平面上翻板闸门的现场制作与质量控制

平面上翻板闸门的现场制作与质量控制

平面上翻板闸门的现场制作与质量控制

1、概述

本闸门用于郑东新区CBD地区A2桥，孔口跨度为104m，共13扇，分为A门和B门，每扇门高6.7米，宽8米，双吊点，液压闭启，A门和B门间依靠侧向止水橡皮形成封闭止水体系，每扇闸门纵向分两节，每节门叶布置有反向滑块及液压锁定装置，节间采用高强螺栓连接。门叶为焊接结构，材质为Q235B，主梁为焊接箱形梁，侧水封为Ω型橡皮，底水封为双头P型橡皮。

此类型闸门属于液压上翻板平面闸门。无论是孔口跨度还是闸门及其止水型式均为目前国内首创，制造精度要求较高，所以在制造过程中也现了很多以前从未遇到的问题，在此本人结合以往的工作经验对此闸门的制作及质量控制做以简介。

2、施工现场准备

由于制造场地并非在正规工厂内，而是在压力钢管厂施工现场，所以条件较差。鉴于上述情况，首先考虑搭建临时制作及焊接平台，以保证产品制造质量，平台要满足闸门外型尺寸及承重，并不变形。其次，准备好产品制造过程中所需的各种设备和工具，满足生产要求。

3、工艺方案的制定

3.1工艺性审图

施工前对施工图纸进行仔细审核，确保产品制造及安装相关尺寸正确，如发现有误，及时与设计单位联系，并索取设计变更通知单，更改施工图，并对照DL/T5018规范，检查图纸是否有更高要求，为确定相应工艺措施做好准备，同时提供所需钢材及焊材、外购、外协件等。

3.2产品制造工艺流程

闸门的制造工艺流程通常如下：原材料采购（包括外购、外协件）、下料、单件制作及加工、组件制作及加工、门叶组对、焊接、校形、整体加工、防腐、验收、拆编、出厂。

3.3产品制造的关键项目确定及相应保证措施

闸门制造关键项目如下

3.3.1节间中腹板平面度的控制

3.3.2锁定孔同轴度的控制

3.3.3闸门上吊耳与中间启闭轴孔距离的控制

3.3.4锁定轴孔心至底水封座板面距离的控制

3.3.5门体止水座面及水封座板平面度的控制

2）锁定孔同轴度的保证措施

基于上述同样原因，不采用传统的焊后划线加工的方法，而是将轴板的轴孔单件加工至图示尺寸，然后再加工工艺假轴，穿入假轴与主梁整体组对，组对时必须控制三个轴板的孔心高差及与主梁的垂直度，焊接时不得拿出假轴，冷却后再取出。此方法要求单件及假轴加工必须满足图纸要求，同时组对严格按工艺要求执行，焊后进行消除内应力处理（如锤击或火焰退火等）。

4、闸门零部件的制造与质量控制

4.1下料工艺

零件下料前，都应对材质确认后方可下料，零件下料工艺上主要应考虑切割收缩余量、焊接收缩余量、火焰校正余量和焊接变形引起的外形尺寸缩短量。

4.1.1切割收缩余量

主要指切割L/B（L—板长，B—板宽）较长且窄板时所需考虑的余量，由于窄板侧面刚度较小，经高温切割（相当于加热）并冷却后，将产生弯曲变形，最终产生缩短和弯曲变形。切割此类板材不要一次割成，应留中间连接点，冷却后割掉。防止侧弯。

4.1.2焊接收缩余量

主要为纵向和横向收缩余量，其中纵向收缩量主要在梁系自身拼焊、梁系与门叶组焊时考虑，其值目前主要采用经验法确定，平面闸门中角焊缝一般按0.2%考虑；横向收缩余理仅在对接接头中考虑，其值可按下式计算：

△B=0.18FH/δ（mm）

式中：△B—对接接头横向收缩量（mm）

FH —焊缝横截面面积（mm2）

δ—板厚

4.1.3火焰校正余量

主要与结构刚度、工人操作水平有很大关系，其值主要根据经验数据统计分析，初步考虑时可按0.03%～0.05%设置。

4.1.4焊接变形引起的外形尺寸缩短量

主要考虑门叶焊后产生变形（在这仅指正弯），为保证边梁在同一基准上组焊，所以需修磨断面。上述各余量，可根据门叶具体结构尺寸，结合不可见因素予以考虑。

4.2部件装焊

4.2.1隔板系

隔板系是门叶上比较重要的一种部件，其装配质量直接影响闸门框架结构尺寸和门叶的组装质量，其与梁系、面板组装时却要求“顶紧”无间隙，否则会造成门叶面板凹凸不平、增大焊接工作量，导致门叶变形大等不良现象。单件的质量好坏直接影响组件。因此隔板系应严格按工艺要求组焊、校正，经检查合格后才能投入使用。

4.2.2梁系

梁系是闸门的主要受力构件，常见的主梁一般为工字型断面，或箱型（如本闸门），边梁为T型断面，由于其结构的固有特点，因此在门叶组焊前，梁系都应预先组焊成形，使应力分散，减小门叶拼焊时变形，缩短门叶拼装工期，矫形灵活方便。其中主梁由于还涉及到门叶组焊后的预拱要求，因此主梁的制造要求尤其重要。

5、门叶制作

5.1拼装

从目前门叶制作收集的数据看，影响门叶质量的主要因素有横向弯曲度和边梁跨距，这其中主要涉及到拼装方法和焊接变形的控制。

门叶大量焊缝集中在背水面，从结构上看，焊接后门叶将产生反凸，从减少反凸和焊接变形来看，门叶质量除采取主梁预拱和焊后校正外，主要在拼对时应严格控制以下几点。

5.1.1参与拼装的各零部件一定要严格控制，仔细检查其各项尺寸和本身的平直度，合格后才能拿到面板上拼装，参与门叶拼装的主

梁，其预拱值应尽量一致，以免由于预拱不一导致焊后产生扭曲。

5.1.2严格按工艺要求划线并留出收缩余量，按合理组装顺序吊装各部件，各相邻部件接头处都要“顶紧”，接缝处不允许出现间隙。若出现靠不拢，接缝有间隙，不能强行拉拢，应找出原因，把平直度或尺寸不对的地方处理好，然后才能接着拼组其它部件，否则将会造成门叶焊接变形不一，增大闸门制作工作量，有的甚至成为闸门的缺陷。

5.1.3也正是由于闸门焊接后，变形的不确定性，因此闸门组装时，一般是以一端为基准，先上一根边梁，等焊后检查合格后再上另一端边梁，以确保两边梁中心距控制在±3mm内。并尽量保持整体组装时各门叶边梁中心距一致，以确保其整体组装后组合处错牙不大于2mm的要求。

5.2门叶焊接

闸门制作质量除严格控制零部件加工和正确的拼对外，还包括严格的焊接质量控制。焊接工作实际上是在闸门构件上进行局部的不均匀加热和冷却，从而使构件产生焊接应力和变形。焊接变形的大小与门叶自身的刚度、焊缝的位置、焊接的方法等有关。根据目前工厂实际，门叶焊接的主要原则有如下几点：

5.2.1焊接顺序

从门叶构造可看出，门叶主要焊缝在背水面一侧，因此焊后反凸不可避免，为减少反凸，除严格按前述拼对方法外，焊接时应先将梁系、隔板系之间的焊缝先焊好，形成“骨架”，增加门叶刚度，由于焊缝变形引起的挠度值f正比于焊缝距中性轴y-y0值e，随着“骨架”形成，e值减少，从而引起f变小。因此，焊接时先焊梁系的立焊，再焊隔板与主梁翼板，边梁翼板与主梁翼板的焊缝，最后焊“骨架”与面板的焊缝。

5.2.2焊接原则

焊前应对门叶进行严格检查，合格后方能开焊；焊接时，先从闸门中央部位开始，逐步向四周扩展施焊；为避免热输入量过于集中，应分区域采用相同规范、偶数焊工，对称施焊，从焊缝长度中点处向两端焊接，焊接时采用逐步后退焊法。采用CO2气体保护焊，减少变