四川鴨嘴河煙崗水電站壓力鋼管制造及工藝方法

湖北三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 李智麗

1 工程概況

煙崗水電站工程位于四川省涼山州木里縣境東南側(cè)的鴨嘴河中游。煙崗水電站壓力鋼管布置于調(diào)壓室和廠房之間。由上平段、上斜段、上中平段、中斜段、下中平段、下斜段、下平段及岔支管段組成，包括6個彎管、1個水平轉(zhuǎn)彎點和1個正“Y”型岔管，共有346個管節(jié)編號。設(shè)計靜水頭631m，最大設(shè)計水頭760m。電站壓力鋼管均為埋藏式壓力鋼管，制作工程量約為4400t，鋼管最大分節(jié)長度為4.8m。鋼管材質(zhì)為16MnR和610D2高強鋼。

2 施工場地布置

鋼管加工廠布置在業(yè)主指定場地處，占地面積約5000m2。鋼管加工廠內(nèi)設(shè)1臺32t-20m龍門吊和1臺EZW11-60×3000型卷板機。加工廠內(nèi)規(guī)劃有鋼材堆放區(qū)、下料區(qū)、待卷區(qū)、卷板區(qū)、縱縫和環(huán)縫焊接區(qū)、校圓和加勁環(huán)拼裝區(qū)、大節(jié)組裝區(qū)、臨時堆放區(qū)、待檢區(qū)、成品堆放區(qū)、防腐區(qū)等。

3壓力鋼管制造

煙崗水電站水頭高，對壓力鋼管的制作質(zhì)量要求很高。為了保證壓力鋼管的焊接質(zhì)量，制造時采取全自動埋弧焊焊接。為了節(jié)省現(xiàn)場下料切割時間，鋼板在鋼廠出廠前沿長度（鋼板長度應(yīng)留少量修割余量）兩邊直接進行切割達到定寬尺寸，施工現(xiàn)場只需加工坡口。為了節(jié)省主材費用，鋼板要求定寬定長，下料放樣時長度不留卷板后的切割余量。下面主要就直管的制造工藝進行介紹。

壓力鋼管制造工藝流程：技術(shù)準(zhǔn)備→材料進場→材料檢驗→平板調(diào)直→劃線下料并編號→坡口加工→卷板→縱縫焊接→單節(jié)管調(diào)圓→大節(jié)鋼管對接→大節(jié)鋼管環(huán)縫焊接→加勁環(huán)拼裝焊接→集水槽鋼和集水角鋼拼裝焊接→調(diào)圓開灌漿孔→防腐涂裝→驗收→堆放、保管。各工序都需進行檢驗。

3.1 焊接工藝評定

通過現(xiàn)場焊接工藝評定確定焊接工藝。16MnR鋼板選取板厚12mm、16mm、32mm三種規(guī)格，610D2高強鋼板選取板厚28mm、34mm、38mm三種規(guī)格共6個試件做焊接工藝評定。首先擬訂工藝方案。工藝方案包括坡口加工、組對、清理、預(yù)熱溫度、層間溫度、后熱溫度及時間、焊接參數(shù)、焊接位置、焊接層數(shù)和道數(shù)、線能量范圍、焊后消除應(yīng)力、熱處理規(guī)范及檢驗、試驗的項目和程序等。焊接工藝評定結(jié)果應(yīng)符合（DL5017－2007）技術(shù)規(guī)范指標(biāo)及規(guī)定。

3.2 鋼板下料

因施工現(xiàn)場交通不便，遠離城市。氧氣乙炔價格昂貴。下料時采取半自動等離子切割機下料。板厚大于20mm鋼板坡口形式為不對稱“X”型雙面坡口，板厚≤20mm鋼板坡口形式為單面坡口。安裝現(xiàn)場焊接坡口全部為單面坡口。鋼板的外形尺寸及切割質(zhì)量滿足規(guī)范要求。坡口表面的溶渣、毛刺、缺陷采用角向磨光機進行清理。劃線后用鋼印、油漆分別標(biāo)出鋼管的分段、分節(jié)、分塊編號、水流方向、水平和垂直中心線、灌漿孔的位置，用粉線劃出坡口角度及切割線等。

3.3 卷板

鋼管卷制采用冷卷法。卷板方向與鋼板壓延方向一致。先卷出鋼板兩端的弧度，保證鋼管合垅后焊縫兩端各有約300mm直線段，便于埋弧自動焊焊接。用1.5m弦長的樣板檢查鋼管弧度。定位焊的焊接按照已批準(zhǔn)的方法進行，碳素鋼的定位焊可留在二、三類焊縫內(nèi)，構(gòu)成焊接構(gòu)件的一部分，但不得保留在一類焊縫內(nèi)。

3.4 縱縫焊接

用埋弧自動焊焊接縱縫。先焊接內(nèi)縱縫，自制埋弧自動焊小車行走軌道。焊縫在焊接前將坡口兩側(cè)50～100mm范圍內(nèi)的氧化皮、鐵銹、油污及其他雜質(zhì)清除干凈。對于610D2高強鋼焊前應(yīng)進行預(yù)熱，用寬150mm組合電加熱板（500mm/3KW型）對焊縫加熱。加熱溫度80～120°C，用測溫儀對加熱溫度進行監(jiān)控。保溫時間為40min（冷天60min）。用手工焊進行打底 焊 接。 焊 條 直 徑 Ф4.0， 型 號CHE62CFLH（大西洋牌）。在縱縫兩端設(shè)置引弧和斷弧用的助焊板；嚴(yán)禁在母材上引弧和斷弧，拆除引、斷弧助焊板時不應(yīng)傷及母材，拆除后應(yīng)將殘留焊疤打磨修整至與母材表面齊平。埋弧自動焊焊絲直徑Ф5.0，型號H08Mn2MoA（大西洋牌）。內(nèi)縱縫焊后對外縱縫用碳弧氣刨清根。預(yù)熱后用埋弧自動焊焊接?？v縫焊后用加熱保溫的方法消除焊后應(yīng)力。加熱溫度120～200℃，保溫60min。