某水电站压力钢管制作与安装

金河水电站压力钢管制作与安装

马振亮金连军钟汶均

（武警水电第十支队，四川成都，610036）

摘要：本文简述了金河水电站压力钢管制作与安装的技术要求、程序、工序、质量控制、工艺流程、进度及施工的全过程。

关键词：压力钢管程序制作安装质量控制

1 工程概况

金河水电站为系跨流域引水发电工程，压力钢管为埋藏式，采用一条主管经三个Y型岔管分为四条支管向4台机组的联合供水方式。钢管由上平段、弯管段、斜管段和下平段、凑合节、伸缩节组成，主管内径为3.5m，长366.377m，次管内径1.7m，长16.46m。主管钢板厚度为10~24mm，次管板厚为22mm，支管板厚为16mm，钢管材料为16MnR 钢。钢管本身设有加劲环、止水环、灌浆孔、螺栓塞等附件。焊接材料采用HJ431（型号HJ402-H08MnA），颗粒度0.5~3mm。

2施工程序

2.1施工工期要求：

引水系统钢管于2002年11月1日开始安装，至2003年6月底全部完成。

2.2施工程序：

根据本工程特点，结合现场气候条件和施工要求，施工程序主要遵循以下原则：

(1)压力钢管分段制作，现场组对安装；

(2)压力钢管和管段工厂化组装和探伤；

(3)管段喷沙除锈和防腐；

(4)管段采用卷扬机运输，电动葫芦组对安装；

(5)管段最终探检和防腐、清理。

3 压力钢管的制作

压力钢管制造工艺：原材料检验→放样下料→标识→筒节卷制→筒节组对→管段成型→焊接及检验→辅加筋组对焊接→灌浆孔的制作→管段内壁喷沙除锈→管内壁防腐→管段外壁喷沙→管段外壁防腐→半成品存放→半成品标识。

3.1进料

根据钢管直径和板厚，Φ3500压力钢管采用二块瓦片卷制成一个管节，Φ2450和Φ1700用一块钢板卷制成一个管节。钢板制订尺寸见下表：

3.2划线下料、坡口加工及瓦片卷制

划线时根据瓦片加工图展开尺寸，并考虑切割、焊缝收缩及坡口加工余量，划线后用油漆标示钢管的分段、分节、分块的编号、水流方向、水平及垂直中心线、坡口角度以及切割线符号等标识。钢板下料后进行坡口加工，坡口加工采用铣边机进行。坡口按施工图纸或焊接工艺评定结果所确定的型式、尺寸进行加工。瓦片卷制采用W12-25×2500四辊卷板机进行卷制。瓦片的头尾两端卷制时将压辊下调完成压头工作，使钢板边缘与整个钢管保持相同的曲率，这样压头与卷板工作可一次性完成。卷板时用5T电动葫芦配合卷制。钢板卷制上料时钢板前边缘要保证与辊轴线平行，面且卷板方向与钢板压延方向一致。卷板时不许锤击钢板，防止钢板上出现伤痕。

3.3调圆、加劲环安装

调圆采用活动米字形调圆架进行，调圆架采用型钢及钢管制成，与钢管接触部位采顶紧螺栓顶紧支撑(见下图钢管米字形活动支撑)，调圆后再查钢管圆度。

加劲环先制成两个半圆，在钢管调圆后把加劲环两个半圆组装到钢管上，先焊对接缝，然后再焊角焊缝，焊接时采用手工电弧焊。

3.4钢管焊接

组圆后进行焊接工作，定位焊焊在第一道正式焊缝的背面，在清根时可以刨除。定位焊采用与正式焊相同的工艺。定位焊后将管节吊放至滚焊台车上进行纵缝焊接，焊接时使用埋弧自动焊先焊接内缝。内缝焊完后用碳弧气刨清根并清理干净后用埋弧自动焊焊接外缝，焊后进行无损探伤。

3.5管段大节组装

序号管径单节长度大节(安装单元)钢管长度

1 Φ35002200 6600

2 Φ24502200 6600(或根据具体情况定)

3 Φ17002200 2200(或根据具体情况定)

3.6岔管、弯管制作

根据设计图纸，画出各部件车间加工图，按加工图进行画线、下料，并卷制成单件进行组装。主岔管在制造时分为3段，在制造厂制造完成后先进行预组装，测量各部位尺寸，在符合图纸及规范要求后焊上定位板，打上定位线进行拆解；次岔管整体制造而成。3.7灌浆孔的制作

压力钢管上布置的灌浆孔，在制造厂大节拼焊完成后在钢管内表面划线定位，对ф50以下的孔位使用磁力电钻钻孔，超过ф50的孔位采用半自动切割机切割并用电磨头磨光。灌浆孔制孔完成后使用丝攻进行攻丝，并按设计图纸加工封堵螺栓塞，螺栓塞上涂以脱氧铝酸盐润滑油脂或其它防粘剂拧紧到钢管灌浆孔内。

3.8防腐涂装

使用门机将经过检验的大节管节吊上平台车运至防腐车间进行除锈及防腐。钢管表面在除锈之前先将油污、焊渣等污物清除干净，除锈采用喷砂除锈，所采用的磨料为干燥、坚硬的石英砂，对钢管内外壁进行除锈，内壁除锈等级达到GB8923—88标准规定的Sa2.5级,钢管外壁除锈等级达到Sal级。

钢管除锈后，用干燥的压缩空气吹净，检验除锈等级合格后，开始进行涂装工作。钢管及其它附件内表面和厂内明管外壁表面的涂料为一般防锈底漆一道。埋入混凝土中的钢管外表面涂含少量减水剂、防锈剂的改性泥浆，经除锈的钢管表面，清理后4小时内尽快完成喷涂。

4压力钢管安装

安装准备→钢管运输→吊装就位→管节对接、加固→环缝焊接→探伤检查→分段中间验收→交土建砼浇筑→内支撑拆除清扫→涂装、竣工检查、验收

4.1安装顺序

钢管安装以下弯段与下平段连接处为始装节，桩号（管）0+226.9724。在土建具备安装支管及次管条件时，把1#分岔管至厂房的支管及主岔管至1#分岔管之间的次管安装完，同时把2#分岔管至副厂房段与土建施工有冲突的支管安装完。主管段钢管安装时分两个工作面:一个工作面自始装节向取水口方向安装；一个工作面自始装节向厂房方向安装。

4.2吊运方法

(1)下弯段、斜管段、上弯段及上平段的钢管依次从2#支洞运至安装工作面；下平段、主岔管、分岔管及次管从扩挖的2#岔管运至安装工作面。

(2)下弯段、斜管段、上弯段及上平段的钢管用12T汽车从制作厂至2#支洞口。利用自制的龙门吊架把钢管从汽车上吊放到自制的运输平车上，用1.5吨卷扬机牵引至上平段与上弯段的交叉处附近，再换用另一台10吨卷扬机牵引小车及钢管运输到安装位置。斜

钢管卸在运输小平车上，用卷扬机牵引至安装工作面。在25节钢管运输完成后，将工作面提交土建进行3#、4#副厂房开挖、砼浇筑。

剩余钢管的运输：其余钢管在3#、4#副厂房底层框架砼浇筑完成后，在4#副厂房靠近开关站平台的斜坡上铺设钢架，开关站平台上布置10吨卷扬机，用16吨汽车吊配合卷扬机将钢管下滑至2#扩挖洞口再运至安装工作面。

4.3安装方法

(1) 始装节安装