燈泡貫流式機組管形座安裝工藝分析

畢福強

【摘要】燈泡貫流式機組管形座安裝是燈泡貫流式水輪發電機組安裝的難點，管形座法蘭面的平面度和垂直度難以保證。本文對柬埔寨王國桑河二級水電站燈泡貫流式機組管形座安裝工藝、管形座外環焊縫焊接順序進行了調整，保證管形座安裝后整體質量滿足規程、規范和廠家技術指標的要求。

【關鍵詞】管形座；法蘭面；平面度；內環；外環前段；外環后段；流道里襯

桑河二級水電站位于柬埔寨王國上丁省，電站總共安裝8臺50MW泡燈貫流式水輪發電機組。管形座由下立柱、內環下瓣、內環上瓣、上立柱、外環前段、外環后段和流道里襯組成。管形座外環直徑8260mm，內環直徑3924mm。

一、管形座拼裝、安裝、調整工藝

管形座尺寸較大，受運輸條件限制，制造廠制作時將管形座分為下立柱、內環下瓣、水平左支撐、水平右支撐、內環上瓣、上立柱、外環前段分為四瓣、外環后段分為四瓣、流道里襯分為四瓣發運到工地，工地對管形座進行組拼、安裝、調整。因土建混凝土施工和廠房結構的需要，桑河二級水電站先安裝尾水管，然后再安裝管形座。

管形座拼裝：在安裝間將管形座內環下瓣與下立柱、水平支撐拼裝后，焊接為一體。吊入機坑進行安裝；將管形座內環上瓣與上立柱拼裝后，焊接為一體，吊入機坑與管形座內環下瓣用螺絲組合為整體。將管形座外環前段在安裝間組成整體吊入機坑進行安裝，外環后段和流道里襯則分瓣吊放機坑，在機坑內進行組拼。

管形座安裝調整：1、管形座內環安裝調整：由于尾水管已經安裝并澆筑混凝土，為保證管形座安裝的相對精度，管形座安裝用的中心、高程則以尾水管法半面中心、高程為基準進行放設。在管形座內環下瓣吊入機坑前，先將外環后段和流道里襯下部吊入機坑進行臨時固定，這樣可以減少吊裝難度。管形座內環下瓣吊入機坑后，先對其里程、中心、高程偏差進行初步調整，保證其與尾水管法蘭面的里程誤差在0～2mm，中心偏差在±1mm內，高程誤差在±1mm內，合格后，打緊管形座的地腳螺栓，并將管形座水平支撐按設計要求進行初步加固，對管形座內環下瓣安裝尺寸進行復查；吊裝管形座內環上瓣與管形座內環下瓣組裝，調整其組合面的錯牙，合格后按照設計要求力矩對組合螺栓進行擰緊；檢查管形座內環法蘭面的平面度、圓度、垂直度、到尾水管法蘭面的里程、中心、高程，合格后對管形座的水平支撐進行加固。管形座內環法半面平面度、垂直度用經緯儀和內徑千分尺進行檢查；同時管形座內環法蘭面的垂直度，采用吊鋼琴線用內徑千分尺和耳機進行測量復核。2、管形座外環前段安裝調整：管形座外環前段在安裝間組裝成整體，翻身后吊入機坑套在管形座內環上，安裝管形座外環前段與管形座內環支間的支撐管，調整支撐管上的調整螺栓，使外環法蘭面與內環法蘭面同心，同時要保證內環法蘭面與外環法蘭面的間距偏差在設計值的±0.5mm以內，安裝外環與尾水管二期混凝土埋板里的水平調整支撐管，進行外環法蘭面的平面度調整；外環法蘭面的中心、高程、里程、平面度調整合格后，安裝外環前段的底部支撐和周向的拉緊器，將外環進行固定，為保證外環加固的可靠性，在原廠家設計的加固基礎上，再適當增加加固支撐。3、管形座外環后段的安裝：將管形座外環后段下部的瓦塊吊起與外環前段進行拼裝，調整其錯牙，合格后對焊縫進行點焊固定，外環后段下部的瓦塊與管形座水平支撐之間的焊縫和與下立柱之間的焊縫不能進行直接點焊固定，應焊接花藍螺栓或用其它方式進行固定，這樣可以保證管形座外環后段與管形座下立柱、水平支撐之間可以少量的位移，在焊接外環前段和外環后段的焊縫時，焊縫收縮應力將外環后段向前拉，而不會使外環前段法蘭面發生變形和位移，有利于焊接變形控制。用同樣的方法將外環后段上部的瓦塊與外環前段進行拼裝。4、流道里襯安裝：將流道里襯下部的瓦塊吊起與外環后段進行拼裝，調整其焊縫錯牙，合格后對其進和行點焊固定，同樣流道里襯與管形座下立柱和水平支撐之間的焊縫不能直接進行點焊，應采用其它方法進行固定，流道里襯全部拼裝完成后，對管形座內環法蘭面、外環前段法蘭面尺寸進行復測，合格后交電焊進行焊縫的焊接。

二、管形座焊接工藝分析

焊縫焊接后，焊縫會不同程度的進行收縮，這樣會造成管形座內環法蘭面、外環前段法蘭面不同程度的變形，因此對管形座外環前段與外環后段、外環后段與流道里襯以及外環后段和流道里襯與管形座下支柱、上支柱、水平支撐之間焊縫焊接順序和焊接工藝的控制是保證管形座安裝尺寸前提。柬埔寨桑河二級水電站對管形座的焊縫焊接順序和焊接工藝進行了分析，制訂了合理的焊接順序和工藝，取得了比較好的效果。

根據桑河二級水電站管形座的結構特點，管形座焊縫焊接采取了以下焊接順序：第一步焊接管形座外環前段與外環后段之間的環縫；第二步焊接流道里襯的縱縫；第三步焊接外環后段與流道里襯之間的環縫；第四步外環后段與管形座水平撐之間的焊縫采用在焊縫外側增加焊縫背板的方式，因背板是角焊縫同時只進行封水焊，焊接工作量小，角焊焊接收縮量小，便于焊接變形控制，外環后段與管形座水平支撐之間的主焊縫待混凝土澆筑之后再進行焊接； 第五步外環后段與上、下支柱之間的焊縫、流道里襯與上、下支柱之間的焊縫采用增加背板的方式進行封水焊，增加的背板先焊接與管形座上、下立柱進行焊接，然后焊接背板與管形座外環后段、流道里襯之間的角焊縫，這樣焊接的好處是角焊縫焊接焊縫的收縮量小，便與控制焊接變形，管形座外環后段、流道里襯之間的主焊縫待管形座混凝土澆筑完成后再進行焊接。環縫因焊縫較長，焊接工作量大，一般采用4～6個人分段對稱退步焊的焊接方法進行焊接，多人焊接時，多人的焊接速度應基本保持一致；外環后段與水平支撐之間的主焊縫、外環后段、流道里襯與上、下支柱之間的主焊縫焊接時，用直徑3.2mm的焊條，采用分層分道焊接的方式進行焊接，同時焊接時用風鏟錘擊以消除焊接應力。

經過對管形座焊前、焊后的各項測量數據分析，管形座焊接，未對管形座造成較大變形，各項數據指標均在可控范圍，焊接對法蘭面平面度的變形影響在0.1mm以內。

三、結語

通過對桑河二級水電站八臺燈泡貫流式水輪發電機組管形座的安裝、焊接工藝的分析、調整，取得了較為滿意的效果，對以后燈泡貫流式水輪發電機組管形座的安裝具有借鑒意義。

參考文獻：

[1]東方電機有限公司《桑河二級水電站管形座安裝手冊》