三峡左岸电站1＃～10＃机组压力钢管的制作与安装（二）
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3.2.5上加劲环、支腿、吊耳等附件
加劲环由1/20法兰组成，下料用半自动氧-乙炔切割机或数控切割机切割，加劲环及止水环的内圈弧度用1.5m样板抽查，间隙小于2.5mm，与钢管外壁的局部间隙应严格控制，不应大于3mm，以免焊接引起管壁局部变形，直管段的加劲环组装的极限偏差应符合表⑶的要求：
加劲环、止水环的对接焊缝应与钢管纵缝错开100mm以上。
4、钢管的运输与吊装：
4.1钢管的厂内吊装
钢管在制造厂内摞节组装成安装单元，最大安装单元的重量约80t，钢管厂内吊装一般采用厂内布置的60t门机起吊，但当吊装节重量超过60t时，采用60t门机与50t汽车吊联合吊装。
4.2钢管的运输
为三峡压力钢管的运输，专门配置有100t平板拖车，拖车外形尺寸（长×宽×高）为16.93m×3.5m×2.05m，拖板有效长度13.5m。考虑到三峡压力钢管的大直径，在不破环拖车拖板的情况下，设计制作了压力钢管专用运输托架，为减少对道路交通的影响，运输托架的四个支撑臂均采用可折叠形式。
钢管从组节平台上吊至拖车上后，用钢丝绳及3t或5t倒链固定。
4.3钢管的吊装
序号
机组号
管节号
采用手段
备注
1
1～4#机
g1～g6
坝前el.90平台的2#mq2000门机
其中3#、4#机的g68、g69、g70管节采用300履带吊进行安装。
g7～g15
el.120栈桥mq2000门机
g16～g28
el.120栈桥mq2000门机和el.82栈桥mq6000门机双机抬吊
g29～g42
el.120栈桥mq2000门机或el.82栈桥mq6000门机
g43～g57
el.120栈桥mq2000门机和el.82栈桥mq6000门机双机抬吊
g58～g70
el.82栈桥mq6000门机
2
5~10#
机
g1～g6
两台缆机抬吊
g7～g15
el.120栈桥mq2000门机
g16～g28
el.120栈桥mq2000门机和el.82栈桥mq6000门机双机抬吊
g29～g42
el.120栈桥mq2000门机或el.82栈桥mq6000门机
g43～g57
el.120栈桥mq2000门机和el.82栈桥mq6000门机双机抬吊
g58～g70
el.82栈桥mq6000门机
钢管编号：从钢管进口开始，顺水流依次进行制作管节编号。
5、压力钢管的调整与压缝：
5.1根据钢管始装节位置，放出始装节里程、桩号及轴线位置，利用所放基准点，在始装节上游位置设置定位档板，用来控制其里程。
5.2钢管吊至轨道上，下准线对准基准点轴线，根据基准点对钢管里程、高程、轴线进行调整，其误差值管中心±5mm，里程偏差±5mm，垂直度3mm。复测合格后进行加固。
5.3为防止钢管在加固过程中造成位移，钢管加固采用对称加固，支撑先与锚筋焊接，然后支撑与钢管加劲环焊接。
5.4始装节验收后，进行第二节钢管安装调整，并进行环缝的压缝。钢管压缝采用压码与压缝工装进行压缝。
6、压力钢管的焊接与高强钢焊缝的消应：
6.1焊接
6.1.1焊缝分类
（1）一类焊缝：钢管纵缝，厂房内明管环缝，凑合节合拢环缝。
（2）二类焊缝：钢管环缝，加劲环、止推环、止水环对接焊缝及止推环组合焊缝。
（3）三类焊缝：不属于一、二类的其他焊缝。
6.1.2定位焊
对需要预热的60kgf/mm2级高强钢，定位焊时应以焊缝处为中心，至少应在150mm范围内进行预热，预热温度较正缝温度高出20-30℃，定位焊时，应将其焊在后焊侧坡口内，后焊坡口侧焊前用碳弧气刨刨背缝时必须清除定位焊，定位焊长度为60mm，间距为300mm，厚度6mm。
6.1.3焊接工艺
（1）对于60kgf/mm2级高强钢，焊前应用远红外线履带式加热片进行预热，预热温度60mm钢板为100-150℃，34mm钢板为80-120℃。
（2）焊接时先焊坡口内侧，采用分段退步法焊接（环缝由12名或10名焊工同时施焊）。焊接时的层间温度不低于预热温度，不高于230℃。
（3）双面焊的焊缝，一侧焊完后，对焊后焊缝进行预热，预热温度与（1）同，另一侧用碳弧气刨清根，手工电弧焊时，第一道焊缝应完全除去。碳弧气刨清根后应修磨刨槽除去渗碳层，并进行施焊；焊后将温度加至150℃-200℃，保温1h。
（4）高强钢施焊时，为有效的控制好焊接线能量，要求手弧焊用φ4.0mm焊条焊接时，其焊接长度＞90mm；用φ3.2mm焊条焊接时，其焊接长度＞70mm。焊道宽度超过12mm时，需进行分道，每层焊缝厚度不超过4mm。
（5）焊接参数 压力钢管手工焊焊接工艺参数表
材质
焊接
位置
焊条直径
(mm)
焊接参数
电流（a）
电压（v）
焊接速度(mm/s)
610u2
或
610f
平焊
φ3.2
100～130
23～28
1.2～2.5
φ4.0
140～180
23～28
1.4～3.0
立焊
φ3.2
90～120
23～25
1.0～2.0
φ4.0
130～160
23～26
1.3～2.5
横焊
φ3.2
90～120
23～25
1.2～2.0
φ4.0
130～170
23～28
1.3～3.0
仰焊
φ3.2
90～120
23～25
1.0～2.0
φ4.0
130～160
23～26
1.3～2.5
16mnr
平焊
φ3.2
100～140
23～26
1.0～2.5
φ4.0
140～180
23～30
1.3～3.0
立焊
φ3.2
90～130
23～25
1.0～2.0
φ4.0
130～160
23～28
1.2～2.5
横焊
φ3.2
100～135
23～26
1.0～2.5
φ4.0
135～170
23～30
1.3～3.0
仰焊
φ3.2
90～130
23～26
1.0～2.0
φ4.0
130～160
23～26
1.2～2.5
压力钢管富氩气体保护脉冲电源自动焊焊接工艺参数表
材质
焊接
位置
焊丝
直径
(mm)
焊接参数
电流
(a)
电压
(v)
焊接速度
(mm/s)
气体流量
(l/min)
气体比例
16mnr
或
q345c
立焊
φ1.2
110~150
20~24
1.4~1.8
16~20
ar(80~85%)
co2(20~15%)
横焊
φ1.2
110~150
20~26
2.0~3.5
16~20
610u2
或
610f
立焊
φ1.2
110~141
21~24
1.0~1.65
16~20
ar(80~85%)
co2(20~15%)
6.1.4焊缝检验
（1）所有焊缝均应进行外观检查，外观质量应符合dl5017-93规范表6.4.1的规定，无损探伤应在焊接完成24h后进行。
（2）超声波探伤按gb11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》标准评定：一类焊缝bⅰ级合格；二类焊缝bⅱ级合格。
（3）射线探伤按gb3323-89《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》标准评定：一类焊缝ⅱ级合格；二类焊缝ⅲ级合格。
（4）检查比例：
埋管及钢衬管：一类焊缝用超声波探伤100%，用x射线复检长度为该条焊缝的5%；二类焊缝用超声波探伤50%，当超声波探伤有可疑波形而不能准确判断时，用x射线透照进行复检。
明管部位：一类焊缝用超声波探伤100%，用x射线透照50%以上，着重在丁字型接头附近的超声波探伤发现的可疑点部位；磁粉探伤30%；二类焊缝用超声波探伤检验100%，用x射线透照10%，当超声波探伤有可疑波形而不能准确判断时，用x射线透照进行复检。
（5）焊缝修补
焊缝缺陷必须彻底清除，不允许有毛刺和凹痕，坡口底部应圆滑过渡，碳弧气刨槽应磨去渗碳层，并进行渗透探伤或磁粉探伤，焊接工艺要求与正式焊缝（ⅰ、ⅱ类）相同。
焊接修补所采用的焊接材料、道间温度、焊接线能量等和原焊缝相同，修补时要严格监控线能量、预热温度及层间温度。
6.2高强钢焊缝残余应力的消除
根据设计技术要求，60kgf/mm2级高强度低合金调质钢板厚53～60mm的钢管纵缝、环缝以及止推环角焊缝均应进行焊缝残余应力消除。消应技术指标按两个50％要求：残余应力降低50%；最大残余应力不高于σs的50%即269mpa。
目前，消除焊缝残余应力主要有以下几种方法：振动法、热处理法、爆炸法、锤击法。根据以往施工经验及三峡工程的特点，并进行爆炸法消除残余应力的工艺试验，试验结果表明，爆炸法消应效果能满足设计要求，故最终我们选择了爆炸法消除焊缝残余应力。
7、压力钢管的防腐：
7.1表面预处理
采用喷射除锈，内壁表面清洁度达到sa2.5级标准，外壁表面达到sa2级标准，使用照片目视对照评定。除锈后，表面粗糙度数值达到50～90μm，用表面粗糙度专用检测量具或比较样块检测。
7.2涂料涂装
钢管内壁采用高压无气喷涂工艺，底漆为无机富锌漆，面漆为厚浆形环氧沥青漆，漆膜厚度不低于450μm。钢管外壁手工涂刷无机改性水泥浆，厚度300μm。
8、结语：
在三峡左岸电站压力钢管的制作与安装中，主要解决了大直径钢管的运输、栈桥下钢管的吊装、大直径钢管内支撑拆除及内壁补防腐等技术难题，采用了合拢凑合节整节凑合、自动焊接技术、爆炸法消除焊接残余应力等新工艺、新技术，并通过对三峡左岸电站压力钢管制造和安装施工工艺的进一步优化，确保了压力钢管的安装质量，为压力钢管的提前完工创造了有利的条件，也为以后制作与安装此类钢管积累了经验。但也存在不少尚待解决的问题，如目前压力钢管的焊接，特别是现场焊接，主要依靠手工焊，功效低，劳动强度大，影响了施工进度，需要提高压力钢管焊接的自动化程度。