水利工程启闭设备维修方式探讨（陈敬亮,员会超）

启闭设备的形式主要有卷扬式、液压式和螺杆式。从其工作的机理分析, 启闭设备属于起重机系列的机械, 具备起重机械的一般特点, 同时作为水利工程的配套设备,还具有以下特性：停机备用时间比较长, 具有短时运行的特点：运行时多为额定负荷, 负荷基本稳定；运行环境多为潮湿和多灰尘地点；必须满足随时投入运行的要求。

由于上述特点, 对启闭设备的管理既要遵守起重机械管理的通用规范, 也要针对其自身特性, 采取相应的管理方法。主要包括两方面, 一是在养护工作中, 要加强保养,减少零部件的磨损, 延长设备及零部件的使用寿命。二是在维修方式的选择上, 要按照计划预修的基本原理, 结合启闭设备的特点, 采取适当的维修方式。

1 维修方式的选择

维修方式的选择需要根据故障性质、故障率变化形态、维修方式的经济性三方面进行综合考虑, 择优选用。

1.1 按照故障性质选择

（1）有发展过程的随机故障, 例如滚动轴承的故障, 宜采取状态监测维修。

（2）无发展过程的随机故障, 例如触点式电器的故障,宜采取事后维修方式。

（3）有发展过程有规则的故障, 例如齿轮、油缸、活塞磨损的故障, 可采取定期维修或状态监测维修。

（4）无发展过程有规则的故障, 例如微动开关、电灯的故障, 修理内容一般是按照统计的使用寿命参数, 定期进行更换, 所以对这种故障采用定期维修方式是最经济的。

1.2 按照故障率变化形态选择

按照故障率形态的选择方法见表1。

1.3 按照维修方式的经济性选择

对各种维修方式所需要的费用加以比较, 即事后维修费用+预防维修费用+状态监测费用+停机损失费用的总和, 哪种方式费用的总和最小, 就选择哪种方式。各种方式的费用构成见表2。

2 水工启闭设备维修方式的选择

启闭设备具有短时运行特点, 运行时间与停机时间相比很短。不同的水利工程、同一工程不同功能的启闭设备的运行与停机时间的比例相差很大。所以, 对整个水工管理行业来说很难对启闭设备的间隔、周期作出统一的规定。如果单纯以时间为基准, 对启闭设备进行维修, 势必造成维修过剩或维修不当。

结合我们开展管理工作的实践, 启闭设备维修采用状态基淮的维修方式是恰当的和可行的。

2.1 启闭设备的形式比较简单

目前通用的水工启闭设备大多结构形式比较简单, 其主要结构形式包括上界传动、液压传动、螺旋传动。动力机械的控制也比较简单, 主要包括电动机的正反转控制。

上述结构中的主要零部件如齿轮、油缸、活塞, 螺杆等, 它们的磨损具有一定的规律性。部件的修理、更换标准都有明确的规定。

2.2 启闭设备发生故障有一定的规律性

根据滦河大黑汀水库（大Ⅱ型）1983年至今对启闭设备的故障统计, 启闭设备的主要零部件故障发生和发展呈固定的规律性, 由于部件或零件的磨损而造成的整机故障也呈一定的规律性。这些故障都是具有发展过程的。此外,启闭设备的故障率基本固定, 随着近几年管理工作的不断加强, 启闭设备的故障率略呈下降趋势。

对启闭设备的电器控制装置而言, 由于电路简单, 修理工作也不复杂。尽管其故障没有发展过程, 但一般的电器元件的使用寿命（体现在动作次数）都有比较准确的统计参数。这些元件可以定期进行更换, 不会影响整个修理工作的进行。

2.3 状态监刚简单易行

由于启闭设备的结构形式比较简单, 因此, 对其进行状态的主观和客观的监测工作并不复杂。特别是目前各种监测仪器的开发使用, 可以实现对设备不解体进行监测。另外, 启闭设备的停机时间较长, 可以利用非供水、防汛期对设备局部解体进行检测或状态测试, 而不影响整个水利工程的正常运行, 以获得更多更准确的监测数据。

2.4 实施状态基准维修的经济分析

根据《设备综合管理学》知识, 状态维修方式的费用构成包括事后维修费、预防维修费、监测费、停机损失费。启闭设备实施状态基准维修的费用构成可以定性地分析如下：

（1）事后维修费。在启闭设备中, 仅有电器元件的维修适合采用该种方式, 但由于启闭设备必须保证随时投人运行, 应该尽量避免采用。由于电器故障的出现明显与动作次数或工作时间有关, 寿命周期比较集中。因此, 对电器故障采取定期的维修, 并尽量安排在非供水防汛期进行,不会造成停机损失。

（2）预防维修费。采用了状态基准维修, 可以使零部件的使用寿命达到最高值, 避免出现维修过剩和因此而造成的浪费, 以及由于维修不当造成停机损失。与定期维修方式比较, 这种维修方式所需要的费用是比较少的。

（3）监测费。为了实现状态基淮维修, 必须进行设备的状态监测, 除了配备必需的监测仪器之外, 还需要安排一定的人力和附属设施。但就启闭设备而言, 状态的监测可以在设备运行时使用仪器进行监测, 也可以在停机时间内直接进行零部件的实际检测。这部分费用是比定期维修方式多出的费用。但由于启闭设备结构形式比较简单, 并且同一工程的启闭设备的形式相差不大, 监测仪器的配备并不需要很多, 费用也不会太多。

（4）停机损失费。对启闭设备实施状态基准维修, 可以根据设备的实际状况, 适时安排维修。除了特殊情况之外, 可以将各种维修活动安排在非供水防汛期, 不会影响水利工程的正常运行。另外, 大中型的水利工程同一功用的闸门孔数较多, 即使出现事故停机, 对整个水利工程也不会造成大的损失。所以, 如果启闭设备的维修工作安排合理, 不会出现停机损失。

3 状态基准维修方式的实施

目前, 水利工程启闭设备维修管理尚没有一个全行业性的维修规程。各水管单位所采取的方式与方法也不尽一致。但据笔者所了解的丹江口、三门峡、潘家口3个大型水利工程, 在启闭设备的维修工程中都是采用时间基准的定期维修方式制定的内部修理规程。

如何在水利管理单位采用以状态为基谁的预知维修,笔者认为采取的步骤和应加强的工作如下：

（1）实施维修方式转化要分2步走。第1步, 以当前能掌握的测试手段, 根据状态测试进行定项修理, 或称检查后修理。第2步, 建立比较完善的状态检查监测系统, 运用先进的设备诊断技术, 在此基础上, 实施完整的定项修理。全面实行状态基准的预知维修。

（2）水利管理单位应当加强以下几项工作。①学习和掌握状态基准维修的基本原理, 转换维修管理工作的传统观念。②按照状态基谁维修的基本原理, 逐步建立和完善对设备的定期检查制度。掌握检查监测结果的统计分析方法, 为维修提供可行的技术信息。③配套各种必要的监测设施、仪器装置, 不断提高状态监测的技术水平。④针对设备的技术状态, 编制维修计划。修理之前充分做好技术及生产准备工作, 适时地进行维修活动。⑤修理过程中, 积极采用新工艺、新技术、新材料和现代科学管理方法, 以保证修理质量, 缩短修理时间, 降低修理费用。

作者简介：陈敬亮（1972-）, 男, 工程师。

来源：《北京水利》2005.6