底孔鋼止水門(mén)槽制作工藝方案設(shè)計(jì)

摘 要：文章介紹了鋼止水門(mén)槽的工藝方案設(shè)計(jì)。希望通過(guò)文章的分析，能夠?qū)ο嚓P(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：鋼止水；門(mén)槽；下料；制造工藝；大拼；質(zhì)量控制

1 鋼止水閘門(mén)的應(yīng)用

鋼止水閘門(mén)國(guó)外應(yīng)用較多，國(guó)內(nèi)近幾年才開(kāi)始用得多起來(lái)，一般在水頭較高的地方采用，比如底孔，我國(guó)一般會(huì)采用弧形門(mén)，在向家壩工程中則采用了平板鋼止水閘門(mén)。鋼止水閘門(mén)由液壓?jiǎn)㈤]機(jī)啟閉，通常還有旁通裝置、通氣裝置，有的還有潤(rùn)滑裝置，閘門(mén)的水封通常為銅基材料，門(mén)槽的止水板為不銹鋼。鋼止水閘門(mén)門(mén)槽與普通門(mén)槽的止水板雖然都是不銹鋼，但由于銅基水封不可壓縮，對(duì)水封和止水板的平面度要求極高。

2 底孔門(mén)槽結(jié)構(gòu)特征

（1）底孔事故、工作門(mén)槽為箱式結(jié)構(gòu)，一套門(mén)槽包含事故門(mén)槽和工作門(mén)槽兩種門(mén)槽。

（2）門(mén)槽分上、下兩層，下層為流道分為3部分，上層為腰箱及蓋板，分為6部分，連接部位全部機(jī)加、用螺栓把合。

（3）門(mén)槽與閘門(mén)接觸的部位均為不銹鋼。

（4）門(mén)槽連接部位迎水面需制備水密焊坡口，現(xiàn)場(chǎng)焊接。

（5）因門(mén)槽與閘門(mén)除底止水采用橡皮水封止水外，其他均采用平面硬接觸止水，故主軌和門(mén)楣機(jī)加平面度和粗糙度要求較高，且主軌和門(mén)楣上設(shè)計(jì)有潤(rùn)滑油道。

3 材料檢驗(yàn)

（1）閘門(mén)及門(mén)槽制造所用的金屬材料，包括黑色金屬材料和有色金屬材料，必須符合施工圖紙規(guī)定，其機(jī)械性能和化學(xué)成分必須符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或部頒標(biāo)準(zhǔn)，并應(yīng)具有出廠合格證。如無(wú)出廠合格證、或標(biāo)號(hào)不清、或數(shù)據(jù)不全、或?qū)?shù)據(jù)有疑問(wèn)者，應(yīng)進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn)，試驗(yàn)合格并取得監(jiān)理的同意才能使用。如標(biāo)號(hào)不清、或數(shù)據(jù)不全、或?qū)?shù)據(jù)有疑問(wèn)者，應(yīng)進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn)，試驗(yàn)合格才能使用。凡鋼板表面存在的缺陷超過(guò)GB3274的有關(guān)規(guī)定時(shí)，不得用于制造閘門(mén)的承重構(gòu)件。

（2）材料進(jìn)廠由設(shè)備物資管理部門(mén)負(fù)責(zé)對(duì)原材料進(jìn)行材質(zhì)證明書(shū)、爐批號(hào)、材質(zhì)、表面質(zhì)量等確認(rèn)，并對(duì)鋼板進(jìn)行編號(hào)。所有金屬板材、型鋼都應(yīng)在購(gòu)買(mǎi)后采取有效措施以防止材料銹蝕。

（3）焊條型號(hào)或焊絲代號(hào)及其焊劑必須符合施工圖樣規(guī)定，當(dāng)施工圖樣沒(méi)有規(guī)定時(shí)，應(yīng)選用與母材強(qiáng)度相適應(yīng)的焊接材料。焊條應(yīng)符合GB5117、GB5118、GB984或GB983的有關(guān)規(guī)定；自動(dòng)焊用的鋼絲應(yīng)符合GB1300的有關(guān)規(guī)定；碳素鋼埋弧焊用焊劑應(yīng)符合GB5293的有關(guān)規(guī)定；焊接材料都必須具有產(chǎn)品質(zhì)量合格證；焊條的貯存與保管遵照J(rèn)B3223中的有關(guān)規(guī)定。

（4）滑塊材料為ZcuAl10Fe3，材料應(yīng)符合施工圖紙規(guī)定，其物理機(jī)械性能應(yīng)符合施工圖紙及標(biāo)準(zhǔn)要求。

（5）螺栓的規(guī)格、材料、制孔和連接應(yīng)符合施工圖樣及GB/T5018第5.1.1條至5.3.3條的規(guī)定。

（6）涂料的質(zhì)量和調(diào)制應(yīng)符合DL/T5358的規(guī)定，涂裝的技術(shù)要求遵照DL/T5358的規(guī)定執(zhí)行。

4 底孔門(mén)槽制造方案

4.1 下料

下料前，板材采用平板機(jī)平板，型材采用油壓機(jī)或型鋼矯正機(jī)矯正，矯正后型材直線度不低于1/1000，板材不平度不大于1mm/m。按照下料零件圖進(jìn)行下料，矩形零件及型鋼采用半自動(dòng)切割機(jī)下料，異形筋板采用數(shù)控切割機(jī)下料。構(gòu)件長(zhǎng)度按L/1000留焊接收縮余量，對(duì)于主反軌長(zhǎng)度方向有機(jī)加工要求的，連接面機(jī)加工面需另在板厚方向加5～6mm機(jī)加工余量。

需對(duì)接的鋼板其對(duì)接接頭應(yīng)避開(kāi)構(gòu)件應(yīng)力集中的斷面，盡可能避免出現(xiàn)十字焊縫，相鄰的平行焊縫間距不小于300mm。

下料后應(yīng)清理零件上的飛邊、毛刺、氧化鐵等雜質(zhì)，零件形位偏差應(yīng)符合DL/T5018規(guī)范規(guī)定。

4.2 流道制造工藝

主、次底孔事故、工作門(mén)槽下層包含下游流道、中游流道、上游流道。流道面板、框形加強(qiáng)板、連接面鋼板加厚6mm，主軌及門(mén)楣加厚6mm，側(cè)軌及反軌加厚5mm，加厚的量均為機(jī)加余量。超過(guò)150mm寬的貼板需開(kāi)φ20，間距150mm。裝配時(shí)先將部件組裝成部件，兩兩組對(duì)焊接，矯正后平拼成整體。矯正要求：廊道板局部不平度≤1mm/m，連接及承壓板平面度≤1mm，廊道板與其他零件垂直度≤1mm（有角度要求的誤差≤1mm）。

整體拼裝，把4個(gè)主要部件拼成1個(gè)整體，要求廊道板相互垂直。廊道斷面扭曲≤1mm，斷面對(duì)角線≤2mm。然后貼焊連接板、主軌門(mén)楣、反軌、側(cè)軌不銹鋼板，要求貼焊間隙≤0.5mm。最后以主軌面為基準(zhǔn)安裝上連接板，要求平面度≤1mm，與主軌垂直度≤1mm。整體拼裝檢查要求側(cè)軌承壓板間距誤差為■■，反軌與相鄰連接板間距誤差為，流道長(zhǎng)度±4mm，底檻工作面直線度≤1mm，中段流道要求主軌與反軌平行度≤1mm。

部件在剛性約束條件下施焊，采用CO2氣保焊進(jìn)行焊接。焊接順序?yàn)椋簭闹虚g向兩端對(duì)稱施焊，先焊筋板的角焊縫，再焊橫筋或立筋坡口焊縫。不銹鋼焊接采用焊絲ER309Lφ1.2mm分段對(duì)稱施焊，點(diǎn)焊采用不銹鋼焊條A304 φ3.2mm。

部件焊接完成后可在油壓機(jī)上矯正，整體焊接完成可采用火焰矯正。

整體矯正完成后外協(xié)整體退火。

退火回廠后調(diào)平廊道底板放流道立面機(jī)加工線，需注意兼顧其他平行面和從正面，先用數(shù)控鏜銑床機(jī)加主軌、門(mén)楣及同一平面的連接面，粗糙度達(dá)到Ra6.3、平面度達(dá)到0.2～0.3，機(jī)加主軌下端，以流道中心為基準(zhǔn)加工油道，機(jī)加立連接面和的4×50°水密焊坡口。中段流道以主軌為基準(zhǔn)加工反軌、側(cè)軌和反軌側(cè)的連接面，上段流道直接放樣加工反軌和側(cè)軌。如果底檻工作面直線度達(dá)不到≤1mm，對(duì)底水封區(qū)域和主軌結(jié)合區(qū)域銑平。

以中游流道中心為基準(zhǔn)放樣鉆主軌側(cè)斷面的連接孔和油道孔。

立面加工后對(duì)主軌和門(mén)楣面進(jìn)行精加工，要求共面度0.02mm、粗糙度達(dá)到Ra1.6。用框式水平儀和激光平面度儀檢查共面度。

上游流道、中游流道、下游流道組拼號(hào)連接面的螺栓孔，拆開(kāi)后鉆連接孔，鉆孔位置誤差≤0.5mm。

配孔后用螺栓連接，檢查廊道底板的水平，做記錄后以主軌為基準(zhǔn)機(jī)加上連接面，機(jī)加上部水密焊坡口。

4.3 腰箱制造工藝

腰箱整體拼焊成形，上游腰箱的開(kāi)口與對(duì)應(yīng)的流道開(kāi)口尺寸一致，誤差≤0.5mm，其他拼焊要求與流道相同，矯正后退火。

上游腰箱機(jī)加要求：下端（與流道連接面）機(jī)加面與承壓板面的距離與對(duì)應(yīng)流道的為基準(zhǔn)，誤差≤0.1mm。

下游腰箱機(jī)加要求：下端反軌、側(cè)軌、立連接面，的機(jī)加應(yīng)與對(duì)應(yīng)流道的為基準(zhǔn)，誤差≤0.1mm，注意反軌與反軌承壓板的距離與對(duì)應(yīng)流道的為基準(zhǔn)機(jī)加反軌和立連接面。

機(jī)加上、下游腰箱上結(jié)合面，其他部位機(jī)加要求、號(hào)孔同流道，上、下游腰箱立面機(jī)加把合后檢查、記錄開(kāi)檔尺寸，機(jī)加上、下連接面，然后與對(duì)應(yīng)流道號(hào)孔。號(hào)孔前應(yīng)對(duì)齊主軌面，固定后才能號(hào)孔。

4.4 蓋板制造工藝

板拼焊完成后矯正面板，要求局部不平度≤1mm/m ，機(jī)加區(qū)域平面度≤2mm。合格后交退火，機(jī)加連接面、密封槽。與腰箱上連接面裝配、號(hào)孔。注意編號(hào)，以免混淆。

5 大拼

依次把上、下游流道與中游流道裝配在一起，穿1/3螺栓把合，組裝事故門(mén)槽腰箱和工作門(mén)腰箱，注意編號(hào)。再把腰箱裝配至對(duì)應(yīng)的流道，穿1/3螺栓把合，最后裝配蓋板，穿1/3螺栓把合。

檢查項(xiàng)目：

（1）主軌垂直度、直線度、油道側(cè)向錯(cuò)牙。

（2）廊道底板水平。

（3）底檻工作面直線度，與下游流道底板錯(cuò)牙。

（4）反軌直線度及與主軌距離。

（5）側(cè)軌直線度及兩側(cè)軌間距。

（6）流道與腰箱工作面錯(cuò)牙及非工作門(mén)錯(cuò)牙。

（7）是否有水密焊坡口。

（8）檢查整個(gè)埋件的外形尺寸及兩孔之間的距離。

（9）用31mm直徑的圓棒檢查所有的未穿螺栓的連接孔。

（10）檢查蓋板圓孔中心是否為門(mén)槽中心。

6 底孔事故、工作門(mén)槽質(zhì)量控制

6.1 零件制作

（1）零件下料必須按施工圖紙及工藝卡進(jìn)行，切割面的氧化鐵必須清除干凈，切口打磨平直。

（2）鋼板對(duì)接縫必須開(kāi)坡口。型材對(duì)接開(kāi)坡口進(jìn)行焊接，鋼板對(duì)接錯(cuò)處位≤0.5mm。

6.2 組裝

（1）零件在組裝前必須經(jīng)檢驗(yàn)合格，部件組裝時(shí)必須將焊縫及兩側(cè)20～30范圍內(nèi)的鐵銹、油污、氧化鐵皮等清除干凈以保證焊接質(zhì)量。

（2）對(duì)獨(dú)立進(jìn)行拼裝的部件，焊前檢驗(yàn)合格方能施焊。零件、部件在制作過(guò)程中，自檢者要作好原始記錄，漆產(chǎn)品編號(hào)、零部件編號(hào)應(yīng)符合工藝要求。

（3）所有部件組裝按裝焊工藝卡進(jìn)行，不得隨意修改，若遇疑問(wèn)及時(shí)向技術(shù)部門(mén)反映。

（4）埋件預(yù)組裝完畢后，按合同文件、設(shè)計(jì)圖紙及GB14173-2008規(guī)范的質(zhì)量要求進(jìn)行檢查，并經(jīng)出廠驗(yàn)收合格才能拆卸。埋件編號(hào)等標(biāo)記應(yīng)符合編號(hào)圖規(guī)定，并在防腐前將油漆標(biāo)記改為鋼印標(biāo)記并打在規(guī)定部位。

6.3 焊接

（1）焊材：Q235B材質(zhì)的母材的焊縫， CO2氣保焊焊絲采用ER50-6，φ1.2mm。1Cr18Ni9Ti材質(zhì)的母材對(duì)接焊縫，手工焊采用A132焊條焊接；1Cr18Ni9Ti與Q235B連接焊縫，手工焊采用A302焊條焊接，氣保焊采用焊絲ER309，φ1.2mm。

（2）埋件所有焊縫均為三類(lèi)焊縫，面板的對(duì)接焊縫按二類(lèi)焊縫工藝要求進(jìn)行焊接，所有焊縫應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，嚴(yán)格按GB14173-2008中表1規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)收。

（3）焊絲、焊條應(yīng)放置二級(jí)庫(kù)內(nèi)，其溫度保持在5℃以上，相對(duì)濕度不大于60%，溫度、濕度應(yīng)有記錄。焊材烘焙溫度和時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格按焊條說(shuō)明書(shū)規(guī)定進(jìn)行，并做好烘焙記錄。焊工憑焊接任務(wù)卡，在二級(jí)庫(kù)領(lǐng)焊材，二級(jí)庫(kù)做好焊材發(fā)放記錄。焊絲在使用前清除鐵銹和油污。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)安裝后無(wú)水調(diào)試，鋼止水閘門(mén)啟閉順暢，水封與止水板之間無(wú)貫穿間隙，各項(xiàng)指標(biāo)符合要求，電站蓄水到設(shè)計(jì)水頭時(shí)檢查，閘門(mén)漏水量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

參考文獻(xiàn)

[1]DL/T5018.水利水電工程鋼閘門(mén)制造安裝及驗(yàn)收規(guī)范[S].