某大型水电站引水洞压力钢管漏水处理

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[摘 要]某水电站停机检修后发现，引水洞压力钢管管壁右侧腰部位置发现一处漏水，随后采取了灌浆封堵漏水，灌浆排气孔采用丝堵封堵、焊接并打磨平整，在钢管母材缺陷区域贴一材质Q345R，规格32*600*300mm的补强钢板，然后进行焊接及防腐涂装处理，本文详细描述了处理过程及工艺。

[关键词]引水洞压力钢管；漏水；处理

中图分类号：T724K3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）23-0199-01

1、概述

某电站右岸地下电站8#机于2013年5月16日计划性停机检修，5月17日流道排水结束后在引水钢管段第4节（钢管直径14.4m，钢板厚度42mm，材质为07MnCrMoVR）右侧腰部位置发现一处漏水，随后搭设排架并于晚上22：00对该节压力钢管发现的漏水孔（孔中心位置：右中心靠上950mm，距第3节/4节间的环缝365mm）进行仔细的检查，发现漏水孔呈不规则形状，外形尺寸约为20mm，且孔不是直通孔。采用铁丝穿透检查，发现正对漏水孔的左右侧各30-50mm可穿进去，向下无法穿透，向上可穿进去2m以上。

经金结检测中心采用超声波进行检查，发现漏水孔区域的缺陷尺寸约为300mm*70mm，如图1所示：

2、原因分析及方案概述

原因分析：仔细分析压力钢管制造过程，全部采用无码工装进行组装加劲环和对装环缝，不会产生此缺陷；安装过程中，也未采用工装进行组装；初步分析认为，有可能是钢板生产过程中夹渣造成母材缺陷或缩孔，电站运行时承受水压和冲刷，形成孔状漏水通道。

方案概述：（1）临时设施布置及施工排架搭设；（2）在钢管内壁对应漏水孔中心位置焊接φ219*8的钢管，长度约100mm，并将端部封堵开孔接灌浆管及阀门。同时，在漏水孔的正上方约400mm处开一个M14螺纹通孔用于灌浆排气、排水；（3）灌浆、等强至无漏水现象；（4）割除与管体母材焊接的灌浆用管路，并将钢管内壁打磨平整；（5）排气孔采用丝堵封堵、焊接并打磨平整后，在钢管母材缺陷区域贴一材质Q345R，规格32*600*300mm的补强钢板，然后进行焊接及防腐涂装。

3、钢管缺陷处理方案

3.1 临时设施布置

（1）施工用电

利用机组就近的检修动力箱，引入钢管缺陷位置的配电盘。

（2）施工照明

自蜗壳进人门起，沿线布置足够的照明灯具，辅以手持式电筒。

（3）消防设施

现场配备足够数量的消防器材。

（4）施工排架

采用φ50*3.5的架管搭设施工排架。

3.2 钢管缺陷修补

（1）排气孔开设及灌浆管焊接

排气孔开设：采用手枪钻先钻直径12mm的通孔，然后采用丝锥进行攻丝。

灌浆管焊接：先将漏水孔的漏水采用临时引流后，将灌浆管安装对应区域的油漆采用角向磨光机打磨后，安装灌浆管并用烤灯将该焊缝周边的水气烤干，然后手工焊接角焊缝，焊接材料选用CHE62CFLH焊条。

（2）灌浆管割除

灌浆等强结束后，从距灌浆管根部2～3mm处，采用火焰切割将灌浆管割除，然后采用角向磨光机将钢管内表面的打磨光滑。

（4）排气孔封堵

先对灌浆后的排气孔进行清理，然后将丝堵安装好后，采用手工电弧焊对排气孔进行封堵焊补并将焊缝表面打磨平整。

（4）补强板制作

采用数控切割机进行下料切割，然后将切口的氧化铁等清理干净，然后采用角向磨光机将周边倒20mm圆角。最后根据钢管内径尺寸，在钢板平台利用3台千斤顶进行钢板的压弧，完成后采用钢板尺分段进行弧度尺寸检查。

补强钢板检查：用于钢管缺陷修补的补强板不得有裂纹、气泡、结疤、折叠等表面缺陷。表面检查合格后进行100%UT检查，合格后方能投入使用。

（5）补强板安装

安装前，先对原漏水孔位置进行封焊处理，并打磨平整，然后将补强板安装区域及周边200mm范围的油漆打磨干净，最后采用石笔划出补强板安装位置并焊接临时支撑板。补强板人工就位后定位焊加固，然后割除临时支撑板，其方法与灌浆管相同。

（6）补强板焊接

补强板与管体的焊缝为角焊缝，焊脚32mm。

焊接材料：选用CHE62CFLH焊条，焊材按要求进行烘焙，烘焙温度符合规范规定，焊条放在保温筒内随用随取。焊条的重复烘焙次数不超过两次。

焊接设备：手工电弧焊使用的设备为逆变焊机ZX7-400S型。

焊接方法：手工电弧焊。

焊补前在钢管缺陷边缘布置加热片对其进行预热，预热温度在120℃～150℃间，采用红外测温枪进行温度检测。

焊接顺序：先立焊，后横焊，焊接过程中按分层分道进行焊接。

焊接线能量控制： 据前期制造安装的焊接工艺试验要求，确定线能量范围，一般控制在20～40KJ。

层间温度的控制：根据制作安装时编制的焊接工艺要求，层间温度最高不高于200℃，施焊过程中要随时检查层间温度。所有焊缝应尽量保证一次性连续施焊完毕，若因不可避免的因素确需中断焊接，在重新开始焊接前，必须再次预热，预热温度不得低于前次预热的温度。

后热处理：焊接完成后应立即做后热处理，后热温度在150℃～200℃间，保温时间不小于1小时。

3.3 防腐涂装

在钢管母材缺陷修补后，对修补范围的内壁进行二次除锈后补漆，除锈采用手工除锈，钢管内壁处理后，除锈等级应达到《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定》（GB/T 8923-2008）规定的Sa2.5级，表面粗糙度应达到Ra60～100μm。合格后手工进行涂漆，手工涂装厚浆型无溶剂超强耐磨环氧重防蚀涂料（喷涂型），涂层厚度不小于800μm，油漆分两层涂装。鉴于现场空气湿度较高，而机组检修工期较短，考虑底层油漆涂装后增加烤灯烘烤8小时，然后进行面漆涂装，同时增加烤灯烘烤1天。

4、处理结果

焊接完成后对补强板及补强板周边约200mm范围内母材进行了打磨处理以备做PT探伤检查，打磨效果见右图。

焊接质量检查：补强板与钢管本体的角焊缝采用了100%PT进行检查合格率100%，表面无裂纹、夹渣，咬边等缺陷。

防腐涂装检查：涂层表面光滑、颜色均匀一致，无皱皮、起泡、流挂等缺欠，涂层厚度应基本一致，不起粉状。

钢管一周后充水，运行至2013年冬季检修时检查，补强板表面防腐未破坏，焊缝未见渗漏水。（图2）