座环标准工艺

1、水电设备制造作业指导书水电设备制造作业指导书抽水蓄能式座环抽水蓄能式座环摘要：详细说明抽水蓄能式座环的规范制造过程适用于新产品- (*) 可获得的状态：PRE-预先的；GFR-利于审核；GFE-利于实施水电工程及制造版本日期编制校核批准修改信息状态 (*)文件代号：版本 -文件代号页码2 / 19目录目录1 1定义定义 .3 32 2制作流程制作流程 .3 33 3制造细节.3 33.13.1下料.4 43.23.2焊接.4 4.5 5版本 -文件代号页码3 / 191 1 座环和蜗壳的作用座环和蜗壳的作用 座环的作用是：承受整个机组及其上部混凝土的重量以及水轮机的轴向水推力；以最小的水力损失

2、将水流引入导水机构；机组安装时以它为基准。所以，座环既是承重件，又是过流件，也是基准件。因此，要求座环必须有足够的强度、刚度和良好的水力性能蜗壳的作用是使进入导叶以前的水流形成一定的旋转，并轴对称地、均匀地将水流引入导水机构；2 2 定义定义此标准作业指导书主要针对抽水蓄能型机组座环而编制，对于其他类型机组，请酌情参考。此标准作业指导书旨在采用更有效的工艺制作方法，来提高抽水蓄能机组座环的制造效率。此标准作业指导书可适用于分瓣、整圆类型机组。此标准作业指导书所提及优化方案并非适用于抽水蓄能每台座环，鉴于各个机组有不同要求，仅在相似要求时方可采用本标准作业指导书中的优化方案。抽水蓄能机组模型及图

3、示见图1版本 -文件代号页码4 / 19图1、抽水蓄能机组座环结构示意图版本 -文件代号页码5 / 193 3 座环工艺编制前的准备：座环工艺编制前的准备：3.13.1 输入文件输入文件1) BOM2) 设计图纸3) 水力型线文件4) ITP5) 特殊标准制造大纲以及图纸上的各种标准3.23.2 CTQCTQ 要求要求 根据图纸中标注的 CTQ 图标、CTQ 图纸或技术要求中要求的 TI-ED-001A 文件以确定生产中需注意的重要尺寸。3.33.3 生产过程中的特殊的刀具和工装：生产过程中的特殊的刀具和工装：1) 复合钻（可提高效率）2) 硬质合金钻头（可提高效率）3) 特殊 R 角刀（可提

4、高效率）4) 250 仿形铣（可提高效率）5) 正 75 度扒皮刀（可提高效率）4 4 座环制造过程座环制造过程4.14.1 座环蜗壳整体制造流程：座环蜗壳整体制造流程：版本 -文件代号页码6 / 194.24.2 制造细节制造细节4.2.1 下料 碳钢钢板厚度超过 200mm、不锈钢钢板厚度超过 70mm 的，需要增加切割前钳工钻引入孔工序。碳钢的引入孔为 150；不锈钢的引入孔为 90-150。 注意：由于座环蜗壳可能采用低合金高强钢 S500Q，特针对高强钢给出热切割要求说明，如下： 对于下料钢材屈服强度460Mpa 时，必须按照下表执行切割前局部预热；屈服强度460Mpa 时则不用考虑

5、切割前预热。钢板厚度预热温度20mm2520mm50mm5050mm100mm100100mm120 作为另一种选择，可以铲磨掉由火焰切割所产生在钢板表面的硬化层，铲磨深度至少 2mm。对于切割边缘有后续成型（折弯、卷筒等）工序的，在铲磨硬化层之后必须执行 PT 来确保无裂纹出现。 注：热切割包括火焰切割、等离子切割和激光切割。4.2.2 成型 2 mm mini Cutting line Grinding line Deeper undercut 2 mm mini Cutting line Grinding line Deeper undercut 2 mm mini Cutting li

6、ne Grinding line Deeper undercut 2 mm mini Cutting line Grinding line Deeper undercut 版本 -文件代号页码7 / 19 1）对于成型件采用联合下料、一次成型工艺，既减少中间割缝的钢板浪费，又减少压型的重复操作性。如下图： 2）蜗壳成型注意开口和拉筋位置，为方便焊接阶段的挂装，建议实际开口较理论+2mm4mm；安装立拉筋须座环环板外至少+20mm，以免挂装时与环板干涉。如下图：注意：如果此处成型件材料为低合金高强钢 S500Q 时，则需特殊注意一下几点。版本 -文件代号页码8 / 19 冷成型时的温度至少低于钢

7、板本身出厂时的回火调质温度 30来保证宝钢本身的机械性能不发生变化。建议温度区间：T150或者 500T550 高强钢不适用于热成型（温度一般在 900 Ac3 线附近，最高不能超过 1050）。 关于 S500Q 的火焰调形，允许执行火焰调形，但是调形过程中钢板的温度必须比钢板调质回火温度低至少 20C，（例如：如果钢板的调质回火温度为 600C，则必须保证火焰调形中，钢板不能超过 580C）。实际操作中要实时监测温度。如果想使用更高的温度进行校形，则必须采用做加热试样试样来做通过以下试验来验证：对加热区做硬度、UT，圆柱拉伸试验，在加热表面做一组夏比利冲击试验（包含 3 个试样），实验成功

8、，方可实施。 成型后热处理可由后续的焊后消应力处理取代。4.2.3 环板制作过程 1）对于环板类拼接，可采用背靠背拼接，增大焊缝长度，采用 SAW 焊接，提高焊接效率，促进高效率生产。版本 -文件代号页码9 / 19注意： 工艺在此处判断：焊缝长度大于 500mm 采用埋弧焊焊接；若板厚较厚但焊缝长度小于 500mm 的钢板拼接，可根据实际情况考虑是否使用埋弧焊，NDD 座环这种背靠背的模式即为工艺做的改善 焊接工程中的防变形控制，使用卡具（如上图标识 1）来加少焊接引起的变形，拼焊完成之后，增加调形序，使得座环环板整体平面度满足设计要求。 2）拼接完成，调形，焊上拉筋，转走热处理，为消除焊接

9、产生的应力。 3）热处理完成，进行表面加工。原工艺过程为保证出水口 Hd 公差，特在环板内圆设计一个凸台来保证出水口公差。新工艺方法优化了该凸台的形式，既保证了出水口的公差，有减少了后续消除凸台带的大量铲磨工时，见下图： 4）加工完之后转组装。版本 -文件代号页码10 / 19注意：由于座环蜗壳可能采用低合金高强钢 S500Q，特针对高强钢给出焊接临时附件（支撑拉筋、吊耳等）要求说明，如下： 焊接临时附件（支撑拉筋、吊耳等）前，必须有 WPS 支持，必须预热，预热温度见下图：钢板厚度预热温度20mm2520mm50mm5050mm100mm100100mm120 焊接临时附件（支撑拉筋、吊耳等

10、）时，须在工件表面堆焊一层同等级焊材的过渡层，过渡层要求，见下图： 移除临时附件（支撑拉筋、吊耳等）时，也需要预热，预热温度等同于焊接前的预热要求，接头处须铲磨去除，铲磨区域进行 PT 或者 MT 来避免风险。4.2.4 固定导叶制作过程 下料程序铣型线及坡口铲磨刀痕组装。注意：固定导叶可有一种改善实例，对于图纸要求有过渡圆角 R2 的固定导叶， 原工艺方法是将此处焊接起来，最后制作圆角样板铲磨过渡圆角；新工艺方法在用龙门铣制作固定导叶坡口时，直接洗一个过渡区域，进而减少焊接量和焊后铲磨量，见下图：版本 -文件代号页码11 / 19 4.2.5 点装 座环蜗壳整体点装，以下环板为基准划出固定导

11、叶点装线（使用样板）点装固定导叶;点装上环板高度方向留焊接收缩量.并点装工艺吊耳（见下图）。 4.2.6 焊接固定导叶 1）培训焊工，进行焊丝适应和坡口焊接培训并制做试板练习。安排体型小和技能高的焊工实施焊接.2）舌板后焊，定好尺寸。3）焊接参数见焊接手册。版本 -文件代号页码12 / 19注意：介于抽水蓄能机组座环高度小的特点，此处焊接难度较大，空间较小，对焊工技能要求高；如果选择酸性焊丝，焊工工艺性更差，特别注意严格按焊接手册参数执行。4.2.7 焊接舌板 由于抽水蓄能机组座环机组 Had 进出水口高度较小的的特点，在每次 IE review的时候都会检查舌板是否是需要断开焊接来保证内部焊

12、缝的可操作性，也需要同车间操作者共同商量定下，实际操作中选取身材小，但技能突出的焊工和铲磨工来操作舌板内口焊缝。后续项目根据实际情况来判断是否需要断开舌板。 4.2.8 蜗壳的挂装、焊接1） 选择座环支撑工装，把座环架起来，给挂装蜗壳留出空间。2） 分别挂装各节蜗壳，并点装。版本 -文件代号页码13 / 193） 焊接铲磨，焊接参数参考焊接手册（此处同样面对空间小，操作难度大的问题，而且要求过流面平滑过渡）4） 探伤 4.2.9 基础环的焊接：1）由于基础环法兰和圆筒之间的焊缝形状规则，可选择 90T 或者 160T 变位机焊接，更能提高焊接效率。2）在焊接基础环之前，为了消除座环的钢性，对座

13、环和基础环增加一次热处理来消除前序中产生的残余应力。热处理曲线：版本 -文件代号页码14 / 193）对于基础环圆筒和座环下环板之间的焊缝，总结规律如下，需反馈设计，在 IE review 审图阶段需注意此信息。圆筒板厚焊缝形式图示80mm坡口（仅在圆筒上开）图180mm坡口（圆筒和下环板环同开）图2 （信息有待核实）注：针对 80mm80mm 时为什么不能仅在基础环圆筒上开坡口呢？版本 -文件代号页码15 / 19答：当基础环圆筒板厚 80mm 时，如果还是按照板厚 80mm 的情况对待，由于圆筒钢性和应力原因，很可能造成座环下环板的层间撕裂，在 2 处开坡口，增加两个部件的融合，来减少工件

14、的刚性和焊接之后产生的应力，会大大降低上环板产生层间撕裂的可能性。 4.2.10探伤及检验按照图纸及 ITP 探伤及检验。4.2.11调型按照图纸尺寸要求校型工件，使其达到图纸要求。4.2.12热处理根据图纸中热处理标准安排工件的热处理。注意事项：支撑的摆放支撑摆放的高度、与炉顶的距离、工件与燃烧器间的距离等。可参见 TI-IE-010B热电偶的布置热电偶的数量，热电偶摆放位置及热电偶之间的距离等。可参见 TI-IE-007 B版本 -文件代号页码16 / 19热处理曲线根据板厚按照热处理标准计算升温和降温速度及保温时间等。可参见 TI-IE-007 B（需在工艺中体现热处理曲线-NDD 座环4.2.13热后铲磨 修磨热处理后的探伤表 面。除锈并铲磨探伤区域。4.2.14热后探伤 对所有焊缝按照图纸及 ITP 要求进行探伤检查。 4.2.15热后修整 按照图纸尺寸，对工件调型以达图纸要求。 4.2.16尺寸检验 检验按照图纸要求，对工件进行焊接阶段的最终尺寸检验。4.2.17铆工配合钳工划线 铆工需在钳工划线时予以协助，以确定焊接后的尺寸可以满足加工要求。转序至机加工版本 -文件代号页码17 / 19 4.3