На основании SL 41—2018 «Технические условия на проектирование задвижек в гидротехнических и гидроэнергетических сооружениях» и SL/T 381—2021 «Технические условия на изготовление, монтаж и приемку задвижек в гидротехнических и гидроэнергетических сооружениях» в данной статье уточняется соответствие уплотнительных конструкций, показателей производительности, правил выбора и стандартов заводской инспекции. Также уточняется, что конструкция уплотнения не является маркетинговой конфигурацией, а представляет собой обязательное инженерно-оптимизированное решение в условиях коррозии, частого открытия и закрытия, а также ограниченного пространства для эксплуатации и технического обслуживания.
Герметичные винтовые задвижки не являются дополнительным оборудованием для обычных винтовых задвижек типа QL. Это специализированные гидравлические задвижки, разработанные для особых условий эксплуатации, таких как высокая влажность, солевой туман, агрессивные среды и высокочастотная работа. Они напрямую определяют долгосрочную надежность, цикл технического обслуживания и общую стоимость жизненного цикла всей системы водоснабжения, противопаводковой защиты и очистки сточных вод. Обычные винтовые задвижки типа QL в условиях прибрежной зоны, канализационных систем и часто затопляемых каналов в течение 2-3 лет выйдут из строя из-за повреждения уплотнений, что приведет к утечкам масла, проникновению ила и влаги в резьбовое соединение, коррозии винта, заклиниванию трансмиссии и чрезмерному крутящему моменту. Это не соответствует требованиям стандарта SL 41-2018 к долговечности и предотвращению проникновения среды в гидравлическое оборудование. Герметичные винтовые подъемные механизмы, благодаря полностью закрытой полости, двухслойному уплотнению и системе предупреждения об утечках, устраняют недостатки открытых моделей, связанные с проникновением рабочей среды, на уровне их конструктивных особенностей, отвечая стандартам долгосрочной стабильной работы в условиях сильной коррозии гидравлических систем.
Во-первых, герметичность — это обязательное инженерное требование, а не маркетинговый трюк.
Дефекты в конструкции обычных подъемников с открытыми воротами QL (по сравнению с национальными стандартами)
Стандартный винтовой лебедочный механизм типа QL работает по традиционной схеме червячной передачи: червяк приводит в движение червячное колесо, которое, в свою очередь, приводит в движение главный винт для подъема и опускания, тем самым открывая и закрывая затвор. Вся машина не имеет герметичной защитной полости; винт, подшипники, червячный механизм и смазочная смазка полностью открыты. Это не соответствует стандартам безопасности производства, изложенным в главе 5 стандарта SL 41—2018, касающейся защиты от коррозии и изоляции гидравлических металлических конструкций от воздействия рабочей среды. Вода, ил, сероводород, солевой туман и пыль могут напрямую проникать в сердечник трансмиссии. Длительная эксплуатация приведет к: ускоренному износу резьбового соединения, постоянному увеличению момента открытия и закрытия, заклиниванию затвора, разрушению и эмульгированию смазочной смазки, а также коррозии и поломке винта, что значительно сократит цикл капитального ремонта.
Герметичный подъемник для ворот имеет соответствующую конструкцию закрытой защитной оболочки.
Вся машина выполнена в виде цельнолитой/сварной герметичной полости, которая полностью изолирует от внешних коррозионных сред; удлинитель шнека оснащен двумя независимыми регулируемыми уплотнительными узлами + самоцентрирующейся направляющей втулкой.
( 1 ) Между двумя уплотнениями установлена независимая камера предупреждения об утечке с смотровым отверстием для обнаружения, образующая многоуровневую систему защиты: при износе и утечке первого уплотнения водяной пар и масляные пятна остаются только в камере предупреждения и не попадают во внутреннюю рабочую зону червячной передачи и резьбового сердечника. Обслуживающий персонал может заранее проверить наличие опасности утечки через смотровое отверстие, чтобы избежать внезапных отказов.
( 2 ) Испытание на циклическую нагрузку на стенде (10 000 номинальных циклов открытия и закрытия, в соответствии с требованиями заводского испытания под нагрузкой SL/T 381—2021). Данные показывают, что по сравнению с обычными открытыми моделями QL, герметичная конструкция позволяет снизить вероятность внезапного отказа оборудования в 4,7 раза, что соответствует показателю надежности оборудования гидротехнического строительства.
Герметичная защитная конструкция не снижает основных характеристик оборудования и полностью совместима со стандартными моделями.
В отрасли распространено ошибочное мнение, что полностью герметичная конструкция приведет к заклиниванию винта, невозможности регулировки хода и затруднениям при техническом обслуживании и разборке. Однако, исходя из действующих стандартов и инженерных испытаний, это мнение неверно. Герметичные винтовые воротные лебедки сохраняют все стандартные функции воротной лебедки типа QL, соответствующей национальному стандарту, без какого-либо снижения производительности.
Совместимость с режимами привода: может быть оснащен ручным маховиком, комбинированным ручным и электрическим приводом, а также чисто электрическим приводом. Совместим со стандартным шкафом управления ПЛК и системой удаленного сбора и мониторинга данных SCADA. Электрическое управление соответствует требованиям электробезопасности стандарта SL 41—2018.
Технические характеристики уплотнения сердечника (соответствующие национальным стандартам по диапазону давления и температуры)
( 1 ) Двухступенчатый уплотнительный узел имеет номинальное давление 1,6 МПа, что соответствует обычным требованиям к уплотнению головки малых и средних затворов;
( 2 ) Машина подходит для работы при температуре окружающей среды от -40℃ до +80℃, охватывая все сценарии, включая холодные орошаемые районы на севере, высокотемпературные очистные сооружения на юге и прибрежные насосные станции, подверженные воздействию солнца.
Стандартизация материалов и защита от коррозии ( с применением отечественных стандартов водохозяйственного строительства)
( 1 ) Корпус изготовлен из высокопрочного серого чугуна HT400. Отливки не содержат пор и трещин и соответствуют стандарту GB/T 1348-2019 для отливок из высокопрочного чугуна.
( 2 ) Пескоструйная обработка поверхности и удаление ржавчины до уровня Sa2.5 (GB/T 8923), нанесение эпоксидно-полиэфирного порошкового покрытия морского класса с высокой антикоррозионной стойкостью, общая толщина сухой пленки ≥160 мкм, подходит для условий солевого тумана и коррозионных газов;
( 3 ) Добавьте в полость антикоррозионную литиевую смазку EP2, предназначенную для работы при экстремальных давлениях. Срок службы системы смазки в нормальных условиях пресной воды и слабого солевого тумана составляет ≥15 лет, что снижает частоту замены смазки.
Удобство обслуживания: Герметичная полость оснащена разъемной крышкой для обслуживания и независимой конструкцией для разборки и сборки уплотнений. Сальник и направляющая втулка могут быть заменены без разборки всей машины, что делает ее подходящей для эксплуатации и обслуживания в узких подземных колодцах и подземных водораспределительных узлах.
Четыре типичных инженерных сценария : возмещение дополнительных затрат на закупку в течение одного года на протяжении всего жизненного цикла.
Хотя удельная цена герметичного винтового подъемника выше, чем у обычного открытого подъемника с быстросъемной задвижкой, в условиях коррозии, частой эксплуатации и технического обслуживания, а также высоких затрат на ремонт, общие затраты на эксплуатацию, техническое обслуживание, замену и потери от простоев значительно снижаются. Отзывы, полученные в ходе применения в четырех типах проектов по водному хозяйству, показывают, что затраты окупаются в короткие сроки.
Насосные станции для отвода прибрежной воды/забора воды
В прибрежных районах с высокой конденсацией и воздействием солевых брызг у подъемников с открытыми воротами в течение 18 месяцев наблюдается сильная коррозия винтов, при этом износ резьбы превышает нормы и требует полной замены; герметичные модели, напротив, полностью закрыты для защиты от солевых брызг и не имеют открытых коррозионных каналов на винтах.
Городские очистные сооружения
В бассейне круглый год выделяются высококоррозионные газы, такие как сероводород и аммиак. Обычные резиновые уплотнители изнашиваются и разрушаются за 6–12 месяцев, что требует ежемесячного отключения для осмотра и замены. Двухслойный уплотнитель устойчив к кислотной и щелочной коррозии, что значительно увеличивает срок его службы.
Частое открытие и закрытие ирригационных каналов в сезон паводков.
В периоды переключения между сбросом паводковых вод и орошением затворы открываются и закрываются от 3 до 5 раз в день, что составляет более 10 000 циклов открытия и закрытия в год. В затворах открытого типа быстро разрушается смазочная масса, что ускоряет износ резьбы. Герметичные камеры удерживают смазочную среду внутри, уменьшая износ и потери.
Закрытый подземный узел водоснабжения и распределения воды
Оборудование имеет ограниченное пространство для установки, подъем и замена всей машины занимают много времени, а затраты на демонтаж строительных конструкций и потери от отключения воды чрезвычайно высоки; герметичная модель имеет средний срок службы 22 года, что значительно снижает частоту замены всей машины.
Экономическое сравнение (фактические данные инженерных измерений)
Герметичный воротный подъемник рассчитан на 22 года эксплуатации. Комплексные затраты на подъем и замену всей машины на месте (работа, отключение водоснабжения, строительные работы и приобретение новой машины) в 3,2 раза превышают затраты на техническое обслуживание, связанные с заменой всего уплотнительного узла каждые 7 лет. В долгосрочной перспективе это сокращает время простоя, отключения водоснабжения, замену деталей и расходы на аварийный ремонт. Дополнительные инвестиции в оборудование обычно окупаются в течение одного года за счет экономии на техническом обслуживании.
В-четвертых, выбор оборудования должен соответствовать как стандартам водохозяйственного назначения, так и условиям эксплуатации, и не должен основываться исключительно на одном техническом параметре.
Согласно стандарту SL41-2018, универсальной стандартной модели для герметичных винтовых воротных подъемников не существует. Их необходимо подбирать индивидуально с учетом гидравлических, экологических и автоматизированных условий. Основные критерии выбора:
( 1 ) Номинальное усилие открытия затвора при ввинчивании: стандартный диапазон 0,5 кН~350 кН, подходит для плоских, дугообразных и радиальных затворов с одной/двумя точками подъема;
( 2 ) Эффективный ход винта: 200 мм – 3000 мм, определяется в зависимости от проектного отверстия затвора и напора воды;
( 3 ) Допустимая частота открытия и закрытия: до 20 раз в час, подходит для бесперебойной работы очистных сооружений и насосных станций;
( 4 ) Типы затворов: планарный затвор, дуговой затвор, радиальный затвор;
( 5 ) Способы установки: напольный монтаж с фланцем, встраиваемый в вал, подвесной монтаж на шве;
( 6 ) Дополнительные условия индивидуальной настройки: усиленная защита от коррозии в условиях прибрежного солевого тумана, герметизация, устойчивая к кислотам и щелочам сточных вод, низкотемпературная антифризная смазка, дистанционный автоматический мониторинг и двойная защита от перегрузки/хода.
Заявление о соответствии продукции, контролю качества и квалификационным требованиям (Hebei Qianghua Water Conservancy Machinery Co., Ltd.)
Производственная база компании занимает площадь 55 000 квадратных метров. Весь процесс производства продукции соответствует национальным стандартам и стандартам водохозяйственной отрасли, перед отправкой с завода проходит трехступенчатые испытания на нагрузку и отвечает требованиям приемки SL/T 381—2021.
( 1 ) Три процесса контроля качества с замкнутым контуром: проверка точности обработки резьбы (шероховатость резьбы Ra≤6,3 мкм), проверка момента затяжки/зазора при сборке и проверка герметичности при полной нагрузке и полном ходе перед отправкой с завода;
( 2 ) Запишите все данные испытаний под нагрузкой: момент открытия и закрытия, ход винта, утечку в полости и давление в герметизирующей полости, чтобы составить заводской протокол испытаний;
( 3 ) Соответствие требованиям: сертификация системы управления качеством ISO9001 (эквивалент GB/T 19001—2016), продукция соответствует национальным стандартам тендеров и приемки проектов в области водного хозяйства; при необходимости могут быть предоставлены отчеты о тестировании оборудования для водного хозяйства, подготовленные сторонними организациями.
Заключение по выбору проекта
Герметичный винтовой задвижной подъемник — это не дополнительная модернизация, а неотъемлемая часть оборудования, отвечающая современным стандартам проектирования, защиты от коррозии и долговечности гидравлических задвижных подъемников, предназначенных для работы в условиях высокой коррозии, частого открытия и закрытия, а также в условиях ограниченного пространства для технического обслуживания. Большинство ремонтных бригад не хотят часто разбирать машину для устранения протечек, коррозии или заклинивания; поэтому выбор оборудования должен начинаться на ранних этапах проектирования, торгов и строительства, чтобы единообразно определить герметичное и защитное решение для открытия и закрытия. Фундаментальная гарантия долгосрочной стабильной работы систем водоснабжения, защиты от наводнений и очистки сточных вод зависит не только от оборудования, расположенного ниже по потоку, такого как насосы и фильтры, но и от долгосрочной, герметичной, коррозионно-стойкой, точной и стабильной работы винтового задвижного подъемника.