柴河水库泄洪洞弧门液压启闭机故障检测分析与处理

(辽宁省柴河水库管理局有限责任公司，辽宁 铁岭 112000)

柴河水库泄洪洞弧门液压启闭机故障检测分析与处理

赵学滨

(辽宁省柴河水库管理局有限责任公司，辽宁 铁岭 112000)

泄洪洞弧门液压启闭机作为柴河水库泄洪的重要设备之一，其运行情况直接关系着柴河水库汛期能否安全度汛。本文对柴河水库泄洪洞弧门液压启闭机运行中出现的故障进行了详细的检测，分析得出引起液压启闭机故障的主要原因，并根据实际检测、分析情况提出了相应处理措施。

液压启闭机；故障检测；分析与处理

1 概 况

柴河水库坝址位于辽宁省铁岭县熊官屯镇大白梨沟村，距铁岭市区12km，是一座以防洪、工业及城市生活供水、灌溉为主，兼顾发电、养鱼等综合利用的大(2)型水利枢纽工程。柴河水库泄洪洞建成于1974年，泄洪洞出口底坎高程75.00m，设弧形闸门1扇，设计最大泄量302m3/s。

柴河水库泄洪洞弧门液压启闭机型号为QHSY1000/250kN-5900mm。油缸安装在弧形闸门孔口上部，泵站、电控设备布置在启闭机油缸旁。该机用于启闭操作泄洪洞工作闸门，可在动水中全程启闭，在调试及检修工况下局部开启或关闭闸门。

2 液压启闭机系统

2.1 液压启闭机系统组成

液压启闭机设置如下：1套液压启闭机油缸、1套液压泵站、1套电气控制柜、1台闸门开度检测装置。

油缸部分：1只油缸、缸旁锁定阀组、油缸上管路；机架、地脚螺栓等埋件。

泵站部分：2套油泵电机组；1个油箱，包括液位计、空气滤清器、液位控制器、回油滤器、排污阀等附件；1套控制阀组；压力表、压力继电器等检测控制元件，球阀、高压软管等附件。

电气控制部分：1套电气控制柜，电气控制柜布置在液压泵站侧部；1台闸门开度检测装置。

液压启闭机原理见图1。

图1 液压启闭机原理

2.2 液压启闭机技术参数

液压启闭机参数见表1。

表1 液压启闭机参数

3 运行故障检测及分析

2016年7月，水库管理工作人员开启泄洪洞弧门液压启闭机向下游输水，在开启、关闭闸门过程中，发现闸门存在爬行、振动及闸门运行声音较大等异常现象。针对设备运行出现的异常情况，2016年7月31日—8月2日，工作人员关闭泄洪洞弧形闸门前检修闸门，对液压启闭机进行了详细检测。

3.1 液压系统设定压力检测

关闭油缸有杆腔、无杆腔进口处球阀(序号19.1、19.2)，启动其中1台油泵电机组，操作系统电磁溢流阀(序号14)得电，观测系统工作压力为17.5MPa，压力平稳、正常。

进行开启闸门操作，观测闸门开启工作压力为17.5MPa，压力平稳、正常。

进行关闭闸门操作，检测闸门关闭工作压力为5MPa，压力平稳、正常。

启动另1台油泵电机组，操作系统电磁溢流阀(序号14)得电，观测系统压力为17.5MPa，压力平稳、正常。

进行开启闸门操作，观测闸门开启工作压力为17.5MPa，压力平稳、正常。

进行关闭闸门操作，检测闸门关闭工作压力为5MPa，压力平稳、正常。

根据以上调整和检测及系统各工况压力数据初步判断2台油泵、电机组工作正常，系统溢流阀设定正确，换向阀动作正确，液压系统工作正常。

3.2 开启闸门运行检测

打开油缸有杆腔、无杆腔进口处球阀19.1、19.2。启动1号油泵电机组，系统溢流阀得电，开启闸门运行，闸门开启过程存在爬行、振动，闸门运行声音较大等异常现象；在开度仪显示的0～2000mm区间，运行相对平稳，振动较小；在开度仪显示的2000～5400mm区间，运行振动较大，声音较大。

启动2号油泵电机组，开启闸门运行，闸门运行状况与1号油泵运行时一样。

3.3 关闭闸门运行检测

启动1号油泵电机组，系统溢流阀得电，关闭闸门运行，闸门关闭过程同开启过程基本一样，存在爬行、振动，闸门运行声音较大等异常现象；在开度仪显示的0～2000mm区间，运行相对平稳，振动较小；在开度仪显示的2000～5400mm区间，运行振动较大，声音较大。

启动2号油泵电机组，关闭闸门运行，闸门运行状况与1号油泵运行时一样。

3.4 油缸运行情况检测

由于无法判断闸门开启、关闭过程中出现爬行、振动，闸门运行声音较大等异常现象，是由闸门、门槽的制造、安装问题造成还是油缸问题，现场将启闭机油缸与闸门连接的销轴拆下，单独对油缸的运行情况进行检测。

分别运行1/2号油泵电机组，进行多次油缸全行程运行动作试验，油缸活塞杆伸出，缩回过程中均存在爬行、振动，油缸运行声音较大等现象；在开度仪显示的0～2000mm区间，运行相对平稳；在开度仪显示的2000～5400mm区间，振动较大，声音较大。

3.5 油缸下滑量检查

对油缸下滑量在以下两种状况分别进行了检测：ⓐ液压启闭机油缸与闸门连接工况；ⓑ液压启闭机油缸与闸门连接的销轴拆下状态。

两种状态，在多个不同位置，开度仪均显示闸门、油缸无下滑。说明油缸缸旁阀组没有问题，闸门锁定可靠，目前设备系统可以满足要求，当闸门开启到预定位置时，闸门锁定，满足水库放水要求。

3.6 液压系统元件检查

更换新的吸油、回油滤芯，确保油泵吸油,系统回油通畅；将系统中的电磁溢流阀、电磁换向阀、直动溢流阀、单向节流阀、单向阀、平衡阀全部拆下用清洁柴油进行认真清洗后，对油缸进行运行测试，油缸运行活塞杆伸出，缩回过程中均存在活塞杆爬行、振动，油缸运行声音较大等现象；为了进一步排除液压元件对油缸运行的影响，将系统中的电磁溢流阀、电磁换向阀、直动溢流阀、单向节流阀、单向阀、平衡阀全部换上新采购的元件；对油缸进行运行测试，油缸运行活塞杆伸出，缩回过程中仍然存在活塞杆爬行、振动，油缸运行声音较大等现象。

根据以上测试，基本可以确定液压元件不会对油缸平稳运行造成影响。

4 运行故障原因分析

根据现场检测试验结果可以确认：闸门开启、关闭过程中出现爬行、振动现象，主要是由油缸内部产生的，而油缸运行过程中出现这种状况，主要原因有三方面：ⓐ油缸缸体尺寸不均匀，存在椭圆度问题，光洁低度；ⓑ活塞杆体尺寸不均匀，存在椭圆度问题，光洁低度；ⓒ油缸密封件选型不合理，摩擦阻力较大，密封安装过盈量较大。液压油缸结构见图2。

图2 液压油缸结构

5 解决措施

5.1 油缸缺陷处理

将油缸拆除运至上海宜诺液压设备有限公司进行返厂修复。对油缸进行解体，发现油缸缸体、活塞杆体均有锈蚀、磨损、划痕、拉伤、碰伤等缺陷。用脱脂棉蘸丙酮将缸体缺陷部位清洗干净，进行打磨处理。对已打磨好的缺陷面用丙酮擦拭干净，然后用碘钨灯将水分烤干，同时，对待修复表面进行预热。将材料严格按照比例进行调和，均匀搅拌直至没有色差。将调和均匀的2211F涂抹到缺陷表面，第一层要涂抹得薄而均匀，且全部覆盖缺陷面，以确保与金属表面黏结完好。再将材料涂至整个修复部位，反复按压使材料填实，略高于缸筒内壁表面。然后通过卤钨灯将温度提高到70℃，对材料进行固化。材料固化后，用细磨石将高出表面的材料修复平整。

活塞杆的修复，首先把活塞杆存在的镀铬层进行褪镀处理，褪镀后对活塞杆表面进行镀前抛光，重新电镀，电镀完毕再进行镀后抛光，确保其表面光滑度Ra值小于0.12μm。更换适合型号的密封件，减小摩擦阻力，增加使用年限。回装，试验检测，油缸总成出厂试验与验收检测合格(见表2)。

表2 油缸总成出厂试验与验收检测记录

5.2 加强日常维护

柴河水库泄洪洞弧门液压启闭系统运行管理应由专人负责，运行管理人员应熟悉该液压系统总成的工作原理、使用条件和元部件的性能结构。

调定合格的压力阀、压力继电器、手动球阀等不得随意改变工作状态。

运行中，经常巡视总成工作情况。如遇异常，应由专业人员及时维修。经常检查油箱，油箱液位应保持在正常位置；经常检查各部件，注意不得有泄漏现象，若有泄漏应及时处理；定期进行工作介质的品质分析，每年检查1次。液压油油质要求参考相关标准，5年左右应该更换1次；定期检查滤油器工作状态，必要时应进行清洗，一旦出现报警信号，应予以及时检查和处理，3～5年更换滤芯1次；定期检查高压软管，查看外表面有无开裂、损伤、老化，5年左右应该更换1次。

6 结 语

柴河水库泄洪洞弧门液压启闭机返厂修复后，彻底解决了活塞杆爬行、振动，油缸运行声音较大等故障，经过1年的运行证明，现在液压启闭系统依然运行稳定可靠，确保了柴河水库汛期泄洪的安全性、可靠性，为柴河水库安全度汛提供了有力保障。

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AnalysisandTreatmentofFailureDetectionofHydraulicHoistinChaiheReservoirSpillwayRadialGate

ZHAO Xuebin

(LiaoningChaiheReservoirAuthorityCo.,Ltd.,Tieling112000,China)

Hydraulic hoist of spillway radial gate is regarded as one of important devices in flood discharge of Chaihe Reservoir. Its operation is directly related to the safe spending flood of Chaihe Reservoir during flood season. In the paper, the failures in operation of hydraulic hoist in Chaihe Reservoir Spillway Radial Gate are tested in details. Main reasons of hydraulic hoist failures are obtained through analysis. Corresponding treatment measures are proposed according to actual detection and analysis.

hydraulic hoist; fault detection; analysis and treatment

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.010.003

TV664

A

1673-8241(2017)010-0008-04