朱小琳 仇 明

(1.江蘇省水利機械制造有限公司，江蘇225009；2.江蘇省揚州商務(wù)高等職業(yè)學(xué)校，江蘇 225009)

位于江蘇省連云港市郊新沭河入?？诘男裸鸷尤蟾蹞醭遍l樞紐是淮河流域沂沭泗河洪水東調(diào)南下工程的組成部分。三洋港樞紐按新沭河50 年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，設(shè)計流量6 400 m3/s，相應(yīng)閘上設(shè)計泄洪水位3.88 m，閘下水位3.70 m。設(shè)計擋潮標(biāo)準(zhǔn)為100 年一遇高潮位，設(shè)計擋潮水位3.90 m，歷史調(diào)查最高潮位(校核擋潮水位)4.08 m。三洋港樞紐為Ⅰ等大(1)型工程，主要建筑物為1 級，工程總投資5.5 億元[1]。

擋潮閘閘室每孔凈寬15 m，共33 孔，總凈寬495 m，門槽高9 m，埋件為STNiCr耐蝕合金鑄鐵材料。工作閘門共33扇，單扇閘門尺寸為16.22 m (寬)×6.4 m(高)×1.7 m(厚)。

1 關(guān)鍵技術(shù)

工作閘門埋件采用STNiCr合金鑄鐵材料，其優(yōu)點是：力學(xué)性能比普通鑄鐵有所提高，耐腐蝕性能尤其是抗堿性能大幅度提高，具有較好的耐熱性能，另外同普通鑄鐵一樣具有良好的鑄造性能。通過不同合金元素配比的試驗與應(yīng)用，成功實現(xiàn)了埋件軌道工作面抗磨損、耐腐蝕、滿足規(guī)定的硬度和力學(xué)性能，加工過程中又能通過機床銑切加工達到表面加工精度要求的目的。

2 擋潮閘工作門槽合金鑄鐵埋件制造工藝

主軌、反軌及底檻材料為STNiCr耐蝕鎳鉻合金鑄鐵，力學(xué)性能符合GB5675中HT20-40的規(guī)定，主軌埋件與滾輪接觸的工作面在機械加工后的硬度≥280HBW。主、反軌單件分三節(jié)鍛造，每孔左右兩件對稱制作。底檻單件分八節(jié)鍛造，對稱制作，中間用螺栓聯(lián)接。鑄件無裂紋、疏松、夾渣等鑄造缺陷，并進行消除內(nèi)應(yīng)力退火處理。主軌、反軌及底檻制作加工精度滿足DL/T5018—2004水電水利工程鋼閘門制造安裝及驗收規(guī)范要求。合金鑄鐵化學(xué)成分要求見表1。

表1 合金鑄鐵化學(xué)成分要求(質(zhì)量分數(shù)，%)Table 1 Chemical composition requirements of alloy cast iron (mass fraction,%)

埋件制造工藝流程為：造型→澆注→清砂→表面清理→校正→精加工→預(yù)拼→檢驗→入庫。埋件尺寸留足收縮余量，收縮量f=1 mm/m，結(jié)合施工條件加以修正，滿足規(guī)范要求。

3 質(zhì)量控制措施

(1)鑄造工藝保證毛坯質(zhì)量耐腐蝕鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸精度要求高，為確保鑄件的尺寸精度以及表面粗糙度要求，采用消失模鑄造工藝生產(chǎn)耐腐蝕鑄件。消失模鑄造采用泡沫造型，實型真空負壓鑄造，在接近真空的狀態(tài)下澆注鐵水，確保鐵水充型的精確性，保證尺寸精度和表面光潔度要求，同時鑄件材質(zhì)更加致密，內(nèi)部缺陷控制在最低水平。精加工驗證發(fā)現(xiàn)在加工面無鑄造缺陷。

(2)加工工藝保證加工質(zhì)量

根據(jù)材料硬度較高的特點，采用龍門銑床進行加工，確保加工表面的光潔度，同時將加工件刃口的“崩邊”現(xiàn)象控制在最低限度。

(3)優(yōu)質(zhì)材料確保耐腐蝕性

為確保材料良好的耐蝕性，選用STNiCr材料。綜合考慮金屬材料的使用環(huán)境、耐海水腐蝕的性能和可加工性等多種因素，在鑄鐵中添加金屬鎳、鉻、銅、錳等，提高鑄鐵的耐蝕性和綜合力學(xué)性能。

(4)熔煉設(shè)備確保材料合格

為精確控制材料的化學(xué)成分，確保成分的均勻性，采用中頻感應(yīng)電爐熔煉，熔煉的鑄件鐵水化學(xué)成分均勻，質(zhì)量穩(wěn)定。

(5)檢驗設(shè)備確保材料質(zhì)量

為減少材料的誤差，確?；瘜W(xué)成分的穩(wěn)定，采用爐前光譜快速化驗、碳硫分析等化驗手段，確保了材質(zhì)的準(zhǔn)確性和化學(xué)成分的穩(wěn)定性。同時，采用第三方檢驗結(jié)果對自檢結(jié)果進行驗證。

(6)質(zhì)量管理手段確保產(chǎn)品質(zhì)量

建立完善的質(zhì)量管理體系，將耐蝕件原料入廠、模型制作、材質(zhì)化驗、性能檢測、尺寸檢測均列入質(zhì)量控制體系，生產(chǎn)過程中派員駐廠監(jiān)造，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

(7)防銹處理

擋潮閘及排水閘工作閘門埋件STNiCr合金鑄鐵埋件埋入混凝土部位除銹后涂刷改性水泥膠漿，其除銹等級按GB8923中規(guī)定的ST2級。露出混凝土的部位噴(鋼)砂處理到ISO8501的Sa2.5級后，噴涂一道40 μm環(huán)氧底漆，中間漆噴涂一道120 μm改性耐磨環(huán)氧漆，面漆噴涂兩道聚氨脂面漆，每道厚25 μm，油漆總厚度為210 μm。

4 檢驗

(1)每套合金鑄鐵埋件產(chǎn)品出廠前，由質(zhì)量檢驗部門進行預(yù)拼裝檢驗，合格后簽發(fā)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗合格證書并噴涂上拼裝組號。

(2)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對每批STNiCr合金鑄鐵埋件留有三個25 mm×50 mm×50 mm尺寸的試塊，對試塊采取鉆孔取樣等多鐘方式進行合金成分和金相等檢測，確保每批鑄件均有化學(xué)成分分析和金相檢驗報告。

5 結(jié)束語

新沭河三洋港擋潮閘樞紐工程閘門及埋件已于2012年5月通過水下驗收，其性能完全符合設(shè)計及規(guī)范要求。為水利工程金屬結(jié)構(gòu)的制造提供了借鑒。

[1] 楊中，邵善忠.新沭河三洋港擋潮閘樞紐工程(J).中國河口動態(tài)，2011.

[2] DL/T5018—2004水利水電工程鋼閘門制造安裝及驗收規(guī)范.