江蘇省三河閘工程鋼閘門安全檢測方法與分析

王 偉 ，呂春艷 ，唐 亮

1.江蘇省洪澤湖水利工程管理處，江蘇 淮安 223100

2.江蘇洪澤縣水利局，江蘇 淮安 223100

3.江蘇省引江水利水電設(shè)計研究院，江蘇 江都 225200

0 引言

三河閘工程位于江蘇省洪澤縣境內(nèi)，洪澤湖東南角，是淮河入江的總控制工程，主要作用是調(diào)節(jié)洪澤湖水位、控制洪澤湖下泄流量，蓄水灌溉，便利航運，保證里下河地區(qū)的3000萬畝農(nóng)田和2000多萬人口的生命財產(chǎn)安全。建成于1953年7月，共63孔，每空凈寬10m，總寬697.75m，設(shè)計流量12000m3/s，校核流量13000m3/s。閘門為鋼結(jié)構(gòu)弧形門，每孔設(shè)有2×75kN電動、人力兩用卷揚機(jī)一臺。

經(jīng)多年運行，三河閘工程鋼閘門產(chǎn)生不同程度的銹蝕與磨損，從安全運行和科學(xué)管理的角度出發(fā)，有必要對閘門進(jìn)行全面的安全檢測，分析安全狀況，為工程加固或更新設(shè)計提供可靠依據(jù)。

1 檢測方式

根據(jù)相關(guān)規(guī)程抽檢，弧形工作鋼閘門共63扇，本次抽檢10扇，分別為 2#、9#、16#、23#、30#、37#、44#、51#、58# 和 63#。

2 檢測項目及方法

2.1 閘門外觀檢查

外觀檢查以目測為主，配合使用量測工具，對閘門的外觀形態(tài)和銹蝕狀況進(jìn)行檢查。主要檢查閘門整體及主要構(gòu)件的折斷、損傷和局部明顯變形，閘門的吊耳、導(dǎo)輪等零部件的損傷、變形、脫落以及固定狀況，主要構(gòu)件的銹蝕量，閘門的止水裝置是否完好等等。

銹蝕狀況檢查是對閘門各構(gòu)件的銹蝕分布、銹蝕面積及銹蝕部位等進(jìn)行描述，評定閘門各構(gòu)件的銹蝕程度。銹蝕程度一般按5個等級進(jìn)行評定：

1）輕微銹蝕。涂層基本完好，局部有少量銹斑或不太明顯的銹跡，構(gòu)件表面無麻面現(xiàn)象或只有少量淺而分散的銹坑；

2）一般銹蝕。涂層局部脫落，有明顯的銹斑、銹坑，但銹坑深度較淺，或雖有較深的銹坑（坑深在1.0mm～2.0mm之間），但少而分散；

3）較重銹蝕。涂層大片脫落，或涂層與金屬分離且中間夾有銹皮，有密集成片的銹坑，或麻面現(xiàn)象較重且區(qū)域較大，局部有較深的點銹坑（坑深在2.0mm～3.0mm之間），構(gòu)件已有一定程度的削弱；

4）嚴(yán)重銹蝕。銹坑較深且密布成片，局部有深銹坑（坑深在3.0mm以上），構(gòu)件已嚴(yán)重削弱；

5）銹損。深銹坑密布，構(gòu)件截面積削弱達(dá)1/4以上，局部已銹損，出現(xiàn)孔洞。

2.2 閘門焊縫超聲波探傷

焊接缺陷會降低焊縫的抗拉強(qiáng)度、延伸率、沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度。水工金屬結(jié)構(gòu)在制造安裝時對焊縫已進(jìn)行過較為嚴(yán)格的探傷。但是，經(jīng)長期運行后，在荷載作用下，焊縫有可能產(chǎn)生新的缺陷，原先經(jīng)檢查在容許范圍內(nèi)的缺陷亦有可能擴(kuò)展，影響結(jié)構(gòu)的安全運行。

無損探傷的常用方法有射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷和滲透探傷，每一種探傷方法都有各自的適用范圍，對缺陷的檢出精度也不一樣，本次檢測采用超聲波探傷方法。超聲波探傷是利用材料本身或內(nèi)部缺陷的聲學(xué)性質(zhì)對超聲波傳播的影響，非破壞性地探測內(nèi)部缺陷的大小、形狀和分布情況。探傷前，根據(jù)被測構(gòu)件的材質(zhì)和厚度，確定缺陷定位和定量方法。超聲波探傷采用CUT-2008C型探傷儀進(jìn)行，距離—波幅曲線利用CSK-IA和RB-2試塊實測。

2.3 閘門涂層厚度檢測

依據(jù)《水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范》SL105-95，采用TT220型電腦涂層測厚儀進(jìn)行檢測。測量時，每一測點都應(yīng)取3次讀數(shù)，其中每次讀數(shù)的位置相距25mm～75mm，取3次讀數(shù)的平均值為此點的測定值。結(jié)構(gòu)復(fù)雜、面積較小的表面原則上每2m2取一個測點。取點應(yīng)注意分布的均勻性、代表性。85%以上測點的厚度應(yīng)達(dá)到設(shè)計厚度；沒有達(dá)到設(shè)計厚度的測點，其最低厚度應(yīng)不低于設(shè)計厚度的85%。

3 檢測與計算結(jié)果

三河閘工程63孔閘門均為弧形鋼閘門，Q235材質(zhì)，本文僅選取2#鋼閘門作為檢測成果。

1）2#工作鋼閘門外觀檢測成果表

表1

2）2#鋼閘門焊縫超聲波探傷檢測成果表：

表2

3）2#鋼閘門涂層厚度檢測成果表（見表3）

4 檢測結(jié)論及建議

4.1 檢測結(jié)論

1）所檢江蘇省三河閘鋼閘門外觀良好，門體輕微變形，門體局部變形量未超標(biāo)，局部輕微銹蝕；焊縫探傷符合要求，防腐涂層厚度基本符合要求；側(cè)止水部位漏水，橡皮老化，底止水橡皮壓板銹蝕；鋼閘門主要構(gòu)件無折斷、損傷，閘門的主輪、主輪軸、支鉸等零部件存在不同程度的銹蝕，銹蝕總構(gòu)件數(shù)遠(yuǎn)小于30%；

2）所檢三河閘鋼閘門支臂焊縫探傷符合要求，防腐涂層厚度符合要求；整體外觀良好；閘門支鉸輕微銹蝕，銹蝕總構(gòu)件數(shù)遠(yuǎn)小于30%。

4.2 建議

經(jīng)對三河閘鋼閘門的檢測、分析，閘門外觀總體符合要求，焊縫探傷總體符合要求，防腐涂層厚度基本符合要求，蝕余厚度符合要求，部分構(gòu)件存在不同程度的銹蝕，建議對鋼閘門按照規(guī)范進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

表3