新疆水利工程闸门制作工艺主要技术探究

2014-10-25路彬

黑龙江水利科技 2014年10期

路彬

(新疆汇通水利电力工程建设有限公司，乌鲁木齐830000)

0 引言

水工闸门制作工艺技术越来越先进，在水利工程建设中，对其制作技术提出的要求也随之提高，但水工闸门在不同的水利工程中也存在很大区别，会因为闸门的型号、尺寸和规格等方面的因素对水利施工过程产生不同的影响，又因为在实际操作中，闸门的安装条件很复杂，因此对水工闸门的制作要求也就更加严格［1－2］。

目前中国的多数大中型水利工程建设中多采用弧形闸门、人字闸门、反弧门和平面闸门等设计形式，但针对水利工程项目都存在差异，对不同的工程就采用不同的闸门形式。

文章就新疆某一水利工程中采用了平面闸门的设计形式，对平面闸门的制作工艺展开了分析。

1 工程概况

新疆某水电站装机容量为3 200 MW，单机容量为45 MW，水库年发电量为63.9 亿kW·h，电站的正常水位137 m，水库的总库容量为53.6 亿m3，防洪库容量为23.6 亿m3。

水电站的调节水库水位的挡水泄洪装置是9 套表孔平面闸门，分上、中、下3 根主横梁和左后两边各一根纵梁的结构。

泄洪闸门的设计规格是20.0 m ×18.6 m，单孔门叶重320 t，埋件重53 t，闸门的pH 值为6 425，在闸门的分类中属于超大型的平面闸门，但在这个闸门中存在2个制作技术难点:闸门的结构复杂，焊接难度大和对闸门的制作精度要求高。

1.1 闸门的结构复杂，焊接难度大

该水电站的平面闸门外形尺寸为20.3 m ×18.6 m，闸门分为6 节，每节有两根主根，闸门的最后一节因为受到的阻力较大而设计为封闭式的箱形结构，又将闸门的边梁设计为双腹板结构，导致焊接难度加大。

尤其是将主梁插入边梁的腹板内，在进行整体拼装时，又会将分节的内腹板插入到主梁之间，就造成在焊接过程中，因焊接难度过大而使内腹板与主梁之间产生焊接裂纹。

1.2 对闸门的制作精度要求高

闸门制作精度的高要求体现在3个方面:

1)因该闸门的止水装置是设置在迎水面上，所以要求闸门的厚度尺寸误差要＜3 mm。

2)闸门材质为ZG35GrMo，在调制之后，踏面的硬度要为420 ～450HBS，其中，非淬火层的硬度为290HBS，淬火深度≥20 mm，淬火层与非淬火层之间要均匀过渡。

3)闸门度是18.6 m，需要承压板所对的止水封面的垂直度≤2 mm。

针对上述闸门制作技术难点，在闸门的制作过程中，为了达到工程设计要求，在工艺、技术等方面就要进行控制和技术实践。

2 平面闸门制作工艺流程

平面闸门制作工艺流程主要有以下8 项:工艺流程、主梁、边梁和T 形隔板制作、面板制作、定轮装置的制作、吊耳装置制作、闸门门体焊接、门体的组装和边梁的安装。

2.1 工艺流程

平面闸门主要由主梁、边梁、门业面板、定轮、纵向T 形隔板等构件组成［3］。工艺流程图见图1。其主要制作工艺如下:

2.2 主梁、边梁和T 形隔板制作

加工设备:数控切割机、刨边机、埋弧自动焊机、超声波探伤仪和H 梁翼缘矫正机。

制作程序:钢板平板→下料切割→焊接加工→组装零件→焊接→矫正

制作方法:

1)在闸门的主梁工艺制作中，先将主梁设计为工字形主梁形式，放入H 型组立机上完成对钢板的定位，然后将液压夹紧，可以将定位、液压、焊接和输送同时完成。其中，焊接用龙门式H 型钢自动焊机完成，矫正用H 型钢翼缘矫正机完成。

图1 工艺流程图

2)在闸门的边梁和T 型隔板制作中，也是用H型组立机进行定位，用龙门式H 型钢自动焊机完成焊接。

3)用H 型钢翼缘矫正机完成矫形。

但在制作过程中，要注意:

1)点焊时所用的焊条要与母材配套，点焊长度与间隔要均匀。

2)主梁和边梁与腹板在焊接时要对焊缝作探伤检查，用刨边机加工［4］。

因为次梁是H 型钢，所以切割时要用H 型钢切割机，断头要修磨平整，接头要用坡口焊接，并要焊透。

2.3 面板制作

制作设备:半自动切割机、刨边机、超声波探伤仪、埋弧自动焊机。

制作程序:钢板平板→下料切割及拼板设计→用坡口机接头加工→焊接→矫形。

制作方法:在面板拼接时，不要进行十字焊缝，拼接接头处用刨边机进行加工，要避开面板与梁的焊缝，对焊缝要做探伤检查。

2.4 定轮装置的制作

制作设备:数控切割机、直流焊机、探伤仪、龙门刨。

制作程序:下料切割→焊接加工→组装零件→焊接→矫形→划线镗轴孔→轴承装配→定轮。

2.5 吊耳装置制作

制作设备:数控切割机、直流焊机、探伤仪、镗铣床

制作程序:下料切割→焊接加工→吊耳强板组焊→吊耳配件装置→焊接→矫形→探伤检查→镗孔→门体组装焊接。

制作方法:将吊耳做成n 形，吊耳腹板与主梁间的坡口要打磨平整，清扫干净，吊耳板与门体在组装焊接后，要进行超声探伤检查。

2.6 闸门门体焊接

由于门体具有对称性，而且对称性很强，所以在焊接时要严格分段，注意对称性，采用跳焊的方式，焊工要对应地同时进行焊接，才不会使焊接变形。门体在整体焊接时，先对焊缝焊接，使闸门连在一起，成为一个整体。焊接顺序:先对边梁的翼板与面板焊接，然后对主梁和边梁的T 字形腹板焊接，之后将面板与主梁的角缝焊接，最后将隔板和主梁、面板及其他焊接到一起。如果焊缝＞600 mm，就要分段焊接。对于立缝，如隔板与主梁之间的腹板缝，要自下而上，先焊下部，再焊上部。这样就可以保证边梁和门体凸向迎水面。

2.7 门体的组装

闸门门体组装，就是把主梁和隔板安装到面板上，然后与边梁连接到一起。首先进行面板找平，这对门体的组装质量是有直接影响的。如何进行面板找平，具体方法是:面板在焊接矫形之后，搁置在专设的平台上，通过用水准仪将面板调平，其中测点要足够，水平间的差值≤0.6 mm。控制好面板四角的不吻合值，这也是对闸门制作质量的保障。