水工钢闸门及启闭机常见质量问题及对策浅析

摘要：水工刚闸门在水利枢纽工程中发挥着重要作用，是调节上下游水位水量的关键环节。然而水工刚闸门的启闭机如果不能有效的运作，尤其是在必要的时候不能快速的开启闭合发挥调节作用，就可能造成巨大的经济财产损失。因此，我们总结水工刚闸门及启闭机常见的质量问题和解决方案，希望能够起到应急和规避风险的作用。

关键词：水工钢闸门；启闭机；质量问题及对策

水工钢闸门在我国众多水利工程当中都有非常广泛的应用，是保证水利工程起到调节水位和水量，规避洪灾、分流洪水，加强农田灌溉，促进河道通畅，进行水路运输和水利发电等各项功能的关键。而且水工钢闸门及其启闭机安装之后，更换非常困难，技术难度和代价很大，因此，要保障现有水工钢闸门和启闭机的性能安全，防范可能多发的质量问题非常重要。下面我们将针对这个问题进行详细的介绍。

1常见质量问题

1.1闸门本身的质量问题

水工刚闸门的质量问题直接影响其能否正常工作，或者其正常工作年限是否满足需要。由于水工钢闸门普遍要长期接触各种水源，因此其抗腐蚀性能和耐老化性能必须要非常强悍。而普通的钢板材质，根本难以抵挡十几年几十年的水下腐蚀和极强的水压冲击。我们调查发现，全国各处水利工程中，钢闸门使用年限在十年以上的，尤其是2000年以前投入使用的，发生变形和腐蚀迹象的达到76%。特别是钢板老化、脆化、断口收缩变形、极限强度下降更是非常严重，普遍较出厂标准数据下降10个百分点以上。

1.2钢板焊接问题

水工钢闸门的焊接问题是保证整体功能的最脆弱环节，因为接缝如果有漏洞或者焊接水平不够高，在频繁使用或者高强度水压冲击之下是最容易开焊变形甚至毁坏的。我们调查发现2000年之前投入使用的水工钢闸门需要进行重新焊接或者存在开焊隐患的也高达23%，其中水压导致变形和腐蚀引起焊口开裂的情况最为常见。

1.3闸门启闭过程中的颤抖震动

引起闸门开闭过程中的震动原因很多，有闸门本身质量不过关的问题，有经年使用后的闸门变形和零部件的功能障碍，再就是安装施工过程中没有完全符合施工要求，造成泄洪过程中水流过激、水压不稳定、水流变化频率高等，救护对闸门造成起伏不定的冲击从而引起闸门震动。据查，闸门震动是普遍现象，而在闸门震动过程中发生故障的情况更是占到总体故障发生率的93%。因此，更需要实时做好闸门震动的检测。

1.4闸门腐蚀问题

闸门腐蚀问题非常常见也非常突出，尤其是我国各地水文地理条件并不相同，水中杂质含量也有不小的差异，因此对闸门的抗腐蚀提出了更高的要求。一般来讲，闸门受到腐蚀主要发生部位为焊接口和缝隙、闸门接水线、零部件接口缝隙腐蚀、闸门表面腐蚀等几种情况。一般来说，各种接口缝隙腐蚀最容易造成铆钉脱落或固死、焊接缝隙崩毁和闸门变形，由此造成闸门震动和封闭不严、漏水情况，加速闸门故障，需要特别警惕。还有如果水中含有泥沙较多，颗粒较大，比如黄河，对闸门的冲击也是非常强的，是最容易造成闸门表面坑洞腐蚀和斑驳的情况。

1.5启闭机也是非常容易出问题的

一般来讲，启闭机主要问题出在施工不够严格规范和设备本身的老化等两个方面。从施工问题来说，安装过程中零件是否安装到位和是否做好保护、抗腐蚀和密封措施等都很重要；从本身老化来说，一是受到外界因素比如湿气、昼夜温差等的影响，二是本身质量和制造工艺、材料选用上，存在差别引起老化进程速率的高低不同。启闭机要承载闸门提升降落的重量，而遇到闸门老化或者泄洪储水等需要，闸门承受的水压也是极强的，而随着闸门的老化和启闭机的老化，加上水压的冲击力，就加重了启闭机的负担。这也是启闭机在运转过程中发生故障的最主要因素。

2故障对策

2.1提升闸门选材标准和钢材制造工艺

提高闸门的选材和质量标准是遏制闸门老化速度和提高抗腐蚀性能的直接有效的办法。不过对于已经投入使用的水利工程，这个做法无疑是工程量浩大、技术难度高、代价巨大的。因此更适合即将投产的水利工程来选择。或者在有条件提供闸门暂停使用以及换装更新的工程项目中，可以采取这样的办法来解决严重的闸门故障问题。

2.2实时监测和重点预防相结合

要保障已投产闸门的故障几率降到最低，还可以通过技术手段来检测相关指标。超声波测厚是一种技术难度不大但可靠的故障检测方法，通过专用的测厚仪可以探测闸门表面的腐蚀层厚度和腐蚀坑洞大小，对于密闭无缝钢管内部也可以进行精准测量，而且机械精准度高、对闸门和启闭机无机械性损伤，实用价值和数据参考价值非常高。不过在具体实施的时候，要考虑闸门本身的防腐蚀涂层厚度问题，影响测量的准确性，一般在测量仪器的使用上都有说明，主要把握。

重点预防，就是对检测数据中比较异常的数据，进行预防措施备案，设置安全临界点，达到临界点马上采取应急预案进行响应，防止出现故障问题导致手足无措，降低可能存在的损失。

2.3建立数据库

就是针对闸门的腐蚀情况，进行量化管理分析的一种数据模型。通过对闸门受腐蚀的位置、腐蚀强度、发生故障的位置和本地水文地理条件中关于腐蚀性、水位冲击力、昼夜温差强度等指标受腐蚀的速率和腐蚀量，以及闸门本身的技术参数等做比较分析。这个要求的技术难度比较大，需要专业的人员来设定各个数据库和表格的具体信息和参数，比如标准参数、可承受腐蚀量和腐蚀速率、危险指标等，并有专门的监督检测人员进行数据汇总报告，及时发现问题，进行修补处理。

2.4具体的维护技巧和方式

关于腐蚀问题，有很多公司会选择当前比较新型的专用抗腐蚀涂料进行维护，这个在国内外比较通用。而涂料本身的抗腐蚀性能也在逐渐更新进步。需要提醒的是要参考预备的涂料和原来的涂料之间有没有性能上的冲突或者技术上的特殊要求。在闸门震动方面，除了对闸门本身做技术性修补矫正之外，需要对造成闸门震动的部件进行及时更换，对影响水流冲击力和流速等的配套设施进行维护或更换，降低闸门承载的压力。

3总结

造成水工钢闸门和启闭机故障或质量问题的因素有很多，常见的情况主要是闸门本身的结构、钢材质地和焊接技术、装载技术，闸门接触的水文条件包括杂质含量、温差和水质中酸碱等腐蚀情况以及水压、空气湿度和酸碱性，启闭机老化和零部件故障等。而且并非是单个原因起作用，一般都是遭遇到多种因素长期作用而发生闸门开合启闭故障，因此需要通过多种措施，也就是日常检测预防和故障即时排除相结合的应对策略来进行。

在日常问题不严重的时候通过全方位检测措施来控制风险，在关键时刻通过更换设备、零部件等做到降低损失和灾害，降低财产损失甚至生命安全损失的目的。

参考文献：

[1] 杨光明，郑圣义，胡金义，陈迪杰. 水工金属结构安全检测与评估方法研究[J]. 大坝与安全. 2003（06）

[2] 谭秀娟. 部分水电站水工钢闸门和启闭机安全状况分析[J]. 大坝与安全. 2002（02）

[3] 李东风，高志萌. 钢丝绳无损检测技术在卷扬式启闭机的应用[J]. 水电站机电技术. 2005（05）

[4] 张鹏飞. 水工钢闸门振动破坏分析及对策[J]. 陕西水利水电技术. 1999（02）

[5] 刘永安. 小型水利工程质量存在的问题及对策[J]. 现代农业科技. 2010（11）