摘要：抽水蓄能大型尾水闸门门槽是全封闭式箱型结构，分成六层组成，每层接口多，结构复杂，且需加工部位多。整体尺寸偏差要求严格，制造难度大。目前还没有成熟的工艺可以借鉴，本文针对封闭性门槽的结构特点提出制造中的关键工艺要点和难点，并制定合理有效的工艺控制措施;为保证整体尺寸的准确性，进行立式大组装时，针对门槽立拼容易出现的问题，提出关键部位的质量控制步骤，保证了门槽整体的制作质量。为抽水蓄能尾水门槽的制作积累经验。经过目前的蓄水考验，尾水闸门及门槽运行正常，完全满足设计和规范要求。

中图分类号：TV34    文献标志码：B     学科代码：570·25

0 引言

抽水蓄能电站尾水事故闸门主要功能是阻断下水库及尾水隧洞的水流，以便于机组维修，防止下库水流淹没厂房[1]。我公司承接的丰宁抽水蓄能电站地下厂房采用中部开发方式，尾水隧洞“两机一室一洞”的布置方式，尾水隧洞属长尾水系统，在机组与尾水调压室之间设一道事故闸门。闸门为闸阀式钢闸门，门槽为全封闭箱形结构。尾水闸门在抽水蓄能电站金属结构中是至关重要的环节。而门槽这类封闭式结构，设计和规范要求严格，没有成熟的制造经验可借鉴，制造难度大。如何在满足设计和规范要求的前提下，提出行之有效的制造技术和质量控制措施，是值得研究的课题。

1 制造要点与难点

门槽结构由门槽段、腰箱和顶盖三大部分组成。门槽段总长7.0m，门前门后各3.5m，腰箱高约为7.9m。为便于检修，腰箱盖上设有进人孔，在门槽设计时在腰箱顶盖与腰箱、进人孔盖与腰箱顶盖之间设置有可靠的密封装置。门槽结构见图1。

（1） 门槽所用钢板较厚，布置网络状，焊缝较密，焊接热量集中，变形较大;并且密封性要求严格[2]。

（2）接口数量多， 每一个存在装配关系的结合面均需机加工，门槽腰箱与顶盖的结合面、侧板与侧槽板、进人孔盖与顶盖密封面及门槽节间连接面等应进行机加工，水封座面及支撑侧构件应进行整体加工。加工面多，控制各项尺寸累计误差的难度大[2]。

（3） 门槽总高度将近16m，预组装难度较大且有风险。

2 制造工艺设计

2.1 下料与加工余量

1）正式下料前，需用喷粉检查下料尺寸，检查无误，方可下料。全部板材零件根据设计图纸尺寸（考虑工艺余量），数控切割机集中下料，刨边机加工焊接坡口;型钢火焰切割或锯切下料。

2）侧板上轨道座面、水封座面，顶板上不锈钢座面、顶盖和底座结合面、顶盖和进入人孔结合面、侧板和侧槽板结合面及其他部件连接面均留加工余量。

2.2 焊缝要求

门槽充排气装置钢管联接焊缝均为一类焊缝，开V型坡口焊透。门槽的面板拼接按二类焊缝焊接和检验，门槽图纸中要求开坡口的焊缝按图开坡口控制焊接质量。联接处端头板开坡口，保证焊接质量，保证端面铣加工后焊缝强度足够。

门槽顶盖孔口处焊缝要求不渗不漏，焊接完成后进行水密试验，试验合格方可进行下道工序。

2.3 焊后应力消除

所有机加工在消应力后进行。门槽构件中的门槽水封座面及支撑侧构件采用振动时效消除应力或退火消应力，对应部件为——腰箱、侧板、顶板2。其它构件可以采用振动时效消除应力，底座焊后对焊缝区域消除应力热处理。侧板与顶板的不锈钢板在消应力处理后焊接。

振动时效消应力工艺过程和振动时效机器及参数选择：采用单件施工，选择机器型号：HK2000K2。

时效振动操做工艺要点：

①振动时效前工件检查：几何尺寸检查和焊缝探伤检查，不合格的尺寸偏差和焊缝探伤缺陷在振动时效处理前修整和处理消除，检验合格后，工件进入振动时效流程，振动时效处理后的构件不允许再做火焰烤修和焊缝处理。

②工件底部采用四点对称支撑将工件支垫平稳放平稳固，工件支撑平衡、支撑物压紧牢靠为准。

③残余应力值实测

测试方法采用钻盲孔法，盲孔法原理就是在工件上钻一小通孔或不通孔，使被测点的应力得到释放，并由事先贴在孔周位的应变计测得释放的应变量，再根据弹性力学原理计算出残余应力来[3]。注意测试点处材料厚度大于钻孔直径4倍，每个构件选择二条主焊缝，每条主焊缝布置3个测试点，测试点布置在焊缝中心或根部。用振前和振后应力平均值计算应力降低率，降低率需大于30%。

④尺寸精度稳定性测量

厂内振动后检测构件尺寸并做记录。加工后测量构件尺寸，自由状态下重点检查加工面尺寸并做记录。构件出厂前对加工面重新测量，对比以前记录，尺寸应无明显变化。构件在工地安装前需对构件最后测量，检查构件各主要尺寸符合设计公差要求。

2.4 门槽装配结合面加工

侧槽板、底板、腰箱和侧板存在装配关系的结合面均需铣加工，为减少工作量，底板上面连接侧板及侧槽板的接触面可以不加工，接触范围整体按1mm平面度修整，保证组对后不留间隙。

腰箱结合面之间的单件连接板不加工，连接板采取大组时配孔、焊接。焊接过程控制变形，焊后修整垂直度、平面度。

2.5配孔

为保证孔位置的准确度，对于有配合关系的构件之间的螺栓孔，对一件进行钻孔，另一件采取配孔，必要时可制作钻孔模板。

2.6 大组装流程及控制

门槽为全封闭箱型结构，总高度较高，预组装难度大。“宜兴抽水蓄能电站钢衬制造工艺”文中门槽采取卧组进行分两部分组装，【2】我公司为保证总体尺寸的准确性，减小偏差，全部构件整体立组装，要求节间连接螺栓把紧。门槽分六层进行逐层组装，层层控制质量，全面检查直线度和平面度。提出了关键部位的质量控制步骤，详细如下。

（1）准备工作，大组平台及地样，检查员全面检查腰箱开口控制线垂直度、平台平面度。

（2）第一层组装底板，对比地样，控制工作面平面度和节间错位、间隙不超过全长20%。

（3）第二层组装侧板，控制工作面垂直度、工作跨度、轨头和不锈钢工作面平面度，以主反轨工作面为基准调整其他面。

（4）第三层组装顶板，控制直角面与侧板垂直度，严格控制顶部高差错牙及开口尺寸、孔口高度。

（5）第四层组装腰箱，调整轨头面错位、结合处间隙，吊线与腰箱控制线吻合。测量顶、底总高尺寸。

（6）第五层组装底座，控制整体的平面度，检测中心线与地样中心线是否对齐。

（7）第六层组装顶盖，保证孔口中心线与地样中心线对齐。

2.7 解体后工作

大组解体前接口处划安装定位线和标识线，点焊定位板、解体后按施工图开工地坡口。

3 结论

通过对丰宁抽水蓄能尾水闸门门槽制作过程的工艺要点进行研究，制定了一套关于封闭式门槽的有效的制造工艺和关键工艺控制措施，严格按规范进行质量检验，确保了门槽的制作质量，为抽水蓄能尾水门槽的制作积累经验。经过目前的蓄水考验，尾水闸门及门槽运行正常，完全满足设计和规范要求。

参考文献

[1] 龚朝晖，徐永新，陈辉春，蒋立新.琼中抽水蓄能电站尾闸室事故闸门设计[J].甘肃水利水电技术，2019，55（09）：21-24.

[2] 徐海娜.宜兴抽水蓄能电站钢衬制造工艺[J].水电站设计，2009，25（04）：67-68.

[3] 王广晖.智能型机械残余应力测试仪的研究与设计[D].大连：大连理工大学，2000.

作者简介：王燕（1985-），女，河南孟州市人，工程师，主要研究方向：水工金属结构技术工艺工作。