某芬兰能源公司正在改造水力发电使用的急流水道,其防洪泄洪闸门均采用奥托昆普经济型双相钢 LDX 2101® 装配,可确保今后二百年免维护的不间断运行。

坦佩雷急流水道改造工程。概念图。Pontek Oy 公司
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坦佩雷急流穿过芬兰古城坦佩雷市中心,驱动着四座水力发电站。这里是二百多年前坦佩雷市及其工业生产的发祥地。正在进行的改造工程将使该急流的两条水道达到最高标准,成为名副其实的历史和文化景观。
“我们是在一处历史遗址上施工,因此,全部新建结构和设备都必须达到最高的质量和耐用标准,”负责实施改造工程的能源企业 Tampereen Energiantuotanto Oy 公司的项目经理 Seppo Tattari 介绍说。改造后水道的设计寿命为 200 年。
过去一百年以来,水道中的水流一直由已达到使用寿命年限的旧结构和设备控制。旧的泄洪闸门主要为木制结构,需要数小时才能打开。
“与一百年前相比,今天故障情况大不相同了,当今的发电站都有数道备用设备作为保险,”负责改造工程设计和结构工程的工程企业 Pontek Oy 公司主管工程师 Paavo Hassinen 解释说。
最大限度延长使用寿命的解决方案
该项目的设计和工程阶段于2005 年启动。Hassinen 详细介绍了新的防洪泄洪闸门:“最开始打算使用碳钢制造闸门,但一些运动部件结构太复杂,无法进行喷漆作业,因此选择了不锈钢。”最初选择的是两种标准奥氏体不锈钢牌号。
项目启动后不久,由销售经理 Seppo Koli 领导的奥托昆普团队打来电话。他介绍说:“从各个方面考虑,这个项目都非常适合使用我们的经济型双相不锈钢 LDX 2101®。”说服 Pontek 并不费事。双相钢 LDX 2101® 随后取代了碳钢,成为闸门上所有主要结构部件的主体材料。 |
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建设中的坦佩雷防洪泄洪闸门。照片提供:Pontek Oy 公司 Tuomas Kaira |
“我们必须将这种材料的使用效果汇报给奥托昆普,”Hassinen 坦诚地说。坦佩雷急流的重新设计和工程施工是 Pontek 公司迄今最大的不锈钢项目。
诸多因素支持了这一选择
双相钢 LDX 2101® 在应用中具备很多优点。Hassinen 提到,由于这种材料的高强度(双相不锈钢强度几乎为奥氏体不锈钢的两倍),因此可以使用更薄的材料,进而获得了多项益处。“新闸门比常规闸门重量更轻,”他继续说道,“因此,操作闸门所需的水力也更小。重量减轻还可以在生产中实现更多节省。”
Hassinen 特别肯定了这种双相不锈钢的价格稳定性(由于其低镍含量):“这是一个长期的工程,双相不锈钢可以保证我们的不锈钢材料成本不会失控。”
由于本身耐腐蚀性能很强,双相钢 LDX 2101® 不需要喷漆,即可确保免维护运行。但是出于美观的考虑,我们实际上还会对坦佩雷水闸进行喷漆,使之与石砌结构和历史文化环境交相辉映。
Seppo Koli 还列举了双相钢 LDX 2101® 的其他优点:抗点蚀和常规腐蚀性能高,抗应力腐蚀开裂性能极佳,可加工性能和可焊性优良。这种材料供应充足,而且世界各地还有许多很好的参考案例。在坦佩雷应用中,这种表面硬度很高的材料可为闸门提供有效的保护,避免冰块和漂流物导致的磨损。
此外,不锈钢材料不但能在整个使用寿命期间保持完整性,而且应用寿命结束后还可以完全回收再利用。因此,不锈钢材料有助于建设可持续社会 - 这也是市政电力企业等公共部门的一个重要考虑因素。奥托昆普 90% 以上的特种不锈钢牌号均采用再生钢材生产。
领先企业联手应对苛刻要求
“由于闸门部件公差间隙非常小而使制造难度加大,”专业从事重型钢材部件组装且负责坦佩雷防洪泄洪闸门装配的芬兰企业 Naaraharju Oy 公司的 Tero Purhonen 说。
通过 Naaraharju 公司与奥托昆普在芬兰 Jyväskylä 的板材服务中心之间的密切协作,制造过程得以顺利进行。该服务中心按照与 Naaraharju 公司达成的协议,采用等离子或水喷射切割方法,将瑞典代格福什奥托昆普热轧厚板厂供应的双相钢厚板切割成待组装部件,从而优化了装配过程。该服务中心按时将这些部件交付给 Naaraharju 公司,以便进行现场焊接和表面抛光。
Purhonen 介绍说,双相钢 LDX 2101® 的焊接与其他双相不锈钢的焊接并无不同,但在进行酸洗 - 表面抛光时必须特别小心。“每当出现问题时,奥托昆普总会为我们提供及时的技术帮助,我们按照他们的建议进行操作,”他在肯定双方的密切合作时说:“我们能得到很好的服务。”
项目详情:
芬兰坦佩雷市坦佩雷急流的防洪泄洪闸门: 四个防洪闸门和三个泄洪闸门。主要部件均采用奥托昆普专有的经济型双相不锈钢 LDX 2101®制造。
业主单位: Tampereen Energiantuotanto Oy(坦佩雷能源公司)
设计和结构工程: Insinööritoimisto Pontek Oy (Pontek 工程咨询有限公司)
主承包商: Insinööritoimisto Seppo Rantala Oy 公司
项目工期: 定于 2009-2012 年期间分四个阶段施工