高水头抽水蓄能电站蜗壳座环安装要点
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3 蜗壳水压试验
3.1 试验目的 蜗壳水压试验目的：1）为检验蜗壳座环焊接质
量并消除焊接过程应力；2）绩溪电站取消弹性层，在 蜗壳保压状态下进行混凝土浇筑，并用蜗壳中的水 带走混凝土热量，避免因混凝土水化热而引起设备 变形；3）测量蜗壳座环膨胀量，校核厂家设计值，检 测运行工况下座环实际变形量以考虑运行时导叶端 面间隙。 3.2 试验准备
吊入延伸段并调整其与蜗壳进口间隙、错牙合 格，同时兼顾延伸段进口面法兰垂直度、中心高程与 上游压力钢管出口对应。焊接时以蜗壳延伸段内侧 环缝为正缝，正缝焊接后进行背缝清根，清根检查合 格后完成背缝焊接。 2.5 焊后消氢及探伤
焊接完成后，在热态下对焊缝进行消氢处理， 温度控制在 250~300 ℃，保温 4 h，升温速率与降温 速率控制在 40~50 ℃/h。消氢后进行 100 % TOFD +100 % UT+100 % MT 检查，座环上、下环板及基础 环板焊缝进行 100 % UT+100 %PT（或 MT）检查。 2.6 冷裂纹控制要点
蜗壳座环临时支撑全部拆除并打磨光滑；复测 方位、中心及水平值符合设计要求；初步预紧座环基 础螺杆，用 PVC 管（或热塑管）将螺杆裸露部分包裹 保护，接缝处可靠封堵，防止灌浆时浆液渗入；清洁 座环与封水环、试验闷头配合面，确保接触面平整无 毛刺，保证打压密封可靠。
为全面监测水压试验变形量，选取蜗壳断面径 向、轴向、斜向上 45°，封水环径向，上、下环板轴向 6 个点架设百分表，机坑 +Y、-Y、+X、-X、+X\-Y 共 5 个方位布置，共 30 个测点。 3.3 试验过程
中图分类号：TK730.3 文献标识码：B 文章编号：1672-5387（2020）01-0019-04 DOI：10.13599/ki.11-5130.2020.01.007
1 工程简介
绩溪电站位于安徽省绩溪县伏岭镇境内，是一 座总装机 1 800 MW 的大型日调节纯抽水蓄能电站。 该电站设计水头 600 m，布置 6 台单机 300 MW 的可 逆式水轮发电机组，承担华东电网调峰填谷、调频调 相、事故备用等重要功能。电站蜗壳采用 800 MPa 级高强度钢板卷制焊接而成，厚度为 25~56 mm；座 环上、下环板采用抗层状撕裂钢板 S500Q-Z35；固 定导叶为高强钢板 S500Q；蜗壳在厂内与座环焊 成整体，分两瓣运输至工地安装，整体组焊后进行 15.45 MPa 水压试验及 5.15 MPa 保压浇筑。
高强钢焊接重点是防止冷裂纹的产生，焊接冷 裂纹主要由接头淬硬组织、结构拘束度，扩散氢含量 三个因素引起。低合金高强钢通过加入多种提高淬 透性的合金元素来保证获得强度高、韧性好的低碳 马氏体和部分贝氏体混合物，钢板淬透性好，冷裂敏 感性较强。控制冷裂纹，现场可通过控制焊缝冷却 速度，避免由于冷速过快，在焊缝和热影响区中出现 淬硬组织；同时控制焊接预热温度和线能量，并合理 设计焊接冷却时的冷却速度，使焊缝冷却时生成韧 性较好的混合组织。
第 43 卷 第 1 期
水电站机电技术
Vol.43 No.1
2020 年 1 月
Mechanical & Electrical Technique of Hydropower Station
Jan.2020
19
高水头抽水蓄能电站蜗壳座环安装要点
张 赫，李 兵，田 鹏，姜红伟，陈善贵
（国网新源安徽绩溪抽水蓄能有限公司，安徽 宣城 245300）
摘 要： 绩溪电站蜗壳设计压力 10.3 MPa，采用国产 800 MPa 级高强钢板卷制焊接而成。结合高强钢蜗壳座环材 质特性和结构特征，以现场实际安装过程为基础，叙述蜗壳座环工地组圆拼焊、机坑内吊装调整、15.45 MPa 水压试 验、5.15 MPa 保压浇筑及座环基础螺杆拉伸的详细流程；举例分析水压试验过程中的蜗壳变形量；简要计算绩溪电 站多工况下座环基础螺杆应力变化情况，并复核基础螺杆预紧力安全裕量；总结高强钢蜗壳座环焊接过程变形量 控制、保压浇筑前固定方式、基础螺杆拉伸工艺等安装要点。 关键词：800 MPa；蜗壳座环；焊接；水压试验；基础螺杆
座环焊缝无损探伤合格后进行蜗壳凑合节挂 装，挂装前须清除坡口周边 100 mm 范围内的油污、 铁锈并打磨出金属光泽。凑合节挂装后检查装配尺 寸，间隙超过 3 mm 的可在坡口根部堆焊至间隙合 格，错牙大于 2 mm 的区域须按 1：5 过渡打磨。凑 合节环缝⑦用手工电弧焊完成，采用对称、分段、退 步、多层多道、窄道焊，由蜗壳腰线对称向两侧蝶形 边处施焊。导流板焊缝⑨也采用手工电弧焊，先焊 与座环上、下环板连接处，后进行导流板之间的拼 焊，最后完成与蜗壳之间的焊缝。 2.3 蜗壳吊装
蜗壳按照升压、保压、降压的要求进行耐压试 验。加压过程中，检查蜗壳测压接头、蜗壳排水阀、 蜗 壳 进 水 口 等 部 位 有 无 渗 漏；如 有 异 常 应 立 即 降 压排水处理；试验过程中加压和减压速率按不超过 0.1 MPa/min 控制。多次、分步加压一是能更好的消 除焊接应力，二是确保水压试验安全性。 3.4 蜗壳变形数据分析
绩溪电站分瓣蜗壳组焊后吊入机坑，吊装前需 在蜗壳座环支墩上设置楔子板，并初调楔子板高程、
图 1 蜗壳座环焊缝示意图
收稿日期：2019-08-17 作者简介：张 赫（1992-），男，助理工程师，从事电站水机设备安 装调试和运维检修管理工作。
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水电站机电技术
第 43 卷
水平，并将座环基础螺杆涂抹黄油装入基础螺杆支 架套管。正式起吊前进行联合检查，确认技术、安全 要求满足后方可工作。蜗壳座环吊至距蜗壳座环支 墩 1 m 左右高处时缓慢落钩，以机坑内预置的 X/Y 方位槽钢定位，通过调节楔子板精调座环水平，并控 制蜗壳进口与上游压力钢管出口方位对应后，点焊 固定楔子板。 2.4 延伸段焊接
2 蜗壳座环组焊流程
蜗壳座环焊缝示意图见图 1。
2.1 座环焊接 首 先 进 行 座 环 上、下 环 板 和 固 定 导 叶 焊 缝
① ~ ③的焊接。在坡口内进行约 20 mm 的打底焊， 后交替焊满；之后对蝶型边焊缝④和下围板焊缝⑤ 进行焊接；最后焊接座环基础环板焊缝⑥，仰焊填充 约 15 mm 后平焊坡口并清根，平焊填充约 20 mm 后 重新仰焊焊满，再平焊并打磨、清理。 2.2 凑合节、导流板焊接
3.1 试验目的 蜗壳水压试验目的：1）为检验蜗壳座环焊接质
量并消除焊接过程应力；2）绩溪电站取消弹性层，在 蜗壳保压状态下进行混凝土浇筑，并用蜗壳中的水 带走混凝土热量，避免因混凝土水化热而引起设备 变形；3）测量蜗壳座环膨胀量，校核厂家设计值，检 测运行工况下座环实际变形量以考虑运行时导叶端 面间隙。 3.2 试验准备
吊入延伸段并调整其与蜗壳进口间隙、错牙合 格，同时兼顾延伸段进口面法兰垂直度、中心高程与 上游压力钢管出口对应。焊接时以蜗壳延伸段内侧 环缝为正缝，正缝焊接后进行背缝清根，清根检查合 格后完成背缝焊接。 2.5 焊后消氢及探伤
焊接完成后，在热态下对焊缝进行消氢处理， 温度控制在 250~300 ℃，保温 4 h，升温速率与降温 速率控制在 40~50 ℃/h。消氢后进行 100 % TOFD +100 % UT+100 % MT 检查，座环上、下环板及基础 环板焊缝进行 100 % UT+100 %PT（或 MT）检查。 2.6 冷裂纹控制要点
蜗壳座环临时支撑全部拆除并打磨光滑；复测 方位、中心及水平值符合设计要求；初步预紧座环基 础螺杆，用 PVC 管（或热塑管）将螺杆裸露部分包裹 保护，接缝处可靠封堵，防止灌浆时浆液渗入；清洁 座环与封水环、试验闷头配合面，确保接触面平整无 毛刺，保证打压密封可靠。
为全面监测水压试验变形量，选取蜗壳断面径 向、轴向、斜向上 45°，封水环径向，上、下环板轴向 6 个点架设百分表，机坑 +Y、-Y、+X、-X、+X\-Y 共 5 个方位布置，共 30 个测点。 3.3 试验过程
中图分类号：TK730.3 文献标识码：B 文章编号：1672-5387（2020）01-0019-04 DOI：10.13599/ki.11-5130.2020.01.007
1 工程简介
绩溪电站位于安徽省绩溪县伏岭镇境内，是一 座总装机 1 800 MW 的大型日调节纯抽水蓄能电站。 该电站设计水头 600 m，布置 6 台单机 300 MW 的可 逆式水轮发电机组，承担华东电网调峰填谷、调频调 相、事故备用等重要功能。电站蜗壳采用 800 MPa 级高强度钢板卷制焊接而成，厚度为 25~56 mm；座 环上、下环板采用抗层状撕裂钢板 S500Q-Z35；固 定导叶为高强钢板 S500Q；蜗壳在厂内与座环焊 成整体，分两瓣运输至工地安装，整体组焊后进行 15.45 MPa 水压试验及 5.15 MPa 保压浇筑。
高强钢焊接重点是防止冷裂纹的产生，焊接冷 裂纹主要由接头淬硬组织、结构拘束度，扩散氢含量 三个因素引起。低合金高强钢通过加入多种提高淬 透性的合金元素来保证获得强度高、韧性好的低碳 马氏体和部分贝氏体混合物，钢板淬透性好，冷裂敏 感性较强。控制冷裂纹，现场可通过控制焊缝冷却 速度，避免由于冷速过快，在焊缝和热影响区中出现 淬硬组织；同时控制焊接预热温度和线能量，并合理 设计焊接冷却时的冷却速度，使焊缝冷却时生成韧 性较好的混合组织。
第 43 卷 第 1 期
水电站机电技术
Vol.43 No.1
2020 年 1 月
Mechanical & Electrical Technique of Hydropower Station
Jan.2020
19
高水头抽水蓄能电站蜗壳座环安装要点
张 赫，李 兵，田 鹏，姜红伟，陈善贵
（国网新源安徽绩溪抽水蓄能有限公司，安徽 宣城 245300）
摘 要： 绩溪电站蜗壳设计压力 10.3 MPa，采用国产 800 MPa 级高强钢板卷制焊接而成。结合高强钢蜗壳座环材 质特性和结构特征，以现场实际安装过程为基础，叙述蜗壳座环工地组圆拼焊、机坑内吊装调整、15.45 MPa 水压试 验、5.15 MPa 保压浇筑及座环基础螺杆拉伸的详细流程；举例分析水压试验过程中的蜗壳变形量；简要计算绩溪电 站多工况下座环基础螺杆应力变化情况，并复核基础螺杆预紧力安全裕量；总结高强钢蜗壳座环焊接过程变形量 控制、保压浇筑前固定方式、基础螺杆拉伸工艺等安装要点。 关键词：800 MPa；蜗壳座环；焊接；水压试验；基础螺杆
座环焊缝无损探伤合格后进行蜗壳凑合节挂 装，挂装前须清除坡口周边 100 mm 范围内的油污、 铁锈并打磨出金属光泽。凑合节挂装后检查装配尺 寸，间隙超过 3 mm 的可在坡口根部堆焊至间隙合 格，错牙大于 2 mm 的区域须按 1：5 过渡打磨。凑 合节环缝⑦用手工电弧焊完成，采用对称、分段、退 步、多层多道、窄道焊，由蜗壳腰线对称向两侧蝶形 边处施焊。导流板焊缝⑨也采用手工电弧焊，先焊 与座环上、下环板连接处，后进行导流板之间的拼 焊，最后完成与蜗壳之间的焊缝。 2.3 蜗壳吊装
蜗壳按照升压、保压、降压的要求进行耐压试 验。加压过程中，检查蜗壳测压接头、蜗壳排水阀、 蜗 壳 进 水 口 等 部 位 有 无 渗 漏；如 有 异 常 应 立 即 降 压排水处理；试验过程中加压和减压速率按不超过 0.1 MPa/min 控制。多次、分步加压一是能更好的消 除焊接应力，二是确保水压试验安全性。 3.4 蜗壳变形数据分析
绩溪电站分瓣蜗壳组焊后吊入机坑，吊装前需 在蜗壳座环支墩上设置楔子板，并初调楔子板高程、
图 1 蜗壳座环焊缝示意图
收稿日期：2019-08-17 作者简介：张 赫（1992-），男，助理工程师，从事电站水机设备安 装调试和运维检修管理工作。
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水电站机电技术
第 43 卷
水平，并将座环基础螺杆涂抹黄油装入基础螺杆支 架套管。正式起吊前进行联合检查，确认技术、安全 要求满足后方可工作。蜗壳座环吊至距蜗壳座环支 墩 1 m 左右高处时缓慢落钩，以机坑内预置的 X/Y 方位槽钢定位，通过调节楔子板精调座环水平，并控 制蜗壳进口与上游压力钢管出口方位对应后，点焊 固定楔子板。 2.4 延伸段焊接
2 蜗壳座环组焊流程
蜗壳座环焊缝示意图见图 1。
2.1 座环焊接 首 先 进 行 座 环 上、下 环 板 和 固 定 导 叶 焊 缝
① ~ ③的焊接。在坡口内进行约 20 mm 的打底焊， 后交替焊满；之后对蝶型边焊缝④和下围板焊缝⑤ 进行焊接；最后焊接座环基础环板焊缝⑥，仰焊填充 约 15 mm 后平焊坡口并清根，平焊填充约 20 mm 后 重新仰焊焊满，再平焊并打磨、清理。 2.2 凑合节、导流板焊接