水電站工程壓力鋼管施工簡介

劉萬榮 張晉

【摘要】本文結合新疆開都河小山口二級水電站工程壓力鋼管的現場管理，從本電站壓力鋼管制作的原材料準備、現場制作與安裝、焊接及焊縫檢測等方面做了簡要闡述，在類似的工程壓力鋼管施工中可供參考、借鑒。

【關鍵詞】壓力鋼管；制作與安裝；焊縫檢測

1、工程簡介

新疆開都河小山口二級水電站工程位于巴音郭楞蒙古自治州和靜縣境內開都河下游，電站引水渠道總長6096.0m，流量196.5m3/s，渠道底坡i=1/5000，裝機容量49.5MW，保證出力11.42MW，多年平均有效發電量2.16億kW·h。

壓力鋼管由上彎段、斜直段、下彎段及下平段組成，起點為壓力前池引水口之后，上與混凝土的漸變段相連，下與機組前的鋼管相連，引水管段進出口的高程落差23.2m，坡度為1：1.75。壓力鋼管采用明敷形式布置，一管一機共三條，進口段三條壓力鋼管中心間距10.8m，接機組段管中心間距15m；制作材料采用Q235C鋼板，壁厚12mm，加勁環厚度為16mm，內徑3900mm，機組段鋼管內徑4000mm；壓力鋼管制安總長度為249m，總重量為326.43 t，總管節數為135節。

2、制作場地布置

小山口二級水電站工程壓力鋼管制作場布置為：加工制作區、防腐區及其它工作區等，總占地面積約2400m2（20m×120m），其中加工制作區面積為1600m2（20m×80m），劃分鋼板劃線下料區、卷板工作區、縱縫焊接區、鋼管組圓區、校正工作區、加勁環安裝焊接工作區（兼作縱縫探傷使用）、鋼板存放區、半成品存放區等，其余800m2為壓力鋼管防腐區及其它工作區。

3、壓力鋼管制作

本電站工程壓力鋼管制作包括直管、彎管及其加勁環等制作、焊接和防腐，主管內徑為3.9m～4.0m，采用整張鋼板卷制而成，可單節或2節拼接（拼接最長為4.0m）出廠。

3.1 制作工藝流程

制作工藝流程為：鋼板檢驗→排料劃線→鋼板及坡口切割→鋼板端頭預彎→鋼板卷制→縱縫焊接、檢測→調圓→裝焊加勁環→環縫拼裝、焊接→檢測、整體驗收→除銹及涂裝→標記→驗收出廠。

3.2 材料準備

結合設計施工圖紙及工程建設進度編制材料采購計劃（含主材、輔材和耗材等），選擇三家以上質量信譽可靠的材料供應商評定，選定最優方簽訂材料供貨合同。每批材料進場后進行入庫驗收，廠家必須提交相應的產品質量證明書和合格證，承包人按照相關要求進行抽樣檢驗，并將檢驗結果和相關質量證明書等資料上報監理審批后使用。

進場材料結合廠家說明書和相關規定，按類別分類存放，設置標識牌，采取防雨措施，防止銹蝕或變形。

3.3 壓力鋼管放樣、制作

1）嚴格按照設計施工圖紙要求繪制鋼板排料圖，注意鋼管分片位置應滿足同一管節及相鄰管節焊縫的相關要求，控制好相鄰管節的縱縫間距離應大于板厚的5倍，且不小于300mm；同一管節上相鄰縱縫間距不應小于500mm；直管環縫間距不應小于500mm；采用油漆分別標出鋼管分段、分節、分塊的編號，水流方向、水平和垂直中心線，坡口角度以及切割線等符號。

2）鋼板切割、加工破口采用數控切割機或自動、半自動氧氣-乙炔火焰切割機切割，縱、環縫坡口形式均為V型，縱縫坡口夾角控制在65～70度左右，鈍邊為4mm；環縫坡口夾角控制在65度左右，鈍邊為3mm。

3）鋼板端頭預彎采用加襯墊的方式在卷板機上進行，襯墊為事先按一定弧度卷成的鋼制專用胎模，預彎后鋼板端頭弧度用樣板檢查達到設計要求。

鋼板卷制采用30×2500mm卷板機卷制成型，卷制方向和鋼板壓延方向保持一致，鋼板經多次卷制，用樣板檢查弧度，至達到設計弧度。為防止弧面扭曲，利用拉對角線的方法進行校核。

3.4 縱縫焊接、檢測

鋼管縱縫焊接在埋弧焊接工位的托輥平臺上采用埋弧自動焊機進行焊接。焊接時設置引弧和斷弧用的助焊板，嚴禁在母材上引弧和斷弧，定位焊的引弧和斷弧在坡口內進行。縱縫按相關要求進行超聲波檢測，焊縫出現缺陷時，及時處理補探。

3.5 調圓

縱縫焊接完成吊至調圓平臺，局部用自制的100t壓力機進行校圓。鋼管調圓后，各項指標滿足表1要求。

3.6 裝焊加勁環

對與調整校正后的管節進行加勁環焊接，加勁環的內圈弧度用樣板抽查，與鋼管外壁的局部間隙應嚴格控制，不應大于3mm，以免焊接引起管壁局部變形，直管段的加勁環組裝的極限偏差滿足表2的要求。加勁環與管壁角焊縫的焊接采用手工焊，加勁環的對接焊縫應與鋼管縱縫錯開200mm以上。

3.7 防腐、質量驗收及出廠

已制作成型檢測合格的管節吊至防腐區，利用方木鋪設平穩，需防腐部位使無塵、無焊渣、無毛刺等，所用磨砂潔凈、干燥，噴射用的壓縮空氣應經過過濾，除去油水。噴射除銹嚴格按照安裝鋼管防腐除銹工藝執行。涂裝完成后，進行對涂裝自驗檢查，合格后吊至存放區。

管節制作完成后，施工方向監理人員提交出廠驗收申請單（附管節清單、質量檢驗合格證、焊縫質量檢測報告及焊縫缺陷處理記錄等相關自驗資料），監理工程師審查同意后，組織相關人員對已制作完成的管節及附件進行聯合檢查驗收，驗收合格后由監理單位簽發出廠合格證，以便運至現場安裝。

4、管節焊縫焊接檢測、防腐

壓力鋼管焊縫包括主要受力和次要受力焊縫，分為一、二、三類焊縫，焊接、無損檢測人員和質量評定人員嚴格要求，按DL/T679、SL35或《鍋爐壓力容器壓力鋼管焊工考試與管理規則》從事焊接人員考試合格，并持具有相應主管部門簽發的焊工合格證；無損檢測人員必須持有國家專業部門簽發的資格證書；焊縫質量評定由Ⅱ級或Ⅱ級以上的檢測人員擔任。

焊縫焊接完成24h后進行焊接外觀檢查和無損探傷檢測。無損檢測抽查率為：一類焊縫超聲波抽查率為100%，二類焊縫超聲波抽查率為50%。無損檢測部位包括全部T型接頭及每位焊工所焊焊縫的一部分。在焊縫局部探傷時，如發現缺陷，在缺陷方向或在可疑部位作補充探傷，如經補充探傷仍發現有不允許缺陷，對該焊工在該條焊縫上所施焊的焊接部位或整條焊縫進行探傷。

管節安裝焊接驗收完成后，進行管壁防腐處理，主要是焊縫兩側和鋼管內外壁安裝損傷部位。防腐前，對需要防腐部位的焊渣、毛剌、油脂等污物清理干凈，防腐工作由專職防腐人員按照相關規定要求進行，完成后進行自檢，合格后會同監理工程師對防腐質量檢查驗收。

5、質量檢查與驗收

壓力鋼管制做與安裝過程中，施工方主動申請監理工程師全程跟蹤，尤其是對于每條焊縫進行全面檢查驗收，對于不合格部位返工處理重新補焊合格為止，每道驗收記錄必須由監理工程師簽字認可。

結合本電站工程實際特點，壓力鋼管制作與安裝過程中具有一定的特色，在保證工程安全、質量的前提下，加快了工程建設進度，為后續工程建設管理提供了經驗。

參考文獻：

[1]本水電站工程設計相關文件及要求；

[2]《壓力鋼管制造安裝及驗收規范》（DL5017-2007）；

[3]《水工金屬結構防腐蝕規范》（SL 105—2007；

[4]《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》（GB 11345—89）。

作者簡介：

劉萬榮，男，漢族，甘肅臨洮，新疆巴州新華水電開發有限公司，工程師，主要從事水利工程技術質量管理工作。

張晉，女，漢族，甘肅，主要從事工程技術及資料整理工作。