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        小浪底水利樞紐排沙洞工作閘門安全評價方法及結(jié)論

        2016-05-30 21:03:15崔鑫楊燕張?jiān)?/span>廖昕宇
        水能經(jīng)濟(jì) 2016年12期
        關(guān)鍵詞:安全評價

        崔鑫 楊燕 張?jiān)? 廖昕宇

        【摘要】為解小浪底水利樞紐金屬結(jié)構(gòu)運(yùn)行現(xiàn)狀及存在的安全隱患,小浪底水利樞紐于2012年度組織進(jìn)行了小浪底水利樞紐排沙洞工作閘門的安全評價工作,文章主要講述了檢測和復(fù)核排沙洞工作閘門的方法,得出了可靠性的結(jié)論,對小浪底水利樞紐的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了依據(jù)。

        【關(guān)鍵詞】小浪底水利樞紐;安全評價;超聲波探傷;閘門檢測

        1、工程概況

        小浪底水利樞紐排沙洞共三孔,位于發(fā)電塔進(jìn)水口的下部,底檻高程175.00m,每條排沙洞進(jìn)口平面上分為六孔,而后會合成二孔,前設(shè)檢修門槽,后設(shè)事故門槽,二孔事故門后又匯為單孔,直至出口。三孔排沙洞進(jìn)口共設(shè)有檢修門槽18套,檢修閘門六扇,事故閘門及其門槽和啟閉機(jī)各六扇(套、臺)。出口閘室內(nèi)各設(shè)一套偏心鉸弧形工作閘門及其門槽、襯護(hù)和主、副液壓啟閉機(jī)等設(shè)備。

        排沙洞出口處孔口尺寸4.5·4.5m,底檻高程153.15m,設(shè)計(jì)水頭122.05m。工作門門型采用雙主橫梁直支臂偏心圓柱鉸結(jié)構(gòu)形式?;¢T啟閉采用轉(zhuǎn)動式液壓啟閉機(jī)操作。

        2.閘門檢測方法

        2.1 外觀檢查

        現(xiàn)場檢查時三孔閘門均處于關(guān)閉擋水狀態(tài),門后無水,經(jīng)檢查外觀形態(tài)和銹蝕狀況如下:

        (1)閘門外觀形態(tài)基本完好,門體無明顯變形,各主要構(gòu)件無損傷和局部明顯變形。

        (2)面板背水面涂層基本完好,局部有銹斑,屬輕微銹蝕。

        (3)主橫梁、垂直隔板涂層基本完好,局部銹斑,屬輕微銹蝕。邊梁、頂梁、底梁和水平次梁整體涂層大部分完好。

        (4)上下支臂、豎撐、斜撐及橫向聯(lián)結(jié)系表面涂層大部分完好,局部脫落,屬一般銹蝕。支臂與主橫梁連接處、支臂餃座鉸鏈涂層分離有銹皮,閘門固定螺栓普遍銹蝕,屬較重銹蝕。

        (5)三孔閘門中除2#閘門底部右側(cè)輕微漏水外,其余部位止水密封良好。

        (6)邊導(dǎo)板、底檻平整度較好,邊導(dǎo)板表面涂層大部分完好,局部有銹斑,屬輕微銹蝕;底檻表面涂層局部脫落,屬一般銹蝕。

        2.2 蝕余厚度檢測

        工程蓄水運(yùn)行至今已經(jīng)13年,銹蝕速率的計(jì)算年限為13年,抽樣選取3#排沙洞工作閘門采用超聲測厚儀對閘門面板背水面、主中梁、縱梁、邊梁、支臂桁架等構(gòu)件蝕余厚度進(jìn)行檢測,共獲得有效檢測數(shù)據(jù)250個。

        由3#排沙洞工作閘門銹蝕量頻數(shù)分布的統(tǒng)計(jì)圖表可看出:

        (1)閘門銹蝕量主要位于0.1mm~0.8mm,頻數(shù)為77.5%,頻數(shù)峰值位于0.5mm~0.6mm,其頻數(shù)為24.6%。

        (2)閘門主梁、縱梁、邊梁、左支臂、右支臂總體平均銹蝕量分別為0.75mm、0.43mm、0.53mm、0.80mm、0.62mm,表明主梁和支臂銹蝕較嚴(yán)重,縱梁、邊梁銹蝕相對較輕。

        (3)工作閘門總體平均銹蝕量為0.65mm,標(biāo)準(zhǔn)差為0.39mm,平均銹蝕速率為0.050mm/a;各主要構(gòu)件的平均銹蝕速率為0.033mm/a~0.062mm/a。

        2.3 涂層厚度檢測

        抽樣選取3#排沙洞工作閘門采用QuaNix7500型涂層測厚儀對閘門面板背水面、主梁、縱梁、邊梁、支臂桁架等構(gòu)件涂層厚度進(jìn)行檢測,共獲得有效檢測數(shù)據(jù)255個。

        所測工作閘門面板、主梁、縱梁、邊梁、頂梁、支臂桁架等構(gòu)件涂層平均厚度在186μm~536μm間。根據(jù)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,深孔弧門(面板迎水面除外) 涂層厚度為260μm,所測涂層厚度低于設(shè)計(jì)要求的部位約占總測點(diǎn)均值數(shù)的19.6%。根據(jù)規(guī)范要求,弧形工作閘門涂層厚度應(yīng)不小于220μm,低于規(guī)范要求的測點(diǎn)均值數(shù)約占5.9%,零星出現(xiàn)在縱梁和支臂。

        2.4 閘門焊縫超聲波探傷

        超聲波探傷采用ONEND5100型探傷儀進(jìn)行,距離-波幅曲線利用CSK-ⅢA試塊實(shí)測。現(xiàn)場檢測3#排沙洞工作閘門。根據(jù)閘門受力狀況和焊縫類別,選定閘門面板、主梁為探傷構(gòu)件。接受超聲波探傷的焊縫為面板對接焊縫、主梁腹板對接焊縫、主梁腹板與面板T形連接焊縫等。所檢閘門焊縫未見質(zhì)量缺陷。

        3、檢測結(jié)論

        (1)閘門外觀形態(tài)基本完好,門體無明顯變形,各主要構(gòu)件無損傷和局部明顯變形。

        (2)面板背水面涂層基本完好,局部有銹斑,屬輕微銹蝕;主橫梁、垂直隔板涂層基本完好,局部有銹斑,屬輕微銹蝕;邊梁、頂梁、底梁和水平次梁整體涂層大部分完好。

        (3)上下支臂、豎撐、斜撐及橫向聯(lián)結(jié)系表面涂層大部分完好,局部脫落,屬一般銹蝕;支臂與主橫梁連接處、支臂餃座鉸鏈涂層分離有銹皮,閘門固定螺栓普遍銹蝕,屬較重銹蝕。

        (4)三孔閘門中除2#閘門底部右側(cè)輕微漏水外,其余部位止水密封良好。邊導(dǎo)板、底檻平整度較好,邊導(dǎo)板表面涂層大部分完好,局部有銹斑,屬輕微銹蝕;底檻表面涂層局部脫落,屬一般銹蝕。

        (5)3#排沙洞工作閘門銹蝕量主要位于0.1mm~0.8mm,頻數(shù)為77.5%,頻數(shù)峰值位于0.5mm~0.6mm,其頻數(shù)為24.6%。工作閘門主梁、縱梁、邊梁、左支臂、右支臂的總體平均銹蝕量分別為0.75mm、0.43mm、0.53mm、0.80mm、0.62mm,表明主梁和支臂銹蝕較嚴(yán)重,縱梁、邊梁銹蝕相對較輕。工作閘門總體平均銹蝕量為0.65mm,標(biāo)準(zhǔn)差為0.39mm,平均銹蝕速率為0.050mm/a;各主要構(gòu)件的平均銹蝕速率為0.033mm/a~0.062mm/a。

        (6)3#排沙洞工作閘門面板、主梁、縱梁、邊梁、頂梁、支臂桁架等構(gòu)件涂層平均厚度在186μm~536μm之間。所測涂層厚度低于設(shè)計(jì)要求的部位約占總測點(diǎn)均值數(shù)的19.6%,分布較分散,主梁、左支臂出現(xiàn)較多,其他構(gòu)件較少。

        (7)對3#排沙洞工作閘門進(jìn)行焊縫探傷,選定面板、主梁為探傷構(gòu)件。接受超聲波探傷的焊縫為面板對接焊縫、主梁腹板對接焊縫、主梁腹板與面板T形連接焊縫等。所檢閘門焊縫未見質(zhì)量缺陷。

        (8)經(jīng)復(fù)核計(jì)算,工作閘門構(gòu)件強(qiáng)度和啟閉力滿足要求。

        參考文獻(xiàn):

        [1]段曉惠,汪術(shù)明. 水工鋼閘門安全檢測探討. 水電自動化與大壩監(jiān)測,2004

        [2]鄭圣義,郭建斌.水工鋼閘門腐蝕狀況評價方法及安全診斷技術(shù).《水利水電技術(shù)》,2005

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