灯泡贯流式机组管形座安装工艺分析

毕福强

【摘要】灯泡贯流式机组管形座安装是灯泡贯流式水轮发电机组安装的难点，管形座法兰面的平面度和垂直度难以保证。本文对柬埔寨王国桑河二级水电站灯泡贯流式机组管形座安装工艺、管形座外环焊缝焊接顺序进行了调整，保证管形座安装后整体质量满足规程、规范和厂家技术指标的要求。

【关键词】管形座；法兰面；平面度；内环；外环前段；外环后段；流道里衬

桑河二级水电站位于柬埔寨王国上丁省，电站总共安装8台50MW泡灯贯流式水轮发电机组。管形座由下立柱、内环下瓣、内环上瓣、上立柱、外环前段、外环后段和流道里衬组成。管形座外环直径8260mm，内环直径3924mm。

一、管形座拼装、安装、调整工艺

管形座尺寸较大，受运输条件限制，制造厂制作时将管形座分为下立柱、内环下瓣、水平左支撑、水平右支撑、内环上瓣、上立柱、外环前段分为四瓣、外环后段分为四瓣、流道里衬分为四瓣发运到工地，工地对管形座进行组拼、安装、调整。因土建混凝土施工和厂房结构的需要，桑河二级水电站先安装尾水管，然后再安装管形座。

管形座拼装：在安装间将管形座内环下瓣與下立柱、水平支撑拼装后，焊接为一体。吊入机坑进行安装；将管形座内环上瓣与上立柱拼装后，焊接为一体，吊入机坑与管形座内环下瓣用螺丝组合为整体。将管形座外环前段在安装间组成整体吊入机坑进行安装，外环后段和流道里衬则分瓣吊放机坑，在机坑内进行组拼。

管形座安装调整：1、管形座内环安装调整：由于尾水管已经安装并浇筑混凝土，为保证管形座安装的相对精度，管形座安装用的中心、高程则以尾水管法半面中心、高程为基准进行放设。在管形座内环下瓣吊入机坑前，先将外环后段和流道里衬下部吊入机坑进行临时固定，这样可以减少吊装难度。管形座内环下瓣吊入机坑后，先对其里程、中心、高程偏差进行初步调整，保证其与尾水管法兰面的里程误差在0～2mm，中心偏差在±1mm内，高程误差在±1mm内，合格后，打紧管形座的地脚螺栓，并将管形座水平支撑按设计要求进行初步加固，对管形座内环下瓣安装尺寸进行复查；吊装管形座内环上瓣与管形座内环下瓣组装，调整其组合面的错牙，合格后按照设计要求力矩对组合螺栓进行拧紧；检查管形座内环法兰面的平面度、圆度、垂直度、到尾水管法兰面的里程、中心、高程，合格后对管形座的水平支撑进行加固。管形座内环法半面平面度、垂直度用经纬仪和内径千分尺进行检查；同时管形座内环法兰面的垂直度，采用吊钢琴线用内径千分尺和耳机进行测量复核。2、管形座外环前段安装调整：管形座外环前段在安装间组装成整体，翻身后吊入机坑套在管形座内环上，安装管形座外环前段与管形座内环支间的支撑管，调整支撑管上的调整螺栓，使外环法兰面与内环法兰面同心，同时要保证内环法兰面与外环法兰面的间距偏差在设计值的±0.5mm以内，安装外环与尾水管二期混凝土埋板里的水平调整支撑管，进行外环法兰面的平面度调整；外环法兰面的中心、高程、里程、平面度调整合格后，安装外环前段的底部支撑和周向的拉紧器，将外环进行固定，为保证外环加固的可靠性，在原厂家设计的加固基础上，再适当增加加固支撑。3、管形座外环后段的安装：将管形座外环后段下部的瓦块吊起与外环前段进行拼装，调整其错牙，合格后对焊缝进行点焊固定，外环后段下部的瓦块与管形座水平支撑之间的焊缝和与下立柱之间的焊缝不能进行直接点焊固定，应焊接花蓝螺栓或用其它方式进行固定，这样可以保证管形座外环后段与管形座下立柱、水平支撑之间可以少量的位移，在焊接外环前段和外环后段的焊缝时，焊缝收缩应力将外环后段向前拉，而不会使外环前段法兰面发生变形和位移，有利于焊接变形控制。用同样的方法将外环后段上部的瓦块与外环前段进行拼装。4、流道里衬安装：将流道里衬下部的瓦块吊起与外环后段进行拼装，调整其焊缝错牙，合格后对其进和行点焊固定，同样流道里衬与管形座下立柱和水平支撑之间的焊缝不能直接进行点焊，应采用其它方法进行固定，流道里衬全部拼装完成后，对管形座内环法兰面、外环前段法兰面尺寸进行复测，合格后交电焊进行焊缝的焊接。

二、管形座焊接工艺分析

焊缝焊接后，焊缝会不同程度的进行收缩，这样会造成管形座内环法兰面、外环前段法兰面不同程度的变形，因此对管形座外环前段与外环后段、外环后段与流道里衬以及外环后段和流道里衬与管形座下支柱、上支柱、水平支撑之间焊缝焊接顺序和焊接工艺的控制是保证管形座安装尺寸前提。柬埔寨桑河二级水电站对管形座的焊缝焊接顺序和焊接工艺进行了分析，制订了合理的焊接顺序和工艺，取得了比较好的效果。

根据桑河二级水电站管形座的结构特点，管形座焊缝焊接采取了以下焊接顺序：第一步焊接管形座外环前段与外环后段之间的环缝；第二步焊接流道里衬的纵缝；第三步焊接外环后段与流道里衬之间的环缝；第四步外环后段与管形座水平撑之间的焊缝采用在焊缝外侧增加焊缝背板的方式，因背板是角焊缝同时只进行封水焊，焊接工作量小，角焊焊接收缩量小，便于焊接变形控制，外环后段与管形座水平支撑之间的主焊缝待混凝土浇筑之后再进行焊接； 第五步外环后段与上、下支柱之间的焊缝、流道里衬与上、下支柱之间的焊缝采用增加背板的方式进行封水焊，增加的背板先焊接与管形座上、下立柱进行焊接，然后焊接背板与管形座外环后段、流道里衬之间的角焊缝，这样焊接的好处是角焊缝焊接焊缝的收缩量小，便与控制焊接变形，管形座外环后段、流道里衬之间的主焊缝待管形座混凝土浇筑完成后再进行焊接。环缝因焊缝较长，焊接工作量大，一般采用4～6个人分段对称退步焊的焊接方法进行焊接，多人焊接时，多人的焊接速度应基本保持一致；外环后段与水平支撑之间的主焊缝、外环后段、流道里衬与上、下支柱之间的主焊缝焊接时，用直径3.2mm的焊条，采用分层分道焊接的方式进行焊接，同时焊接时用风铲锤击以消除焊接应力。

经过对管形座焊前、焊后的各项测量数据分析，管形座焊接，未对管形座造成较大变形，各项数据指标均在可控范围，焊接对法兰面平面度的变形影响在0.1mm以内。

三、结语

通过对桑河二级水电站八台灯泡贯流式水轮发电机组管形座的安装、焊接工艺的分析、调整，取得了较为满意的效果，对以后灯泡贯流式水轮发电机组管形座的安装具有借鉴意义。

参考文献：

[1]东方电机有限公司《桑河二级水电站管形座安装手册》