钢闸门安全

2024-09-27

钢闸门安全（共7篇）

钢闸门安全篇1

摘要：三河闸为淮河流域第一大闸, 属大 (Ⅰ) 性水闸, 工程等级为Ⅰ等。本文重点介绍该工程钢闸门安全检测的项目及方法, 并根据检测的成果进行分析, 提出检测结论及建议, 对同类工程有一定的借鉴意义。

关键词：水闸,钢闸门,安全检测,分析

0 引言

三河闸工程位于江苏省洪泽县境内, 洪泽湖东南角, 是淮河入江的总控制工程, 主要作用是调节洪泽湖水位、控制洪泽湖下泄流量, 蓄水灌溉, 便利航运, 保证里下河地区的3 000万亩农田和2 000多万人口的生命财产安全。建成于1953年7月, 共63孔, 每空净宽10m, 总宽697.75m, 设计流量12 000m3/s, 校核流量13 000m3/s。闸门为钢结构弧形门, 每孔设有2×75kN电动、人力两用卷扬机一台。

经多年运行, 三河闸工程钢闸门产生不同程度的锈蚀与磨损, 从安全运行和科学管理的角度出发, 有必要对闸门进行全面的安全检测, 分析安全状况, 为工程加固或更新设计提供可靠依据。

1 检测方式

根据相关规程抽检, 弧形工作钢闸门共63扇, 本次抽检10扇, 分别为2#、9#、16#、23#、30#、37#、44#、51#、58#和63#。

2 检测项目及方法

2.1 闸门外观检查

外观检查以目测为主, 配合使用量测工具, 对闸门的外观形态和锈蚀状况进行检查。主要检查闸门整体及主要构件的折断、损伤和局部明显变形, 闸门的吊耳、导轮等零部件的损伤、变形、脱落以及固定状况, 主要构件的锈蚀量, 闸门的止水装置是否完好等等。

锈蚀状况检查是对闸门各构件的锈蚀分布、锈蚀面积及锈蚀部位等进行描述, 评定闸门各构件的锈蚀程度。锈蚀程度一般按5个等级进行评定:

1) 轻微锈蚀。涂层基本完好, 局部有少量锈斑或不太明显的锈迹, 构件表面无麻面现象或只有少量浅而分散的锈坑;

2) 一般锈蚀。涂层局部脱落, 有明显的锈斑、锈坑, 但锈坑深度较浅, 或虽有较深的锈坑 (坑深在1.0mm～2.0mm之间) , 但少而分散;

3) 较重锈蚀。涂层大片脱落, 或涂层与金属分离且中间夹有锈皮, 有密集成片的锈坑, 或麻面现象较重且区域较大, 局部有较深的点锈坑 (坑深在2.0mm～3.0mm之间) , 构件已有一定程度的削弱;

4) 严重锈蚀。锈坑较深且密布成片, 局部有深锈坑 (坑深在3.0mm以上) , 构件已严重削弱;

5) 锈损。深锈坑密布, 构件截面积削弱达1/4以上, 局部已锈损, 出现孔洞。

2.2 闸门焊缝超声波探伤

焊接缺陷会降低焊缝的抗拉强度、延伸率、冲击韧性和疲劳强度。水工金属结构在制造安装时对焊缝已进行过较为严格的探伤。但是, 经长期运行后, 在荷载作用下, 焊缝有可能产生新的缺陷, 原先经检查在容许范围内的缺陷亦有可能扩展, 影响结构的安全运行。

无损探伤的常用方法有射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤和渗透探伤, 每一种探伤方法都有各自的适用范围, 对缺陷的检出精度也不一样, 本次检测采用超声波探伤方法。超声波探伤是利用材料本身或内部缺陷的声学性质对超声波传播的影响, 非破坏性地探测内部缺陷的大小、形状和分布情况。探伤前, 根据被测构件的材质和厚度, 确定缺陷定位和定量方法。超声波探伤采用CUT-2008C型探伤仪进行, 距离—波幅曲线利用CSK-IA和RB-2试块实测。

2.3 闸门涂层厚度检测

依据《水工金属结构防腐蚀规范》SL105-95, 采用TT220型电脑涂层测厚仪进行检测。测量时, 每一测点都应取3次读数, 其中每次读数的位置相距25mm～75mm, 取3次读数的平均值为此点的测定值。结构复杂、面积较小的表面原则上每2m2取一个测点。取点应注意分布的均匀性、代表性。85%以上测点的厚度应达到设计厚度;没有达到设计厚度的测点, 其最低厚度应不低于设计厚度的85%。

3 检测与计算结果

三河闸工程63孔闸门均为弧形钢闸门, Q235材质, 本文仅选取2#钢闸门作为检测成果。

1) 2#工作钢闸门外观检测成果表

2) 2#钢闸门焊缝超声波探伤检测成果表:

3) 2#钢闸门涂层厚度检测成果表 (见S表3 t) 2

4 检测结论及建议

4.1 检测结论

1) 所检江苏省三河闸钢闸门外观良好, 门体轻微变形, 门体局部变形量未超标, 局部轻微锈蚀;焊缝探伤符合要求, 防腐涂层厚度基本符合要求;侧止水部位漏水, 橡皮老化, 底止水橡皮压板锈蚀;钢闸门主要构件无折断、损伤, 闸门的主轮、主轮轴、支铰等零部件存在不同程度的锈蚀, 锈蚀总构件数远小于30%;

2) 所检三河闸钢闸门支臂焊缝探伤符合要求, 防腐涂层厚度符合要求;整体外观良好;闸门支铰轻微锈蚀, 锈蚀总构件数远小于30%。

4.2 建议

经对三河闸钢闸门的检测、分析, 闸门外观总体符合要求, 焊缝探伤总体符合要求, 防腐涂层厚度基本符合要求, 蚀余厚度符合要求, 部分构件存在不同程度的锈蚀, 建议对钢闸门按照规范进行维护保养。

钢闸门防腐蚀措施篇2

一、腐蚀原理

钢铁的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。钢铁与氧气或非电解质溶液发生作用而产生的腐蚀称为化学腐蚀。钢铁在各种水中或其他电解质溶液中的腐蚀称为电化学腐蚀。钢闸门在水中的腐蚀都属于电化学腐蚀。钢闸门在水中的腐蚀实质在于钢材在电解质溶液中存在着许多个腐蚀电池。由于钢材在冶炼过程中不可避免地含有一些金属杂质和非金属导电杂质 (如FeC和石墨等) , 钢材在电解质溶液中, 这些杂质因电位较高而呈阴极, 钢铁因电位较低而呈阳极, 从而形成一种溶液电池。在阳极区, 铁释放出自由电子, 正离子与极性水分子结合, 以水化离子的形式溶于水中, 其自由电子沿基体流向阴极区。

在阴极区发生可以在阴极上被还原的物质夺取电子的过程。例如水中的溶解氧得到电子后成为氧离子, 氧离子再与水作用生成氢氧离子。

氢氧离子与阳极溶解的铁离子结合形成氢氧化铁, 即铁锈。由此可见, 在腐蚀电池中, 阳极区铁离子溶解的过程就是钢铁的腐蚀过程, 而阴极区没有腐蚀发生, 因此钢铁的腐蚀不是均匀的腐蚀, 而是溃疡状腐蚀。所以钢铁发生腐蚀必须具备三个条件:1、钢铁表面存在着电位差;2、阳极与阴极间有良好的电连接条件;3、阳极与阴极间有水膜连通。钢闸门在使用时大部分处于水中, 具备发生电化学腐蚀的条件。对于常处水上的部位或处于阴暗潮湿的环境中钢结构, 虽然没有直接浸没于水中, 但在雨、雪、雾、霜、露、水汽的作用下, 也能使结构表面形成一薄层导电水膜, 同样具备发生电化学腐蚀的条件。

二、防腐蚀的方法措施

针对钢铁发生腐蚀的条件, 防腐蚀就是如何防止这些条件的形成。常用的防腐蚀措施有两种类型, 一种是覆盖层保护:在钢铁表面涂装覆盖层, 借以把钢铁基体与氧气或电解质溶液分离开, 使之不能形成电连接关系, 达到防止产生化学腐蚀或电化学腐蚀的目的。另一种方式是阴极保护:设法供给适量的保护电能 (低压直流电) , 使钢铁表面积聚足够的电子, 成为一个整体阴极而得到保护。具体防腐蚀方法有:

1 涂料保护

涂料是涂装于物体表面结成具有保护、装饰和特种功能的薄膜材料。它是各种油漆和涂料的统称。涂料保护层可以把钢铁和电解质溶液或空气隔离开, 从而阻止腐蚀的发生和发展。这种方法可以达到6-10年的保护期效。

施工要点: (1) 基层处理:金属表面的锈皮焊渣、毛刺等用钢丝刷、砂布、砂轮等刮擦干净, 油污可用汽油、苯类清洗干净, 也可以采用酸洗方法除锈, 或者采用喷砂方法处理金属基层表面, 使处理后的基体表面粗糙度达到40-70um, 并使表面保持干燥。 (2) 施工时环境温度不低于10℃, 相对湿度不宜大于60%, 当有大风或雨雾天气时不可施工。涂装底漆应在钢材表面清理干净后尽快进行, 在潮湿的环境中应在4小时内涂装完毕, 晴天和较好的天气下也不宜超过12小时。涂料涂刷要均匀周到, 不可遗漏, 在每层漆膜涂装前应对上一层涂层外观进行检查, 如有漏涂、流坠、皱皮等缺陷要及时处理, 完毕后再进行下一层施工。 (3) 质量检测:用测厚仪检测漆膜厚度, 测定距离在1.0米左右, 85%以上的测点应符合要求, 漆膜最小厚度应大于设计值的85%。用针孔检测仪检测漆膜针孔, 检测区域中针孔生成率小于20%方为合格。用划格法对漆膜附着力进行检测。

2 喷锌保护

喷锌保护是通过一套专用设备将锌丝熔融喷射到钢结构表面上, 成为镀锌层。这个镀锌层对钢铁具有双重的保护作用, 一方面能像涂料一样起到覆盖保护作用, 将钢铁基体与水和空气隔离开;另一方面, 当镀锌层有空隙或局部镀锌层遭到破坏而水与钢铁接触时, 镀锌层与钢铁基体之间就会形成腐蚀电池。在这个电池里, 镀锌层成为阳极, 钢铁基体成为阴极, 这样就以镀锌层的溶解产生保护电流来阻止钢铁的腐蚀, 从而发挥牺牲阳极类型的阴极保护作用。在阳极区锌溶解于水中, 释放出的电子沿钢铁基体流向阴极区, 即钢铁与水接触处, 在阴极区仅发生氧气及其他物质夺取电子的过程, 而无腐蚀发生。随着镀锌层的不断消耗而保护了钢铁基体。这种保护措施保护周期较长, 喷锌0.2-0.3毫米的锌保护层可使钢铁在20-30年内不发生严重腐蚀。而且锌保护层与钢铁之间有良好的附着力, 结合牢固, 具有一定的抗冲击抗磨损的能力, 是一种比较好的保护措施。

施工要点: (1) 基层处理:同涂料保护基层处理。 (2) 施工条件同涂料保护施工条件相同。钢材表面处理后应在2小时内进行喷涂, 天气较好时最长不超过8小时。喷涂应力求均匀, 采用二次喷完, 垂直交叉覆盖。 (3) 质量检查:金属喷涂表面应均匀无杂物、起皮、鼓泡、孔洞、凹凸不平、粗颗粒、掉块及裂纹等缺陷, 遇有少量夹杂可用小刀剔刮;如缺陷面积较大, 应铲除重喷。采用磁性测厚仪测定喷涂厚度, 使之符合规范要求。

3 外加电流阴极保护与涂料联合保护

外加电流阴极保护是在钢铁上外加一直流电源, 使钢铁结构成为阴极, 并合理布置一些辅助阳极, 与电解质溶液构成电解池。电源阴极供给电子, 并在钢铁表面积聚到足够数量, 使钢铁表面电位降低到一定程度, 使腐蚀停止。外加电流阴极保护是一个治本的方法, 只要阳极布置合理得当, 结构表面电位调节到合适的范围就能高效的保护钢铁结构。裸露的钢铁结构实施外加电流阴极保护需要消耗较多的电能, 可以同时在结构表面涂装涂料进行联合防腐, 效果更好, 并且节省大量的电能。外加电流的作用在于根本上制止了结构的腐蚀, 表层涂料就不会被疏松的铁锈顶起而破坏, 从而大大提高了涂料的寿命;涂料覆盖了裸露的钢材表面, 从而将保护电流降低到很小的程度, 二者相辅相成可以起到更好的保护效果。

钢闸门在使用过程中由于使用条件的不同, 会发生不同形式不同程度的腐蚀, 相应地应采取不同的防腐措施进行保护, 以达到延长使用寿命和安全运行的目的。同时还要考虑技术可行性与经济合理性的有效结合, 做的既经济合理又安全有效, 充分发挥结构的使用效能。

摘要：钢材的腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。针对钢材发生腐蚀的条件, 防腐蚀就是如何防止这些条件的形成。钢闸门防腐蚀的方法主要有涂料保护、喷锌保护和外加电流阴极保护与涂料联合保护。

关键词：钢闸门,防腐蚀,措施

参考文献

[1]JTJ041-2000.公路桥涵施工技术规范[s].

水工钢闸门科学管养系统研究篇3

关键词：水资源,水环境,水利工程管理,安全检查制度

江苏省滨江临海、水网密布、湖泊众多, 长江和京杭大运河分别贯穿江苏省的东西和南北。江苏省内现有河流2 900多条、流域性堤防6 600 km、大中型水库47座、大中型水闸341座和大中型泵站159座。由此可见, 切实、科学地管理这些水利设施, 对江苏省水资源的高效利用具有十分重要的战略意义。

水工钢闸门是水利工程中的重要设施之一, 是水利工程的安全渡汛、防洪和调配水资源的关键设备。相关研究表明, 加强对役闸门的运维研究, 是确保水利工程安全运行重要保障。本文以《中华人民共和国水法》《中华人民共和国防洪法》《水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程》和《水利水电工程金属结构报废标准》等为指导, 编制了切实、可操作的水工钢闸门运行管理系统, 按计划组织了设备的更新、改造和除险加固计划, 从而为水工钢闸门的安全、可靠、高效运行提供了重要的数据和技术支撑, 这对工程管理的现代化建设具有一定的前瞻性。

1 水工钢闸门的科学管养制度

水工钢闸门的科学管养制度主要由安全检查制度、安全复核制度和各类运行规章制度组成, 具体如图1所示。

1.1 日常维护制度

水工钢闸门的日常维护是保证在役水利工程安全、可靠运行的重要措施之一。浙江省马山闸的闸门在潮水的不断冲击下逐渐锈蚀, 长期运行后导致垮塌, 进而造成了严重的经济损失;广西恶滩电站忽视了门槽中存在的局部破损, 在闸门下放过程中, 因受水力学流态作用, 导致钢丝绳被拉断, 进而造成闸门坠落的严重事故。因此, 加强钢闸门的日常维护工作, 对确保水利工程的安全运行和除害兴利具有重要的意义。

1.2 安全检测制度

安全检测由专门的工作技术人员、安全检测仪器和检测技术手段组成, 对水利工程进行规定的专项检查, 重点检查在役闸门的安全性。目前, 我国已经制定了《水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程》等一批规程、规范, 可结合工程现状, 重点开展腐蚀量、无损探伤、应力和启闭力等方面的检测工作, 从而有效获取在役钢闸门的定量安全信息。

1.2.1 腐蚀量检测

腐蚀量检测采用测厚仪或其他量测工具, 获取腐蚀部位、分布状况、严重腐蚀面积占比、腐蚀构件的蚀余截面尺寸等综合信息, 并能评定主要受力构件的腐蚀等级, 从而为工程运行管理提供重要的决策数据。

1.2.2 无损探伤

闸门一般为焊接钢结构, 主要受力的焊缝为一、二类焊缝。无损探伤采用渗透或磁粉探伤的方法检查表面或近表面裂纹, 主要解决受力焊缝表面裂纹延展的问题。比如, 超声波探伤检测可侦测闸门受力焊缝内部的缺陷。

1.2.3 应力检测

开展应力检测可获取闸门结构在受载条件下的应力状况, 主要检测水工钢闸门的主梁、边梁、支臂面板、吊耳、支承梁柱、机座和吊板等受力构件。应力检测应遵循以下2点原则: (1) 荷载采用分级加载, 以确定各级荷载下的结构应力; (2) 应力检测中每一级荷载应重复检测2次, 每次检测中的数据采集应≥3次。

1.2.4 闸门启闭力检测

启闭力检测主要是为了获取在役条件下钢闸门的起吊能力, 主要获取闸门的启门力、持住力和闭门力等信息。通常采用传感器法、应变片法或其他方法。在采用应变片法时, 应注意测点的位置, 测点应布置在启闭机吊具、吊杆或闸门吊耳等构件上的均匀受力部位, 且闸门在每个吊点上的测点应≥4个。此外, 在闸门启闭力检测中, 不同的检测数据相差较大时, 应及时找出原因并重新检测。

1.3 补强加固和报废制度

补强加固主要是指水工钢闸门在无法满足设计要求的情况下, 为了保持正常运行而采取的加固措施。对于达到设计使用年限或补强加固后仍难以满足在役安全运行的设备, 应根据《水利水电工程金属结构报废标准》和其他法规文件中的要求, 强制报废这些设备中的闸门和启闭机, 从而避免安全事故的发生, 确保工程的安全运行。

2 运行管理制度建设

应编制闸门运行管理系统, 建立工程管理数据库, 从而确保钢闸门的规范、程序化管养。系统的组织框图如图2所示, 系统后台和运行界面如图3所示。采用该系统可查询、下载、添加、编辑和删除相关技术信息和专业文献。

3 结束语

通过建立、完善水利闸门和更新、加固启闭机, 为当前江苏省水利工程管理部门制订合理、有序的工程管理决策提供了参考依据, 确保了水工钢结构在役安全运行, 对规范水利工程安全监测领域的市场秩序起着决定性作用。

目前, 江苏省处于率先全面建设更高水平的小康社会和社会主义现代化建设加快推进的重要时期。因此, 我们必须清醒地认识当前面临的新形势, 从而正确把握发展方向。在新时期, 江苏省的水利事业正处于从传统水利向现代水利和可持续发展水利转型的关键阶段。因此, 积极制订完善的工程管理规范, 符合当前我国水利行业坚持用科学发展观、新的治水思路指导水利工作的基本要求, 有助于水利工程管理部门加深对水利的全局性、战略性、根本性、规律性问题的认识, 对进一步健全水利工程管理体制具有前瞻性和战略性, 有助于完成新时期水利工程管理的新使命、新任务。

参考文献

[1]郭建斌, 郑圣义.钢闸门腐蚀安全研究[J].腐蚀与防护技术, 2006 (01) :73-76.

[2]郑绿锵.水工钢闸门及启闭机常见质量问题及对策[J].建材与装饰 (中旬刊) , 2007 (10) .

平面钢闸门埋件安装工艺浅析篇4

1 安装准备

埋件安装前的准备工作十分重要, 但大家往往容易忽视它的重要性。前期准备工作质量好坏, 将影响到埋件整体安装质量和安装进度, 准备工作主要有如下几点:

1) 埋件防腐处理完毕出厂前需按设计施工图纸、DL/T5018-2004规范标准等, 对其直线度、扭曲和平面度等外形尺寸进行仔细检测, 如存在问题应及时处理, 避免给埋件现场安装带来较多的校正难度, 并且现场校正精度往往难以达到最佳效果。

2) 按设计图纸和技术要求对一期混凝土预埋插筋的位置、数量进行检查核对, 对弯曲变形的插筋进行调直、漏埋的插筋及时补埋或植筋, 以保证埋件连接的强度和可靠性。

3) 积极与土建施工单位做好技术交底工作, 把闸孔中心、门槽中心、底槛高程等控制点/线, 用经纬仪、水准仪测放在底板和闸室墩墙上, 并做好标记, 同时还应注意二期混凝土预留空间是否能满足埋件安装需要。

4) 由于埋件断面尺寸较小、长度大, 运输和装卸时易造成埋件变形, 所以在运输、装卸和安装过程中要做好绑扎和临时固定工作, 这是最容易忽视的一个环节。

在实际工作中我们经常碰到由于二期混凝土预留空间不足、预埋钢筋不足和现场安装建筑垃圾未清理等导致埋件运至现场后无法安装的场面, 影响了工期, 也带来一定的经济损失。

2 埋件安装

平面钢闸门埋件安装应严格按现行DL/T5018-2004《水利水电钢闸门制造安装及验收规范》执行, 其主要控制尺寸有:底槛高程及里程、孔口中心、主/反轨垂直度、平面度及局部不平度、顶止水高度及门槽宽度等, 任何环节出现问题, 都对闸门启闭和工程的安全运行带来十分严重的后果。埋件焊接点的确定既要保证埋件能有效可靠的固定连接, 也要考虑到便于二期砼的浇注。除做好前期准备工作外, 闸门埋件安装工艺方案的科学选择是保证质量的关键。

1) 底槛安装:底槛吊装入槽后, 先将底槛中心与孔口中心和门槽中心线对正, 利用水准仪、钢直尺、钢角尺等测量工具, 通过花蓝螺栓、千斤顶和预埋筋进行调整, 各部位尺寸确认无误后与预埋钢筋等可靠的连接点进行焊接固定。

安装过程中要注意先从埋件中心处开始调整固定, 中心点对正且高程符合设计标准后及时焊接固定, 然后向两边调整固定, 符合一点固定一点 (固定点间距应≤500mm) , 否则很难达到设计标准。实际安装中, 埋件对孔口中心、埋件对门槽中心, 以及高程和平面度大家都能重视, 这里强调的是在高程测量时, 应在每个控制固定断面处沿埋件边缘布置2个测点, 底槛两端设置6个测点, 否则易产生扭曲, 造成闸门底端部漏水。

2) 主、反轨安装:主、反轨安装需在底槛安装完成且底槛二期混凝土浇筑后进行。安装时采取先主轨后反轨、先下部后上部的施工顺序。主轨安装时, 按孔口中心和门槽中心线, 用经纬仪进行控制测量, 通过花蓝螺栓和千斤顶进行调整。反轨安装, 以主轨为基础, 按设计尺寸用钢直尺量取并焊接固定。

如遇现场条件所限致使经纬仪无法进行测量布控时, 可采取在主轨面同时布置2个自吸式垂球进行测控, 防止主、反轨出现扭曲致使闸门的漏水情况。

在实际安装过程中, 为保证闸门止水效果和安全运行, 我们一般采取在保证主轨垂直度、平面度和扭曲度等尺寸符合设计和规范标准的情况下, 根据轨道长度 (高度) 门槽埋件下部 (孔口范围内) 宽度尺寸按设计标准要求执行, 主、反轨上部 (孔口范围外) 宽度在设计尺寸上普遍增加在1~3mm, 在闸门实际运行中起到了良好的效果, 除能保证闸门止水的要求, 也利于门体的启闭。

3 门楣安装

门楣安装时主要注意的是与主、反轨连接平面度问题, 连接焊缝处应打磨平整, 防止出现门顶拐角漏水, 其孔口高度应按设计图纸尺寸进行布控。

门楣安装固定时应注意孔口对角线尺寸的复核, 这也是容易忽视的一个环节。

4 混凝土浇筑

在主、反轨及门楣等埋件安装焊接固定完成混凝土浇筑前, 需进行一次彻底的尺寸复核, 要仔细检查埋件与预埋筋的连接情况, 发现问题应及时处理, 另根据埋件安装尺寸合理选取混凝土振动棒, 振捣时要均匀且充分, 同时要观察埋件是否发生偏移等现象, 以避免出现因振捣原因产生的埋件位移或混凝土孔洞等产生的漏水问题。

二期混凝土拆模后闸门安装前, 还需对埋件安装各部位尺寸进行检测, 经检测符合设计标准后, 拆模并清理杂物, 保证门体顺利安装。

5 结束语

埋件安装固定时应考虑到焊接收缩变形的影响, 焊接固定后应及时按设计标准对各部位尺寸进行检测, 发现问题及时处理。安装过程中, 测量控制方法和工艺流程应结合具体环境合理选择。

主、反轨安装时, 除注意直线度外, 还应注意扭曲对闸门启闭和止水造成的影响。避免门槽宽度尺寸出现外大里小或外小里大情况产生。底槛安装时须注意门体底止水的布置方向, 注意上、下游的区分。

钢闸门安全篇5

本工程位于南方城市, 新闸布置于旧闸内涌侧, 闸轴线距旧闸约77 m, 闸室为3孔, 净孔总宽度为18 m, 中孔宽为10 m, 两边孔各4 m。水闸主体结构由闸室、内外河消力池、翼墙、海漫段和防冲槽组成, 顺水流方向总长为76 m。闸室采用钢筋混凝土整体坞式结构, 长为19.0 m, 宽为22.0 m, 中墩、边墩厚均为1.0 m。本水闸主要功能是防洪挡潮、排涝, 解决对本地区威胁最大的洪、潮和内涝等灾害, 并担负灌溉、航运及连接两岸交通等作用。鉴此, 本水闸闸门设计选用节制闸钢闸门。本工程闸门有中孔工作门 (10 m×6.2 m, 1扇) 及门槽埋件, 重约30 000 kg;边孔工作门 (4 m×6.355 m, 2扇) 及门槽埋件, 总重约24 000 kg。闸门由液压启闭机操作, 液压启闭机液压活塞杆通过位于门叶两侧边梁顶端的吊耳与门叶连接, 活塞杆进出带动门叶绕支铰转动, 实现闸门的开启和关闭。本工程安装项目有中孔工作门及门槽埋件、边孔工作门及门槽埋件、液压启闭机及液压锁定装置 (包括油泵站、管路及附件) 。

2 钢闸门及埋件的制造要求

2.1 节制闸工作钢闸门制造

节制闸工作钢闸门由门叶和支臂组成, 门叶制造按施工详图和中平面闸门制造的有关规定执行。支臂作为单个构件制造的允许偏差应符合《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》 (DL/T5018-2004) 中表8.1.7的规定, 支臂开口处弦长的允许偏差应符合施工详图的要求, 支臂的侧面弯曲应不大于1.0 mm。

闸门在制造厂制造时, 根据运输尺寸的要求, 可将其分段制作, 但应在制造厂进行拼装检查, 验收合格后打安装标记和编号, 并焊上定位板, 注意分段不能够影响到闸门的结构安全。本水闸中孔闸门因尺寸大, 运输困难, 故采用上下均分为2段制作。闸门门叶上的止水螺孔与止水压板的水封螺孔在制造厂两两钻好, 当门叶分段制造时, 水封螺孔应在闸门的组装成套体后才划线钻孔。支铰采用自润滑关节轴承, 应符合GB304.9-81的规定。闸门出厂前应进行套体组装检查, 其各项偏差应符合施工详图和相关技术条件的规定。

2.2 节制闸工作闸门的埋件 (包括检修门槽埋件) 制造

门槽埋件制造按施工详图及《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》 (DL/T5018-2004) 埋件制造的有关规定执行。焊接完毕并对变形核压后, 才能按施工详图的要求对支撑门面或水封止水座面进行加工。

3 钢闸门及埋件的安装控制要点

分节的闸门 (如中孔闸门) 需做套体拼装, 经检验合格后方可运至现场安装。现场的主要安装焊缝 (一、二类焊缝) , 应采用超声波方法进行检查, 发现有缺陷部位时, 应做返工处理。对预埋件预埋设前, 应将其表面的浮锈、油渍、浮皮等污物清除干净。

门槽构件在安装焊接过程中应随时注意观测变形状况以便及时采取矫正措施。门槽构件与一期混凝土中的预留钢筋或锚板用连接钢筋焊接牢固, 以免浇筑二期混凝土时发生位移。连接钢筋不允许直接焊在门槽的主要构件上, 而只能焊在这些构件伸出的锚筋上或焊在不会引起门槽主要构件产生局部变形的次要构件上。所有门槽构件工作面上的连接焊缝, 在安装工作完毕, 浇筑二期混凝土后, 应进行打磨, 其表面光洁度应与焊接的构件保持一致。在进行安装尺寸的误差检查时, 凡施工详图上注有公差要求的尺寸, 则按图纸的要求测量检查。图纸上没有注明公差要求的尺寸, 按照有关规范测量检查。二期混凝土浇筑过程中应注意要对止水的门槽不锈钢工作面进行必要的保护, 避免碰伤及污物贴附, 以免影响止水及支承摩擦时的正常工作。闸门的安装拼接焊缝, 不允许采用仰焊, 仰焊只能允许作焊缝的封底焊。

4 钢闸门及埋件安装的修改

由于工作门槽表面钢板与设计混凝土墩墙仅有6 mm的外突量, 而水工建筑物的允许偏差与金属结构的制造安装允许偏差存在一定差异, 况且闸墩墙模板安装以及混凝土浇筑后产生的变形量与变形方向较难准确把握, 为了不改变钢筋混凝土结构的尺寸, 同时亦为了减少往后对混凝土墩墙侧面进行全面凿深 (为解决闸门顺畅开关问题) 。经过论证后对钢闸门和预埋件做出如下修改:

(1) 在闸门门叶两侧梁翼缘钢板处从上至下通长切除各2 cm, 相应的安装侧止水封的螺栓孔往里挪动各2 cm, 3孔闸门均作如此修改;同时, 对闸门两侧工作门槽预埋轨道亦作出向外移动各2 cm, 固定后即进行二期混凝土浇筑;

(2) 如果按原图尺寸进行预埋件的安装 (特别是水平预埋件) , 则在一期混凝土浇筑过程中因有外力 (诸如混凝土料撞击力、工人体重以及机械动力等) 、自身重力、模板支撑刚度等因素影响, 从而导致预埋件下沉。实践证明, 按原图安装预埋件其下沉量达6 mm～10 mm。由此可见, 在一期混凝土中预埋构件 (特别是水平预埋件) 有必要让其平面 (或外露面) 适当提高6 mm～10 mm。本工程实际安装过程中, 对预埋件作出适当提高约8 mm处理, 一期混凝土浇筑完后测得高程基本与原图吻合。

5 钢闸门及埋件安装修改的启示

钢闸门的缩窄修改以及其工作门槽向外移位的措施, 缘于闸墩混凝土浇筑过程中或多或少出现偏差, 如果按原设计尺寸对钢闸门进行生产以及工作门槽的安装, 则钢闸门在开关过程中必然与闸墩产生较大摩擦, 甚至存在连闸门都提不起来的现象。诚然, 这存在着以下几大缺点:①加重液压启闭机的动作负荷, 对机械使用寿命危害很大;②阻力大导致闸门开关速度缓慢;③因摩擦产生的噪声很大;④加速损害侧止水橡胶;⑤因摩擦墩墙面会产生沟痕, 影响美观等等。

通过对钢闸门的缩窄修改以及工作门槽向外的移位, 解决了闸门在开关过程中与墩墙产生强烈摩擦的问题。由于有了足够的空隙, 闸门在开启与关闭工程中畅通无阻, 大大减小了侧止水橡胶与墩墙侧面的摩擦, 从而减小其相互摩擦产生的巨大响声, 当然闸门上升与下降的速度亦相应提高了, 缩短了开关闸门的时间, 给液压启闭机液压开关闸门的快捷作用创下充分条件, 同时, 砼墩前的外观亦得到保证。相反, 闸门不缩窄修改, 而采用凿墩墙的方法解决闸门启闭困难问题, 这存在着以下几大弊病:①混凝土墩墙被凿后可能局部位置有露筋现象, 因本地区海水咸度较高将导致钢筋严重受腐蚀, 危及水闸安全;②即使不露筋, 也存在墩墙面回浆批荡较容易脱落 (有水流冲刷、闸门侧沿摩擦刮落等) , 造成侧止水封易被粗糙不平的墙面刮损;③墩墙被凿后改变其结构尺寸, 将会危及水闸自身安全。

6 结语

钢闸门安全篇6

目前, 在我国水利建设项目工程中, 钢闸门已成为水工建筑物的主要成份之一, 由于钢闸门是由钢板、型钢、封水装置、支承装置、起吊装置等组合而成的水工金属结构, 在制作焊接过程中易产生不同程度的变形, 如操作不规范, 方法不当, 常常使闸门的变形超出规范要求, 影响使用。如何才能有效的控制焊接变形减少到最低程度, 提高闸门的质量, 是工程技术人员共同探讨的话题。

2. 存在问题

以某套闸为例, 从对闸门的检测情况来看, 闸门面板整体较平直, 但局部变形较大, 不尽人意。规范要求:板厚δ≤10mm则允许局部变形应≤6mm, 而10mm<δ≤16mm的板, 局部变形应不大于5mm。然而现场检测时发现, 门体面板的不平度局部达到8mm左右, 呈波浪形, 见图 (1) 。这样不但影响了闸门的整体美观, 而且也影响了其止水功能, 目前的施工工艺, 往往都经过几次喷火整平, 既延长了制作周期, 甚至会降低结构的承载能力。

3. 原因分析

3.1. 焊接变形。

闸门面板不平顺, 局部超标的原因, 我们认为主要是由焊接变形引起的。焊接是一种局部加热的工艺过程。焊接时, 在焊接区附近产生不均匀的温度场, 工件因温度升高而膨胀, 继而冷却产生收缩。这种变化, 由于接头附近复杂的约束力, 在大多数情况下, 不能随着温度的变化而自由膨胀和收缩。因此, 在焊后冷却过程中, 因焊接加热到压缩塑性变形部位, 由于不能自由收缩而受到拉伸, 这样在工件内部产生不均匀的内应力, 使工件产生焊接残余应力和焊接变形。这种在焊接热循环过程中, 焊接区附近的母材产生塑性变化是产生焊接残余应力和焊接变形的主要原因。另外, 在熔化金属凝固时, 母材的热膨胀产生收缩和塑性应变, 也是形成焊接残余应力和焊接变形的原因。

焊接残余应力和焊接变形的大小, 一方面取决于材料的线膨胀系数、屈服极限、比热和密度等材料性质, 另一方面还取决于工件的形状、尺寸和焊接工艺。由此可见, 闸门面板的质量控制, 也就是焊接变形的质量控制。

钢闸门构件焊接以后, 一般都会发生变形, 形态非常复杂, 焊接变形不仅影响结构的尺寸精度和外观, 而且会降低结构的承载能力。

3.2. 焊接变形类型。

焊接变形大致可分为下列几种:纵向变形、横向变形、回转变形、弯曲变形、角变形、波浪变形和扭曲变形。我们认为造成闸门面板变形的主要是弯曲变形和角变形。

3.2.1. 弯曲变形。

当焊缝不在构件截面中性轴上时, 无论是纵向收缩, 还是横向收缩, 都会引起弯曲变形, 见图 (2) 。

3.2.2. 角变形。

对接焊缝和角接T型焊缝都可能产生角变形。它是由横向收缩变形在厚度方向上的不均匀分布引起的。对接接头的角变形与坡口角度、焊接工艺等因素密切相关。坡口角度越大, 角变形越大。角接接头的角变形与焊缝的焊角高度和板厚有关。焊角高度越大, 角变形越大, 因此, 控制焊角高度大为重要。角变形见图 (3) 。

4. 解决方法

4.1. 设计措施

1) 选用合理的焊缝尺寸和形状。在保证结构强度的前提下, 尽量采用小的焊缝尺寸。

2) 尽可能地减少焊缝的数量, 以减小焊接变形。

3) 合理地安排焊缝位置。只要结构上允许#应尽可能使焊缝对称于构件截面的中性轴或接近中性轴。

4.2. 工艺措施

4.2.1. 刚性固定法。

刚性固定法就是将构件加以固定来限制焊接变形。见图 (4) 。

4.2.2. 反变形法。

它是生产中最常用的方法, 在装配时给予一个相反的变形, 使之与焊接变形相抵消, 焊后的构件能保持设计的要求。反变形的大小, 一般根据经验或试验来确定。

4.2.3. 改进焊接方法。

选用热源比较集中的焊接方法可以减少焊接变形。例如采用CO2气保焊来代替手工电弧焊, 可以减少变形。选择合理的焊接顺序不仅能减少焊接变形, 而且能减少焊接内应力。焊接顺序遵循的原则是先焊对接缝, 后焊角接缝。见图5。

结语。在钢闸门制造焊接过程中, 由于钢材的特殊性能, 易产生不同程度变形, 这就需要技术人员在制作钢闸门焊接过程中, 按照规范要求选择合理的焊接方法, 使焊接变形降低到最低范围, 从而使闸门的质量达到预期的理想效果

摘要：本文作者结合实例主要就钢闸门制作中的焊接变形存在的问题及原因进行了分析, 并提出了解决方法, 供同行参考。

关键词：钢闸门,焊接变形,解决方法

参考文献

[1]徐海娜.平面钢闸门焊接变形的控制.焊接技术, 2006.05.

钢闸门安全篇7

独流减河进洪闸地处近海地区, 钢闸门长期在日光曝晒、干湿交替、常浸水下、水流冲刷、水生物腐蚀、泥沙及其它漂浮物的冲刷等恶劣条件下工作, 极易发生锈蚀, 降低钢闸门的承载能力, 影响工程的运行安全。因此, 做好水工钢闸门的防腐工作尤为重要。

钢闸门的防腐蚀措施主要有两种类型, 一种类型是在钢铁的表面涂上复盖层, 借以把钢材母体与氧或电解质隔离, 以免发生化学腐蚀或电化学腐蚀, 即复盖层保护;另一种类型是设法供给适当的保护电能 (低压直流) 使钢结构表面积聚足够的电子, 成为一个整体阴极而得到保护, 即电化学保护。

2 水工钢闸门受腐蚀的主要原因及危害

金属的腐蚀, 是金属受环境介质的化学或电化学作用而被破坏的现象。金属的腐蚀遍及国民经济各个领域, 给国民经济带来了巨大的损失。在工业发达的国家中, 腐蚀造成的直接经济损失占国民经济总产值的1%~4%, 每年腐蚀生锈的钢铁约占产量的20%, 约有30%的设备因腐蚀而报废。在中国, 由于金属腐蚀造成的经济损失每年高达300亿元以上, 占国民生产总值的4%。水工钢闸门长期浸泡于水中, 受多种因素的影响。 (1) 气候因素:钢结构闸门水上部位易受日晒雨淋、潮湿气氛等的作用而发生腐蚀。 (2) 钢结构表面状态:粗糙、机械损伤、空穴、焊接缺陷、缝隙等对腐蚀影响很大。 (3) 应力和变形:应力和变形越大, 腐蚀越甚。 (4) 水质:淡水含盐量较低, 闸门的腐蚀视其化学成分及污染情况有所差异。海水含盐量高、导电性好, 海水中含大量氯离子, 对钢铁的腐蚀性大, 钢闸门在海水中比在淡水中腐蚀严重。 (5) 水流速度:钢闸门受到水流及水中夹带的泥沙等磨粒对金属表面高速冲击, 产生冲蚀磨损;同时, 水体的流动使极化作用加强, 比较容易将腐蚀产物从结构表面随水流冲走, 使腐蚀加快, 所以经常开闸泄水的闸门比长期关闭的闸门腐蚀严重。

上述因素的影响极易造成钢闸门的锈蚀损坏, 因此, 钢闸门的养护与维修就尤为重要。长期以来, 人们一直采用多种技术对金属加以保护, 防止腐蚀的发生。其中, 钢结构水闸门常用防腐方法, 工程上用得最多的是覆盖层防腐和电化学保护。钢结构闸门常用的覆盖层防腐方法主要有涂料防腐和喷涂防腐。

3 钢结构表面处理

钢闸门表面热涂之前, 应将闸门表面整修完毕, 并将金属表面的铁锈、氧化皮、油污、焊渣、灰尘、水分等污物清除干净, 全部露出灰白的金属本色, 并且保持干燥。有一定的粗糙度, 达到使基体表面凹凸不平的目的, 以保证涂料与基体间有良好的附着力。

3.1 基本要求。

消除杂物的方法宜采用喷射或抛射, 一般采用喷射, 即人们通常说的喷砂除锈。喷砂机是喷砂处理设备, 在一定压力条件选取适当的磨料, 可达到高质量的表面处理效果。喷砂用气操作压力不少于0.5MPa, 配备6m3/s空气压缩机。采用流动式空气压缩机时, 其排气量为6m3/s, 额定压力为0.8MPa, 功率为37k W。喷砂时喷嘴尺寸为6~8mm, 在使用过程中, 孔径磨损超过原来的5%时, 不宜继续使用。喷砂用的磨杆品种较多, 性能不一, 一般选用强度较高的石英矿。磨料使用前必须干燥, 含水量不得大于1%, 否则必须进行炒砂或烘干处理。磨料的粒径为0.75~3.0mm。

3.2 除锈施工的注意事项。

喷砂处理不允许在潮湿的金属表面上进行, 露天作业应采取必要的防雨防潮措施。喷砂时注意工件温度和空气环境湿度, 当空气湿度较大或金属表面温度低于雾点以下时, 应停止喷砂。经喷砂处理并检验合格的金属表面, 在运输或防腐施工前应保持干净, 避免沾染上水货油污杂质, 并且不能直接用手接触金属表面, 以防止局部返锈;已沾染上油污的金属表面必须用相应的有机溶剂进行处理, 或者在去油处理后重新进行反喷砂处理。喷砂处理后的金属表面, 在空气湿度较大或周围有化学气体污染时, 应在4h内进行下道工序施工;在干燥洁净的环境条件下, 应在24h内进行下道工序施工。在经喷砂处理后的大构件内进行防腐施工时, 必须穿干净的工作服。

4 热喷涂锌

4.1 主要设备。

有压缩空气系统, 氧气、乙炔系统, 金属气喷枪及胶管等。

4.2 原理。

以喷枪中的压缩空气为原动力, 在驱动装置推动下, 锌丝通过喷嘴, 在氧-乙炔焰的加热下, 成为熔融体, 借压缩空气使之雾化成微粒并喷射到工件上, 形成热喷涂锌保护层。由于喷砂后的基体表面凹凸不平, 散热收缩后的金属涂层能牢固地附在工件表面。

4.3 喷料要求。

金属喷涂用锌丝纯度宜为99.99%, 不得低于99.95%;铝丝纯度不得低于99.5%。锌丝、铝丝应光洁、无锈、无油、无折痕, 直径为2.0~3.0mm。

4.4 喷涂工艺要求。

喷涂用的压缩空气应清洁、干燥、压力不得低于0.4MPa, 喷涂距离为100~200mm。喷枪尽可能与基体表面成直角, 不得低于45度。喷枪移动速度, 以一次喷涂厚度达到25~80微米为宜。各喷涂带之间应用1/3的宽度重叠, 厚度应尽可能地均匀。各喷涂层之间的喷枪喷枪走向应相互垂直, 以交叉覆盖。涂层表面温度降到70摄氏度以下时, 再进行下一层喷涂。

4.5 喷涂施工注意事项。

在施工时, 喷砂进度与喷锌防腐蚀施工进度要很好配合。如果喷砂后的工作在当时的气候气候环境状况下超出了所允许的暴露时间, 则容易返锈。

5 结论

5.1 电弧喷涂铝或锌加封闭的复合保护涂层, 同现有的其它防

腐方法比较, 具有技术先进、涂层防腐寿命长久、30年内不需进行任何防腐维护、可现场施工、年均防腐费用最低、经济合理等特点, 是钢结构水工闸门等金属结构防腐蚀的优选方案。

5.2 独流减河进洪闸除险加固选用了该种防腐方法, 现在北闸已经投入使用验收, 取得了良好的效果。

5.3 除了根据各种条件正确选择防腐蚀措施外, 必须认真做好表面处理。

除了使金属表面无锈、无油腻、无污物、无灰尘、表面干燥外, 还应使表面干燥。表面处理后应尽快进行保护。为了防止再度生锈和增加涂层的附着力, 在表面处理后可采用磷化处理。

5.4 国内外在该种防腐方法的应用上取得了一系列的成功经验, 国内仍需下大力度进行热喷涂长效防腐的施工技术。

参考文献

[1]莫慧峰.弧形钢闸门可靠度分析[D].南京:河海大学, 2002.[1]莫慧峰.弧形钢闸门可靠度分析[D].南京:河海大学, 2002.

[2]王勤.在役钢闸门的安全评估研究[D].武汉:武汉大学, 2005.[2]王勤.在役钢闸门的安全评估研究[D].武汉:武汉大学, 2005.