水电站压力钢管安装及焊接技术分析

近年来，我国的水电工程项目逐渐增多，在水电工程中压力钢管的安装施工必不可少。压力钢管的安装应该是水电工程施工的质量控制重点环节，它对水电工程运行的平稳性和安全性，有着重要的意义。本文以四川省阿贝州黑水县登棚一级水电站为例，对压力钢管的安装技术及质量控制进行了具体的分析。

工程实例

登棚一级水电站位于阿坝州松潘县毛儿盖镇境内，首部枢纽分别位于罗纳沟与哈雅审沟交汇处上游6.6km的罗纳沟河段上和罗纳沟与哈雅审沟交汇处上游6.5km的哈雅审沟河段上，引水隧洞位于毛尔盖河二级支流罗纳沟的下游段左岸和哈雅审沟的下游段右岸，调压井、压力管道及厂址位于毛尔盖河二级支流罗纳沟和哈雅审沟交汇处上游约60m的哈雅审沟右岸，系高水头引水式电站，电站装机容量2×10000=20000KW，引用流量6.6m3/s，工作水头370m。

压力管道采用一管两机的联合供水布置方式。管道采用明管敷设。主管内径l.4m，总长703.84m，其中上平段长65.3lm，斜管及上下弯管段长63l.4m，下平段长7.l3m。岔管为卜形布置，采用月牙肋岔管型式，分岔角60o。支管内径0.8m，2支管总长23.0m。压力钢管主管材料为l6MnR，厚度为l0-22mm，支管材料为l6MnR，岔管材料为16MnR。

1、压力钢管的施工质量组织方案

在压力钢管的安装施工过程中，为保证水利枢纽工程电站厂房工程的整体工程质量和工期，必须对压力钢管的安装质量控制方案和组织管理方式进行科学制定，从而保证项目施工的质量管理有据可依。施工现场成立以项目经理负责人为主的质量保证体系，对压力钢管的安装质量进行全面控制和管理，并依据《国家建筑设备施工安装给水工程验收规范》BJ242-82，及《水利水电工程施工质量评定表》 来加强单元工程(或工序质量)的质量控制。施工过程中，要严格按三检制度施工，上道工序未经验收不得进行下道工序，每一个单元工程结束后，必须进行单元工程质量评定。压力钢管施工质量控制应该包括，施工前准备工作检查的质量控制、施工过程中的质量控制以及工程竣工时的质量验收.

2、压力钢管安装及质量控制

在本工程中，为了对压力钢管的安装质量进行有效控制，针对压力钢管安装技术工艺和工程条件，在压力钢管的安装施工过程中，应该认真对待每个环节施工工艺和技术方法，进行全程的质量控制

1）压力钢管安装前的质量控制

根据本工程实际情况，在工地设钢管制作厂，所有直管段和弯管段管节在钢管制作厂制作，在场内组对后，分成管节运到工地制作厂进行防腐处理。制作完成后，用载重车将管节通过道路运到压力管隧洞内，在压力管隧洞内用台车和轨道进行运输，运到位后进行安装 压力钢管在安装之前需要进行严格的质量检验，运到现场的压力钢管必须具有制作出场的验收合格证明。现场的钢管管节应该作好安装标记，并有明显的管节号、流向及水平和垂直中心线。钢管的厚度、焊接质量、涂装质量都必须经过检验并保证合格，安装前的钢管要求不存在变形、脱漆和污染等问题，以保证压力钢管的安装质量。

2）压力钢管安装的工艺流程

为了保证压力钢管的安装质量，应该首先对压力钢管的安装进行无损检测。压力管道的无损检测主要包括焊缝表面无损检测和焊缝内部的无损检测，针对与管道表面和内部质量问题进行检测。

2.1 表面无损检测

表面无损检测主要采用的是:射线、超声、磁粉、渗透和涡流等五种，一般对于钢管的焊缝采用超声波检测，而岔管部分通常采用的是射线探伤。

以用于对管道表面的缺陷等进行检测，监检中发现如下问题：

一些设计单位不按照表面无损检测标准执行检测；管道图纸上的无损检测与实际检测位置不符；一些不合格的焊缝，其无损检测扩探比例在执行过程中不符合要求；

2.2 内部无损检测

内部无损检测按设计单位设计要求使用超声波探伤或者是射线，主要是针对裂纹、夹渣、气孔和未焊等焊接缺陷检测，一般存在以下问题：

检测前没有对检测设备和检测环境进行严格检查；一些检测单位的检测人员证书失效，甚至一些人员是外聘非专业检测人员；检测时，监检人员没有进行有效监督控制，没有对底片等进行抽查审查；对安装压力钢管进行高程、中心调整，要求测量人员必须具有专业的测量资格。本工程压力钢管的具体安装流程为:

管道运输

始装节弯管水平管从施工支洞运输，用5T卷扬机牵引至洞内安装位置，顶起运输台车上的螺旋千斤顶把钢管安装至设计位置之后，进行加固。

②钢板的划线、切割和坡口处理

在标准平台上进行划线。并用钢印、油漆和冲眼标记分别标出钢管编号、水流方向、轴线、灌浆孔位置、坡口角度以及切割线等符号。

钢板的切割及开坡口处理采用半自动切割机，并用角向磨光机打磨处理。

在切割过程中产生的熔渣、毛刺和裂口等使用磨光机清除并修整。

③卷板

压力机进行弧度的预制后。用卷板机施行“整卷工艺”，弧度通过样板进行检查，纵缝对接在卷板机上完成。

④钢管焊接加固及接头涂装

纵缝的焊接方式以手工焊为主，埋弧自动焊为辅。纵缝的焊缝变形处理采用压力机配制专用矫形工装进行矫正处理。

钢管的联段在联段台车上完成，管段的环缝焊接在环缝组焊区的滚焊台车上完成；焊接方式为埋弧自动焊，焊缝的缺陷处理为手工焊。

⑤钢管安装质量的检查和验收

在钢管安装过程中，会同监理人对每条现场焊缝（包括灌浆孔封堵焊缝）进行检查和验收。不合格的焊缝应进行返修和重新检验，直至监理人认为合格为止。验收记录须经监理人签认。

压力钢管安装时必须严格按照工艺流程及规范要求施工，对各个施工环节质量必须严格控制，在上道工序完全复合规范要求后，才能进行下道工序。

3、压力钢管的安装质量控制

首装节安装过程及质量控制

首装的安装质量非常重要，按本工程的施工顺序，拟将下弯管水平管段作为安装起始节。经过检查合格后，即可用型钢将钢管临时固定于预埋的锚筋上，经检查固定牢固后，将第二节管段运至安装位置，以第一节钢管为基准调整第二节钢管的中心和高程，进行连接和加固焊接。为防止加固焊接时，因焊接收缩造成钢管位移，加固型钢有一端焊缝，应为搭接焊，且应在最后焊接。第一节、第二节下弯管段安装好后，为保证管道不发生位移，可先浇筑二期混凝土，浇筑前应对该段的焊接进行检测，合格后方可浇筑。

竖管段、弯管的安装及混凝土浇筑及质量控制

为保证此次工程的质量，在进行弯管安装时要注意，各节弯管下中心的吻合和管口倾斜，当下弯管安装时，即将其下中心对准首装节钢管的下中心。在此次施工中发现偏移后，采用了在相邻管口上，各焊一块定位板，当两节压力钢管管口定位板相互咬合后，这时候两节压力钢管的中心就是一致重合的。弯管安装2~3节后，必须检查调整，以免误差积累，造成以后处理困难。

岔管的安装及质量控制

岔管采用在加工场组装检查合格后，再分段用汽车运至施工点安装的方法。安装过程与直管段基本相同，先将岔管分成两部分运到安装地点组合好，之后再与两支管同时进行对接。当岔管全部组装完毕无误后将临时支撑焊牢，方可进行施焊工作。

4、压力钢管的焊接及检验 在压力钢管焊接和对它成果的检验中最不可缺少的备份就是焊工了，如果说在水电站压力钢管焊接技术中钢管制造是最重要的第一道工序，那么第二道重要工序就是焊工的检验。就是所以焊工在水电站钢管焊接中是不可缺少的一部分。 4.1焊工资格 焊工必须经过培训中心的培训，并且持有我国劳动人事部颁发的“锅炉压力容器焊工合格证”，质检总局发的锅炉和合格证书或者电力、水力主管部门颁发的证书。要求持证必须在有效的时间范围内。 4.2 压力钢管的焊接及检验 焊工也是分等级的，由于焊工的种类不同，所负责的钢材种类也会不同个，焊接的位置也会不同；检验也就根据区域进行划分了。 外观的检验，外观的检查无非就是产看表面焊缝的质量，说细致点就是不允许有裂缝和凹凸不平的地方，而且外观焊缝的边缘必须符合实际的要求，应该达到一定要能够圆滑的连接原材料，达到一定的美观度。检查便面裂纹主要采用渗透技术进行检验。 5、焊接后处理 在进行了压力光管的焊接后，会有一定的热量存在，把热量降低就是很重要的了，有些钢管整的整体热处理很困难，低合金钢就处于其中的一个。当遇到这种情况时，可以从两方面左手，首先要测量出焊缝加热的宽度，然后从内部进行降温，降温的时候要使钢管内部的温度和钢管外部的温度均匀，这样可以防止钢管变形和影响道光管的一些性能。在进行消除热处理的之前，一定要经过多次试验，然后指定一套相应的方案，否则会出现很多不必要的问题，不要同时进行热处理要从局部着手。 为了能够消除焊接残余得得应力会采用爆炸发，所谓的应力就是钢管在接收到一系列的力之后会受到弹性的压缩，这样就产生了一些残留的应力，应力对钢管的承载有着很大的破坏性，所以我们会采取相应的措施来消除应力。要想有效地消除应力其实很简单就是缩短钢管本身所产生的塑性。

总之，在水利枢纽工程电站厂房工程中压力钢管安装的施工过程中，对压力钢管安装工艺和安装质量进行有效的控制，不仅保证了工程质量，也不同程度地提高了工程的效益，进而为水电工程的压力钢管安装提供大量的工程经验。以上部分数据以修改。