四川鸭嘴河烟岗水电站压力钢管制造及工艺方法

湖北三峡职业技术学院 李智丽

1 工程概况

烟岗水电站工程位于四川省凉山州木里县境东南侧的鸭嘴河中游。烟岗水电站压力钢管布置于调压室和厂房之间。由上平段、上斜段、上中平段、中斜段、下中平段、下斜段、下平段及岔支管段组成，包括6个弯管、1个水平转弯点和1个正“Y”型岔管，共有346个管节编号。设计静水头631m，最大设计水头760m。电站压力钢管均为埋藏式压力钢管，制作工程量约为4400t，钢管最大分节长度为4.8m。钢管材质为16MnR和610D2高强钢。

2 施工场地布置

钢管加工厂布置在业主指定场地处，占地面积约5000m2。钢管加工厂内设1台32t-20m龙门吊和1台EZW11-60×3000型卷板机。加工厂内规划有钢材堆放区、下料区、待卷区、卷板区、纵缝和环缝焊接区、校圆和加劲环拼装区、大节组装区、临时堆放区、待检区、成品堆放区、防腐区等。

3压力钢管制造

烟岗水电站水头高，对压力钢管的制作质量要求很高。为了保证压力钢管的焊接质量，制造时采取全自动埋弧焊焊接。为了节省现场下料切割时间，钢板在钢厂出厂前沿长度（钢板长度应留少量修割余量）两边直接进行切割达到定宽尺寸，施工现场只需加工坡口。为了节省主材费用，钢板要求定宽定长，下料放样时长度不留卷板后的切割余量。下面主要就直管的制造工艺进行介绍。

压力钢管制造工艺流程：技术准备→材料进场→材料检验→平板调直→划线下料并编号→坡口加工→卷板→纵缝焊接→单节管调圆→大节钢管对接→大节钢管环缝焊接→加劲环拼装焊接→集水槽钢和集水角钢拼装焊接→调圆开灌浆孔→防腐涂装→验收→堆放、保管。各工序都需进行检验。

3.1 焊接工艺评定

通过现场焊接工艺评定确定焊接工艺。16MnR钢板选取板厚12mm、16mm、32mm三种规格，610D2高强钢板选取板厚28mm、34mm、38mm三种规格共6个试件做焊接工艺评定。首先拟订工艺方案。工艺方案包括坡口加工、组对、清理、预热温度、层间温度、后热温度及时间、焊接参数、焊接位置、焊接层数和道数、线能量范围、焊后消除应力、热处理规范及检验、试验的项目和程序等。焊接工艺评定结果应符合（DL5017－2007）技术规范指标及规定。

3.2 钢板下料

因施工现场交通不便，远离城市。氧气乙炔价格昂贵。下料时采取半自动等离子切割机下料。板厚大于20mm钢板坡口形式为不对称“X”型双面坡口，板厚≤20mm钢板坡口形式为单面坡口。安装现场焊接坡口全部为单面坡口。钢板的外形尺寸及切割质量满足规范要求。坡口表面的溶渣、毛刺、缺陷采用角向磨光机进行清理。划线后用钢印、油漆分别标出钢管的分段、分节、分块编号、水流方向、水平和垂直中心线、灌浆孔的位置，用粉线划出坡口角度及切割线等。

3.3 卷板

钢管卷制采用冷卷法。卷板方向与钢板压延方向一致。先卷出钢板两端的弧度，保证钢管合垅后焊缝两端各有约300mm直线段，便于埋弧自动焊焊接。用1.5m弦长的样板检查钢管弧度。定位焊的焊接按照已批准的方法进行，碳素钢的定位焊可留在二、三类焊缝内，构成焊接构件的一部分，但不得保留在一类焊缝内。

3.4 纵缝焊接

用埋弧自动焊焊接纵缝。先焊接内纵缝，自制埋弧自动焊小车行走轨道。焊缝在焊接前将坡口两侧50～100mm范围内的氧化皮、铁锈、油污及其他杂质清除干净。对于610D2高强钢焊前应进行预热，用宽150mm组合电加热板（500mm/3KW型）对焊缝加热。加热温度80～120°C，用测温仪对加热温度进行监控。保温时间为40min（冷天60min）。用手工焊进行打底 焊 接。 焊 条 直 径 Ф4.0， 型 号CHE62CFLH（大西洋牌）。在纵缝两端设置引弧和断弧用的助焊板；严禁在母材上引弧和断弧，拆除引、断弧助焊板时不应伤及母材，拆除后应将残留焊疤打磨修整至与母材表面齐平。埋弧自动焊焊丝直径Ф5.0，型号H08Mn2MoA（大西洋牌）。内纵缝焊后对外纵缝用碳弧气刨清根。预热后用埋弧自动焊焊接。纵缝焊后用加热保温的方法消除焊后应力。加热温度120～200℃，保温60min。