水电站压力钢管焊接工艺评定分析

李小勇

摘   要：随着我国社会经济的不断发展，水电站压力钢管焊接的工艺得到了不断的创新，我国焊接规范中也有以下规定：钢材的强度等级越高，做效应热处理的钢板的厚度就应该越薄。根据水电站压力钢管焊接的特点，本文总结出了一套工艺评定分析的流程和方法，希望能够提供一点参考价值。

关键词：水电站  压力钢管  焊接工艺  评定分析方法

中图分类号：TV523                                 文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）05（c）-0097-02

在现代社会中，水电站压力钢管的材质已经由普通的低级碳钢换成了低合金钢等高强度钢，水电站压力钢管中，由于其引水系统的压力钢管面临的高水头压力往往较大，所以钢管焊接的质量直接影响了后期水道是否能够安全运行。在正式焊接之前对压力钢管焊接的工艺就是分析评价不同的钢板材料以及焊接材料等，选择最为科学、合理的焊接工艺，能让后期的生产具有良好的理论指导依据。

1  工程概况

本文所研究的某水电站位于新疆，该工程由混凝土拱坝、水垫塘及二道坝、发电引水系统和生态放水洞、过鱼建筑物等组成。发电引水系统压力钢管由上平段、上弯段、斜直段、下弯段、下平段组成，主管内径5.8m。压力钢管制造用钢板材质有2种：Q345R和07MnMoVR高强钢。其中Q345R板厚有8～20mm，合计352t;高强钢07MnCrMoVR板厚有18～52mm共18种规格，合计1496t。

由于施工的环境比较恶劣，而要想保证后期水电站内压力钢管的焊接质量，有效将施工成本降低，前期的选择并评定钢管焊接工艺的工作就变得非常重要。一定要重视工程焊接工艺的评定工作，让其发挥出最大化的作用，才能保证我国水电站正常运行的质量。

2 水电站压力钢管焊接工艺评定的项目以及选择的焊接方法

2.1 水电站压力钢管焊接工艺评定试验的项目

水电站在建设的过程中，多次对压力钢管进行了评定焊接工艺的工作，主要进行的材质焊接评定工作包括：评定Q345R的低合金钢的焊接工艺，07MnMoVR高强钢的焊接工艺以及Q345R低合金钢和07MnMoVR高强钢的异种钢焊接工艺等。对焊接方法进行焊接评定工作包括：焊条电弧焊、埋弧自动焊等。这些焊接的方法在水电站压力钢管焊接工作中都比较适用，是水电行业在施工过程中比较常用的一些焊接方法，为了保证其能够有效在生产中使用，就需要对其进行一定的焊接工艺评定的工作，让工艺的参数更加准确。

2.2 选择合适的水电站钢管焊接方法

水电站在进行焊接工作的过程中，往往会受到施工场地环境条件的影响，所以焊接方法在选择的过程中就会受到环境条件的限制。不同的焊接方法有着不同的优点和缺点，比如焊条电弧焊的优点可以全位置进行焊接，而其缺点就是劳动的效率较低，使用的成本较高;埋弧焊的优点是效率高，质量优，但是却只能进行平焊位，具有一定的局限性;埋弧自动横焊的优点包括效率高、能避免钢管翻身等内容，但是却只能进行横焊位，且该技术还不成熟，所以该类焊接方法主要用于两大节钢管环缝焊接的场合中。

3  评定水电站压力钢管焊接的工艺

3.1 评定的流程

首先需要编制和审批焊接工艺的评定指导书，准备好相关的焊接工艺的评定工作，如果在评定的过程中发现有不合格的现象，则需要及时修改工艺的参数，进行试验数据的处理，最后编制并审批焊接工艺评定的报告编制，对钢管焊接工艺进行评定还要检测试板焊接的外观和质量。

3.2 对钢材的性能进行评定

在前期，进行焊接工艺的评定工作主要就是将焊接工艺的参数、焊接设备的配合以及焊接温度的控制和焊接坡口的形式等问题解决好，让正式的焊接工作拥有良好的工艺保证。因为在水电站的引水系统中采用的5.8m的压力钢管的类型是Q345R和07MnMoVR高强钢，本文主要对Q345R低合金钢的力学性能和工艺性能进行了研究。

评定Q345R低合金钢的力学性能和工艺性能：

该类钢材的生产厂家为八一钢铁厂，钢材最大的板厚为20mm，其主要的化学成分包括C、Si、P、S等，Q345R低合金钢的化学成分以及化学性能、工艺性能如表1和表2所示。

3.3 对焊接材料的性能进行评定工作

焊接材料对焊缝的质量有着直接的影响，所以需要有效结合现场焊接的实际情况选择合适的焊接材料，保证焊接材料与母材相匹配，由于焊接材料中P、S的含量会影响熔敷金属的化学性能，因此需要特别重视这个方面。焊接材料检验的结果满足要求。

3.4 对焊接坡口的有关设计

对焊接的坡口进行合理的设计能在一定程度上保证焊接的质量，水电站的压力钢管在焊接的过程中，受到钢板板厚、强度以及现场施工条件的影响，焊接施工非常困难，所以在设计焊接的坡口时，应该有效结合施工的实际条件，在保证质量的情况下，不断提高焊接的效率，从而将焊接工作人员的劳动强度降低。

3.5 焊接工艺最终评定的结果

根据国家相关的规范要求，在进行焊接工艺评定的试验项目中，需要对钢管进行硬度、侧弯、冲击以及拉伸等的试验，并拍摄各个试验3张照片，将力学性能测试的过程全面反映出来，并保存好相关的影像资料，为以后的试验提供一定的数据基础。

3.6 制定焊接工艺的评定规程

在制定焊接工艺的评定规程中首先要制定出焊接工艺的参数，其次要确定焊接层的道數，其中制定焊接工艺参数的过程中，需要根据相关焊接工艺评定的最终结果，将焊接工艺指导书中的焊接参数进行调整优化，主要是优化电流、电压、线能量等方面的参数，将其编制成科学、合理的焊接工艺规程，有效指导后期的焊接施工工作。

4  结语

在水电站压力钢管焊接施工中，其焊接工艺是影响焊接质量的直接因素，所以焊接施工人员应该根据水电站压力钢管的特点以及焊接工艺评定的结果，合理选用焊接工艺，让其作用最大化发挥出来，并且国家也要重视焊接工艺评定的工作，规范焊接工艺评定的准则，让水电站压力钢管焊接技术迈向新高度，做到与国际接轨，促进我国实现可持续发展的目标。

参考文献

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