水电站工程压力钢管施工简介

刘万荣 张晋

【摘要】本文结合新疆开都河小山口二级水电站工程压力钢管的现场管理，从本电站压力钢管制作的原材料准备、现场制作与安装、焊接及焊缝检测等方面做了简要阐述，在类似的工程压力钢管施工中可供参考、借鉴。

【关键词】压力钢管；制作与安装；焊缝检测

1、工程简介

新疆开都河小山口二级水电站工程位于巴音郭楞蒙古自治州和静县境内开都河下游，电站引水渠道总长6096.0m，流量196.5m3/s，渠道底坡i=1/5000，装机容量49.5MW，保证出力11.42MW，多年平均有效发电量2.16亿kW·h。

压力钢管由上弯段、斜直段、下弯段及下平段组成，起点为压力前池引水口之后，上与混凝土的渐变段相连，下与机组前的钢管相连，引水管段进出口的高程落差23.2m，坡度为1：1.75。压力钢管采用明敷形式布置，一管一机共三条，进口段三条压力钢管中心间距10.8m，接机组段管中心间距15m；制作材料采用Q235C钢板，壁厚12mm，加劲环厚度为16mm，内径3900mm，机组段钢管内径4000mm；压力钢管制安总长度为249m，总重量为326.43 t，总管节数为135节。

2、制作场地布置

小山口二级水电站工程压力钢管制作场布置为：加工制作区、防腐区及其它工作区等，总占地面积约2400m2（20m×120m），其中加工制作区面积为1600m2（20m×80m），划分钢板划线下料区、卷板工作区、纵缝焊接区、钢管组圆区、校正工作区、加劲环安装焊接工作区（兼作纵缝探伤使用）、钢板存放区、半成品存放区等，其余800m2为压力钢管防腐区及其它工作区。

3、压力钢管制作

本电站工程压力钢管制作包括直管、弯管及其加劲环等制作、焊接和防腐，主管内径为3.9m～4.0m，采用整张钢板卷制而成，可单节或2节拼接（拼接最长为4.0m）出厂。

3.1 制作工艺流程

制作工艺流程为：钢板检验→排料划线→钢板及坡口切割→钢板端头预弯→钢板卷制→纵缝焊接、检测→调圆→装焊加劲环→环缝拼装、焊接→检测、整体验收→除锈及涂装→标记→验收出厂。

3.2 材料准备

结合设计施工图纸及工程建设进度编制材料采购计划（含主材、辅材和耗材等），选择三家以上质量信誉可靠的材料供应商评定，选定最优方签订材料供货合同。每批材料进场后进行入库验收，厂家必须提交相应的产品质量证明书和合格证，承包人按照相关要求进行抽样检验，并将检验结果和相关质量证明书等资料上报监理审批后使用。

进场材料结合厂家说明书和相关规定，按类别分类存放，设置标识牌，采取防雨措施，防止锈蚀或变形。

3.3 压力钢管放样、制作

1）严格按照设计施工图纸要求绘制钢板排料图，注意钢管分片位置应满足同一管节及相邻管节焊缝的相关要求，控制好相邻管节的纵缝间距离应大于板厚的5倍，且不小于300mm；同一管节上相邻纵缝间距不应小于500mm；直管环缝间距不应小于500mm；采用油漆分别标出钢管分段、分节、分块的编号，水流方向、水平和垂直中心线，坡口角度以及切割线等符号。

2）钢板切割、加工破口采用数控切割机或自动、半自动氧气-乙炔火焰切割机切割，纵、环缝坡口形式均为V型，纵缝坡口夹角控制在65～70度左右，钝边为4mm；环缝坡口夹角控制在65度左右，钝边为3mm。

3）钢板端头预弯采用加衬垫的方式在卷板机上进行，衬垫为事先按一定弧度卷成的钢制专用胎模，预弯后钢板端头弧度用样板检查达到设计要求。

钢板卷制采用30×2500mm卷板机卷制成型，卷制方向和钢板压延方向保持一致，钢板经多次卷制，用样板检查弧度，至达到设计弧度。为防止弧面扭曲，利用拉对角线的方法进行校核。

3.4 纵缝焊接、检测

钢管纵缝焊接在埋弧焊接工位的托辊平台上采用埋弧自动焊机进行焊接。焊接时设置引弧和断弧用的助焊板，严禁在母材上引弧和断弧，定位焊的引弧和断弧在坡口内进行。纵缝按相关要求进行超声波检测，焊缝出现缺陷时，及时处理补探。

3.5 调圆

纵缝焊接完成吊至调圆平台，局部用自制的100t压力机进行校圆。钢管调圆后，各项指标满足表1要求。

3.6 装焊加劲环

对与调整校正后的管节进行加劲环焊接，加劲环的内圈弧度用样板抽查，与钢管外壁的局部间隙应严格控制，不应大于3mm，以免焊接引起管壁局部变形，直管段的加劲环组装的极限偏差满足表2的要求。加劲环与管壁角焊缝的焊接采用手工焊，加劲环的对接焊缝应与钢管纵缝错开200mm以上。

3.7 防腐、质量验收及出厂

已制作成型检测合格的管节吊至防腐区，利用方木铺设平稳，需防腐部位使无尘、无焊渣、无毛刺等，所用磨砂洁净、干燥，喷射用的压缩空气应经过过滤，除去油水。喷射除锈严格按照安装钢管防腐除锈工艺执行。涂装完成后，进行对涂装自验检查，合格后吊至存放区。

管节制作完成后，施工方向监理人员提交出厂验收申请单（附管节清单、质量检验合格证、焊缝质量检测报告及焊缝缺陷处理记录等相关自验资料），监理工程师审查同意后，组织相关人员对已制作完成的管节及附件进行联合检查验收，验收合格后由监理单位签发出厂合格证，以便运至现场安装。

4、管节焊缝焊接检测、防腐

压力钢管焊缝包括主要受力和次要受力焊缝，分为一、二、三类焊缝，焊接、无损检测人员和质量评定人员严格要求，按DL/T679、SL35或《锅炉压力容器压力钢管焊工考试与管理规则》从事焊接人员考试合格，并持具有相应主管部门签发的焊工合格证；无损检测人员必须持有国家专业部门签发的资格证书；焊缝质量评定由Ⅱ级或Ⅱ级以上的检测人员担任。

焊缝焊接完成24h后进行焊接外观检查和无损探伤检测。无损检测抽查率为：一类焊缝超声波抽查率为100%，二类焊缝超声波抽查率为50%。无损检测部位包括全部T型接头及每位焊工所焊焊缝的一部分。在焊缝局部探伤时，如发现缺陷，在缺陷方向或在可疑部位作补充探伤，如经补充探伤仍发现有不允许缺陷，对该焊工在该条焊缝上所施焊的焊接部位或整条焊缝进行探伤。

管节安装焊接验收完成后，进行管壁防腐处理，主要是焊缝两侧和钢管内外壁安装损伤部位。防腐前，对需要防腐部位的焊渣、毛剌、油脂等污物清理干净，防腐工作由专职防腐人员按照相关规定要求进行，完成后进行自检，合格后会同监理工程师对防腐质量检查验收。

5、质量检查与验收

压力钢管制做与安装过程中，施工方主动申请监理工程师全程跟踪，尤其是对于每条焊缝进行全面检查验收，对于不合格部位返工处理重新补焊合格为止，每道验收记录必须由监理工程师签字认可。

结合本电站工程实际特点，压力钢管制作与安装过程中具有一定的特色，在保证工程安全、质量的前提下，加快了工程建设进度，为后续工程建设管理提供了经验。

参考文献：

[1]本水电站工程设计相关文件及要求；

[2]《压力钢管制造安装及验收规范》（DL5017-2007）；

[3]《水工金属结构防腐蚀规范》（SL 105—2007；

[4]《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB 11345—89）。

作者简介：

刘万荣，男，漢族，甘肃临洮，新疆巴州新华水电开发有限公司，工程师，主要从事水利工程技术质量管理工作。

张晋，女，汉族，甘肃，主要从事工程技术及资料整理工作。