高强钢压力钢管制造安装过程中的质量控制

第２９卷增刊（２）　四川水力发电　Ｖｏ１．２９，Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ（２）　２　０　１　０年１　０月　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｗａｔｅｒ　Ｐｏｗｅｒ　Ｏｃｔ．，　２　０　１　０　高强钢压力钢管制造安装过程中的质量控制　朱志坚　（葛洲坝集团第二工程有限公司，四川成都６１００９１）　摘要：介绍了杂谷脑河狮子坪水电站高强钢压力钢管制造、安装过程中的质量控制。　关键词：高强钢；压力钢管；质量控制；狮子坪水电站　中图分类号：ＴＶ５４；ＴＶ５４７；Ｃ９３１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００１－２１８４（２０１０）增２－０２４３－０２　１概述　亦须进行审核。　位于四川省阿坝藏族羌族自治洲杂谷脑河的　制作安装前，对工艺评定试件、坡口型式及加　狮子坪水电站地下厂房引水方式为洞埋式压力钢　工方法、焊接材料和焊接方法、预热方法及定位焊　管，压力钢管系统由一根主管、两根岔管、三根支　要求、多层多道焊的层数和道数、焊接顺序及控制　管组成。其中主管总长４８７．７７　ｍ；１＃岔管长８．７　焊接变形的措施、后热消氢处理方法、质量检验项　ｍ，两个岔管之间干管长７．４５　ｍ；２＃岔管长９．４６　目和标准以及安全保证体系与环境保证体系均要　ｍ；１＃支管长４０．０９　ｍ、２＃支管长２９．１８　ｍ、３＃支管　制定方案细则。　长３０．５７　ｍ，高强钢压力管道全长６１３．２１　ｍ。　３压力钢管制作质量的控制　狮子坪水电站输水压力钢管分三个安装平台，　制作压力钢管的钢板材料为舞阳钢铁公司生　其中上平段管长４０　ｍ，管口中心高程２　３９６．９５　ｍ，　产的６０　ｋｇｆ／ｍｍ　高强钢，以正火工况交货。其板　经过长１９８．０９　ｍ的上斜段到达长度为４３．３５　ｍ、　材化学成份含有Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｒ、Ａ１、Ｍｏ、Ｔｉ、　管口中心高程为２　２３６．７９　ｍ的中平段。然后通　ｃｕ、Ｎｂ、Ｖ、Ｎｉ等ｌ３种元素和Ｃｅｑ，其屈服强度　过１８１．９５　ｍ长的下斜段到达管口中心高程为　为６０．５　ｋｇｆ／ｍｍ　，抗拉强度　为６８　ｋｇｆ／ｍｍ　。　２　０７８．７　ｍ的下平段；上斜段和下斜段管轴线与水　在制作压力钢管的板材进场后，分批次、按张数　平线夹角为６Ｏ。。　１０％的比例进行超声波探伤（ＵＴ）检测。　钢管的设计直径是上平段内径为‘ｐ３　９００，下　对于板材厚度８＝１８—２６　ｍｍ的引水压力钢　斜段内径渐变为‘ｐ３　４００，１＃、２撑岔管渐变段内径　管高强钢，其焊接面采用Ｙ型坡口（图１）；对于板　分别为‘ｐ２　８９４和‘Ｐ１　９８８；最后三根支管内径均由　材厚度８＝２８～４０　ｍｍ的引水压力钢管高强钢，　‘Ｐ１　９８８渐变为‘ｐ１　３００，并与单机容量为６５　ＭＷ　其焊接面采用ｘ型坡口（图２）。高强钢压力钢管　的球形截止阀碰接。　经下料、卷板、对圆、坡口打磨后进行手工焊接，焊　压力钢管壁厚设计选用由８＝３６　ｍｍ递增到　接材料为ＣＨＥ６２ＣＦＬＨ电焊条。　６＝４０　ｍｍ的高强钢板。各段钢管材质由抗拉强　度为６０　ｋｇｆ／ｍｍ　（６００　ＭＰａ）、塑性和韧性好、焊接　性高的高强钢制成，狮子坪水电站引水压力钢管　设计制作和安装的总工程量为１　７８４．６　ｔ。　２质量控制方案　狮子坪水电站引水压力钢管在制作安装前必　须要检验审核钢管制造资质、设备和仪器配备、特　图１　Ｙ型坡口示意图　殊工种人员的资质，对施工单位提交的《焊接工　压力钢管的制造工艺流程：　艺评定》和控制、操作性强的《焊接工艺指导书》　原材料检验　瓦片制作一钢管组圆一纵缝焊　收稿１３期：２０１０－０１—１９　接及质量检验一加劲环焊接及质量检验一单节钢　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｗａｔｅｒ　Ｐｏｗｅｒ圈　朱志坚：高强钢压力钢管制造安装过程中的质量控制　２　Ｘ型坡口不意图　管验收一摞节组装一环缝焊接及质量检验一涂装　一合格认证出场。　压力钢管瓦片卷制要求卷板方向应与钢板压　延方向一致。瓦片在自由状态下用弦长２．２　ｍ的　弧形样板进行检测，瓦片内表面间隙应≤２　ｍｍ；　瓦片下料尺寸控制情况见表１。　表１　瓦片下料尺寸控制表　对于压力钢管组圆，要求将其焊缝间隙控制　在２～４　ｍｍ，错牙控制在２　ｍｍ之内。环缝焊接　要求焊前预热及焊后保温；环境温度＞２０￣Ｃ时焊　缝不预热，焊后保温为ｌ５０℃，时间为２　ｈ，为后热　消氢处理。焊条需经烘箱４００ｏＣ温度烘烤２　ｈ，手　工电弧焊应采用“对称分段退步法”施焊，从而有　利于减少焊接变形和焊接应力。在焊完内壁环缝　后，要求用碳弧气刨进行背缝清根并将其修磨成　“Ｕ”形断面后再焊完背缝。　压力钢管焊缝的外观质量不允许有裂纹、表　面夹渣、电弧擦伤。一、二类焊缝咬边深≤０．５　ｍｍ，且连续长度≤１００　ｍｍ，焊缝保满度（余高）为　０～３　ｍｍ。焊缝无损检测在焊接完２４　ｈ后进行，　压力钢管制造质量检测标准见表２。　表２压力钢管制造质量检测标准表　狮子坪水电站引水压力钢管实施焊缝１００％　长度超声波探伤，超声波探伤按ＧＢ１１３４—８９标　豳Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｗａｔｅｒ　Ｐｏｗｅｒ　２０１０年增刊（２）　准执行评定，一类焊缝Ｂ　Ｉ级合格，二类焊缝ＢⅡ　级合格。　压力钢管加劲环安装与管壁垂直度≤５　ｍｍ，　其对接缝与钢管纵缝错开距离为１００　ｍｍ，且焊缝　外观质量及超声波探伤必须满足要求。　压力钢管摞节组装（含安装组对）要求相邻　管节纵缝间距≥５００　ｍｍ，管节组对间隙２～４　ｍｍ，组对错边≤３　ｍｍ。环缝焊接由４～６名焊工　施焊，采用对称焊接（图３）。　图３对称焊接不意图　摞节环缝焊接后长度偏差±５　ｍｍ，两个加劲　环间距允许偏差±３０　ｍｍ，焊缝外观和无损探伤　满足要求。　压力钢管的涂装、管节制作完成后，按设计要　求进行涂装工序。用压缩空气将清洁干燥的金属　磨料高速喷射到钢管表面，糙度达Ｒｙ４０—８０　ｍ　防锈等级，内壁Ｓａ２．５，外壁Ｓａ２。漆膜厚度按设　计或厂家技术要求进行，涂装层外观应均匀、平　整、丰满有光泽，不允许出现裂纹、鼓泡、流挂、针　孔；漆膜厚度用漆膜测厚仪测定，检测总平均厚度　达到规定厚度的９０％为合格。　压力钢管制作出场验收：制作完成的管节应　用油漆作安装标记，标明管节号、流向及水平和垂　直中心线，验收资料应齐备。　４压力钢管安装质量控制　压力钢管安装工艺流程：测量放样一滑轨支　架搭设一钢管运输组对一调整加固定位焊一环缝　焊接及质量检测一现场涂装。　使用具有执业资格的测量人员进行压力钢管　的安装测量放样，测量用的全站仪、水准仪、经纬　仪应满足设计精度要求。　压力钢管始装节各项安装数据应达到优良标　准且加固牢靠。其它管节依据测量点进行管口和　环缝的调整。水平段钢管采用旋转式压缝，其它　管节可采用压码压缝。管口中心水平和高程偏差　（下转第２５１页）　吴晓铭等：地下厂房岩锚梁开挖施工技术　２０１０年增刊（２）　度快、操作方便，而且能有效控制超欠挖，保证岩　台的开挖质量。在岩台面斜向上钻孔时，先用脚　手架钢管搭设控制台架，再将自制风枪导轨安装　在台架上，利用风枪倒置钻孔法钻孔，如图３所　示。采用这样的方法既便于控制钻杆的角度，同　４结语　（１）现场爆破试验是保证开挖质量的前提，　爆破参数的合理选取至关重要；　（２）洞内施工的安全在很大程度上取决于支　护质量的好坏，洞内支护必须按照施工技术要求　和规范进行施工；　时又成功地解决了人工正常钻孔时操作高度（需　２．５　ｍ）不足的难题，操作方便，施工速度快。　３．５岩锚梁开挖效果　（３）开工前应制定详细的施工方案，抓好质　量监控和过程控制，保证岩锚梁开挖的质量，争取　达到设计和规范要求。　作者简介：　经对岩锚梁岩台爆破后对断面进行测量统计　分析得知，上游岩锚梁岩台成型率为８５％，下游　岩台成型率达９０％，平均成型率为８７．５％。成型　岩台上游斜向炮孔残留率达到９３．７％，竖向炮孔　残留率达到８２．７％；下游斜向炮孔残留率达到　９１．８％，竖向炮孔残留率为８０．８％。开挖岩面无　松动岩块、小块悬挂体及陡坎尖角，无明显爆破裂　吴晓铭（１９５９一），男，江西玉山人，代理总工程师，教授级高工，博　士，从事水电工程建设管理工作；　郭金婷（１９８５－），女，山东潍坊人，在读硕士研究生，从事水利水电　工程管理工作；　王小波（１９８３－），男，江苏海安人，工程师，从事水电工程施工、设　计工作．　（责任编辑：李燕辉）　隙。平均最大超挖为４．７　ｃｍ左右，无欠挖。　（上接第２４４页）　达１５　ｍｍ时应予以纠正。始装节和定位节的安　对岔管进行检查；若情况正常，则继续升压，超过　工作压力１０％，且保持５　ｍｉｎ后再降至工作压力，　保持３０　ｍｉｎ，并用０．５—１．０　ｋｇ小锤在焊缝两侧　１５—２０　ｍｍ处锤击，整个试验过程应无渗水和其　装检测由承包商和监理独立测量、业主复核。环　缝焊接完成后，应在探伤合格后进行后热消应处　理；亦可采用爆炸消应、锤击消应或时效处理，最　它异常情况。　６结语　后进行安装后的装涂工序。各支管与球型截止阀　的碰接由钢管安装承包商调整、机组安装承包商　焊接。　通过采取以上质量控制措施，较为圆满地完　成了狮子坪水电站高强钢压力钢管的制造、安装。　作者简介：　５压力钢管水压试验　由高强钢制造的卜型岔管安装完成后，必须　进行水压试验。在进行岔管水压试验时应缓慢升　朱志坚（１９５７一），男，河南息县人，金平电站项目部总工程师，高级　工程师，从事水电工程施工技术工作．　（责任编辑：李燕辉）　压，待压力升到岔管工作压力后保持１０　ｍｉｎ，此时　（上接第２４７页）　４结语　好的效果，为今后特大隧洞开挖施工提供了很好　的经验。　作者简介：　李联书（１９７５一），男，四川眉山人，项目经理，工程师，国家注册一　特大交通洞跨度大、施工相对比较困难，通过　“ＣＲＤ”法在两河口水电站１１＃公路特大交通洞的　实施，使得在覆盖层及岩石破碎的不良地质地段　能够安全、顺利的进洞。利用监控量测提供的数　据及时调整爆破和支护参数、开挖进尺，取得了良　陈级建造师，从事水利水电工程施工技术与管理工作；　健（１９７６一），男，四川新津人，工程师，从事水利水电工程施工　技术与管理工作．　（责任编辑：李燕辉ｌ　５万亿元：新兴能源十年之约　未来１０年，中国将以开放市场吸引内外资的方式，累计增加直接投资５万亿元，发展新兴能源产业，将让国内能源　结构调整大大提速、更多的中央企业实现战略转型。酝酿已久的《新兴能源产业发展规划》很快将尘埃落定。日前，国　家能源局规划发展司司长江冰透露，新兴能源产业发展规划已编制完成，正按有关程序准备上报国务院审批。该规模拟　在２０１１年一２０２０年１０年间，以开放市场吸引内外资的方式，累计增加直接投资５万亿元，发展内地新兴能源产业。　Ｓｉｃｈｕａｎ　ＷａｔｅｒＰｏｗｅｒ圃