柯 靈，蘇 坤

(四川省眉山市彭山縣水電七局有限公司水工機械廠，四川眉山 620860)

1 工程概況

蘇丹羅賽雷斯項目低位泄水孔弧門由不同厚度、材質的復合型鋼板組合而成，同時該項目的弧形閘門門葉結構尺寸較大，且面板為不進行加工的弧門。該弧門為潛孔式弧形閘門，焊縫密集，集中在面板一側，分布不對稱且焊接量大，門葉外弧半徑為14.5m，門葉共分4節(jié)，單套門葉總重約132t，其中門葉結構重40.3t，支臂結構重達50.4t，兩支鉸總重41.5t?；￠T質量要求嚴格，弧門面板曲率半徑要求在0～3mm。

2 技術難點分析

a.蘇丹羅賽雷斯項目低位泄水孔弧形閘門門葉結構尺寸較大，且由于弧形面板不需要加工，如何控制門葉結構焊接變形是閘門制造的一大難題。

b.蘇丹羅賽雷斯電站低位泄水孔弧門，共制作3套。單套重量約為134t，其中門葉結構約為40.3t，支臂結構約為50.4t，兩支鉸總重約41.5t，如何進行閘門總組裝，也是閘門制造的一大難題。

c.羅塞雷斯低位泄水孔焊縫密集，集中在面板一側，分布不對稱且焊接量大。在其他梁系部件與面板焊接時，由于受熱不均勻，門葉會產生較大的撓曲變形和應力集中，同時面板會產生凹凸不平，會影響產品結構尺寸的準確性。

3 質量保證體系

嚴格按照工藝文件和制造規(guī)范要求加工制造，如果對工藝措施有新建議，需經工藝人員或總工辦批準后方能修改。設備出廠前，按規(guī)程規(guī)范的規(guī)定進行總裝檢驗(包括部分組裝檢驗)。班組在自檢合格的基礎上，向質檢遞交設備出廠驗收申請報告，由質檢科報監(jiān)理工程師審批。由質檢準備出廠驗收資料，內容至少應包括:設備概況、主要技術參數、供貨范圍、檢驗依據、檢測項目及允差、實測值、檢驗方法及工具儀器、主要測量尺寸示意圖、必要的列表及說明等。

4 制作工藝要點分析

4.1 門葉結構制作

4.1.1 門葉制作工藝流程

門葉制作工藝流程:部件下料→面板制作、調弧、放樣→主縱梁組裝、焊接及矯形→次梁制作、矯形→支臂前端連接結構組裝、焊接及矯形→主縱梁、次梁及與面板裝配、焊接→底、側、頂水封座板裝配、焊接→吊耳裝配→門葉解體→門葉單節(jié)矯形→機加支臂前端連接結構連接板→配鉆水封螺孔。

4.1.2 門葉質量控制要點分析

a.因門葉面板材料的特殊性，無法最后修邊，在面板加工時已將面板的焊接及矯形收縮量考慮在內，整體尺寸加工到位，所以在門葉放樣及裝配過程中嚴格控制門葉整體的各項尺寸，焊接及矯形完成后不再進行修邊。

b.面板鋪板時，與面板接觸采用不銹鋼板連接，并加固牢靠。拼縫焊接完成后應對面板內弧的弧度及橫向直線度進行仔細的復檢，然后進行主縱梁及其他零部件的裝配。裝配主縱梁之前必須采用樣板先檢查主縱梁腹板的弧度，對弧度有偏差的部位進行修磨后再進行裝配。

c.門葉總裝時，門葉外弧曲率半徑控制、門葉寬度尺寸及側邊的直線度、側水封座板的跨距及平面度、門葉底緣直線度為重點控制尺寸。(為了防止門葉因焊接的變形，在主縱梁后翼外側橫向增加加固支承)。

4.2 支臂結構制作

4.2.1 支臂制作工藝和流程

支臂制作工藝流程:部件下料→支臂工字梁制作、褲襠板整體制作、連接桿及斜撐桿制作、節(jié)點板制作→支臂整體放樣大組裝→支臂連接板焊接→支臂連接桿及斜撐桿配鉆孔→支臂連接板、后端板劃線→支臂解體→支臂連接板、后端板機加。

4.2.2 支臂制作注意事項

a.支臂先分別裝配零部件，焊接及矯形完成后進行整體大組，大組時先不裝焊斜撐花架，只將支臂結構2、3的主梁、支臂結構1(褲衩結構)及之間的連接板進行大組，按圖調整合格后進行連接的板焊接，完成后劃連接板端面機加線、拆組，并進行連接板的矯形及機加工工作。最后再次整體回組裝配花架及連接板。

b.支臂結構2與支臂結構3之間的花架及連接筋板大組配鉆后不進行焊接，但必須在每個組裝部位用樣沖打上明顯的裝配標記及編號。

c.支臂前端連接板，在弧門整體大組后進行支臂前端的修切及前端板的裝配。裝配時根據相應部位門葉工作面的曲率半徑，留5mm的焊接收縮量及機加余量，待前端板焊接完成后，再實測前端板的機加余量，并進行相應的畫線及機加。

4.3 門葉、支臂、活動鉸整體大組裝流程

門葉、支臂、活動鉸整體大組裝流程:在整體大組平臺放出地樣并用樣沖油漆標識→吊裝支臂、鉸座(吊裝前，活動鉸與支臂先組裝)按地樣調整支臂垂直度、兩軸孔同軸度、中心距等，用型鋼加固，再復查軸孔同心度→吊裝第一節(jié)門葉調整兩側高度及面板的曲率半徑，合格后與支臂用拉板加固→再逐步吊裝第二、三、四節(jié)，并調整加固→門葉整體驗收→焊接支臂前端板→前端板焊縫探傷，劃出支臂前端板機加線→編號→拆卸-支臂前端板機加→門葉、支臂、活動鉸二次整體大組裝→驗收→拆卸→打磨→防腐→包裝。

5 焊接質量控制

本項目弧門門葉面板為Q345B＆022Cr17Ni12Mo2的復合板，拼板縫內弧設U形坡口，外弧設V形坡口，焊接時過渡層選用A312的焊條，不銹鋼面層焊接采用A022的焊條，焊接時嚴格按照廠家提供的焊接工藝進行施焊。其他部件材料為Q345。每節(jié)門葉面板由3件復合鋼板拼焊而成。門葉主梁為縱T形梁，橫梁為分段的L形次梁，焊接后產生變形較大，面板兩側容易向上彎，橫向直線度就達不到要求。

因面板為復合板，火焰矯形容易造成面板分層。盡量在門葉焊接完成后不使用火焰對復合板進行矯形，但焊接變形不宜控制，從而門葉弧度變得更加不可控制。一旦超標，焊后矯形處理將耗費大量的人力物力以及設備材料等，并且嚴重影響施工進度。

因面板材料的特殊性，無法最后修邊，在面板刨邊時將面板的焊接等收縮量考慮在內，整體尺寸加工到位。為達到弧度控制滿足設計要求，提出在面板調弧工序，控制好直線度和高差，面板兩側點比中間點低2～3mm;門葉整體對裝時控制好對裝間隙;門葉焊接時提高一次合格率。

5.1 焊接工藝評定及焊接注意事項

根據現行DL/T 5018—2004規(guī)范，并結合蘇丹羅賽雷斯項目工程對質量的要求，制定了弧形閘門焊接規(guī)范(焊接施工質量檢測標準)?；⌒伍l門焊接前進行了焊接工藝評定。結合評定結果及現場實際情況。要求在施工中必須遵循:

a.門葉裝配檢查合格后開焊，焊接時按照先焊立焊，后焊仰焊，再焊平焊，并從中間向四周延伸的原則進行施焊，即先焊水平L次梁的立焊(兩側縱主梁外側L次梁的立焊先不焊接)、支臂延伸板翼板與縱主梁腹板的立焊，再焊主縱梁與面板的焊縫，最后焊L形次梁與面板的角焊縫。焊接過程中采取分段退焊、小電流、多層多道焊。

b.閘門整體焊接時，施焊人員應該配備焊接技能較強的焊工進行焊接操作，并且焊接人員應盡量保持固定。焊接過程中焊接技術人員及質檢人員應及時跟蹤檢查其焊接質量，對焊接質量較強的焊工及時進行調整或更換。

c.吊耳板與門葉焊接，吊耳板與面板相接的焊縫要求焊透，焊接時主要控制其焊接變形及保證焊縫內部質量，焊接過程中控制其層間溫度不得高于100℃，多層多道焊層間應仔細清理，盡量保證一次探傷合格。

5.2 橫向收縮變形及角變形

工件在熱源作用下產生垂直于焊縫方向的橫向膨脹，此膨脹受外部拘束而被限制即產生橫向壓縮塑性變形，在冷卻過程中不能完全恢復而產生橫向收縮變形。低合金鋼對接、角焊縫每1m引起的橫向收縮量為ΔB。板厚12mm時，通過計算沿高度方向每條焊縫平均收縮2.0mm，因弧門鋼板厚及結構的變化，在實際施工中焊縫收縮量為1.8～2.3mm。高度方向總收縮量為19～23mm。

由于焊縫橫向收縮力大小及力到門體慣性中心距的不同，產生的力偶大小不同。這勢必使門體向上游或下游方向傾倒。通過理論公式初步計算出向上游傾斜率為0.3～0.5mm/m。

6 展望及建議

由于蘇丹羅賽雷斯項目弧門面板曲率半徑要求在0～3mm，非機械加工的面板，再加上面板材質特殊，焊接變形難以控制。為了保證焊接質量，開焊前做了工藝焊接試驗，嚴格按照規(guī)范要求采集焊接參數，通過射線檢測結果調整參數，選取最合適的焊接數據，調整控制側面水封及座板的間距、支臂四條腿位置等，為通過驗收打下堅實的基礎。

a.在蘇丹羅賽雷斯項目弧門的制造加工過程中，秉著對工程“高質量、高效率、高品質”的作風，完善落實質量責任制與各項管理制度，努力完善施工工藝，用科學的工藝來保證質量。

b.羅賽雷斯項目業(yè)主、監(jiān)理及執(zhí)行工程師對閘門各部位尺寸進行反復的檢驗，對閘門的焊縫進行了細致的檢查。結果表明，所有測量尺寸均滿足規(guī)范及設計要求，所有焊縫質量均達到了驗收標準。

c.實踐證明，上述技術措施是行之有效的，蘇丹羅賽雷斯項目弧門制造加工工藝與控制的成功經驗值得在同行業(yè)借鑒與推廣?！?/p>

1 張民.大型弧形閘門制造焊接技術及質量控制［J］.水利水電施工，2009(1):12-15.

2 張建中，方子帆，李麗麗.黃河康揚水電工程弧形閘門焊接工藝淺析［J］.水工機械技術，2010(2):24-26.

3 DL/T 5018—2004水電水利工程鋼閘門制造安裝及驗收規(guī)范［S］.