水電站壓力鋼管制作安裝施工方法及質(zhì)量控制

張廣力，魏虎明，王洋洋

中國水利水電第四工程局有限公司，青海 西寧 810007

在水電站建設(shè)工程施工過程中，由于壓力鋼管的安裝過程比較復(fù)雜，投資成本較大，時(shí)間較長，易受到各種自然環(huán)境和人為因素的影響，能否在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)安裝并穩(wěn)定運(yùn)行，取決于其施工安裝措施和施工質(zhì)量水平。因此，在壓力鋼管安裝施工過程中，有必要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。其中，如何控制施工質(zhì)量和安裝措施是值得施工企業(yè)管理人員深思的問題。

1 水電站壓力鋼管生產(chǎn)流程

水電站壓力鋼管生產(chǎn)流程如下：原材料入廠檢驗(yàn)→邊緣區(qū)域無損檢測→畫線和標(biāo)識(shí)→切割→加工坡口→預(yù)彎和卷板→檢驗(yàn)和取圓→焊接工藝鑒定→焊接和檢驗(yàn)→除銹、底漆→噴漆和防腐→運(yùn)輸。

2 壓力鋼管的制作安裝條件及要點(diǎn)

2.1 壓力鋼管的制作安裝條件

壓力鋼管屬于耐壓耐腐蝕的高性能材料，其中選材制作、剪裁拼裝、組裝防護(hù)等一些技術(shù)運(yùn)行都必須按照國家規(guī)定的條件開展，每個(gè)技術(shù)操作程序都有專門的安全操作指導(dǎo)書。并且，對(duì)于人身安全保障工作都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，還有專業(yè)的工程技術(shù)人員全程監(jiān)督。水電站設(shè)計(jì)的文件、圖紙以及流程都已經(jīng)向相關(guān)部門報(bào)備，在得到多方認(rèn)可的條件下方可開展相關(guān)工作。

2.2 壓力鋼管的制作安裝要點(diǎn)

（1）劃線編寫號(hào)碼。用專業(yè)的劃線設(shè)備標(biāo)寫出切割線、水流方向、內(nèi)外弧度值等相關(guān)數(shù)據(jù)，遵循一定的順序序號(hào)，避免在后續(xù)制作中發(fā)生混亂而影響工期進(jìn)度。

（2）鋼板切割。切割鋼板時(shí)應(yīng)用中性火焰，并控制好火焰溫度、氧氣壓力以及切割程度，使鋼板切口比較平整，切割時(shí)還需注意沿切割線把握好尺度，盡可能確保切割的鋼板長度符合標(biāo)準(zhǔn)，以免影響后續(xù)的加工制作。

（3）坡口制備。坡口制備的過程中通常使用火焰切割。火焰切割成本低、效率高，便于操作。火焰切割加工完的切口為直邊，厚板宜加工為雙面坡口，以控制其填充量。個(gè)別情況下，因設(shè)計(jì)原因，一些埋管段背面預(yù)留空間太小，人員無法在背部操作，無法清根，只能進(jìn)行單面焊接。為了確保縱、環(huán)縫的焊接質(zhì)量，應(yīng)采用單面焊雙面成形技術(shù)。由于坡口加工的精度比較重要，此段鋼管的坡口加工需要用刨邊機(jī)加工成U形坡口，并且需采用角度樣板，控制角度的誤差，實(shí)現(xiàn)單面焊接、雙面成型的效果。

（4）坡口打磨處理與防銹處理。切割坡口時(shí)，火焰的高溫使得切口會(huì)產(chǎn)生氧化反應(yīng)，生成一層氧化膜，將加強(qiáng)其脆性，如果不予以清除就進(jìn)行焊接，會(huì)造成鋼管縫隙的韌性下降、脆性加強(qiáng)，形成安全隱患，一旦發(fā)生相關(guān)問題，將損耗大量的財(cái)力、物力，影響工程質(zhì)量。

（5）就位與安裝。采用適宜規(guī)格的千斤頂和與鋼管外壁弧度一樣的托梁進(jìn)行安裝單元，使安裝單元和到位臺(tái)車之間相連接，在加勁圈前后安裝2個(gè)鐵楔。把鋼絲繩系在安裝單元上，經(jīng)過絞車將其引到安裝位置。在安放過程中，可以利用手葫蘆與千斤頂將安裝單元的位置安排到位，再進(jìn)行穩(wěn)固及焊接等操作。

（6）埋管段安裝。在地埋管斷面的安裝過程中，應(yīng)該按照安裝的真實(shí)情況開展施工。如果管道斷面受到上部空間量的制約，則需要?jiǎng)?chuàng)建專門途徑，同時(shí)利用滑脫方式擴(kuò)大安裝埋管范圍。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，通過在滑軌上滾動(dòng)提升機(jī)，能確保陡坡斜壓鋼管的順利安裝。同時(shí)，在安裝過程中，可以應(yīng)用滑靴支架和托盤軸承。當(dāng)正壓和摩擦因數(shù)發(fā)生變化時(shí)，壓力鋼管的摩擦阻力也會(huì)隨之發(fā)生變化，并將改變滑動(dòng)速度，從而引起異常問題的發(fā)生。對(duì)于這種情況可采用上1、下2點(diǎn)的螺栓吊掛形式，并通過提升機(jī)的每個(gè)螺栓點(diǎn)來調(diào)節(jié)壓力鋼管，以確保運(yùn)輸平穩(wěn)、可靠和施工安全。

（7）明管段安裝。壓力鋼管明管段大管徑鋼管通常使用移動(dòng)式汽車吊裝，小管徑鋼管可以借助土建作業(yè)的塔機(jī)實(shí)現(xiàn)，這兩種方法都是根據(jù)土建作業(yè)進(jìn)度進(jìn)行安裝，能保證汽車吊的回轉(zhuǎn)半徑都在吊裝范圍內(nèi)。個(gè)別情況下，會(huì)一次性完成土建作業(yè)，導(dǎo)致壓力鋼管無法跟隨進(jìn)度安裝，需使用大起重量移動(dòng)式履帶吊完成吊裝，如埃塞俄比亞復(fù)興大壩金結(jié)項(xiàng)目，土建提前完成了相關(guān)作業(yè)，即使使用500t移動(dòng)式汽車吊也無法吊裝，只能改為450t履帶吊完成相關(guān)作業(yè)。

3 施工質(zhì)量控制對(duì)策

3.1 按照施工特點(diǎn)、施工合同及圖紙要求進(jìn)行操作

施工應(yīng)按照施工特點(diǎn)、施工合同及圖紙要求進(jìn)行，以符合相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。按照《壓力鋼管安裝制造及驗(yàn)收規(guī)范》（DL/T 5017—2007），施工設(shè)計(jì)圖紙、施工規(guī)劃、《焊接作業(yè)指導(dǎo)書》和《焊接技術(shù)指導(dǎo)書》展開壓力管道鋼管的轉(zhuǎn)運(yùn)、安裝、焊接以及驗(yàn)收等。嚴(yán)格審核來料質(zhì)量和設(shè)施設(shè)備性能。利用國內(nèi)正規(guī)廠家開發(fā)的焊機(jī)和焊接材料，并烘烤保溫焊條。焊工應(yīng)持有上崗證書，應(yīng)用適當(dāng)?shù)碾娏鳌⒖茖W(xué)合理的焊接方法進(jìn)行焊接，并配置專職人員負(fù)責(zé)電氣設(shè)備和線路的維修與保養(yǎng)，以便確保焊接的質(zhì)量。管理人員要根據(jù)圖紙和施工組織規(guī)劃，列出項(xiàng)目的關(guān)鍵點(diǎn)，從而對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行管理，提高施工項(xiàng)目的整體質(zhì)量。技術(shù)人員按照設(shè)計(jì)圖紙分解工程質(zhì)量總體目標(biāo)，確定自身的職能和權(quán)利，做好技能分工，將質(zhì)量管理工作落到實(shí)處。

3.2 以預(yù)防為中心，做好各項(xiàng)措施

以預(yù)防為中心，做好安裝施工的事前主動(dòng)控制、事后主動(dòng)檢查和嚴(yán)格控制的主動(dòng)預(yù)防措施。在進(jìn)行鋼管安裝前，需對(duì)鋼管安裝所用到的設(shè)備、儀器、原材料等進(jìn)行檢查和維護(hù)，做好安裝施工工裝的準(zhǔn)備工作。按照現(xiàn)場真實(shí)情況建立技術(shù)策劃、技術(shù)措施、質(zhì)量保障以及管理制度等，上報(bào)監(jiān)管監(jiān)督部門審核。將施工過程、工藝、流程告知組長，有效地組織每個(gè)團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)工作指導(dǎo)書。在工作面安裝過程中，應(yīng)安裝電氣線路和照明設(shè)施，將運(yùn)輸路面拉平，由測量員入孔丈量、布置線路，并在每次安裝前做好技術(shù)準(zhǔn)備工作。過程控制的基本路徑是對(duì)施工過程中的工作流程進(jìn)行管控。

（1）在鋼管安裝施工過程中，需進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)、測量以及檢驗(yàn)工作。施工單位應(yīng)派技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場管理工作，及時(shí)處理問題，應(yīng)及時(shí)提供安裝施工所需的材料和數(shù)據(jù)。對(duì)各節(jié)鋼管的編號(hào)、軸距、標(biāo)高以及坡度加強(qiáng)控制與校正，對(duì)安裝在管接頭上的重復(fù)、誤差進(jìn)行管控，針對(duì)問題進(jìn)行及時(shí)改正，直到執(zhí)行規(guī)范在規(guī)定范圍內(nèi)，后期必要時(shí)可調(diào)動(dòng)插座安裝，完成測量記錄和數(shù)據(jù)整理。檢驗(yàn)員對(duì)安裝質(zhì)量進(jìn)行及時(shí)檢查，包括鋼管定位尺寸、圓形接頭、焊接外觀質(zhì)量等。檢驗(yàn)人員焊接后對(duì)焊縫安裝規(guī)范進(jìn)行比例超聲檢查和射線檢查，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)修復(fù)。

（2）在完成的每個(gè)過程中，施工隊(duì)伍必須進(jìn)行自檢，并由質(zhì)量檢驗(yàn)員檢驗(yàn)，填寫質(zhì)量檢驗(yàn)記錄表單，再由監(jiān)理工程師經(jīng)過反復(fù)檢驗(yàn)，確保質(zhì)量合格后方可進(jìn)行下一步工作，如果質(zhì)量不合格應(yīng)返修。技術(shù)人員、測量員和檢驗(yàn)員應(yīng)做好相關(guān)工作，如檢驗(yàn)記錄、數(shù)據(jù)整理等，保證每項(xiàng)工作都有據(jù)可行，確保每項(xiàng)數(shù)據(jù)的真實(shí)性與可靠性，杜絕不合格流程。

（3）鋼管安裝后，為了加強(qiáng)后勤保障，如設(shè)備的維修保障，應(yīng)定期檢查對(duì)接環(huán)焊接、防腐質(zhì)量，注漿孔密封質(zhì)量等相關(guān)方面，并加強(qiáng)鋼管與隧道墻壁之間的連接，認(rèn)真填寫單位工程檢驗(yàn)報(bào)告并提交監(jiān)理復(fù)核，在單位內(nèi)工程驗(yàn)收合格后，方可對(duì)鋼管外側(cè)開展回填工作。回填過程中，應(yīng)注意保護(hù)注漿孔的螺紋。回填后，應(yīng)派焊接人員堵孔，用滲透探傷法檢查堵焊質(zhì)量，并且積極準(zhǔn)備后續(xù)的安裝驗(yàn)收工作。

3.3 進(jìn)行安裝質(zhì)量驗(yàn)收及評(píng)價(jià)

工程質(zhì)量檢驗(yàn)部門應(yīng)實(shí)事求是，認(rèn)真開展質(zhì)量檢查與數(shù)據(jù)的填寫及整理工作，客觀評(píng)價(jià)施工質(zhì)量，科學(xué)合理地探討質(zhì)量缺陷問題，運(yùn)用科學(xué)的管理措施解決施工初期隱藏的質(zhì)量問題。同時(shí)，應(yīng)積極配合監(jiān)理員、業(yè)主和其他單位人員，完成安裝單位工程、分配工程的驗(yàn)收。明管段壓力鋼管工作人員應(yīng)與土建人員溝通每安裝多少個(gè)單元進(jìn)行一次交面，如果單元太長，將影響土建混凝土澆筑；單元太短，則土建立模拆模頻繁，將影響項(xiàng)目整體施工進(jìn)度。單位驗(yàn)收應(yīng)在工程竣工后進(jìn)行。質(zhì)檢部門在對(duì)單位工程質(zhì)量進(jìn)行自我評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，需向監(jiān)理部門提交驗(yàn)收申請(qǐng)，進(jìn)行相關(guān)審核，同時(shí)通知監(jiān)理部門有效開展現(xiàn)場檢驗(yàn)，驗(yàn)收后才能進(jìn)行下一步工序的施工。

4 結(jié)束語

綜上所述，通過對(duì)壓力鋼管制作與安裝技術(shù)的研究分析可知，壓力鋼管的制作安裝質(zhì)量條件有著較大的差異，需要與壓力鋼管的技術(shù)規(guī)范相結(jié)合，對(duì)壓力鋼管的質(zhì)量進(jìn)行管控，從而提高水電站的工程質(zhì)量，降低電站的運(yùn)行成本，提高其社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。