连云港市液压启闭机现状及改造对策

连云港市液压启闭机现状及改造对策

王继光1温江淯1张海虹2

（1.连云港市市区水工程管理处，江苏连云港222003；2.连云港市临洪水利工程管理处，江苏连云港222006）

摘要：连云港市频临沿海，空气中氯离子含量高，对水利工程机械设备腐蚀严重。本文通过对连云港市液压启闭机的现状调查、检测和安全状态分析，制定了相应的改造对策，改造后，闸门启闭运行安全平衡，操作方便、可靠，取得了明显效果。

关键词：水利工程；液压启闭机；改造

1概况

连云港市利用液压启闭机进行闸门启闭的水利工程共11座，分别采用QPPYI、QHLY、QHSY、QPKY型液压启闭机，共68台套，其中新建工程3座,其余8座工程均建于上世纪70年代后期，分布在沿海一带，受当时特定的历史条件和加工制造能力及工艺水平限制，液压系统陈旧落后，油缸内壁加工粗糙，密封件耐磨、耐油性差，经过30多年运行使用，液压控制阀组渗油严重，油缸大量漏油，严重时不能动作，已影响到工程效益的正常发挥和工程的安全运行。为此，通过对8座水利工程液压启闭机的现状调查、检测和安全状态分析，制定了相应的改造对策，改造后，闸门启闭运行安全平衡，操作方便、可靠，取得了明显效果。

2液压启闭机的现状调查

根据历年来液压启闭机的工程运行情况、维修情况、巡视检查记录和现场启闭观察，液压启闭机经30多年运行后，普遍存在以下问题影响工程安全运行。

（1）液压系统陈旧落后，液压元件磨损、泄漏严重，长年暴露在外的压力油管锈蚀严重，液压泵组不仅老化、渗油严重，而且没有备用液压泵组，一旦出现故障，与其集中共用的油缸都不能工作，直接影响到闸门启闭。

（2）油缸内壁和活塞杆外径严重拉伤，活塞杆外径局部出现点蚀坑，有的活塞杆已弯曲变形，启闭闸门时，油缸外泄漏严重。

（3）油缸密封件（Y型橡胶密封圈和防尘圈）耐磨、耐高压、抗老化、抗撕裂性能差。

（4）油缸内载复顶时，活塞杆顶端与闸门横梁顶压块偏差距离太大。根据设计要求和操作规程，闸门开启上升锁定后卸压，活塞杆靠自重复位，当再次空载上升闸门钢横梁时，活塞杆顶端与原顶升闸门时顶压块的位置偏差很大，导致闸门在下降过程中，前后左右晃动，有的闸门在启闭时，两侧油缸升降同步性差。

（5）用于泵站断流的快速闸门，因液压启闭机不能实现自动锁定而造成闸门跌落，主机运行过程中，为防止闸门跌落只能采用机械锁定措施，如遇故障突然停机，极易造成水泵叶轮飞逸倒转事故。

3液压启闭机的检测

3.1外观形态检测

（1）结构完整，主要受力构件没有明显可见的连接缺陷和腐蚀、变形、开裂等缺陷。（2）油缸缸体、端盖和柱塞顶、缸底没有表面裂纹、损伤变形、脱落等缺陷。（3）油缸外泄漏严重。

3.2腐蚀状况检测

（1）油缸体在常水位以上部分锈蚀一般，在常水位以下部分锈蚀严重，锈蚀深度约2~3mm。（2）油缸内壁局部分布有20cm2的点蚀坑，蚀坑直径1~2mm，蚀坑深10~20μm，油缸内壁明显可见锈斑。（3）活塞杆外表面局部分布有点蚀坑，蚀坑直径约1mm，蚀坑深10μm。

3.3油缸引起的闸门沉降量检测

《水利水电工程启闭机制造安装及验收规范》（SL381-2007）规定：将闸门提起，在48h内闸门因活塞油封和管路系统的漏油而产生的沉降量不应大于200mm。据统计，所抽检的油缸48h内引起的闸门沉降量均大于200mm，沉降量小的达到224mm，严重的以平均2.84mm/min的速度沉降。

3.4油缸粗糙度检测

（1）缸体内壁加工粗糙，明显可见加工刀纹。（2）活塞环严重拉毛、磨损，其外圆工作面已不可见。（3）活塞杆外表面粗糙度小于0.4μm，符合规范要求。

3.5液压控制元件的检测

单向阀和高压截止阀外泄漏严重，溢流阀工作平常。

3.6负载试验

采用两级顶升单作用三级套筒式油缸的液压启闭机带负荷开启闸门时，第一节油缸柱塞杆存在爬行现象，关闭闸门时，闸门不能一次关闭到位。

4液压启闭机的状态分析

4.1上世纪70年代生产液压启闭机先天不足，设备本身就存在缺陷

限于当时的历史条件，加工制造能力差、工艺水平较低，导致油缸加工粗糙、失圆，甚至有局部地方没有加工到，密封件耐磨、耐高压、搞老化性能较差等。

4.2设计时过分考虑节省材料，液压系统不能满足工程运行的需要

液压系统没有备用液压泵组，一旦故障，与其集中共用的油缸均不能工作，无法进行闸门启闭，直接影响到工程效益的发近；液压油在循环工作过程中及受温差的影响，易产生杂质和水分，在回油时仅靠简单的滤网过滤净化，不能满足液压控制阀件的技术要求，油质乳化严重，致使油缸、活塞严重拉伤，内壁磨损严重。

4.3闸门关闭过程中产生振动声音和晃动

由于空载复顶时顶点产生偏离，活塞杆中心线与缸体中心线形成偏角，而缸体是固定安装的，所以在闸门下降关闭过程，随着活塞杆的复位，伸出长度减少，刚度提高，导向套承受的侧向力增大，在强迫活塞杆与油缸同心的过程中，活塞杆顶端在闸门顶梁上水平滑动，导致闸门在下降过程中，前后左右晃动，闸门与门槽碰撞而产生振动声响。

5改造对策

5.1改造原则

（1）根据《水利水电工程金属结构报废标准》（SL226-1998），对油缸及其零件如出现裂纹或活塞杆弯曲变形严重，且修复无效的，应作报废处理。（2）根据原液压启闭机工程运用时存在的工程隐患，在基本不改变原有土建结构的基础上，本着“技术先进、经济合理、安全可靠、安装维修方便”的原则对液压系统和油缸进行改造。（3）液压元件及零部件在改造时应达到“系列化、通用化和标准化”要求。（4）双吊点液压启闭机在改造时应充分考虑油缸升降的同步问题。

5.2改造方案

5.2.1液压系统报废更新

原液压系统为人工手工操作，液压元件和液压泵组经30多年的运行使用，磨损、老化、泄漏严重，已属淘汰产品，且没有备用液压泵组，应重新设计、重新安装。

5.2.2油缸

（1）凡符合报废标准的，应报废处理。新油缸严格按《水利水电工程启闭机制造安装及验收规范》（SL381-2007）的要求进行生产、安装。（2）返厂大修。选择专业生产液压油缸的厂家对油缸进行解体大修，如活塞杆更新、活塞杆表面重新处理、镀铬防锈、采用进口密封件等。

5.2.3双吊点液压启闭机的同步问题，在改造时应综合考虑，主要有以下几个措施。

（1）液压系统采用同步装置和同步措施，如油路对称布置、增加同步阀、用用精密行程测量系统和流量控制阀组等。（2）加强闸门自身及吊梁的刚度，采用较好的导向装置及合理的间隙，保证闸门在门槽中升降顺畅，减少卡阻现象，并可机械强迫双吊点同步。（3）保证闸门两侧液压缸支承面的高差不超过±0.5mm，对报废更新的油缸或返厂大修的油缸应配套使用。

6结语

液压启闭机经改造后，不仅布置合理、结构紧凑、简洁美观，而且发挥了承载能力大、缓冲性能好、液压锁定效果好等优点，并能实现无级调速。通过对原有水利工程的液压启闭机改造后的运行情况看，闸门启闭运行安全平衡，操作运用方便、可靠，维护简单，取得了明显效果。

参考文献

[1]沈雪梅，葛雯静.浅析水闸液压启闭系统异响的原因及对策[J].江苏水利，2016（4）.

作者简介：王继光（1970-），男，江苏省连云港市人，高级工程师，从事工作：水利工程。