三峡船闸反弧门行程开关增设硬式塑料管探究

2022-12-18王小贝王立韬

现代工业经济和信息化 2022年6期

董雷，程鸿，王小贝，陈课，张钢，王立韬

（长江三峡通航管理局，湖北宜昌 443002）

1 三峡船闸反弧门行程开关更新改造的工艺情况简介

1.1 探究背景

行程开关主要反映机械运动的行程，发出命令并控制机械运动的方向或行程大小[1]。2021 年三峡船闸实现了北线船闸检修工作“零安全事故、零质量事故、零新冠肺炎感染”的目标[2]。三峡船闸反弧门行程开关四年更换一次，在更换期间，首先分割相应长度金属管，将开关电缆穿过金属管。更换行程开关的项目人员要确保安全措施（主要指安全绳系的位置以及紧固程度），联系好在阀门井施工的其他项目负责人，确认无交叉作业，方可施工。施工时，两人下井拆除旧行程开关，更换新行程开关，待拆除和紧固的金属管位置较远时，更换人员须到反弧门旁浇筑的小型平台上，携带工具完成拆除和紧固工作，另一人监护并进行安全提醒。井上人员对从井下接上来的电缆进行号码管串接更新，并在电气行程开关柜完成对应的接线任务，最后通过反弧门实际运行到下滑位、关终、开终、检修位四个位置，并检测是否更换到位，无异常后完工清场。此过程看似简单，实则充满安全隐患。本文在此大背景下展开探究。

1.2 探究的必要性

三峡船闸反弧门行程开关更换过程复杂，涉及区面虽然广泛，水平面易操作更换，垂直面难以施工。

三峡船闸在大修时，更换反弧门行程开关需要反复放线，更换难度大。反弧门行程开关共有8 条电缆，两两一对，4 组开关经过4 次放线，4 次下放金属软管，过程复杂。

垂直面施工安全隐患大。拆除、紧固反弧门行程开关时，更换人员须从检修平台上到反弧门旁基础浇筑的小型平台上进行施工，施工包括对旧硬线剪断，拆除旧开关、更换新开关，加设硬线紧固新开关。在此期间除安全绳外，无其他安全措施。施工时，随身携带扳手等工具行动不便，无可靠抓牢点，遇到雨天地面湿度大，脚下易滑，安全风险加大。

垂直面施工耗时耗力。2021 年三峡船闸北线大修，负责对反弧门行程开关更换的小组在对其井下施工时，长则多达两个多小时，平均在井下施工一个小时四十五分钟，而且井下人员施工久了，难免疲乏，体力消耗大，施工过程耗时耗力，对施工人员的身体要求较高。

因此，必须对三峡船闸反弧门行程开关更新改造的工艺进行研究，设计一种硬式塑料管便于穿装行程开关，加装于垂直面，降低安全风险，节省时间和体力，利于提高检修效率。

2 三峡船闸反弧门行程开硬式塑料管探究意义

结合三峡船闸的实际情况，对三峡船闸反弧门行程开关更新改造上，面临着更换难度大，存在安全隐患等问题，通过工艺优化，便于更换人员快速更换，省时省力，可降低工作人员安全风险，提高检修效率。

3 三峡船闸反弧门行程开关硬式塑料管应用分析

利用目前存在的设备设施，建议安装硬式塑料管，更换行程开关时直接从管道里面抽出旧的，更换新的，此过程无需检修人员到反弧门旁基础浇筑小型平台上进行施工，降低了施工人员的安全风险，免于在垂直面长时间操作，并且可提高更换效率，节省时间，检修效率大大提升。如此一来，大修时间缩短，通航率提高，有利于缓解大修期间积压船舶，提高通航效率。

增设一种硬式塑料管，安装于垂直墙面。科学设计硬式塑料管，使之符合阀门井下反弧门行程开关装设的要求，前期准备尤其重要，测量工作是前提。

3.1 前期测量

行程开关共计8 只（下滑位1、下滑位2、关终1、关终2、开终1、开终2、检修位1、检修位2 各1 只），同位置的两个行程开关共用一根金属管，共计用4 根金属管。一般情况下，所用的金属管尺寸是统一的，在换开关前，更换人员根据实际所需长度截取。

3.1.1 测量直径更换时截取金属管，测量金属管直径dj，设计相对硬式塑料管直径ds。（ds微大于dj）

3.1.2 测量长度

测量阀门井井口到各个行程开关的高度差，设计相对应硬式塑料管长度Ls，共计四个位置，下滑位、关终、开终、检修位对应四个长度，对于三峡船闸反弧门行程开关的实际情况，下滑和关终、检修和开终位置接近，根据实际定制硬式塑料管的长度可用相同长度，即下滑位、关终对应长度L1，开终、检修位对应L2。

3.2 硬式塑料管设计

3.2.1 圆形四孔设计

圆形四孔设计，圆形塑料管对应金属管，金属管从塑料管穿过，圆形相比其他形状能节省材料，节约成本，且便于生产。四孔对应四根金属管，避免更换金属管时金属管间相互磨擦，不便提升，设计相互独立的四根硬式塑料管，相互固定。

3.2.2 两端加装扣合式格兰头设计

两端加装扣合式格兰头设计，塑料管两端采用电缆固定头（又叫格兰头），格兰头主要用于夹紧两端金属管，防止更换金属管时，金属管滑落至阀门井下，造成严重后果，另一方面金属管免于自身重力作用拉脱线箱内开关接头，失去信号。

扣合式格兰头采用两个半圆形设计，在加装时避免从金属管头部穿到硬式塑料管两端，过程繁杂，采用扣合式的优点在于能够在金属管穿过硬式塑料管后直接扣合硬式塑料管两端，对金属管进行固定，避免脱落风险。

3.2.3 两端加装文字标记

在硬式塑料管两端打印文字进行区分标记，更换反弧门行程开关，在相对的硬塑料管上打印对应开关文字，例如在对应开终长度硬式塑料管两端打印“开终”字样，在检修位对应的硬式塑料管打印“检修位”字样，在对应关终长度硬式塑料管两端打印“关终”字样，在对应下滑位对应的长度硬式塑料管两端打打“下滑位”字样，每根塑料管长度与文字一一对应。更换时，找到印有相应文字的硬式塑料管，施工人员只需从井上将开关穿装于金属管并下放到井下，上下两端同时用格兰头进行固定，施工方便快捷，省时省力。

3.3 硬式塑料管安装

在墙体上对应位置打进膨胀螺栓，膨胀螺栓的规格按照硬式塑料管尺寸大小进行选择，将对应的膨胀螺栓打进水泥墙上，再将专用钢管卡子上下部固定，安装时将硬式塑料管放在卡子中间，使用螺栓将上部和下部固定即可。

3.4 硬式塑料管的设计

为了便于放线，硬式塑料管均采用圆形管道设计，设计管道内径dn微大于金属软管dj、为便于反弧门各个行程开关位置的更换，需要安装4 根硬式塑料管，长度分别对应为L1、L2。

4 检测可行性

经过系列设计并试制一根硬式塑料管，现场试验可行性，由项目负责人带领项目其他施工人员在反弧门井进行安装，安装时由三方共同协调，在三峡船闸运行停止时进行施工，对其进行安装工作，安装过程中，由三峡船闸维修部与运行部门进行协调，获取相应时间进行前期准备工作，对相应位置螺栓安装固定，保证金属管在硬式塑料管内紧固安装即可。

对试验中存在的问题和缺点进行改进，进一步优化、完善设计，生产制作，最终在三峡船闸24 个阀门井进行安装使用。