水电站压力钢管事故、处理和防范a共31页文档

▪ 水电七局在彭山本部进行岔管的下料、卷板工序，卷制成形的瓦片运输至工地钢管厂完成 后续制造工序。经业主同意在对岔管焊缝作100％射线和100％超声波探伤后取消水压试验。
▪ 钢材为舞阳钢铁公司的WDB620控轧控冷（即TMCP）贝氏体组织钢板，规定碳当量 Ceq0.4以下，实际值0.37-0.38，裂纹敏感系数Pcm0.2，实际值0.18。出厂作了100%超声 波探伤，厂家认为WDB620生产内控标准比国标更严格。当时厚度控制在50mm以下，后 来一段时间厚度超过40mm要作调质处理出厂。厂家认为焊接线能量控制在40kJ/cm以下， 不超过50kJ/cm，融合线处冲击值不会有问题。日本TMCP高强钢生产可以做到230mm厚 度。
水流方向
长400mm穿透裂纹 长1200mm未穿透裂纹裂纹
冶勒岔管开裂位置示意图
管道放空后主锥管和支锥管间的裂纹喷水
肋板和左侧支锥管间角焊缝边缘开裂长度约 1200mm
肋板和左侧支锥管间角焊缝融合线处开裂
冶勒水电站钢岔管事故分析
▪ 在有条件按照埋藏式岔管设计，而按明岔管设计，没 有利用围岩的弹性抗力来降低钢板厚度。
▪ 从事故后开孔和阻水灌浆，空隙较大，进浆达3吨水泥。 管外回填混凝土质量存在问题。
▪ 中国水电七局在彭山本部进行岔管的下料、卷板工序， 卷制成形的瓦片运输至工地钢管厂完成后续制造工序。 建设方同意在对岔管进行彻底的射线（100％）和超 声波（100％）探伤后取消水压试验。
▪ 舞阳钢铁公司的WDB620控轧控冷（即TMCP）贝氏 体组织钢板。成分控制,Ceq0.4以下,实际0.370.38,Pcm0.2,实际0.18，探伤出厂.控制在50mm以 上,11-35吨的钢锭,厚可以达到900mm,焊接线能量 40kJ/cm 以下.不超过50kJ/cm.融合线处冲击值不够.
▪ 不论是不是按照埋藏式岔管（钢管）设计，回填混凝 土和灌浆要非常重视，不合适的外边界非常不利，可 以出现很高的局部弯曲应力。
▪ 设计误区：往往以为钢板厚一点就更安全。 ▪ 应按照HD值依次首选低合金高强度结构钢Q295C、
▪ 2019年4月开工，2019年12月两台法国ALSTOM公司制造的冲击式水轮发电机组投产（实 际单机容量125mW），主要担任系统调峰。2019年10月埋藏式岔管出现开裂事故。
▪ 对称月牙肋钢岔管设计水压7.0MPa，主管内径3.4，支管内径2.2m，分岔角600，腰部母线 转折角80，公切球半径1.89m。从岔管中心到阀室上游约40m，覆盖厚230m，围岩为石英 闪长岩，2～3类围岩。设计没有按照联合受力设计岔管，而沿用早年渔子溪电站岔管设计 假定：管壳承受70％内水压力来设计厚度；肋板单独承受全部不平衡内水压力，并采用现 行设计规范的埋藏式岔管应力控制标准。膜应力按第四强度0.65和局部膜应力0.8屈服，肋 板应力按照0.65屈服强度，管壳厚40mm，肋板厚70mm。
▪ 从焊接裂纹位置和盖面焊道形态看出线能量超标。是 不是金相组织出了问题？无焊接记录，没有办法查实 际线能量值。对于高强钢施工单位没有严格控制焊接 线能量，没有施工记录。
▪ 预热温度控制不好也会产生冷裂纹。
事故处理
▪ 先作阻水灌浆，使得后面的焊接工作得以顺利进行。 ▪ 无损探伤确定裂缝扩展情况，钻止裂孔。预热后电弧
经验教训
Βιβλιοθήκη Baidu▪ 高HD值的钢岔管如果有合适的埋藏条件应尽可能利用 围岩，力求合理的厚度和选用强度级别合适的钢材。
▪ 对于高强钢要特别谨慎，作好施工的各个工艺环节和 记录。要提请监理注意，也要从设计角度为施工考虑。
▪ 对于TMCP钢，除机械强度指标、化学成分外，应作金 相检查和焊接工艺评定后的实际金相情况，特别要注 意在不良环境条件下的焊接规范确定和工艺管理。
▪ 设计喷针关闭时间68秒，球阀动水关闭时间175 秒。在事故发生前，没有发生过过短时间 的关闭。
▪ 发生开裂事故时，水库还没有蓄水到正常高水位，实际运行水压6.3MPa。
▪ 2019年10月20日放空检查，发现主锥和支锥之间环缝上长400mm的裂缝透水，以及左侧支 锥管和肋板之间有裂缝长1200mm，无透水。在肋板顶端，三个管节交接处也有较短裂纹。 由于岔管开裂，内水外渗，放空时没有发生继发失稳事故实是万幸。
近年来水电建设持续呈现新的大跃进态势，尤其在西南地 区的许多梯级电站沿河先后开工。按照目前各路资金诸侯 争抢水电资源的情况，用不着20年，除西藏和怒江之外我 国的水电建设将终结。
而目前开工和近期建成的部份工程因边勘测、边设计、边 施工、甚至边申报审批，造成设计、施工、监理、工程管 理各方面技术力量严重不足，已经带来一系列工程质量问 题和隐患。
气刨到底，加垫板补焊。至11月20日，两条出问题的 焊缝全部修补完成。48小时后无损检查，没有再出现 超标缺陷。 ▪ 肋板裂缝斜入母材，刨到140mm，未见底。 11月22日 完成肋板加强筋板和两面加补强夹板施工。 ▪ 高压固结灌浆共设40孔，孔深6M，灌浆压力（基岩部 分7MPa，混凝土部分4MPa）；封孔前作接触灌浆，采 用环氧浆液4MPa 。为了确保灌浆过程钢管不发生外压 失稳，除进行变形监测外，还在灌浆工艺上采用“控 制性水泥灌浆”以控制高压水泥浆液扩散半径和范围。 12月3日完成高压固结灌浆施工。耗用水泥108吨。 ▪ 对钢岔管的材料方面存在的问题没有把握，无施焊的 参数记录，是不是还有线能量超标的焊缝存在，防止 今后出问题，特别增加围岩固结灌浆压力值。 ▪ 12月11日回装伸缩节管，充水。
对于已经出现的工程质量问题往往不公开，不成功的经验 不能及时成为大家共同的知识财富并从中吸取教训十分可 惜。为此冒昧书写本文，希望实例所涉及的有关单位理解。 因资料收集困难和不全面，若导致谬误，请知者补充指正。
一、冶勒水电站钢岔管开裂
▪ 冶勒水电站大坝位于四川凉山州冕宁，厂房在雅安市石棉县境内, 总装机容量240mW，是 南桠河梯级中的龙头电站。多年调节能力水库，总库容2.98亿m3，调节库容2.76亿m3。沥 青混凝土心墙堆石坝，坝高124.5m。