王艷紅

（山西省水利建筑工程局，山西太原030006）

1 工程概述

山西省澤城西安水電站（二期）工程地處山西省晉中市左權(quán)縣境內(nèi)的清漳河干流上，電站樞紐工程距左權(quán)縣城35 km，壩堤在清漳河?xùn)|西兩源匯合處下游4.5 m，是一座以發(fā)電為主，兼顧防洪、養(yǎng)殖等，并為下游梯級水電站調(diào)節(jié)用電用水的綜合水電樞紐工程。電站裝機(jī)總?cè)萘繛?3 000kW。

澤城溢洪道弧形閘門主要由門葉、支臂、支鉸、封水、吊耳組成，主梁為焊接H鋼，材質(zhì)為Q235B，曲率半徑為14 m，為了便于閘門的運(yùn)輸和安裝，將閘門分為三節(jié)，總弧長為11 130.4 mm，三節(jié)分別為：3 390 mm、4 225 mm、3 575 mm。其中，第二、三節(jié)各有一焊接H型鋼梁。門葉組構(gòu)焊接較多，并且焊縫集中在面板一側(cè)，變形不易控制，制造成品外形尺寸要求嚴(yán)格。為了控制焊接變形，保證產(chǎn)品質(zhì)量要求，門體采用部件制作整形后，在弧形工作臺(tái)上整件拼裝，整體成型后，再分體整型，然后再上弧形工作臺(tái)拼裝的方法制造。閘門特性見表1。

表1 閘門特性表

2 弧形閘門門葉主要制作工藝及質(zhì)量控制

2.1 審圖及材料審核

審圖是產(chǎn)品順利進(jìn)行及質(zhì)量保障的第一關(guān)鍵點(diǎn)。

審圖要求：門體各構(gòu)件配合尺寸與相關(guān)物件是否匹配、吻合；門體外形尺寸與埋件相關(guān)設(shè)計(jì)尺寸是否相符。審圖中，對有異義的地方，必須與設(shè)計(jì)部門及時(shí)溝通、解決，未解決前不得進(jìn)入下一道工序。

材料審核是對所購進(jìn)材料的尺寸、技術(shù)參數(shù)等指標(biāo)是否符合圖紙的要求，是否能提供出廠質(zhì)量證明書進(jìn)行審核。如不符合圖紙要求，必須重新購進(jìn)或者索要技術(shù)資料、質(zhì)量合格證明書。

2.2 弧形樣板制作與弧形工作臺(tái)的調(diào)整

圖1 面板排料圖

弧形樣板的加工制作時(shí)應(yīng)對弧形閘門門葉面板的加工、檢驗(yàn)提供必要的保障，所以樣板的加工必須精確。為保證樣板的加工精度，利用數(shù)控切割加工設(shè)備是樣板加工精度的技術(shù)保證，依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙精確加工制作，保證加工精度控制在±0.5 mm以內(nèi)。同時(shí)為了保證弧形樣板的精確度，樣板的弧長不得小于3 m。

弧形工作臺(tái)的調(diào)整，必須保證弧形樣板與弧形工作臺(tái)相符，樣板與各接點(diǎn)間隙小于0.5 mm。如超出此標(biāo)準(zhǔn)，必須調(diào)整達(dá)到要求。

2.3 部件下料及組裝

主梁、縱梁、邊梁、腹板、翼緣板等部件下料采用數(shù)控火焰切割機(jī)多頭切割，并且在縱梁及主梁長度方向增加5‰的余量，保證焊后收縮量。焊接坡口加工要嚴(yán)格執(zhí)行GB/T14173—2008《水利水電工程鋼閘門制造、安裝及驗(yàn)收規(guī)范》，并且保證焊口兩側(cè)20 mm內(nèi)無油污、銹跡、氧化物的存在。

部件組裝在確認(rèn)下料符合要求后進(jìn)行。組裝時(shí)點(diǎn)焊厚度不得大于成形焊縫的1/3高度，點(diǎn)與點(diǎn)的距離不應(yīng)大于500 mm，焊接順序H形鋼為埋弧自動(dòng)焊，焊縫高度不小于母材較薄一側(cè)的厚度，選用焊劑為431，焊絲為H08A。四條焊縫方向?yàn)橥?，焊后需用H形材整形機(jī)校正。如有旁彎出現(xiàn)，應(yīng)用火焰校正，采用三角形法和直線法校正。校正至合格后，根據(jù)圖紙尺寸預(yù)留1‰的余量后切割為所需長度，以保證整體焊接收縮后的尺寸不小于圖紙要求。

2.4 面板制作、拼裝

考慮到加工、運(yùn)輸條件的限制，弧形門門葉面板分為三節(jié)加工，現(xiàn)場整體組裝焊接的方式。為避免出現(xiàn)焊縫十字交叉，需要首先對面板進(jìn)行排料，再按照排料圖進(jìn)行下料、焊接加工。排料圖如圖1所示。

“大夫說你身體虛弱，要好好調(diào)理?！彼銎鹞?，雙目相交，他眼中依然是一片不見底的漩渦，讓我不由自主地沉溺。

面板按圖1排料圖下料，21塊單塊面板按曲率半徑在卷板機(jī)上卷弧后，用弧度樣板檢驗(yàn)，樣板與面板間隙應(yīng)小于0.5 mm。若不符合要求，須重新卷制調(diào)整至規(guī)定范圍內(nèi)。面板卷好后，將面板拼放至弧形工作臺(tái)上，按照圖1進(jìn)行拼接，拼接縫要求平整，錯(cuò)邊小于0.5 mm，而面板底緣及分節(jié)直線度每米范圍內(nèi)不大于1.5 mm，按照三節(jié)順序整體拼接于弧形工作臺(tái)上。

在拼好的面板上按圖紙要求尺寸增加縱梁長度、主梁長度1‰余量，畫出各部件的準(zhǔn)確位置，并復(fù)查無誤后，將制作合格后的部件點(diǎn)焊到所在的位置上，復(fù)查后準(zhǔn)備焊接。

2.5 焊接、焊后整形

焊接是整個(gè)弧形門制作中的關(guān)鍵之一，也是質(zhì)量控制的重中之重。由于弧形閘門組構(gòu)焊接較多，特別是是門葉焊縫集中在面板一側(cè)，焊接時(shí)變形控制顯得尤為重要。因此，嚴(yán)格控制焊接全過程，是弧形門質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)之一。

正式施焊前，須首先檢查點(diǎn)焊的各部件是否牢固，位置是否準(zhǔn)確。

確定無誤后，先將面板與各部件的焊縫采用分段退焊的方法，即由中心向兩邊對稱焊接。其次焊接縱梁和主梁的結(jié)構(gòu)焊縫由面板開始向下翼緣方向施焊，并且也應(yīng)從中心向四周對稱擴(kuò)散，最大程度減小焊接變形。

為了保證焊縫質(zhì)量，減小焊接變形，必須對以下八個(gè)方面進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控。首先焊接材料必須具有出廠質(zhì)量證明書，其化學(xué)成分、機(jī)械性能均應(yīng)符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。其次，焊條、焊劑應(yīng)放置通風(fēng)、干燥和室溫不低于-5℃的專設(shè)庫房內(nèi)，設(shè)專人保管，烘烤和發(fā)放。第三，焊接人員必須持有水工金屬結(jié)構(gòu)焊工證，方可施焊。第四，焊縫坡口用自動(dòng)、半自動(dòng)切割機(jī)或刨邊機(jī)完成后，必須用角向砂輪對坡口進(jìn)行修復(fù)，去除毛刺及飛邊。第五，定位焊選用的焊材與正式焊材要一致，選用參數(shù)可略高于正式焊接，定位焊的位置應(yīng)距焊縫端部300 mm以上，其長度不超過50 mm，間距為300～400 mm，厚度不宜超過正式焊縫1/3。第六，雙面焊接時(shí)，必須進(jìn)行清根處理。第七，焊縫組裝局部間隙超過5 mm時(shí)，應(yīng)在坡口一側(cè)或兩側(cè)做堆焊處理，直至坡口合格，嚴(yán)禁在間隙內(nèi)填入金屬材料。第八，在正式焊縫旁放置引弧板，嚴(yán)禁在母材上引弧。

門葉下弧臺(tái)后，分節(jié)處面板直線度每米范圍內(nèi)須小于2 mm，如達(dá)不到要求，須用火焰線狀和三角形狀加熱整形，直至達(dá)到要求。以門葉中心線為基準(zhǔn)分別切割，門葉左右的邊線及上下的邊線，門體的尺寸應(yīng)保證圖紙的要求，配鉆水封螺栓孔以及支臂的連接螺栓孔。

2.6 弧門試裝檢驗(yàn)

弧門出廠前必須進(jìn)行整體組裝，逐項(xiàng)檢驗(yàn)，并達(dá)到如下要求，方能出廠。

（1）兩個(gè)鉸軸軸孔的同軸度公差不大于1 mm，每個(gè)鉸軸軸孔的傾斜度不大于1‰。

（2）支鉸中心至門葉中心距離的偏差為±1 mm。

（3）支臂中心與支鉸中心的不吻合值不應(yīng)大于2 mm。

（4）支臂與主梁組合處中心至支臂與支鉸組合處中心的對角線相對差小于3 mm。

（5）支臂軸孔中心至面板外緣的曲率半徑R的偏差為±7 mm，兩側(cè)相對差應(yīng)小于5 mm。

整體試裝檢驗(yàn)完畢，所有部件嚴(yán)格按照SL105-2007《水利水電工程鋼閘門防腐規(guī)范》進(jìn)行防腐處理。

3 結(jié)束語

通過現(xiàn)場安裝及使用情況各項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了GB/T14173—2008《水利水電工程鋼閘門制造、安裝及驗(yàn)收規(guī)范》的要求。

本次弧門的制造工藝過程合理，弧形閘門整體質(zhì)量得到了有效控制，特別針對弧形閘門整體焊接變形的控制措施，實(shí)踐證明是可行的，對同類型的弧門制作有一定的借鑒作用。