特征大致可以分成4种形状, 分别是:深椭球形, 浅椭球形, 凹槽形和马鞍形。4种形状的特点描述如下:
1) 深椭球形:蚀坑的长度和宽度基本相等, 蚀坑深度大于宽度的1/3, 蚀坑较为尖锐, 典型的深椭球形蚀坑如图2a) 所示;
2) 浅椭球形:通常蚀坑长度大于蚀坑宽度, 蚀坑深度也小于宽度的1/3, 典型浅椭球形蚀坑如图2b) 所示;
3) 凹槽形:蚀坑边界难以用规则线条描述, 横断面上也没有明显弧度, 将此类蚀坑归类为槽状, 典型蚀坑如图2c) 所示;
4) 马鞍形:蚀坑长度远远大于蚀坑深度和宽度, 蚀坑内表面稍向外凸出, 坑内边界与坑外边界过渡相对比较平滑, 类似于马鞍形状, 典型蚀坑如图2d) 所示。。
4 蚀坑的生长演变规律
1) 4种形状的蚀坑中, 深椭球形蚀坑宽度和长度尺寸相差不大, 蚀坑深度相对较大, 但是绝大多数蚀坑深度不超过0.4 mm。说明深椭球蚀坑的深度存在一个临界值, 即蚀坑进一步发展时, 蚀坑在长度和宽度方向的腐蚀速率大于深度方向的发展速率。2) 钢丝的腐蚀程度越高, 深椭球蚀坑个数越少, 也就是说钢丝腐蚀程度越高, 深椭球蚀坑发展为浅椭球蚀坑或者其他形状蚀坑的几率越大。3) 钢丝的腐蚀程度越高, 凹槽形蚀坑的个数不断增加, 这说明凹槽形蚀坑来源于深椭球形蚀坑和浅椭球形蚀坑的发展。4) 钢丝的腐蚀程度越高, 马鞍形蚀坑的数量也大幅度增加。这说明马鞍形蚀坑也来源于其他类型蚀坑的发展。宏观蚀坑是由微观蚀坑发展而来, 微观蚀坑多为椭球形。微观蚀坑扩展机理则是以闭塞电池模型进行的, 由于闭塞电池的作用发展为深窄型。这种深窄型蚀坑内的腐蚀产物难以与坑外的物质发生交换, 而且蚀坑内部存在一种“自催化酸化作用”, 其演变过程如下:
蚀坑源头初期, 内部铁溶解的阳极反应和氧离子化的阴极反应如下:
阴极:O2+H2O-4e-=4OH- (3)
阴极腐蚀产物在蚀坑口的累积导致蚀坑内外物质难以交换, 蚀坑内的氧消耗完就只能进行阳极反应, 于是阴极反应就转移到蚀坑的外侧, 蚀坑外侧没有阳极反应产物Fe2+, 所以蚀坑外只能进行式 (3) 的阴极反应。蚀坑外阴极反应产生的OH-也无法进入蚀坑内, 于是蚀坑外的p H值升高。而蚀坑内Fe2+越积越多, 由于电荷的不平衡作用, 蚀坑外带负电的Cl-便迁入到坑内与Fe2+生成Fe Cl2;Fe Cl2水解生成了不溶的铁锈和易溶的盐酸, 见式 (7) 。
酸性条件使得蚀坑内保持活化状态, 坑内电位低;而坑外由于阴极反应产物有利于钝化, 其电位高。由于坑外电位高于坑内以及坑内的酸化条件致使坑内金属仍保持活化溶解状态, 坑内是闭塞电池的阳极, 而坑外为阴极, 坑蚀不断扩大。随着蚀坑的发展和坑内腐蚀产物的累积, 逐渐减缓了Fe的溶解速度, 同时深窄型蚀坑周围不断出现新的坑蚀点, 更多坑蚀点的出现减小了深窄型蚀坑内外的电位差, 也使得蚀坑往深部发展速度减慢。随后坑口周围活化区域也相对较大, 蚀坑长度和宽度方向的发展速率越来越大, 这使得深窄型的深椭球形蚀坑逐渐发展为浅椭球、凹槽形等开放型蚀坑。桥梁拉索钢丝处于应力腐蚀、钢丝与钢丝摩擦状态中, 这导致钢丝表面存在极小的条纹状缺陷。雨水、雾露往往沿着钢丝纵向下流, 腐蚀性溶液必然加大蚀坑纵向的发展, 也易使缺陷周围的小蚀坑贯通, 形成超长的蚀坑, 这也是蚀坑长度方向的发展速率最大的重要原因。
5 结语
结合某系杆拱桥换索工程, 对于桥梁缆索钢丝腐蚀分布进行了检测与量化分析。根据蚀坑形状将蚀坑分为四类:深椭球形, 浅椭球形, 凹槽形和马鞍形。根据蚀坑分布特征讨论了蚀坑的发展演变规律。
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