汾河二库泄洪排沙底孔、溢流表孔液压启闭机维修养护技术简述

曹金康

（山西水投防护技术有限公司，山西 太原 030006）

1 工程概况

汾河二库位于山西省太原市，总库容1.33 亿m3，是一座集防洪、供水、发电和旅游等项目的大型水利枢纽工程。大坝溢流表孔两侧对称布置各2 孔泄流冲沙底孔，底孔为坝内长压力孔道，底高程为859.0 m，并设有平板事故检修门，坝顶设有启闭机室。

3 孔溢流表孔液压启闭机和4 孔冲沙底孔液压启闭机设备于1998 年安装、调试并投入运行，设备使用至今未进行大的维修养护工作，经过长期运行，近几年设备常出现故障，导致7 孔弧门不能正常工作，给防洪度汛工作带来了极大的安全隐患。

工程内容：4 套冲沙底孔液压启闭机活塞杆、密封件更换；液压泵站上阀组、阀件进行维修更换；4 套电控柜进行更换，液压油过滤或更换；表孔液压启闭机6 根油缸所有密封件进行更换，液压站上阀组、阀件进行维修更换；1 套电控柜进行更换；液压油过滤或更换。

2 表孔、冲沙底孔油缸故障检测及原因分析

2.1 表孔、冲沙底孔油缸存在的故障

表孔6 根油缸活塞杆，1#，2#，3#，6#活塞杆表面镀铬层剥落严重，需要重新加工后镀铬。4#，5#活塞杆杆体变形严重，镀铬层剥落严重，需重新制作以满足使用。冲沙底孔油缸3#，4#活塞杆杆体变形严重，镀铬层剥落严重，需重新制作。表孔油缸，冲沙底孔油缸液压油乳化现场严重，含水量超标，全部报废。

2.2 表孔、冲沙底孔油缸故障原因分析

表孔、冲沙底孔油缸活塞杆镀铬层脱落的原因分析：当表孔，冲沙底孔闸门处于全关位时，油缸活塞杆全部暴露在外，受酸雨、尘埃、潮湿环境的影响，活塞杆表面开始老化，出现腐蚀、剥落、起泡现象，液压领域镀铬活塞杆表面使用年限为10～15 年，汾河二库液压设备于1998 年安装调试完毕，至今已有20 年时间。

表孔4#、5#油缸活塞杆，冲沙底孔3#、4#油缸活塞杆变形原因分析：一是表孔液压启闭机闸门为双吊点闸门，启闭闸门过程中由两根油缸同时启闭，当两根油缸同步效果差，闸门会出现卡死现象，当闸门卡死时，两根油缸受力不均匀，受力大的油缸会出现变形的情况。控制闸门同步的电控柜传感器，液压同步阀件都是90 年代产品，精度很差，极易造成闸门发卡现象。二是冲沙底孔闸门为单吊点闸门，关门方式是强压闭门，当闸门到底时，如果油缸活塞杆仍持续受压，就会造成活塞杆变形弯曲。由于冲沙底孔开度传感器和限位控制器精度很差，不能及时反馈开度信息，极易造成这种现象。

表孔、冲沙底孔油缸内液压油品质差的原因分析：表孔，冲沙底孔油缸内部密封圈已使用约20 年，一直未更换，由于密封件老化，磨损严重，油缸密封不严，导致油液与液压泵站不能及时循环，掉落的密封件材质、渗入的水气造成液压油乳化、污染直至报废。

3 泄洪排沙底孔、溢流表孔液压启闭机维修养护技术

3.1 制定维修养护方案

本项目目前使用的溢洪道表孔液压启闭机，冲沙底孔液压启闭机液压阀件均为20 年前的产品，由于技术升级，已经落后淘汰，另外液压阀件都是220V 工作电压，工作安全性差。在维修过程中采取更换最新技术的阀件和控制块的方式，提高工作的安全性，阀件工作电压为24V，同时增加各种保护功能元器件，使液压设备安全、可靠，更佳稳定。如果只是对现场的老旧液压阀件进行清洗和更换，会导致与新的电控柜和传感器不匹配，影响改造后的效果。

3.2 施工准备

根据设计图纸，结合施工现场的实际情况，核对各大件设备的重量。对参加安装的工人进行技术交底，提高维修技术水平。为保证维修养护施工安全，制定相应的安全防护措施，保证施工人员的人身安全。根据施工现场需要，确定施工人员、施工机具、施工材料等，保证施工的顺利进行。

3.3 搭设施工平台

为了便于油缸高压软管，传感器，油缸与埋件的拆除和安装，在溢洪道液压启闭机油缸高压软管处搭建1 000 mm×1 000 mm 检修平台。为了便于油缸与闸门连接与拆除，在溢洪道液压启闭机油缸吊头与闸门连轴处搭建1 000 mm×1 000 mm 检修平台。为了便于油缸与闸门的连接与拆除，在冲沙底孔液压启闭机油缸吊头与闸门连轴处搭建1 000 mm×1 000 mm 检修平台。

3.4 设备拆除与检修

在液压技术工程师指导下，安排技术工人对溢洪道和冲沙底孔液压启闭机油缸、液压泵站和电控柜进行拆除，拆开的所有电缆，用专用胶布包好接头和端子箱做好防水措施，并做好线头标识标签。全部拆卸完成后，清理现场，做好标识。对发现的故障进行记录，并留好影像资料。

3.5 返厂维修技术

油缸返厂后进入油缸车间，将油缸吊装夹在油缸拆装导轨车上固定；拆卸液压油缸的行程传感器（编码器保护罩拆卸→编码器拆卸→钢丝绳与安装件拆卸）；

油缸缸旁阀块组与管道拆卸；油缸吊头轴承座拆卸，缸筒部位V 组密封、刮污圈与支撑环拆卸，液压缸有杆腔缸筒部位下端盖紧固螺丝，密封件安装部件拆卸退出活塞杆；无杆腔轴承座拆卸，液压缸无杆腔缸筒部位上端盖紧固螺丝，端盖部件与密封件拆卸；用液压拔缸机拆下上缸盖，检测缸筒内壁的锈蚀和损伤情况；

用液压拔缸机将活塞杆拔出，检测缸筒内壁的锈蚀和损伤情况；检测确认后，如有油缸锈蚀、漏油情况及时汇报驻厂业主，经驻厂业主同意后，再对缸筒做珩磨处理（按照液压油缸加工工艺与检修要求进行处理，选择合适冲洗表面的专用油液、合理的车头转速、珩磨头的直线运动速度及珩磨越程，一般成90°交叉，对磨削表面能产生微润滑作用和提高加工效率，可确保缸体精度，对油缸进行修复处理）；更换油缸密封件重新组装，进行液压缸调试实验。

3.6 油缸厂内调试

油缸安装完成后，送至试车台做调试与测试。空载实验测试油缸的动作情况，油缸进行相关调试包括运行速度、油缸缓冲等，活塞杆在全行程内往复动作2 次，观察是否有爬行、抖动等异常现象。最低开启压力，使有杆腔的压力从零逐渐升高，测量活塞杆平稳移动时的最低启动压力≤0.5 Mpa。外泄漏实验，检测油缸外泄情况是否达到原设计要求，液压缸有杆腔加压至14.5 Mpa（设备工作压力），保压3 h，不允许出现外部油液泄漏。内泄漏实验，活塞杆全收，有杆腔在14.5 Mpa 工作压力下，保压3h，测无杆腔油口的油液增加量＜8 mL/min。耐压实验，进行有杆腔、无杆腔1.5 倍工作压力的测试，保压3 h，不允许有外泄漏、永久变形和破坏现象。

3.7 现场安装、调试

油缸在工厂内完成调试后，运输至现场进行安装、调试。安装前应检查活塞杆有否变形，在活塞杆竖直状态下，其垂直度不应大于0.5/1 000，且全长不超杆长的1/4 000；并检查油缸内壁有无碰伤和拉毛现象。吊装液压缸时，应根据液压缸直径长度和重量决定支点或吊点个数，防止变形。油缸安装完毕后，进行管路联接。

油缸安装完成，在对弧门油缸检修所做的辅助设施进行清理和拆除后，对弧门液压启闭机试运行。无水试运行在对溢洪道表孔和冲沙底孔维修改造所做的辅助设施进行清理和拆除后进行，将弧门在前检修门全关闭状态、静水情况下全开度往复运行，检查液压启闭机在运行过程中各部位尤其是油缸及液压系统部位有无异常情况出现，如有则查出原因并消除故障，若一切正常则进行动水试运行。

动水试运行在弧门无水试运行正常后进行（动水试运行前需得到南阳管理处指令），即将前后检修闸门全开、弧门在动水情况下作全开度往复运行检查弧门在运行过程中各部位尤其是油缸部位有无异常情况出现，如有则查出原因并消除故障，检测结果详见表1。通过表1 所示结果，表面设备安装、调试后满足使用要求。

表1 油缸安装、调试检测结果汇总表

4 结语

汾河二库泄洪冲沙底孔、溢流表孔液压启闭机维修养护过程中，对原有老旧设备存在的故障进行检测，分析原因后，结合现阶段提出的新要求制定维修养护方案，重点对液压油管进行维修和更换，确保备各项性能参数符合设计制造要求，设备运行稳定可靠,并顺利通过了检查验收。通过对汾河二库大坝7 套液压设备进行维修养护，大大提高了设备运行的稳定性，有效提高了水库的安全运行管理能力，保证了工程设施正常运转，提高了企业的经济效益。