厄瓜多爾索普拉多拉水電站尾水肘管安裝工藝

汪應(yīng)海

(中國葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

1 概述

厄瓜多爾保特-索普拉多拉水電站是整個(gè)保特河利用水力發(fā)電工程的一部分，在保特-馬薩水電站和保特-莫里諾水電站的下游，位于阿蘇艾省和加納省的東界。電站由三臺(tái)混流式發(fā)電機(jī)組成，發(fā)電水頭為375.6m，每臺(tái)額定功率162.6MW，總額定功率為487.8MW。

本項(xiàng)目尾水肘管采用Q235-B材質(zhì)鋼板，板厚16mm～20mm，分段到貨。尾水肘管是水輪發(fā)電機(jī)組的重要埋件，其法蘭面與機(jī)組縱軸線的垂直度是尾水錐管及座環(huán)安裝定位的重要參考依據(jù)。因此，采取合理可靠的肘管安裝工藝顯得尤為重要。

2 技術(shù)特點(diǎn)

尾水肘管是水流經(jīng)水輪機(jī)的出口通道。本項(xiàng)目尾水肘管主要形式及其大件運(yùn)輸重量及尺寸參數(shù)如圖1、表1。

圖1 尾水管單線

表1 單臺(tái)機(jī)組尾水肘管大件運(yùn)輸重量及尺寸

3 安裝作業(yè)準(zhǔn)備和條件要求

3.1 現(xiàn)場條件準(zhǔn)備

檢查尾水管一期混凝土(固定錨鉤的埋板)、二期混凝土(埋件、管道平整)的錨鉤位置，保證交通道路暢通，吊裝區(qū)域應(yīng)填平壓實(shí)，滿足尾水管施工要求。

3.2 焊接材料要求

現(xiàn)場焊接一般采用手工電弧焊。母材牌號(hào)為Q235-B(ASTW A36)或相當(dāng)材料，焊條選用E4303，GB/T5117(E6013)。焊接材料的使用應(yīng)符合規(guī)定。

3.3 起吊設(shè)備要求

安裝起吊的最大最重件為肘管第12節(jié)，尺寸為5090mm(長)×3650mm(寬)×2460mm(高)，重量約為5.2t。根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)條件選擇合適的起吊設(shè)備。

4 肘管廠內(nèi)組裝作業(yè)程序

4.1 肘管組拼

肘管第12節(jié)、11節(jié)分兩瓣到貨，在機(jī)電設(shè)備倉庫組裝，用廠家提供的焊縫調(diào)整工具調(diào)整錯(cuò)牙及間隙，調(diào)整合格后焊接固定。在肘管內(nèi)部用鋼管作為內(nèi)部支撐，縱縫可以采用分段對(duì)稱的焊接方法焊接，焊接完成后按圖復(fù)測尺寸。用動(dòng)力工具修磨焊縫，按要求進(jìn)行100%滲透檢測及20%超聲波檢測，補(bǔ)刷涂油漆。

4.2 節(jié)間縱縫焊接準(zhǔn)備工作

焊接前必須將焊縫兩側(cè)100mm范圍內(nèi)影響焊接質(zhì)量的異物清除干凈。焊接采用手工電弧焊，焊條采用GB ER5015，放置在保溫桶內(nèi)隨用隨取。

焊條的焊接工藝參數(shù)如表2所示。

表2 焊接工藝參數(shù)

4.3 肘管第12節(jié)、11節(jié)拼裝組縱縫的焊接

肘管第12節(jié)、11節(jié)現(xiàn)場組對(duì)點(diǎn)固，并經(jīng)檢驗(yàn)合格后焊接?？v向焊縫焊接由兩名焊工同時(shí)對(duì)稱施焊，先焊大坡口。

應(yīng)采取分段退步焊法，各層、道的接頭應(yīng)相互錯(cuò)開30mm～50mm。每層焊縫厚度為4mm～5mm，打底層采取φ3.2焊條，其余φ4.0焊條。為保證外縫成型美觀，蓋面層可一次完成。

各管節(jié)進(jìn)口側(cè)管口縱縫預(yù)留300mm不焊，方便與上一管節(jié)的環(huán)縫調(diào)整。

4.4 焊縫檢驗(yàn)

所有焊縫進(jìn)行外觀檢查。

探傷檢查：PT按ASME Ⅷ APP-8執(zhí)行；UT按ASME Ⅷ APP-12執(zhí)行。進(jìn)行探傷的焊縫表面的不平整度應(yīng)不影響探傷評(píng)定。檢驗(yàn)完成后應(yīng)及時(shí)提供檢驗(yàn)結(jié)果，報(bào)送審批。肘管中所有過流面焊縫為二級(jí)，其余焊縫為三級(jí)。

4.5 缺陷處理和焊補(bǔ)

(1)焊縫內(nèi)部或表面發(fā)現(xiàn)有裂紋時(shí)，應(yīng)分析、找出原因、制訂措施后焊補(bǔ)。

(2)焊縫內(nèi)部缺陷應(yīng)用碳弧氣刨或砂輪清除。若缺陷為裂紋，則應(yīng)用UT探傷，確認(rèn)裂紋已消除后，方可焊補(bǔ)。

(3)返修后的焊縫，做UT復(fù)查，同一部位返修次數(shù)不宜超過2次。

(4)管壁表面凹坑深度大于板厚10%或超過2mm的，焊補(bǔ)前將凹坑修磨成便于焊接的凹槽，再行焊補(bǔ)，焊補(bǔ)后應(yīng)磨平并檢查有無微裂紋。

(5)在母材上嚴(yán)禁有電弧擦傷，如有擦傷應(yīng)用砂輪將擦傷處打磨處理。

5 油漆作業(yè)

5.1 涂漆前零部件表面狀態(tài)

涂漆零部件金屬表面應(yīng)平整。

5.2 表面清理

對(duì)不能噴砂清理的表面可采用動(dòng)力工具清除金屬表面異物。清潔度應(yīng)在不放大的情況下進(jìn)行觀察時(shí)，表面應(yīng)具有金屬光澤。

5.3 涂漆方法

按涂漆工藝參數(shù)配制油漆，攪拌均勻。金屬表面預(yù)處理后應(yīng)在8h內(nèi)涂第一層底漆。油漆應(yīng)涂刷均勻，不得有漏涂現(xiàn)象，不得有流掛。在上一層漆膜干透后才能進(jìn)行下層涂漆。

5.4 質(zhì)量檢查

(1)涂裝前零部件表面應(yīng)平滑，無毛刺、尖角、焊豆、凸瘤、砂孔；無油污、水跡；無氧化物、鐵銹、泥灰。

(2)每層漆膜應(yīng)完全干燥成膜后才允許涂下層漆。

(3)漆膜應(yīng)堅(jiān)硬不發(fā)粘、清潔；無起皺、劃痕、裂紋、氣泡、針孔、刷痕等缺陷。漆膜厚度應(yīng)均勻，無漏涂的地方。

(4)涂層的厚度應(yīng)符合涂漆系統(tǒng)的最小厚度值規(guī)定。

6 肘管吊裝及調(diào)整

肘管按照由尾端第12節(jié)至第1節(jié)的順序進(jìn)行吊裝。

尾端第12節(jié)肘管吊裝就位后，采取5t手拉葫蘆配合，調(diào)整中心及方位偏差不大于4mm，出口中心高程偏差不大于0～+8mm，出口管口傾斜值不大于3mm。

肘管上管口(肘管第1節(jié)進(jìn)口斷面)中心及方位偏差不大于4mm。上管口高程0～+2mm，焊接各段間的焊縫，過流面焊縫打磨平順。

7 肘管環(huán)縫焊接

7.1 焊接順序

肘管環(huán)縫焊接采取逐節(jié)安裝依次焊接方式。肘管拼裝環(huán)縫及現(xiàn)場安裝環(huán)縫施焊時(shí)，每條環(huán)縫同時(shí)對(duì)稱施焊，焊接順序如圖2所示，環(huán)縫焊接先焊內(nèi)大坡口側(cè)，再焊接背縫。焊接時(shí)力求焊縫長短、焊接速度、焊接電流等一致。

此圖僅適用于由四名焊工同時(shí)施焊 此圖僅適用于由二名焊工同時(shí)施焊

7.2 焊接有關(guān)規(guī)定

采用分段、退步、同時(shí)焊接，分段焊接時(shí)，各層、道的接頭應(yīng)相互錯(cuò)開30mm～50mm。

焊接工藝參數(shù)、焊縫檢驗(yàn)、缺陷的處理和焊補(bǔ)如前所述。

8 混凝土澆筑

(1)肘管調(diào)整加固后，按圖紙要求割出灌漿孔和排氣孔，清理肘管外表面的油污、油漆等，澆筑混凝土。

(2)地錨和支撐設(shè)計(jì)只考慮每期澆筑混凝土700mm高度時(shí)的剛強(qiáng)度，水輪機(jī)埋入部件以外的部分，混凝土澆筑高度可超過700mm。

(3)混凝土澆筑時(shí)應(yīng)控制其上升速度不得超過300mm/h，四周對(duì)稱均勻澆注。如用混凝土振蕩器，不得碰到錐管及其加固件。

(4)在澆筑過程中，為防止混凝土澆筑時(shí)尾水管上浮及變形，對(duì)肘管的上管口及出口進(jìn)行監(jiān)測。在澆筑過程中派專人跟進(jìn)，發(fā)現(xiàn)架空立即處理。

(5)澆筑混凝土后，在混凝土有空隙處，進(jìn)行壓力灌漿。在混凝土空隙處鉆出灌漿孔和排氣孔，其后壓力灌漿，最后封住灌漿孔和排氣孔，同時(shí)將焊縫按流道打磨光滑。

9 內(nèi)部支撐割除、補(bǔ)漆

在完成混凝土澆筑并養(yǎng)生合格后對(duì)肘管內(nèi)部支撐進(jìn)行拆除，殘留焊點(diǎn)打磨光滑，并補(bǔ)刷黑色油漆。

10 安全措施及特殊要求

(1)成立尾水肘管安裝組織機(jī)構(gòu)，各級(jí)人員責(zé)權(quán)明確。

(2)安裝前由安裝技術(shù)負(fù)責(zé)人作安全、質(zhì)量、技術(shù)交底，使參加施工作業(yè)人員明確作業(yè)的內(nèi)容及具體的施工方法、工藝和流程。

(3)尾水肘管安裝區(qū)域下方各層平臺(tái)設(shè)置安全圍欄，并掛警示標(biāo)識(shí)，作業(yè)期間禁止任何人員進(jìn)入警示區(qū)域。

(4)高空作業(yè)施工人員必須正確使用安全帶，施工所有工具綁扎安全防落繩。

(5)在尾水肘管安裝前，做好尾水肘管上電機(jī)及其它電氣設(shè)備的防潮措施。

(6)每次起吊前應(yīng)檢驗(yàn)吊車的工作性能，進(jìn)行試剎車，檢查吊車各機(jī)構(gòu)工作正常，鋼絲繩綁扎牢固。

(7)肘管吊裝，無關(guān)人員禁止進(jìn)入現(xiàn)場，禁止穿越或在吊運(yùn)重物下方停留。

(8)服從統(tǒng)一指揮，指揮信號(hào)明顯。

11 結(jié)語

厄瓜多爾索普拉多拉水電站尾水肘管安裝工程已經(jīng)通過工程驗(yàn)收，工程質(zhì)量等級(jí)優(yōu)良。且厄瓜多爾索普拉多拉水電站現(xiàn)已經(jīng)完成了流道充水、機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)工作并順利發(fā)電，尾水肘管安裝質(zhì)量在電站運(yùn)行過程中得到了實(shí)際檢驗(yàn)，也得到了當(dāng)?shù)貥I(yè)主、監(jiān)理單位的一致認(rèn)可，為今后水利水電工程建設(shè)積累了成功經(jīng)驗(yàn)。