人字閘門的制造安裝焊接與消應(yīng)

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1、三峽永久船閘人字閘門的制造、安裝、焊接與消應(yīng)【摘要】三峽電站永久船閘工程前無古人，后無來者，國內(nèi)數(shù)路水電精英在此角逐。六個閘首共12套人字門以其結(jié)構(gòu)尺寸、重量均居世界之最而號稱“天下第一門”，它的制造、安裝與焊接，更是各家金結(jié)制安隊伍比武競技的主戰(zhàn)場。我們水電七局率先在第六閘首開始人字閘門的安裝，在施工過程中大膽采用新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝，通過精心組織、精心施工、嚴格過程控制，我們獲得了成功的經(jīng)驗。本文簡要介紹了門體結(jié)構(gòu)制造工藝，詳細記錄了筆者在安裝過程中的心得和體會，供同行參考。【關(guān)鍵詞】人字門制造運輸?shù)跹b門體安裝焊接消應(yīng)1.工程概況三峽水利樞紐永久船

2、閘為目前世界在建的最大船閘，共設(shè)雙線五級，布置在樞紐左岸壇子嶺左側(cè)，分南北線，中心線相距94米。每線船閘主體段由六個閘首分隔為五個閘室，總長1621米，每級閘室有效尺寸為280×34×5M（長×寬×坎上最小水深）。每線每個閘首各布置一套人字閘門，每套人字門由2扇門葉組成。第六閘首人字門單扇結(jié)構(gòu)尺寸為20.5×3×37.5M（門寬×門厚×門高），單扇重達800T，噸位和尺寸均居世界之最，號稱“天下第一門”。人字門是用于閘室擋水的工作閥門，以形成船閘過船時所需水位。該門的結(jié)構(gòu)形式為工字型主橫梁式，每扇門葉共設(shè)24根主橫梁和7道縱向加勁筋（詳見附圖一）。廠內(nèi)制

3、造時根據(jù)運輸需要將每扇門葉細分為12個大節(jié)，第六閘首人字門分節(jié)重量在57T-74T之間不等。安裝單位承擔的工地主體安裝任務(wù)是將每套閘門的24個單元分節(jié)用科學(xué)合理的手段吊運至安裝位置再拼裝焊接成為2扇整體的門葉。該門的止水設(shè)計如下：底部通過橡膠與底坎上的不銹鋼止水帶壓縮止水，門葉與閘墻、門葉與門葉之間通過設(shè)置于門葉邊柱和閘墻支枕座上的不銹鋼支枕墊塊相互精密配合止水（支枕墊塊同時兼作門葉運行時向閘墻傳力的作用）。因此，人字門拼裝時對兩個邊柱的垂直度要求特別高，三峽規(guī)范規(guī)定：人字門拼裝焊接完成，其邊柱（通長37.5M）的正側(cè)向垂直度均不得大于4mm，遠遠高于國

4、標對人字門邊柱的垂直度要求。只有根據(jù)門葉結(jié)構(gòu)特點合理制定制造、安裝的焊接順序、嚴格控制對裝和焊接時的變形才能保證。2.門體制造門體制作階段主要技術(shù)難點是對門體形位公差的控制和對邊柱的消氫消應(yīng)處理。為此，制造廠抽調(diào)精干技術(shù)人員，成立技術(shù)攻關(guān)組，對圖紙進行細化、編制施工組織設(shè)計、原則工藝、實施細則工藝。2.1原則工藝：2.1.1盡可能減小總裝時的焊接工作量，將焊接變形分解在各零部件的制作中去。將每節(jié)門體分解成左、右邊柱和中段主體三大部件。在人字門制造焊接中，大量采用自動埋弧焊和CO2氣體保護焊，零星位置才用手工焊。埋弧焊操作穩(wěn)定、質(zhì)量可靠、效率高；保護焊焊絲

5、細，熱量集中，線能量小，層間溫控好，可有效防止焊接中常發(fā)生的隨意性，可減小焊接殘余應(yīng)力和熱變形，提高焊接質(zhì)量，避免焊接隱患發(fā)生。2.1.2專門設(shè)計門體大組用的總裝胎架?？傃b胎架的精度是控制人字門制造精度的關(guān)鍵。只有總裝胎架的精度高，才能保證人字門的擋水面平面度、門體直線度、扭曲等各項指標得到較好的控制，因此，總裝胎架的材料均經(jīng)過機加工刨邊，保證平面度在14M×38M范圍內(nèi)達到±1mm。2.1.3將每節(jié)門葉細分為兩個邊柱分段和門葉中段三大部件制造。由于人字門設(shè)計采用了邊柱鋼止水，對通長邊柱腹板的公差要求是±2mm。為了保證12節(jié)分段的整體形位公差，采用12

6、節(jié)邊柱連成整體，校正形位公差后，整體平移，與門體中段定位，全部分段就位后，再開始進行施焊，從而保證12節(jié)分段的總裝形位公差控制在較理想的狀態(tài)。2.1.4對邊柱分段的整體消應(yīng)工藝進行試驗。由于邊柱分段板厚較厚，需要進行整體消應(yīng)處理。首先做了兩對熱處理試驗試板進行熱處理前后的對比試驗，對其機械性能、應(yīng)力消除、硬度比較分別做了檢測，確定熱處理工藝。隨后，又做了兩對熱處理試驗試板進行熱處理前后的對比，并與上一組試驗進行對比，檢測該熱處理工藝的可靠性。在第一批邊柱分段進行熱處理時，又做了兩對熱處理隨爐見證試板，進行熱處理實際效果的檢測，通過三次試驗，均反映熱處理工

7、藝切實可行，處理效果穩(wěn)定、良好。2.2結(jié)構(gòu)制作細化工藝：在結(jié)構(gòu)部分，由于對尺寸公差、形位公差的要求都非常高。因此，制造廠專門成立了車間監(jiān)造組，由工藝科副科長任監(jiān)造組組長，施工工段工段長、車間主管工藝員任副組長，車間調(diào)度員、焊接工程師、下料工段長、材料員，對施工整個過程進行監(jiān)造。每天下班后，車間監(jiān)造組召開專門工地會，對當天出現(xiàn)的問題互相通氣、交流，商量解決辦法，制訂保證措施，把發(fā)現(xiàn)的問題及時解決，消滅在萌芽狀態(tài)。從而保證結(jié)構(gòu)的尺寸公差、形位公差得到有效受控，達到規(guī)范的要求。在具體措施實施方面，主要有以下幾點：2.2.1采用鋼帶劃線：對所選用的鋼卷尺進行計量

8、，并通過勘誤表對尺進行修正，以經(jīng)過修正后的鋼卷尺作為基準，制作劃線鋼帶。在構(gòu)件安