水庫(kù)閘門啟閉機(jī)電氣安全監(jiān)測(cè)分析

鐘延林

摘 要 水庫(kù)閘門啟閉機(jī)在其運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題諸多，本文主要是在保證水庫(kù)大壩能夠正常工作的前提下，對(duì)水庫(kù)泄洪設(shè)施系統(tǒng)進(jìn)行全面的安全檢測(cè)和分析，針對(duì)水庫(kù)閘門啟閉機(jī)的電氣安全情況進(jìn)行研究論述。具體檢測(cè)項(xiàng)目有4個(gè)，細(xì)分為對(duì)閘門外觀的檢查、對(duì)閘門受腐蝕情況的檢測(cè)、對(duì)閘門構(gòu)成材質(zhì)的驗(yàn)證分析以及重新對(duì)閘門啟閉力的測(cè)量及啟閉機(jī)性能狀態(tài)監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)檢測(cè)得來(lái)的大量數(shù)據(jù)的分析情況可見(jiàn)，定期定點(diǎn)對(duì)水庫(kù)閘門啟閉機(jī)進(jìn)行檢查保養(yǎng)對(duì)于延長(zhǎng)其使用壽命來(lái)說(shuō)必不可少。

關(guān)鍵詞 水庫(kù)閘門；啟閉機(jī)；電氣安全

中圖分類號(hào) F4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）12-0042-02

1 工程概況

水庫(kù)閘門是水利工程必不可少的組成部分。西麗水庫(kù)又名西瀝水庫(kù)，地處深圳南山區(qū)，成建于1960年，壩址以上集雨面積29km2，總庫(kù)容達(dá)3 238.81萬(wàn)m3，多年平均徑流量為2 664m3。水庫(kù)設(shè)計(jì)任務(wù)初衷是以農(nóng)田灌溉為主，其次兼之防洪、發(fā)電等功用。但隨著改革開(kāi)放以來(lái)，深圳的經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了飛速發(fā)展階段，隨之而來(lái)的城市對(duì)用水的需求不斷增加。就目前西麗水庫(kù)而言，有著重要的位置，不僅給城鎮(zhèn)供水一方面，還有原水調(diào)蓄水庫(kù)，都是南山區(qū)和寶安區(qū)重要的供水區(qū)域。其供應(yīng)著約300萬(wàn)人口的水源，其GDP產(chǎn)值也能達(dá)到2 000多億元。在2009年西麗水庫(kù)對(duì)外輸供原水量已經(jīng)進(jìn)行了歷史的翻新，占據(jù)了整個(gè)市的1/4。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)顯示，對(duì)外輸供原水量現(xiàn)已經(jīng)達(dá)到4.55億m3，水庫(kù)大壩安全具有十分重要的意義。

2 檢測(cè)項(xiàng)目及內(nèi)容

在相關(guān)規(guī)范要求的指導(dǎo)下，輔之以相關(guān)專業(yè)機(jī)構(gòu)的提供的協(xié)助下，再具體分析了水庫(kù)具體運(yùn)作出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題，決定有側(cè)重的對(duì)水庫(kù)的一下項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)分析：1）閘門外觀檢查；2）閘門腐蝕狀態(tài)監(jiān)測(cè)；3）閘門材質(zhì)檢測(cè)；4）閘門啟閉力及啟閉機(jī)性能狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

3 檢測(cè)方法與結(jié)果分析

3.1 閘門外觀檢查

通過(guò)對(duì)8扇泄洪閘及其放空洞進(jìn)、出口閘門的外觀形態(tài)的檢查發(fā)現(xiàn)閘門整體處于完好狀態(tài)，主要構(gòu)成部分沒(méi)有出現(xiàn)明顯的損傷剝落，只有出口閘門的面板有輕微的變形，其他的沒(méi)有明顯變形，基本上完整無(wú)損。關(guān)鍵是構(gòu)件沒(méi)有出現(xiàn)變形和損壞的狀態(tài)，其支承行走裝置也完整無(wú)損壞。但依舊存在如下問(wèn)題：

1號(hào)～8號(hào)弧形工作閘門主梁、腹板部分都有明眼可見(jiàn)的銹蝕坑，且厚度變??；所有1號(hào)～8號(hào)弧形工作閘門的側(cè)輪表面都存在不同程度的銹蝕；其中，1號(hào)弧門的主輪有嚴(yán)重的銹蝕現(xiàn)象，出口弧門的導(dǎo)墻部分也出現(xiàn)了銹蝕現(xiàn)象，支臂只有片面小部分的出現(xiàn)了銹蝕的痕跡，還有鼓包的出現(xiàn)。其中5號(hào)弧門的右側(cè)方向有嚴(yán)重的破壞，底止水封不同程度上變形，甚至有些已經(jīng)出現(xiàn)破損情況；8號(hào)弧門右側(cè)止水封存在破損；5號(hào)扇弧形工作閘門的底欄止水更是出現(xiàn)了表面大面積銹蝕，約占80%；7號(hào)弧形工作閘門在其左側(cè)輪軌道上方，在其86cm的位置上有嚴(yán)重的混凝土脫落現(xiàn)象，在其迎水面面板上也有研究的刮痕跡象。

3.2 腐蝕情況

閘門構(gòu)件在經(jīng)受腐蝕后，截面面積會(huì)出現(xiàn)不同程度的減少造成截面應(yīng)力的相應(yīng)增大，使得閘門的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度的呈現(xiàn)下降，縮短了弧形工作閘門的使用壽命。通過(guò)超聲波測(cè)厚儀涂層測(cè)厚儀、深度游標(biāo)卡尺等測(cè)量工具的檢測(cè)得出閘門的腐蝕狀況如下：

1號(hào)～8號(hào)工作閘門均為露頂式弧形閘門，經(jīng)仔細(xì)勘檢8扇弧門的主要構(gòu)件的表面防護(hù)層基本處于完好狀態(tài)。經(jīng)檢測(cè)閘門平均涂層厚度在100μm～344μm之間，由于局部積水的原因所造成的閘門的主梁腹有銹蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)，但是，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的坑深分布現(xiàn)象，關(guān)鍵是構(gòu)件板厚的實(shí)測(cè)值同時(shí)也在設(shè)計(jì)的區(qū)域內(nèi)。

泄洪放空洞進(jìn)口閘門的材質(zhì)是平面鋼閘門，根據(jù)相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)的考察的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)構(gòu)件表面防護(hù)層大部分部位都出現(xiàn)了銹蝕的痕跡，其對(duì)銹蝕部位進(jìn)行了實(shí)測(cè)，坑深一般都在0.2mm～0.5mm之間，沒(méi)有脫落部位的涂層厚度基本上都保持在85μm～173μm。

泄洪放空洞出口閘門為潛孔式弧形閘門，經(jīng)檢查閘門主要構(gòu)件表面防護(hù)層大本分都存在中度銹蝕現(xiàn)象，甚至有些部分的防腐層已經(jīng)脫落，銹蝕處實(shí)測(cè)坑深0.5mm～0.9mm，未脫落處的平均涂層厚度246μm～674μm。

3.3 閘門材料檢測(cè)與復(fù)查

對(duì)于材料的檢測(cè)，其中采取了溢洪道2號(hào)弧形工作閘門和6號(hào)弧形工作閘門兩個(gè)閘門作為標(biāo)本，采取了2個(gè)閘門的右翼緣板角落處部位進(jìn)行采樣，還有2個(gè)閘門泄洪放空洞弧形工作閘門面板迎水面左下角部位進(jìn)行的取樣。取樣后經(jīng)過(guò)科學(xué)嚴(yán)格的檢測(cè)分析，其結(jié)果如表1所示。

如表1所示，在溢洪道2號(hào)、6號(hào)弧形工作閘門索取材料小樣的材質(zhì)為Q235（A3）鋼，與圖紙要求Q245（A3）鋼不符，但強(qiáng)度高于設(shè)計(jì)要求；檢測(cè)試樣表面硬度符合設(shè)計(jì)要求。

3.4 閘門啟閉力及運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)

外觀檢查：由于輸水泄洪洞閘室所處地理位置偏低，受潮嚴(yán)重，啟閉機(jī)的實(shí)際工作環(huán)境差。具體表現(xiàn)為：1）液壓油缸的活塞桿表面均出現(xiàn)了銹蝕痕跡和凹坑的出現(xiàn)，其中銹蝕最大坑深約為0.5mm，活塞桿表面上有不同程度的劃痕跡象，其密封圈上有也有不同程度的損傷；2）啟閉機(jī)油缸上蓋均為完整，其3號(hào)、4號(hào)比較完整，其他6臺(tái)啟閉機(jī)油缸上蓋油封有不同程度上的損壞的痕跡，其液壓油也出現(xiàn)了滲漏狀況；3）液壓工作站有3臺(tái)油泵，其中2臺(tái)用于正常工作，1臺(tái)備用。但實(shí)際檢測(cè)時(shí)，1號(hào)油泵存在故障不能運(yùn)行，2號(hào)油泵處于不穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，只有1號(hào)油泵能正常運(yùn)作。

因?yàn)閷?shí)地調(diào)查前水庫(kù)并閘門并未停止工作，且泄洪洞弧形工作閘門啟閉機(jī)已然工作30a，其中溢洪道閘門啟閉機(jī)也進(jìn)行作業(yè)了30a的工作，可以很好地體現(xiàn)出二者的工作關(guān)系。想要得到真實(shí)有效的閘門啟閉門力，必要先要考慮實(shí)際的閘門正常的工作運(yùn)行情況，才能真正意義上的進(jìn)行1號(hào)～8號(hào)弧形工作閘門啟閉機(jī)的檢測(cè)工作，還有泄洪洞弧形工作閘門啟閉機(jī)的全面檢測(cè)情況。要有效的對(duì)電氣設(shè)備和保護(hù)裝置兩個(gè)目標(biāo)要做的主要工作是實(shí)地采用目測(cè)法、貼片法及儀器儀表測(cè)試法對(duì)設(shè)備電參數(shù)與保護(hù)裝置是否存在破損腐蝕情況進(jìn)行抽樣檢查，具體項(xiàng)目有檢測(cè)啟閉機(jī)的定子電壓、電機(jī)絕緣電

阻等。

對(duì)水庫(kù)閘門卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，主要針對(duì)啟閉機(jī)的啟門力和持住力?？梢圆捎玫臋z測(cè)的方法包括直接法和間接法兩種方法，其中直接法主要是運(yùn)用測(cè)力計(jì)或者是運(yùn)用拉壓式傳感器直接得出啟門力和持住力的具體數(shù)據(jù)，而間接法則是借助動(dòng)態(tài)應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)，在得出吊耳或傳動(dòng)軸的應(yīng)力應(yīng)變之后再通過(guò)運(yùn)算的出啟

閉力。

這兩種方法各有裨益，就能得出數(shù)據(jù)的精確度而言，不可置否的是運(yùn)用直接法測(cè)試的出的數(shù)據(jù)精確度更勝一籌，結(jié)果也更與實(shí)際相符。但由于當(dāng)前設(shè)備比較落后使得直接法的可操作性變?nèi)?，而間接法則對(duì)環(huán)境的要求不高，在實(shí)際中所采用的次數(shù)也比較多。本次安全檢測(cè)工作囿于實(shí)際情況——溢洪道閘門啟閉機(jī)測(cè)試只有在上下游無(wú)水的情況下才能具體實(shí)行，客觀條件不滿足，所以我們才取傳統(tǒng)的電測(cè)法對(duì)閘門啟閉力進(jìn)行檢測(cè)，具體實(shí)施辦法是將電阻應(yīng)變計(jì)粘貼在手拉構(gòu)件上，采用導(dǎo)線將獲取的信號(hào)轉(zhuǎn)遞，使遠(yuǎn)距離測(cè)量成為可能。

4 結(jié)論

啟閉機(jī)作為水利工程設(shè)計(jì)中最為重要的核心機(jī)械，維護(hù)和監(jiān)測(cè)維修應(yīng)放到日程管理中，不可忽視。對(duì)與啟閉機(jī)的運(yùn)作情況應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)和鑒定，而對(duì)于檢測(cè)參數(shù)的選擇，根據(jù)不同的檢測(cè)性質(zhì)，立足于不同的目的，可以有選擇的確定。這樣有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，以免發(fā)生不良后果。由上述可見(jiàn)，根據(jù)得出的檢測(cè)數(shù)據(jù)的運(yùn)算和分析，不難發(fā)現(xiàn)，西麗水庫(kù)溢洪道、泄洪洞工作閘門和啟閉機(jī)的正常運(yùn)作存在一定的問(wèn)題，還需要進(jìn)行更新和改造加固。其中卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)在預(yù)設(shè)工作狀態(tài)下的運(yùn)作狀態(tài)良好，其中最為關(guān)鍵的電氣設(shè)備及保護(hù)裝置的電參數(shù)數(shù)據(jù)也符合要求規(guī)范。測(cè)量得出的閉機(jī)最大啟閉力數(shù)據(jù)也都小于均小于啟閉機(jī)的設(shè)定數(shù)字，水庫(kù)閘門啟閉機(jī)目前質(zhì)量仍滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行要求。

參考文獻(xiàn)

[1]吳志強(qiáng).淺談水利水電閘門啟閉機(jī)的管理與維護(hù)[J].機(jī)電信息，2012（15）：90-91.

[2]李作成.閘門啟閉機(jī)自動(dòng)化后的維修與保養(yǎng)[J].內(nèi)蒙古水利，2011（5）：91-92.