水电站压力钢管制造工艺浅析

周焰春

[摘 要]本文以斯里兰卡Moragahakanda首部水库枢纽工程G1A&G1B、G2&G3号机组压力钢管为例，从压力钢管的制造、焊接、防腐等方面介绍了各项施工方法及注意事项，旨在供有关压力钢管制造参考。

[关键词]压力钢管 制造 焊接 防腐

中图分类号：TV547.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）33-0326-01

1 概述

斯里兰卡Moragahakanda首部水库枢纽工程规划Moragahakanda 坝形成最高水位为海拔185.0 米，有效库容为5.2亿立方米的水库，电站装机容量2×7.5MW+2×5MW，总装机容量为25MW。包含G1A&G1B、G2&G3号机组压力钢管各2套，约重218.89t，压力钢管由方变圆段、直管段、弯管段、锥管段等组成。压力钢管及灌浆孔补强板、加劲环、支承环等附件均采用Q345C（Ⅰ级探伤板）级别的钢材。

2 压力钢管制造

2.1 划线

a）纵向焊缝不应布置在压力钢管横断面的水平轴线和铅垂轴线上，且与上述轴线间的夹角应满足规范要求。

b）相邻管节的纵缝距离应大于板厚的5倍且不小于300mm。

c）同一管节，相邻纵缝间距不应小于500mm。

d）环缝间距，直管不应小于500mm；弯管、渐变管等结构不宜小于10倍管壁厚度或300mm。

2.2 坡口加工

a）Q345C级钢板切割和刨边应采用半自动切割或刨边机加工。

b）切割和刨边面的熔渣、毛刺和缺口，应用砂轮磨去，所有板材加工后的边缘不得有裂纹、夹层和夹渣等缺陷。

c）压力钢管安装环缝坡口，应在制造厂用半自动切割或机械加工好。

d）坡口加工完毕应立即涂刷无毒，且不影响焊接性能和焊接质量的坡口防锈中间涂料。

2.3 卷板

a）卷板方向应和钢板的压延方向一致；

b）卷板前或卷制过程中，应将钢板表面已剥离的氧化皮和其它杂物清除干净；

c）卷板后，将瓦片以自由状态立于平台上，用样板检查弧度；

d）卷板时，不得用金属锤直接锤击钢板；

e）拼焊后，不宜再在卷板机上卷制或矫形。

2.4 钢管管节组装和组焊

a）在压力钢管管节上加焊和拆除卡具、吊耳等附加物时，应注意不伤及母材，焊接部位应保证起吊时压力钢管不受损伤和产生过大的局部应力。

b）压力钢管对圆应在刚性平台上进行，管口平面度偏差应满足DL/T5017要求。

c）压力钢管对圆后，其实测周长与設计周长极限偏差，相邻管节周长偏差应满足DL/T5017要求。

d）纵缝焊接完后，应测量两端管口的实际外周长，并在相应管口边缘部位作出实际外周长的数字标记。

e）单节压力钢管长度与设计长度之差的极限偏差±5mm。

f）压力钢管管壁预留灌浆孔宜在卷板后制孔。

3 压力钢管焊接

3.1 焊接的工艺要求

3.1.1 焊前清理

所有拟焊面及坡口两侧各10mm～20mm范围内的铁锈、熔渣、油垢、水迹及其它杂物应清除干净，每一焊道焊完后也应及时清理，检查合格后再焊。

3.1.2 定位焊

应采用已批准的方法进行组装和定位焊。定位焊不准焊在纵向焊缝上。Q345C级钢板的定位焊不得保留在一类焊缝内。

3.1.3 生产性施焊

1、施焊前，应对主要部件的组装进行检查，有偏差时应及时予以校正。

2、为尽量减少变形和收缩应力，在施焊前选定定位焊焊点和焊接顺序应从构件受周围约束较大的部位开始焊接，向约束较小的部位推进。

3、双面焊接时，在其单侧焊接后应进行清根并打磨干净，再继续焊另一面。对需预热后焊接的钢板，应在清根前预热。

4、双面焊缝单侧焊接后应进行背面清根。若用碳弧气刨清根，清根后应磨除渗碳层和刨槽表面缺欠。对需要预热焊接的焊缝，气刨清根前应预热。

5、在制造车间施焊的纵缝和环缝，宜采用埋弧自动焊。

6、纵缝焊接应设引弧和断弧用的助焊板：严禁在母材上引弧和断弧；焊缝的引弧和断弧应在坡口内进行。

7、多层焊的层间接头应错开30mm以上。

8、每条焊缝应一次连续焊完，当因故中断焊接时，应采取防裂措施。在重新焊接前，应将表面清理干净，确认无裂纹后，方可按原工艺继续施焊。

9、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。

3.2 焊缝检验

3.2.1 外观检查

所有焊缝均应进行外观检查，外观质量应符合DL/T5017的规定。

3.2.2 无损探伤

1、一般要求

1） 进行探伤的焊缝表面的不平整度应不影响探伤评定。

2） 对有延迟裂纹倾向的钢材，无损检测应在焊接完成24h后进行。

3） 焊缝局部无损检测检查若发现有不允许缺欠，应在缺欠的延伸方向或在可疑部位作补充探伤检查；若经补充探伤仍发现有不允许缺欠，则应对该焊工在该条焊缝上所施焊部位或整条焊缝进行探伤。

4） 对于超声波探伤和射线探伤无法检测到的部位，应采用磁粉探伤或着色渗透探伤进行检测。

2、检验方法和抽查率

焊缝无损探伤应按超声波探伤、一类焊缝、100%的抽查率确定，并应抽查到每个焊工的施焊部位。

4 压力钢管防腐

4.1 表面预处理endprint

1、钢管表面涂装前，必须进行表面预处理。在预处理前应将铁锈、油污、积水、遗漏的焊渣和飞溅等附着污物清除干净。

2、埋管及明管的内、外壁采用涂料或金属喷涂时，除锈等级应达 Sa2.5级。

3、预处理后，表面粗糙度应达到40μm～70μm。

4、表面预处理采用喷射或抛射除锈，所用的磨料应清洁、干燥。喷射用的压缩空气应经过滤，除去油、水。

5、当空气相对湿度高于85%，环境温度低于5℃和钢材表面温度低于露点以上3℃时，不得进行表面预处理。

4.2 涂装施工

4.2.1 一般要求

1、施涂前，应根据施工图纸要求和涂料生产厂的规定进行工艺试验。

2、组焊后的管节及其附件应在车间内完成涂装；现场安装焊缝及表面涂装损坏部位应在现场进行补充涂装。

3、经除锈后的钢材表面宜在4h内完成涂装；在晴天和正常大气条件下，最长不应超过12h。

4、涂装材料的品种以及层数、厚度、间隔时间、调配方法等均应严格按施工图纸要求执行。

5、当空气中相对湿度超过85%、钢材表面温度低于大气露点以上3℃或高于60℃以及环境温度低于10℃及产品说明书规定的不利环境时，均不得进行涂装。

4.2.2 涂料涂装

1、钢管内壁、外壁及加劲环喷涂：应严格按施工图纸和规范要求执行；

2、钢管节应在安装环缝两侧各200mm范围内和灌浆孔及排水孔周边100mm范围内，涂装车间底漆。待安装焊接完成，并按规定进行表面预处理后，方可进行涂装。

3、施涂过程中，要特别注意防火、通风、保护工人健康。

4.3 涂层质量检验

1、涂料涂层质量检验

a）涂料涂层质量检验应遵守DL/T5358的规定。

b）涂装后进行外观检查，应表面光滑、颜色一致、无皱皮、起泡、流挂、针孔、裂纹、漏涂等缺陷。涂层厚度应基本一致 ，粘着牢固，不起粉状。

c）涂装时如发现漏涂、流挂、皱皮等应及时处理，并用干膜测厚仪测定干膜厚度；每层涂装前对上一层涂层外观进行检查。

2、漆膜厚度不足或有针孔，返工固化后，应复查。不合格的要再次返修，直至合格为止。

5 结语

该压力钢管制造工艺成功地应用于斯里兰卡Moragahakanda首部水库枢纽工程G1A&G1B、G2&G3号机组压力钢管的生产制造，并且一次性通过出厂验收。满足了斯里兰卡高标准的制造质量要求，产品质量得到斯里兰卡业主、第三方见证机构（BV公司）的高度好评，为企业赢得了信誉。

参考文献

[1] 韩孟均；亭子口水利枢纽引水压力钢管制作安装[J]；水力发电金属结构；2013，39（6）：63-66.

[2] 楊振先，庞辉，范先明；龙滩水电站高强度钢压力钢管制造质量控制[J]； 水力发电；2007，33（4）：73-74.endprint