仙居電站引水系統(tǒng)鋼岔管的組裝和焊接過程控制

盧研

摘 要：本文主要介紹了仙居抽水蓄能電站鋼岔管的組裝和焊接技術(shù)，為今后水利水電工程建設(shè)積累寶貴的經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：鋼岔管；高強鋼；拼裝；焊接

1 工程概況

浙江省仙居縣湫山鄉(xiāng)境內(nèi)的仙居抽水蓄能電站（仙居電站），總裝機容量為1500MW，分別安裝了4臺375MW立軸單級混流可逆式水輪發(fā)電機組。引水隧洞下平洞布置兩個鋼岔管，主管直徑5.0m，支管直徑3.5m，采用對稱“Y”型內(nèi)加強月牙肋岔管，分岔角75°，公切球半徑2814.4mm，是主管管徑的1.126倍，岔管鋼材為寶鋼產(chǎn)B780CF高強鋼，管殼厚度60mm，月牙肋厚度120mm。鋼岔管設(shè)計水頭784m（含水錘壓力），HD值3920mm。

2 鋼岔管組裝過程控制

鋼岔管分為13部分，瓦片結(jié)構(gòu)圖見下圖。

瓦片結(jié)構(gòu)圖

鋼岔管的裝焊場地應(yīng)無雜物影響裝配、焊接、測量等工序。在場地上劃出鋼岔管的主、支管軸線、鋼岔管的輪廓線。上述所劃線要做出明顯的標記供后序辨別、使用。對鋼岔管的工地焊接坡口進行清理，清理坡口面及距離坡口邊緣至少20mm范圍內(nèi)的表面。該區(qū)域內(nèi)應(yīng)無水、氧化物、油污、熔渣等對焊接質(zhì)量有影響的雜質(zhì)。

2.1 立式組裝

在安裝場地上對管節(jié)十字中心線和圓線進行放樣，布置4個支墩，支墩通過把合板或焊接與基礎(chǔ)連接牢固，支墩要有足夠的剛度、強度；按照放樣線將管節(jié)①與②分別吊放于支墩上，主管口朝下，確認管口平面度不大于2mm，縱縫的錯邊量不大于2mm，檢查合格后使用搭板進行固定，搭板材料Q235，焊腳尺寸12mm，每條縱縫位置不少于2塊搭板；管節(jié)③與④的組裝要求同上；再將組裝好的管節(jié)③④吊放于管節(jié)①②上，檢查尺寸合格后，用搭板或搭焊進行連接固定。

2.2 臥式組裝

將弧形托架預(yù)先置于管節(jié)①②③④待吊裝位置的下方，吊裝組裝好的管節(jié)①②③④，按線對正，檢查其滿足以下尺寸，合格后用型鋼等輔助材料或工具將定位節(jié)固定：截面垂直度不大于3mm；上、下游共4個水平點水平偏差不大于3mm；高、低點垂直偏差不大于3mm。吊裝管節(jié)⑤（月牙肋與相鄰岔管瓦片），按線對正，與定位節(jié)搭焊或用搭板進行固定，下部用槽鋼或鋼管進行支撐。再按照同樣的方法依次掛裝管節(jié)⑥⑦⑧⑨⑩B11B12B13。

2.3 定位焊接

定位焊前，要先進行預(yù)熱，預(yù)熱范圍以在定位焊位置周圍寬150mm范圍為宜。預(yù)熱溫度應(yīng)比正式焊縫焊接預(yù)熱溫度高出20～30℃；定位焊每段定位焊長度100mm～120mm，定位焊縫厚度6mm～8mm，每隔約200mm焊一段。定位焊縫應(yīng)焊在小坡口一側(cè)，方便在清根時清除。

3 正式焊接過程控制

3.1 焊接前準備過程控制

焊接前的一個重要的準備工作是技術(shù)交底環(huán)節(jié)，參與焊接施工的技術(shù)人員和管理人員都要進行技術(shù)交底。工作人員要對B780CF高強鋼的焊接特點、控制項目及控制方法進行了解。

3.2 正式焊接過程中控制

鋼岔管焊接采用焊條電弧焊SMAW方法。高強鋼板焊接采用預(yù)熱措施，預(yù)熱寬度以焊縫中心線兩側(cè)各3倍板厚，且不小于100mm。焊接工藝參數(shù)見下表。

3.3 焊后消氫工藝

將焊縫加熱到200℃后，保溫1.5h，采用分階段降溫方法，加熱寬度為焊縫兩邊各180mm以上。

3.4 焊接順序

鋼岔管焊接順序：鋼岔管焊縫的焊接順序原則為先焊縱縫，后焊環(huán)縫?？v縫焊接：先焊管節(jié)⑤與⑥⑦⑧⑨間縱縫；然后依次焊接管節(jié)③與④、①與②、⑩與B11B12與B13間縱縫。每條縱縫布置1名焊工，同時、同速、同規(guī)范施焊，采用分段退焊方式，每段200mm～400mm。環(huán)縫焊接：先焊管節(jié)⑤⑥與⑧、⑤⑦與⑨間半環(huán)縫；然后依次焊接管節(jié)③④與⑤⑥⑦、①②與③④、⑤⑧與⑩B11、⑤⑨與B12B13間環(huán)縫。每條環(huán)縫由2～4名焊工對稱分布施焊，采用分段退焊方式，每段200mm～400mm。

3.5 焊縫質(zhì)量檢驗

焊縫焊后，先進行外觀檢查。外觀檢查合格后進行內(nèi)部質(zhì)量檢查，內(nèi)部質(zhì)量無損檢查在焊縫焊接完成48h后進行。仙居電站鋼岔管焊縫要求進行100%的超聲波探傷檢查、100%的磁粉探傷檢查和40%的TOFD探傷檢查。

4 結(jié)語

本文詳細介紹了仙居電站引水系統(tǒng)鋼岔管的組裝和焊接過程控制，經(jīng)過嚴格的焊接過程控制，獲得了較高的焊接質(zhì)量。仙居電站引水系統(tǒng)鋼岔管的焊接一次探傷合格率均高達100%，取得了不錯的成績。