浅析长河坝水电站座环、蜗壳安装及水压实验
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摘要：叙述长河坝立轴混流式电站蜗壳座环现场拼装及焊接工艺，对蜗壳水压实验失败的原因进行分析并提出解决措施。
关键词：蜗壳座环； 焊接； 热处理； 水压试验
【分类号】：TV33
长河坝水电站位于四川省甘孜藏族自治州康定县境内，为大渡河干流水电梯级开发的第10级电站，工程区地处大渡河上游金汤河口以下约4km～7km河段上，坝址上距丹巴县城82km，下距泸定县城49km。大渡河为不通航河流，工程区距铁路线较远，公路有省道S211线从工程区通过，并在瓦斯河口与国道318线相接。
长河坝水电站是以单一发电为主的大型水库电站，无航运、漂木、防洪、灌溉等综合利用要求。工程为一等大（1）型工程，挡水、泄洪、引水及发电等。电站采用水库大坝、首部式地下引水发电系统开发。该电站厂房设在地下，位于黄金坪电站的上游，厂房内安装四台立轴混流式水轮发电机组，单机容量65MW，电站总装机容量2600MW，水头：1）不考虑黄金坪回水影响，最大水头216.2m，
2）考虑黄金坪回水影响，最大水头213.7～216.2m，单机容量650MW，总装机容量2600MW。电站水轮机为立式混流式机组，水轮机型号为HLA974-LJ-670，额定水头为200米，额定转速为142.9r/min。
设计采用金属蜗壳，由于运输条件限制，蜗壳和座环是分半运至工地现场，座环分4瓣运输到施工现场，基础环下固定止漏环与基础环采用现场焊接的方式固定。设备制造厂家提供座环和基础环现场加工的程序及工艺方案。
1、座环组装焊接工艺
1.1座环组装焊接
长河坝水电站共安装四台套立轴混流式水轮发电机组。机组座环由上下环板、固定导叶、上下过渡板、上下法兰板、基础法兰和锥段等部件组成，厂家考虑到运输需要，座环分为四瓣，基础环分为四瓣，到现场安装间组装焊接完成后，整体吊入机坑。
座环总重322.62T，基础环重26.83T。组装后最小内径6305mm，最大外径11424mm。高3827，其结构和主要尺寸见下图一：
1.2 座环组装
（1）在安装间定转子工位上按照每瓣座环布置4个支墩（共16个），支墩上面布置楔子板，用水准仪调整水平，使全部支墩的上平面水平保证在2mm以内。
（2）把四瓣基础环组合好焊接完毕后吊入机坑放在尾水锥管上。
（2）座环拼装前，用钢丝刷或磨光机将座环连接焊缝清扫干净，用细平板锉打磨组合面毛刺，合格后开始组装座环。
（3）用桥机将第一瓣座环吊起，按安装位置方向缓缓摆放在支墩上，确认摆放稳当后进行临时加固，然后松钩。
（4）用桥机将第二瓣座环吊起，按安装位置方向缓缓摆放在支墩上，与第一瓣进行对拼，装上合缝法兰连接螺栓及定位销钉，旋紧螺母然后松钩。
（5）用桥机将第三瓣座环吊起，按安装位置方向缓缓摆放在支墩上，与第二瓣进行对拼，装上合缝法兰连接螺栓及定位销钉，旋紧螺母然后松钩。旋紧螺母后，测量第一瓣和第三瓣间上下环板的弦长，再测量第四瓣上下环板的弦长，把两数据进行比较，必须保证前者弦长值略大于后者方可吊装第四瓣。
（6）用桥机将第四瓣座环吊起，按安装位置方向缓缓摆放在支墩上，与第三瓣和第一瓣进行对拼，装上合缝法兰连接螺栓及定位销钉，旋紧螺母然后松钩。
（7）根据图2和图3的要求检查拼成整体座环的内径、圆度，导水机构中心线水平，组合缝间隙，在环板上标记待测点。
（8）检查合格后，在每块环板的外侧焊接一块厚度不少于30mm的连接板来初步固定座环四瓣。
1.3 座环焊接
（1）焊接材料：长河坝水轮机座环工地现场焊接，其上、下环板材质为P355NL1-Z35；上、下过渡段材质为B610CF钢板；上法兰板材质为Q345C；下法兰板材质为Q235B；锥段为（2+38）复合钢板（304+Q235B）；封板材质为Q235B。
母材为B610CF的钢材，采用J607RH焊条进行焊接；母材为P355NL1-Z35、Q345C、Q235B的钢板，采用J507焊条进行焊接；母材为复合钢板（304+Q235B），采用A307焊条进行焊接。
焊接材料均有Φ3.2mm和Φ4.0mm两种规格。
（2）焊接时焊接电流规范值见表1、表2、表3，在焊接过程中应每30分钟对焊接电流进行记录。根据现场情况，可对焊接电流进行适当调整。
（3）焊接方法：手工电弧焊。
（4）焊工资格：参加座环焊接工作的焊工必须按照以下标准考试合格者，具有相关有资质部门颁发的资格证书者。
a.按照ASME《锅炉及压力容器规程》第Ⅸ卷、国家劳动总局编制的《锅炉压力容器焊工考试规则》及DL/T679《焊工技术考核规程》考试合格者。
b.持有有效期内的中国质量技术监督局签发的锅炉、压力容器焊工考试合格证。
c.电力工业部、水利部签发的水工钢结构焊工考试合格证。
（5）焊前准备：
a. 将坡口两侧30mm范围清理干净，去除油、脂等污物；打磨坡口内的氧化皮、铁锈等使钢材显露出金属光泽。
b. 焊条必须按照焊条说明书上要求的温度（经验值350℃～400℃）和时间（经验值2小时）进行烘干、保温。焊条烘干后放入120℃焊条保温箱内存放，随用随取，焊工领焊条时，须有完好的焊条保温筒。未烘干的焊条禁止使用。当日未用完的焊条应退回焊条库重新烘干处理，原则上烘干次数不超过3次，由相关人员做好记录。
c. 在组装完成尺寸验收合格后开焊接，对上下环板进行定位焊接。定位焊长度200mm～250mm，间隔300mm～400mm，焊接厚度10mm～15mm。完成定位焊后再次测量座环的个主要尺寸并做好相关记录。
d. 焊前必须对座环分瓣面进行预热，应预热至80℃，层间温度不超过206℃。预热时用加热垫缓慢均匀升温，预热宽度不低于钢板的厚度。用Ф3.2mm的电焊条打底座环分瓣面，打底焊接分3层进行焊接，厚度不超过10mm。座环分瓣面必须由8名焊工（两名一组）同时从对称位置进行焊接；座环其他部位由4名焊工同时对称焊接，在整个焊接过程中都必须按图纸要求及厂家工艺守则的要求对座环合缝面、直径和高程进行检查。
（6）焊接顺序：
座环焊接的基本顺序为：座环上、下环板点焊加固座环上、下环板焊接座环上、下过渡板焊接座环基础法兰焊接座环下法兰焊接座环锥段焊接座环上法兰焊接。如图4所示。
a、在焊接根部两道焊缝时必须选用Φ3.2mm规格焊条，使用小规范电流施焊。焊接过程中除第一层和最后一层焊缝外均需充分锤击，减小残余应力。焊道宽度不得大于4倍焊条直径。每层焊接层高不应高于5mm。
b、焊接环板焊缝1、3，8名焊工采用分段多层多道退步焊接方法，每段长约为300mm，上下层焊接接头至少错开50mm。根部量道焊缝由内向外焊接，其余各层焊接方向交替相反。焊接2～3层后，按上述要求焊接焊缝2、4。交替焊接环板1、2、3、4焊缝，在焊缝深度达到坡口深度的1/2后，在征得现场监理和厂家同意后清除有碍施工的定位块及把合块，直至焊满。焊缝盖面时应从两边往中间焊接，严禁最后一道与母材直接焊接。
c、焊接过渡段焊缝5、6，焊至坡口深度1/2，呗侧清根、打磨，MT探伤合格后，交替焊接过渡段5、6、7、8焊缝。
d、上下交替焊接9、10、11焊缝，在9焊缝焊至1/2，坡口深度时，再焊接10焊缝至1/2坡口深度，然后焊接11焊缝，交替焊接9、10、11焊缝至焊缝焊满。
e、上下交替焊接12焊缝，直至焊满。封焊、修补以上焊缝中的端头及边角。
f、焊接座环分缝处的围板以及导叶下轴颈集水盒。
（7）焊接工艺要点：
a. 焊接清根后必须做PT/MT和UT检查，定位焊在正式焊接时须清除干净，并打磨做PT检查。
b. 焊接过程要控制座环的水平度，减少收缩量，沿直径方向等量、对称、平衡施焊以减少变形，焊接方向交替变换以避免形成螺旋应力，焊后焊逢作外观检查，并记录结果。
c. 所有的对接焊缝焊接后，均要进行后热处理，后热温度为150℃，保温2h后以20 ℃/ H速度冷却到常温。
1.4 焊接质量检验
（1）焊缝分类及检验要求标准按表4内容执行。（2）焊缝外观检验：对所有的焊缝做焊缝外观检查，并做好详细的记录单。打磨余高超高部分，补焊焊缝处出现大的咬边或打磨出现的凹坑，补焊时预热温度宜为105～120℃。
（3）焊接检验合格后，按照厂家要求进行防腐。
1.5 座环焊接过程的监测和焊后的测量、调整
（1）焊前在座环内搭设测量架来安装水平仪，以便焊接时监测座环上、下环板、下法兰的水平变形情况。在焊接预热前必须全面的检测座环的水平、圆度，并做好相应的样点和检测记录。为了监测组合缝处焊接过程的变形收缩情况，焊前在上下环板的焊缝两侧100mm的位置打上检测点，并做好记录。
（2）焊接过程中每变换一次焊接位置测量一次座环的圆度、上下环板的水平度、固定导叶的高程（内外侧各测一点）、组合缝的收缩。焊接过程中根据监测结果调整焊接顺序，来控制座环的变形。
（3）全部焊接完毕并降温至常温后，全面检查座环的圆度、上下环板同心度和水平，并记录结果。
2、蜗壳组装焊接工艺
2.1 蜗壳组装焊接
长河坝水电站共安装四台套立轴混流式水轮发电机组。水轮机蜗壳由蜗壳进口段（-1到-6节），蜗壳各节（1到20节），车间与座环焊接在一起的尾端各节到以及蜗壳进人门、排水阀、量测管路等附件组成。蜗壳为瓦片到货，由厂家发包给下游黄金坪电站中国水电七局金属结构制造厂加工，由施工单位在长河坝施工区内进行每节拼装和检查，直到整体装配完成。
蜗壳主体钢板采用B610CF高强度调质钢，蜗壳凑合节为2个。进口直径7.657m，分为26管节，本体重约328.6T。蜗壳须按照要求进行水压试验，采用保压浇筑方式埋入。其结构见下图一：
2.2 蜗壳的运输
蜗壳运输采用25T汽车吊进行装车卸车，采用25T平板汽车进行运输，下面垫上枕木，运输时由于单节蜗壳形体尺寸大，采用型钢、导链可靠加固，并遵守大件运输程序，运输时设置引路车开道。
2.3蜗壳C型节的拼装
（1） 施工程序
施工准备-瓦片尺寸检查-吊装瓦片-调整接缝间隙和错牙量-测量”c”型开口尺寸和半径-内支撑安装-控制尺寸复测-纵缝焊接
（2）蜗壳“C”型节组装
a. 蜗壳在安装平台上采用立式组装，将进水断面侧放在钢平台上，并用记号笔将每节瓦片的内径R值、4个”C”型开口值。控制尺寸如表1所示。
b.在瓦片吊装前，根据所需拼装管节的几何尺寸在钢平台上放置施工样板，检查此时大样所在平面的平面度，应控制在1.5mm以内，如不符合要求，应进行调整，直至合格。
c.将检查合格的瓦片吊装于已放好大样的平台上后，利于事先焊接在瓦片上厂家提供的压缝器将两块瓦片进行初步对正，再利用压码、千斤顶和压栏等调整两瓦片对接缝的错牙，间隙，错牙值、间隙值均不大于2mm。在蜗壳c型节组装完成后，检查两端管口周长、纵缝处弧度、纵缝间隙和错牙、开口尺寸和半径并调整合格。严禁直接锤击或采用其它易损坏钢板材质的方法进行校正。
d. 蜗壳拼装尺寸检查合格后，再次检查纵缝表面，不允许有铁锈、油漆、氧化铁等杂质存在，如有应清理完成后才能进行点焊。点焊长度一般为100-150mm，焊缝深度为10-20mm，间隔长度为400-600mm。
e. 在点焊完成后，进行内支撑的安装，并在接缝处和容易产生变形的地方焊接挡块，防止焊接过程中产生变形。
2.4蜗壳在厂房内的挂装
清点蜗壳设备，尤其是附件及凑合节，查找蜗壳出厂编号并注明蜗壳安装编号。
按上部基础图准备蜗壳支撑件、拉筋及加固角钢。复查座环水平、高程、中心、方向及加固情况，按图放置断面1、断面2、断面10、断面11和断面20的安装样点。安装顺序如图二所示：
（1）定位节安装：
a.分别以第1节、第10节、第20节为定位节安装蜗壳。
b.在大舌板的对称方向首先安装第10节。
c.在座环上根据第10节的位置在断面10设置挡板，作为第10节的控制点。在上蝶形边处先将座环一侧骑马板焊牢，已便于蜗壳挂装时能顺利将蜗壳挂装到位。
d.第10节吊装前，用磨光机清扫焊缝及两侧20mm，并用50m卷尺检查管节进、出口的周长，用样冲在管节内壁标出周长中心作为管节远点高程和中心的测量点。
e.吊装时需用蜗壳上的3只吊耳上的手拉葫芦调整位置。蜗壳就位后安装支撑和拉筋，使蜗壳与蝶形边对齐，对齐过程中先对上蝶形边，再对下蝶形边。
（2）检查各控制尺寸：
a. 蜗壳与蝶形边错位不大于2mm，焊缝间隙为3mm。
b. 第10节进口断面和出口断面与所放测量控制点的偏差均应在±3mm以内。
c. 吊重锤检查蜗壳两断面的垂直度在全长范围内小于3mm，如两断面不能同时满足要求，应保证进口断面的垂直度。
d. 检查两断面远点高程为1463.45m+5mm。
e. 检查断面10、11的中心至座环中心距为R±0.003R，确认水平点至座环中心距离Re±0.003Re。
f. 上述检查满足要求后，将第10节加固牢固，加固时要防止变形。
g. 按第10节的步骤安装第20节和第1节，并满足有关要求。
（3）其余管节的安装：
a. 同定位节的安装方法，分别安装其余管节。
b. 各管节之间的环缝间隙为5mm。
c. 环缝压缝前要比较相邻两节的周长，根据周长差了解环缝对接处的错位情况。
d. 环缝压缝要从上、下两蝶形边开始，中间结束，保证蜗壳内壁错位均匀且不大于2mm，压缝时要尽量少地焊接压缝工具。蜗壳环缝对接坡口处没隔900mm～1200mm焊接搭板进行固定，焊接是预热允许使用氧乙炔火焰均匀加热，但禁止在蜗壳本体表面引弧、打火。
e. 每节蜗壳挂装时，前一节蜗壳已开始焊接并焊接完1/2以上。
f. 每节蜗壳安装时，蜗壳进口断面的垂直度全长范围内小于5mm，远点高程为1463.45m+5mm，远点半径满足设计要求。
g. 蜗壳进口段以第1节为定位节安装。
（4）凑合节安装：
蜗壳共有3个凑合节，分别设在第6节、第14节和第-6节（压力钢管和蜗壳进口段凑合节）。凑合节的设计是为了补偿焊接收缩和弥补其他不确定因素而设置的。
a. 凑合节单边余量为100mm。
b. 凑合节下料前，蜗壳各管节已焊接完毕。
c. 凑合节安装时，按照下、中、上的顺序安装。
d. 凑合节划线时，将瓦块覆盖在蜗壳安装位置上，从蜗壳内划线。所划线要清晰、连续，然后将瓦块切割。
e. 将切割后的瓦块预装，然后开焊接坡口，打磨光滑。
f. 安装点焊下好料的瓦片，再开始下一凑合节瓦块的划线。
g. 先焊接凑合节纵缝，再焊接凑合节与相邻管节的环缝。
2.5 蜗壳焊接
（1）焊接材料：蜗壳本体母材为B610CF，有哈电厂家提供的GB E6015-G型焊条进行焊接。
（2）焊接工艺规范：见表2。
（3）焊接方法：手工电弧焊。
（4）焊工资格：焊工资格的鉴定应当符合W-47和W-59或相应ASME标准中“锅炉压力容器第Ⅷ节”要求，并持合格证书的焊工才允许焊接。
（5）焊前准备：
a. 将坡口两侧100mm范围内的毛刺、铁锈、氧化皮、油污等用角向磨光机打磨干净，直至露出金属光泽；并对坡口进行MT检查。
b. 在烘烤箱中在350℃～400℃或按焊条说明书上指定的温度烘烤焊条1～2小时，在100℃～150℃下保温，随取随用，以免焊条受潮影响到焊接性能或焊接质量。焊接现场设置专门的焊条保管员，负责焊条的保管、烘干、发放和回收，并作好详细的记录。
c. 为了防止焊前预热时定位焊裂掉，焊前必须加固定位焊，加固的长度为100mm以上，加固的焊层为3层。
d 焊接大坡口侧焊缝至1/2，背面清根、打磨，进行MT或PT探伤合格后，内外侧坡替施焊。要求焊接采用分段薄层镶边多道退步焊接方法，每300mm～400mm分一段，层间焊接接头至少错开50mm。
e. 焊前必须对蜗壳焊缝进行预热，应预热至80℃，蜗壳焊缝在焊接过程中其层间温度不低于预热温度但不超过220℃。预热时用加热垫缓慢均匀升温，预热宽度不低于钢板的厚度。根据设计要求的焊前预热的温度，采用电加温垫进行预热，利用红外线测温仪进行温度监测。蜗壳焊接最好连续进行，中断焊接前其焊接最小厚度不小于板厚的2/3。若中断焊接，采取保温措施使焊缝温度不低于预热温度，但当焊缝没有达到足够强度时，严禁中断焊接。
（6）蜗壳焊接顺序：
蜗壳“C”型节焊接按蜗壳挂装顺序焊接一般管节环缝凑合节纵缝焊接凑合节环缝焊接上下过渡板焊缝焊接进水端直管段环缝焊接直管段与大舌板对接缝焊接蜗壳附件安装焊缝焊接蜗壳保压浇筑蜗壳进水段与压力钢管对接缝配割并焊接。（整个蜗壳的安装环缝焊接顺序应与蜗壳挂装调整的顺序一致，不得跳跃。）
（7）环缝采用分段多层多道焊，焊接时以中心为起点，接着是其左侧的点，要求焊缝每次最长为300mm。再是其右侧的点，这样依此类推交替进行，如图三所示。焊接时，将每道焊缝表面的熔渣和飞溅清理干净，各层各道间的焊接头应错开30mm以上，管壁上不得随意焊接临时支撑或脚踏板等构件。
（8）凑合节焊接时先焊接纵缝，待所有纵缝焊接完毕并检验合格后方可焊接环缝。焊接环缝时，应先焊填充量大的一条环缝，然后焊接另一条环缝，两条焊缝不能同时施焊。
（9）蜗壳相邻两节间的环缝以及与座环之间的纵缝的焊接次序：要求先焊好所有相邻两节间的环缝，最后再对蜗壳与座环之间的纵缝进行焊接以减少焊接应力。共需8名焊工焊蜗壳与座环之间的纵缝。焊接时上下各4名焊工对称施焊，如图四所示。
（10）蜗壳焊缝应在焊后立即进行去氢处理。加热温度为250℃，保温时间4小时。
（11）焊接过程中应采取挡风措施。采用碳弧气刨清根或消除焊接缺陷后，应用角向磨光机清理气刨表面和修磨刨槽，除去渗碳层。打磨后应作探伤检查。
（12）拆除钢管上的工卡具时，严禁采用锤击法。用割枪或气刨将工卡具，距离母材2～4mm切割去除，然后用砂轮机打磨，并进行PT检测。
（13）焊接完成后进行无损检测。根据设计要求，进行焊后消除应力处理。
（14）焊缝内部或表面发现有裂纹时，应进行分析，找出原因，制定措施，方可进行补焊。在母材上严禁电弧擦伤，若有擦伤，需进行砂轮打磨处理后进行探伤检查。
（15）安装完成后，在焊缝附近内外表面按照规定进行喷涂。
2.6焊接质量检查
外观检查：每道焊缝焊完后，焊工应逐层进行自检，发现缺陷或焊缝尺寸不符合要求要及时进行处理，具体要求见表3。
2.7 蜗壳附件安装和内支撑、吊耳的拆除
（1）蜗壳附件安装：
按蜗壳装配图安装蜗壳排水阀阀座、顶盖排水管路、技术供水取水口的拦污栅和补强板等。根据设计要求，进行测量管路与辅助管路的配接安装。首先测出埋管与蜗壳上接头的相对位置，根据所测数据，设计出配接管节的具体形状和尺寸。在后方根据设计尺寸配割好相应管节，运到安装位置进行配装，配装工艺按国家规范进行。
（2）内支撑、吊耳的拆除：
在蜗壳装配过程中临时焊的搭板、吊耳、内支撑钢板和拉筋等需用气刨清除，不允许锤击打掉，清除后打磨、补焊气刨表面至平滑，并进行PT探伤检查。检查合格完毕后按照厂家要求进行防腐处理。
2.8 整体验收
安装完成后，会同监理、业主复检座环、蜗壳进口、出口的尺寸，包括圆度、中心位置、半径，周长、高程等，合格后拆除内支撑进行保压浇筑。
2.9 与压力钢管连接
（1）焊接压力钢管与蜗壳进水段前，蜗壳混凝土已浇筑完成并过养护期。混凝土浇筑时预留蜗壳与压力钢管焊缝的焊接和混凝土浇筑所需要的空间和通道。
（2）按图纸要求检查记录压力钢管和蜗壳进水段33节端面间距离、同心度和圆度以确定压力钢管的配割值。按检查尺寸配割蜗壳侧的余量。准备好U形连接板（至少8块），从内侧把蜗壳进水段和压力钢管焊接起来。
（3）按蜗壳各节的加热要求预热压力钢管和蜗壳进水段。焊缝由4名焊工对称地进行焊接，焊接完毕进行去氢处理，打磨光滑，按要求进行无损探伤保证焊接质量。采用锤击法消除应力并浇筑混凝土。
3、焊缝探伤检查
按合同、设计院、厂家工艺要求，蜗壳所有焊缝包括与座环连接的焊缝都应作100%射线探伤（RT），座环焊缝应作100%超声波探伤（UT），同时配合焊接过程中的VT、PT、MT检验，按ASME标准评判。施工中座环经UT检验，焊缝一次合格率为100%；蜗壳经RT探伤检验，焊缝一次合格率为99%（环缝）。超标缺陷按如下缺陷处理程序进行：①.首先确定缺陷具置及其长度和深度，在需处理区域的背面安装加热设备，背缝清根处的预热温度要达到120度以上。②.用碳弧气刨刨掉缺陷，尽量完全暴露缺陷，确定缺陷性质后将其切底清除。③.进行MT或PT探伤，检查缺陷是否切底清除。④.按焊接程序施焊。如果刨掉的缺陷厚道相当于焊缝厚度，那么先焊一侧，然后背部清根，再焊另一侧，最后完成先焊的一侧；如果刨掉的厚度小于焊缝厚度，则仅在一侧施焊。⑤.必须进行RT和UT探伤以确定返修是否成功。
蜗壳焊缝超标缺陷经一次返修后，再次经RT检查，焊缝合格率为100%。
4、蜗壳水压试验
4.1试验情况
按照合同规定，长河坝电站蜗壳和座环安装结束后应作水压试验，蜗壳周围不设弹性垫层，蜗壳应能够不与混凝土联合受力而单独承受各种运行工况下可能发生的最大水压力和试验压力。根据ASME-UG-99标准的规定和设计要求，水压试验值应为1.5倍的最大工作压力（含水锤压力上升值），即4.2Mpa，保压时间30min，然后降至2.8 Mpa，保压30 min，检查蜗壳焊缝及母材有无漏水及缺陷情况，再降压至1.8 Mpa，进行蜗壳保压浇筑，保压至水轮机层混凝土养护合格后再撤去压力，拆除闷头，安装蜗壳与钢管连接段。
4.2 蜗壳水压试验的目的
①根据厂家要求检验焊缝的焊接质量并消除残余焊接应力；
②检验蜗壳和座环设计的合理性，结构的整体安全性；
③测量座环上下环板和蜗壳在内水压力情况下的轴向及径向变形，确定再试验压力下是否产生永久变形，以校核蜗壳材料设计的正确性；
④检验座环及蜗壳母材和焊缝的质量；
⑤消减蜗壳、座环装配及焊接过程中的应力，削平残余装配及焊接应力峰值。
4.3 水压试验应具备的条件
（1）完成蜗壳打压闷头的焊接；
（2）完成蜗壳内支撑的拆除；
（3）完成封水环的装配；
（4）封堵蜗壳进人门、测压孔等；
（5）浇筑蜗壳底部B型支墩，并且养护达到一定强度后，蜗壳才能充水。
蜗壳座环全部焊缝焊接完成并经无损探伤检验合格；进口闷头安装完毕；实验密封环安装完成，并保证再水压试验中试压环的密封有一定的压力缩量；座环支撑下部的非收缩混凝土和蜗壳支墩二期混凝土已达到设计强度，割除蜗壳内部支撑、吊耳；对座环、蜗壳各测量检查部位安装测量表。
4.4水压试验程序
从闷头底部向内充水，水满排气后关闭排气阀。再利用高压电动泵升压。蜗壳升压、降压过程采取分阶段逐步升压、保压、部分降压，再升压、保压、部分降压，只达到实验压力4.2 Mpa，然后降至2.8观察，最后降至1.8保压浇筑。再每一个保压阶段检查座环、蜗壳焊缝有无异常现象（如渗漏、裂纹、变形等），并记录座环蜗壳处监控仪表的读数。具体步骤如下：
（1）由注水孔缓慢向蜗壳内注水。待排气孔处有水渗出时，可视为水已加满，然后关闭排气阀门。加水过程中应注意检查蜗壳本体、注水管路以及试验管路等，应无渗漏现象，否则应处理合格；
（2）按图纸要求，蜗壳水压试验压力为动水压力的1.5倍，即4.2MPa，持续时间30min；
（3）蜗壳内水充满后，安装注水孔堵板。然后开启试压泵，按厂家提供的升压程序对蜗壳进行水压试验；
（4）按不大于0.1MPa/min上升速度，用试压泵进行加压，加压过程中应对蜗壳各焊缝、各管路进行巡视，若发现有渗漏现象后，应立即停止加压，并及时处理合格。一切正常后，使压力上升到1.0 MPa，保压5分钟，观察渗漏或缺陷。若出现渗漏，应泄压处理合格，并重新试验合格；
（5）升压至2.0 MPa，保压5分钟，观察渗漏和缺陷状况，并及时对出现的缺陷进行处理。若有问题，需泄压处理合格，重新试验，试验完成后，泄压至1.0MPa；
（6）上述试验合格后，先将压力上升到3.0 MPa，保压20分钟；再将压力下降至2.0 MPa，保压5分钟，进行检查。以上完成后，将压力上升至试验压力4.2 MPa，保压30分钟，观察渗漏和缺陷状况，在此压力下应不得有渗漏或其它缺陷，否则应处理合格，重新试验；
（7）上述试验合格后，泄压至设计压力2.8MPa，保压30分钟；然后泄压至保压浇筑压力1.8MPa。水压试验压力试验如图4所示：
7.6、蜗壳、座环变形监测
（1）测量架制作：采用Φ168×5钢管和20#槽钢制作，用∠75×10角铁进行加固，保证测量架的牢靠；
（2）座环监测：按机组坐标轴线方向，在座环上环板、底环板上架设监测仪表，测量环板变形情况。制作监测支架4个，支架从锥管中段内支撑上伸出。在保压浇筑期间，只监测座环的变形。座环变形值控制在2mm以内。在座环上法兰面的X、Y方向做4个点，用全站仪进行监测变形情况，分别在充水前、充水后、升压到试验压力时进行记录，并在水轮机轴线上布置测点对座环进行监测。具体见蜗壳水压试验变形监测百分表布置示意图；
（3）蜗壳监测：按机组坐标轴线方向，在蜗壳上架设监测仪表，分别测量蜗壳最远点、蜗壳上中心等位置的变形情况。同时在直管段第5节腰线位置左右各布置1个百分表，闷头上中心布置1个百分表，制作监测支架5个，如图5所示。
实际试压过程中，由于制造厂提供的封堵结构设计不合理，压板盘根处一直存在着漏水现象，导致压力上升速度远远低于程序所要求的0.1 Mpa/min，因此再对最大试验压力4.2进行打压时，采用两台电动泵同时进行。当压力达到2.1 Mpa，试压环上部压板处漏水严重，导致升压不到4.2 Mpa。
8、蜗壳试压失败的原因分析及采取的措施
8.1失败原因
经过对试压过程中的测量记录和封堵设备的仔细检查分析，发现试压环板设计刚度不够，试压过程中试压环直径受压减小，以至于试压环板和座环间隙局部变大，导致压条不足以全部压住盘根，盘根从侧面挤出爆裂。
8.2采取措施
找出原因后，采用如下改进方案：①对压条侧面进行加宽处理，加焊金属薄片并将其与盘根接触的两处边缘打磨成圆弧，以防受压时，税利部位割破盘根导致其断裂；②.支撑加固试压环内部，防止试压环在压力下直径变小。③.更换闷头和试压环处的所有密封盘根，同时将闷头处盘根直接增大。经过以上改进处理，所有封堵设备安装完成后，再次对蜗壳进行水压试验，并顺利打压至最大试压压力4.2 Mpa。
水压试压完成后，进行全面检查，蜗壳、座环均未出现裂纹及不正常的变形等现象。座环、蜗壳在试验中的变形呈现性变化，变化测量值均在设计允许范围内。
8.3建议
在蜗壳水压试验整个过程中，试压环与座环密封处，一直存在漏水现象，需使用紧固压条螺栓来解决问题。产生上述问题的主要原因是：试压环与座环间密封结构设计不合理，仅靠压条压扁盘根进行侧面密封，盘根密封压缩量难以保证。为此，建议取消侧面凹槽密封，对上部盘根槽（座环与顶盖）进行端部密封。该结构不但更易于保证盘根压缩量，消除漏水现象；同时，也能检查座环与顶盖连接密封结构设计是否达到合同要求。