大型引水壓力鋼管高強鋼環(huán)縫埋弧自動焊工法內(nèi)容材料

大型引水壓力鋼管高強鋼環(huán)縫埋弧自動焊施工工法完成單位中國葛洲壩集團機電建設(shè)有限公司 12.工法特點 23.適用范圍 34.工藝原理 35.施工工藝流程及操作要點 66.材料與設(shè)備 147.質(zhì)量控制 158.安全措施 159.環(huán)保措施 16 16 181大型引水壓力鋼管高強鋼環(huán)縫埋弧自動焊施工工法水電站壓力鋼管的焊接，長期以來一直采用傳統(tǒng)的手工電弧焊技全位置氣保焊接技術(shù)，但由于該項焊接技術(shù)對坡口加工、坡口組裝、焊接小車、磁性軌道、富氬氣體、焊接位置等諸多環(huán)節(jié)要求較高，故全位置氣保焊在環(huán)縫上一直受到制約難以推廣應(yīng)用。近年來，焊劑埋弧自動焊接技術(shù)逐步由壓力容器行業(yè)應(yīng)用到水電站壓力鋼管的制造焊神，我公司將壓力鋼管環(huán)縫埋弧自動焊焊接作為技術(shù)創(chuàng)新點，實現(xiàn)這2埋弧自動焊的成功應(yīng)用，結(jié)合葛洲壩集團機電建設(shè)有限公司在壓力鋼本工法可用于超大型壓力鋼管制作環(huán)縫埋弧自動焊施工，尤其適經(jīng)過科技查新本工法中的關(guān)鍵技術(shù)超大型壓力鋼管埋弧自動焊工在50t龍門吊范圍內(nèi)布置兩個埋弧焊焊接工位，配套滾焊臺車。考慮到50t龍門吊的起吊高度，在埋弧焊焊接工位旁邊布龍門吊起吊高度不足難題得到解決，同時減小防護工棚高度，降低了熱板加熱。采用傳統(tǒng)的遠紅外加熱方式，制作弧形胎架，將加熱板固定在胎架上，中心加熱。使加熱板把外環(huán)縫包裹起來，頂上露出焊接區(qū)域；管節(jié)旋轉(zhuǎn)時不會把加熱板轉(zhuǎn)掉，即便于快速鋪設(shè)加熱板又便于3為防止鋼管摞節(jié)在轉(zhuǎn)動過程中發(fā)生軸向竄動，環(huán)縫位置相對于埋弧自動焊機變化，我們在滾焊臺車側(cè)向設(shè)置導(dǎo)向輪，同時使?jié)L焊臺車兩側(cè)輪子不在一個平面，形成一個高程差，使鋼管轉(zhuǎn)動時向高度低的一側(cè)傾斜，這樣導(dǎo)向輪緊貼在鋼管加勁環(huán)上，起到定位的作用，防本工法可用于超大型壓力鋼管制作環(huán)縫埋弧自動焊施工，尤其適水電站高強鋼壓力鋼管自動焊可采用的焊接方式有氣體保護焊或埋弧自動焊。一般氣體保護焊受環(huán)境風(fēng)力影響較大，埋弧自動焊對施4壓力鋼管兩節(jié)組拼成摞節(jié)后，環(huán)縫為橫焊位，而埋弧自動焊適用于平焊位置的焊接。為此我們設(shè)計摞節(jié)鋼管翻身工位、埋弧自動焊焊上。埋弧自動焊焊接位置內(nèi)縫設(shè)在底部，外縫設(shè)在最頂部，埋弧自動焊機相對壓力鋼管底部、頂部不動，通過滾焊臺車帶動鋼管旋轉(zhuǎn)，進圖4-1壓力鋼管環(huán)縫埋弧自動焊工位示意圖為了使壓力鋼管摞節(jié)能圍繞管節(jié)中心勻速平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，根據(jù)壓力鋼臺車之間距離可根據(jù)壓力鋼管管節(jié)長度進行調(diào)整。埋弧自動焊機選用時代MZ-1000型焊機，焊接參數(shù)穩(wěn)定。同時5壓力鋼管焊縫加熱采用遠紅外陶瓷加熱板進行加熱。傳統(tǒng)的方式加熱板固定在胎架上，在中心進行加熱。在加熱過程中，弧形胎架固定不動，鋼管轉(zhuǎn)動進行加熱。解決了傳統(tǒng)加熱方式的缺點，同時減少圖4-2壓力鋼管環(huán)縫埋弧自動焊加熱裝置示意圖6圖4-3壓力鋼管環(huán)縫埋弧自動焊防竄動裝置示意圖施工準備 下游管節(jié)吊裝 上游管節(jié)吊裝、壓縫檢查驗收打底焊接 摞節(jié)翻身埋弧自動焊焊接 焊縫檢測返修處理NY摞節(jié)防腐出廠驗收圖5-1壓力鋼管環(huán)縫埋弧自動焊加熱裝置示意圖7正式吊裝前，反復(fù)三次起升，每次起升高度200mm左右，檢查吊耳、卡扣、鋼絲繩等受力情況，經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)負責(zé)人確認后方可進行吊上游管節(jié)吊裝時，為方便吊裝就位，可在下游管節(jié)上管口焊接4鋼管摞節(jié)前測量相鄰管口周長值，計算出對口錯邊量。環(huán)縫壓縫到上中心匯合，壓縫時應(yīng)注意環(huán)縫的組對間隙及錯邊量，其偏差值應(yīng)序號允許偏差（mm）備注1管口平面度32周長與設(shè)計周長差3相鄰管節(jié)周長差4環(huán)縫對口錯邊量板厚≤大于60mm時,板厚10%。5鋼管圓度27.60每端管口至少測兩對直徑6軸線長度8為確保摞節(jié)翻身吊裝安全，在摞節(jié)環(huán)縫壓縫完成后進行環(huán)縫打底焊。打底焊采用手工焊條電弧焊方式進行焊接。為方便埋弧自動焊焊接，打底焊焊在管壁外側(cè)，同時打底焊作為正式焊縫的一部分，打底吊裝在下中附近2個吊耳處。正式吊裝卸車前，反復(fù)三次起升，每次起升高度200mm左右，檢查吊耳、卡扣、鋼絲繩等受力情況，經(jīng)現(xiàn)場能獲得優(yōu)良的焊接接頭。它成功運用于國內(nèi)許多大型高水頭電站的壓9埋弧自動焊是一種焊接電弧在顆粒狀焊劑層下燃燒的自動電弧焊（2）焊接接頭質(zhì)量好埋弧焊工藝參數(shù)穩(wěn)定，焊縫的化學(xué)成分和力學(xué)性能比較均勻；焊縫外形平整光滑，連續(xù)焊接、中間接頭少，不濺明顯減少，完全消除了焊條電弧焊中焊條頭的損失，并且熱量集中（4）降低勞動強度埋弧焊時焊接過程機械化，操作較簡便，焊工的勞動強度比焊條電弧焊時大為減輕；沒有弧光外露，產(chǎn)生的煙塵溫度120℃~150℃,定位焊縫預(yù)熱溫度較主縫預(yù)熱溫度提高20℃~定位焊采用火焰加熱法為主，摞節(jié)環(huán)縫采用電控遠紅外線加熱法為主；埋弧焊時把加熱板固定在與管節(jié)外圓弧相符的圓弧架上，使加熱板把外環(huán)縫包裹起來，頂上露出焊接區(qū)域；管節(jié)旋轉(zhuǎn)時不會把加熱焊接材料均為四川自貢大西洋牌焊材。采用手工電弧焊打底時，工焊接設(shè)備為ZX-700型逆變直流焊機。埋弧焊接時，焊絲牌號為由于埋弧焊電流較大，相比之下線能量也較大，為了避免焊接接頭因線能量過大出現(xiàn)粗大魏氏體組織造成機械性能變壞，制訂了嚴格1/30~23同時也要根據(jù)焊縫成型的好壞隨時調(diào)節(jié)а值得大小。偏心距見下圖高強鋼焊縫無損探傷在焊接完成后24h以后進行檢驗。執(zhí)行表5-3焊縫外觀質(zhì)量檢驗mm序號允許尺寸一類焊縫二類焊縫三類焊縫12表面夾渣不允許深不大于0.1δ,長不大于0.3δ且不3深不大于0.5深不大于14不允許100mm焊縫內(nèi)缺陷總長不大于255表面氣孔不允許直徑小于1.5的氣孔每米范圍內(nèi)允6不允許 7不允許 8手工焊25<δ≤50δ>50 9對接接頭焊縫寬度手工焊蓋過每邊坡口寬度1～2.5，且平緩過渡蓋過每邊坡口寬度2～7，且平緩過渡角焊縫焊角KK＞12時，K+3-1（根據(jù)DL/T5017-2007水電水利工程壓力鋼管制造安裝及驗收規(guī)范）無損檢測人員應(yīng)經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，持有電力、水利行業(yè)、質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門及無損檢測學(xué)會等國家有關(guān)部門簽發(fā)的，并與其工作相適應(yīng)的技術(shù)資格證書。評定焊縫質(zhì)量應(yīng)由Ⅱ及或Ⅱ及以上的無損檢測人員超聲探頭移動范圍內(nèi)的焊瘤、飛濺物徹底清除后方能進行NDT?？v縫為一類焊縫，加勁環(huán)、阻水環(huán)對接焊縫為二類焊縫，探傷方法和比例焊縫類別一類二類一TOFT探傷抽查率(%)4020二超聲波探傷抽查率(%)TOFT探傷復(fù)查率(%)5現(xiàn)場施工可根據(jù)實際情況進行配置施工資源，以向家壩水電站壓表5-6勞動力組織情況表序號人數(shù)1起重工（持證）22門機司機（持證）13金屬結(jié)構(gòu)安裝工（持證）44焊工（持證）45質(zhì)檢員267.1.1壓力鋼管管摞節(jié)環(huán)縫壓縫技術(shù)指標應(yīng)符合標準《水利水電工程壓力鋼管制造安裝及驗收規(guī)范》DL/T5017-2007的規(guī)定；嚴格控7.1.2焊條、焊劑必須嚴格按照說明書要求進行烘烤，正確使用7.1.3嚴格按照焊接工藝施工，高強鋼必須進行焊前預(yù)熱，焊后熱溫度120℃~150℃,定位焊縫預(yù)熱溫度較主縫預(yù)熱溫度提高20℃~8.1.3定期對起重設(shè)備、工器具進行檢查。吊運期間，指揮信號8.2.3高空作業(yè)必須正確使用安全帶、安全繩。高空作業(yè)區(qū)域平9.1現(xiàn)場嚴格按照工藝要求進行預(yù)熱、保溫，嚴禁超時，減少電能浪9.2.2對焊條頭進行統(tǒng)一歸集、處理，杜絕到處亂放、亂丟焊條（2）采用弧形加熱裝置，減少加熱線看護人員2人，可節(jié)省人（2）采用弧形加熱裝置，減少使用一圈陶瓷加熱板（每圈30每個吊裝單元需設(shè)置2榀內(nèi)支撐，制造成摞節(jié)后，焊縫一次合格率達到99.8%以上，為壓力鋼管安裝進度提供了可靠的保證。同時展示了葛洲壩的創(chuàng)新精神和科技實力，得到了監(jiān)理和業(yè)主向家壩水電站右岸壩后廠房電站引水鋼管采用壩后鋼襯鋼筋混凝土背管的布置型式，共設(shè)3條大型壓力鋼管，內(nèi)徑φ9.2m、水頭斜管段中部以下管節(jié)選用610MPa級別07MnMoVR高強鋼材，厚度為32~46mm。制造工程量為5296.2t，制造工期18個月，高峰期月制造術(shù)創(chuàng)新點，實現(xiàn)一項技術(shù)創(chuàng)新。采取相應(yīng)的技術(shù)措施，縮短壓力鋼管以上，為壓力鋼管安裝進度提供了可靠的保證。采用本施工方法，向家壩水電站壓力鋼管制作及焊接質(zhì)量，經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程