某电站压力钢管及流道缺陷检查处理方案

某电站压力钢管及流道缺陷检查处理方案一、工程概况某电站钢衬结构主要有机组座环、蜗壳和尾水锥管、肘管等。由于混凝土终凝后的收缩或因钢衬自身结构原因妨碍其混凝土浇筑振捣、机组长期运行振动等因素，使钢衬与混凝土接触面间或多或少会出现一些随机的、不同面积大小和不同深度的脱空现象。为确保钢衬与混凝土联合受力且安全运行，在4#机组A修期间对流道进行检查，脱空部分采用接触灌浆方法处理。尾水管里衬由20mm厚钢板焊接而成，锥管进口段采用0Cr18Ni19不锈钢板，肘管段为全圆断面结构，管肘管采用Q235A钢板分块卷制加工而成，肘管由7段组成。二、施工范围及内容施工范围4#机组流道（含引水压力钢管、机组座环、蜗壳和尾水、锥管肘管）检查处理4#机组流道钢衬脱空检查、布孔、钻孔、安管、压水连通试验、吹气、配浆、灌浆、封孔、现场清理。流道破损混凝土修补灌浆材料和浆液灌浆工程对水泥细度的要求为通过71μm方孔筛的筛余量不宜大于2%。应严格防潮和缩短存放时间。灌浆用水应符合拌制水工混凝土用水的要求。制浆拌制超细水泥浆液采用高速搅拌机。高速搅拌机搅拌转速应大于1200r/min。搅拌时间宜通过试验确定。超细水泥浆液自制备至用完的时间宜大于2h。灌浆设备和机具灌注浆液采用多缸柱塞式灌浆泵。灌浆管路保证浆液流动畅通，并应能承受1.5倍的最大灌浆压力。灌浆泵和灌浆孔口处均应安设压力表。使用压力宜在压力表最大标值的1/4～3/4之间。注明压力表最大值压力表应经常进行检定，不合格的和已损坏的压力表严禁使用。压力表与管路之间应设有隔浆装置。注明压力表最大值所有灌浆设备应注意维护保养，保证其正常工作状态，并备有易损件。5、流道金属结构检查及施工处理方法。三、主要施工方法4#机组流道检查处理：施工准备：施工前在4#机组流道内搭设满堂脚手架，并报电厂安监验收。施工前检查：脱空参数确定，一是脱空深度的确定，二是脱空范围的确定。前者主要采用锤击敲打法即用锤子敲打钢衬确定，并按抽样方法用小钻头(Φ12mm)将钢衬钻穿，用塞尺插入孔内测量脱空深度；后者则是边锤击边用颜色笔圈画出脱空范围，两者现场并立即绘制成图，以指导开孔和灌浆施工。锤击敲打时如响声为“咚咚咚”则可判断该处钢衬脱空较严重；如响声为“嗒嗒嗒”则可判断该处存在脱空，但深度较浅；如响声为“当当当”则钢衬与混凝土接触良好。检查工作在钻孔阶段，完成后利用钻孔以卷尺量测脱空深度。锤击敲打法操作时要求钢衬表面上的堆物清理干净，敲打者尽量不穿软底鞋，必要时使锤击敲打者的脚不踩在被锤击敲打的钢衬上。所有这些均是保证钢衬被锤击敲打发出的响声清楚、真实的有效措施。布孔：每一个独立的脱空区布孔不应少于2个，最低处和最高处都应布孔，孔径不宜小于16mm。孔距根据实际情况布置，尽可能地使孔距达到最大，并在脱空部位周边布孔，确保灌浆浆液能够到达灌浆区域边缘。钻孔：用磁力电钻在钢板上钻出孔径Ф16mm的圆孔，每孔宜测记钢衬与混凝土之间的间隙尺寸。然后用电锤通过钢板圆孔在混凝土内继续钻孔，孔深5～10cm。通过对脱空面积、脱空深度及脱空区串通情况的计算分析，来估算每个独立脱空灌区的需浆量，依据需浆量确定钻孔的数量及孔径。如果脱空灌区面积较大、脱空深度浅则钻孔数量多、孔径小；反之如果脱空灌区面积小，脱空深度大则钻孔数量少、孔径大。如脱空区相连通，则位于低处的脱空区布孔径较大的灌浆孔；位于高处的脱空区布孔径较小的排气孔。钻孔的布设位置要避开钢衬的接头、加劲环等部位。孔内套丝：采用丝攻对钢板钻孔进行攻丝，攻丝后孔径为Ф18mm。装管：用空心外丝接头缠生料带后拧入钢衬钻孔内，外丝一端接特制专用高压灌浆短管，压风检查密封质量，对有漏风部位进行涂胶处理，确保不发生漏浆；吹气、冲水清扫（充气、贯通检查）：吹气、冲水采用12mm左右的铁管插入钻孔内，压力不超过0.15Mpa。钢衬底部冲洗时遵循先水洗后风吹的顺序。水洗时水从脱空高处孔注入,脱空低处孔排除污物积水；风吹时风从脱空低处孔通入,从脱空高处排出污物积水。水、风循环冲洗各两次直至回水清洁、积水全部清除为止。配浆：钢衬接触灌浆浆液水灰比可采用1：1、0.8：1、O.6(或O.5)：1三个比级，必要时可加入减水剂，增强浆液可灌性，并尽量多灌注较浓级浆液。灌浆：灌浆泵布置在配浆站旁，灌浆采用多缸柱塞式灌浆泵。灌浆压力控制钢衬变形不超过设计规定值为准，控制在0.1MPa左右（由于目前设备只能从伸缩节的孔洞内进行运输，孔洞直径为Ф50cm）。根据实际情况，确定灌浆压力最大不超过0.15MPa，主要是防止钢衬变形。查阅（DL／T5148－2001《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》，灌浆压力一般不宜大于0.1MPa。）并根据孔内吸浆量调整灌浆压力，吸浆量小时采用较大的灌浆压力，反之采用较小的灌浆压力。灌浆应自低处孔开始，并在灌浆过程中敲击震动钢衬，待各高处孔分别排出浓浆后，依次将其孔口封堵，同时应记录各孔排出的浆量和浓度。在规定的压力下，拧入孔内封孔，拧入深度以丝堵外端低于钢里衬表面5mm左右，表面再采用E5015（牌号CHE507）焊条分两次封焊，电焊条使用前必须进行烘烤，放入保温筒内，随取随用。要求具有焊工操作证的电焊工施焊，焊缝饱满、平顺，然后采用砂轮机打磨平整后涂环氧树脂进行保护。质量检查与补灌：在灌浆结束14d后，对脱空范围和脱空深度进行质量检查。检查方法仍采用锤击敲打法,检查脱空范围并根据敲击的响声,初步判断脱空范围和深度,对脱空区域,布设一些小孔,检查脱空深度,最后利用钻孔进行注水试验,了解脱空区的灌后串通情况。通过计算注水试验时的纯注入量得出脱空体积。对灌后脱空面积大于1.0m2的脱空区进行补灌,并根据检查结果确定补灌措施。清理现场：经电厂、工程公司、施工方联合检查验收合格后，拆除操作架、工器具和材料。流道破损混凝土修补：基层处理：水泥砂浆基层混凝土凿除1cm厚，并用清水冲刷，去除松动的混凝土块。丙乳修补：在表面涂刷丙乳基液，最后用丙乳砂浆粉刷收光，与原砼面平，养护时间不小于7天。丙乳砂浆配合：灰砂比1：1～1：2；灰乳比1：0.15～1：0.3，水灰比40%；水泥湖南常德石门特种水泥厂生产的超细硅酸盐水泥，水泥标号425号以上；砂子选用细度模数1.6，粒径小于2.5mm的过筛细砂。养护：丙乳砂浆抹压后约4h（表面略干后），采用农用喷雾器进行水喷雾养护或用薄膜覆盖，养护1天后再用毛刷在面层刷1道丙乳净浆（1kg丙乳加2kg水泥搅拌成浆），要求涂均、密封，待净浆终凝结硬后继续喷雾养护，使砂浆面层始终保持潮湿状态7天。3、流道金属结构检查：压力钢管材质为16Mn钢，按照DL/T5017-2007《水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范》的规定，焊缝内部缺陷探伤可采用射线探伤和超声波探伤两种方法，其抽检比例为下表：刚种超生波探伤%射线探伤%一类二类一类二类碳素钢和低合金刚刚100502510高强刚不锈钢不锈钢复合钢材1001004020按照DL/T709-1999《压力钢管安全检测技术规程》规定：焊缝探伤的条数，一类焊缝应不少于焊缝总条数的20%，二类焊缝应不少于焊缝总条数的10%，不同管段焊缝的探伤条数不得少于2条。焊缝探伤长度占焊缝长度的百分比，一类焊缝，超声波探伤长度不少于20%，射线探伤长度应不少于10%；二类焊缝，超声波探伤长度不少于10%，射线探伤长度应不少于5%。如发现有裂纹等连续性超标缺陷，应在缺陷的延伸方向增加探伤长度。若焊缝多处存在缺陷，应酌情增加探伤比例。4、压力钢管焊缝处理施工方法：如果压力钢管焊缝在检测中发现缺陷，应选用碳弧气刨进行清理。刨除裂纹前运用火焰或电热装置进行预热处理，预热温度为80℃~100℃。采用碳弧气刨刨除裂纹，并用角向磨光机和砂轮机对碳弧刨清理过的表面进行打磨，其打磨深度至少在1mm以上，以清除气刨时产生的渗碳层，刨除方向是由标识区的端部（无裂纹处）向裂纹方向刨除，刨出并经过打磨后的坡口必须符合要求，坡口角度可根据空间限制等实际情况进行调整。继续进行焊接前的预热处理，从坡口边缘起，加热至少100mm范围内的区域，预热温度控制为80℃~100℃。施焊采用TS309（A062）不锈钢焊条，焊前焊条要在烘箱内烘干至320℃，并保温2小时，随后用保温筒保存，边用边取，以免受潮。焊接规范如表，焊接速度控制在100~150mm/min，层间温度控制在20℃左右，焊接过程中每焊完一道都须用风铲锤击熔敷金属表面，直至出现麻点，以消除内应力。焊条直径（mm）平焊电流（A）立焊电流（A）仰焊电流（A）横焊电流（A）施焊电压（V）3.280~12080~11080~11080~12021~244.0110~140120~140120~150110~14521~25表 焊接规范（TS309焊条）盖面层焊完后再在坡口两侧压边2~3mm焊两道回火焊缝，然后用砂轮机和抛光机打磨施焊部位，使粗糙度达到要求，无损探伤检验合格后即告完成。5、压力钢管局部防腐对需要防腐的部位（探伤部位、焊缝处理部位、防腐涂层严重脱损部位）进行表面预处理：将钢管表面的铁锈、油污、积水、遗漏的焊渣和飞溅等附着污物清除干净。涂料涂装：对除锈后的钢材表面进行防腐涂刷，经除锈后的钢材表面宜在4h内涂装，晴天和正常大气条件下.最长不应大于12h，使用的涂料应符合图样规定，涂装层数、每层厚度、逐层涂装间隔时间、涂料调配方法和涂装注意事项，应按设计文件或有关规定进行。涂料涂层质量检查：涂装时若发现漏涂、流挂、皱皮等缺欠应及时处理，每层涂装前应对上一层涂层外观进行检查；涂装后进行外观检查，涂层表面应光滑、颜色均匀一致，无皱皮、起泡、流挂、针孔、裂纹、漏涂等缺欠。四、质量保证措施灌浆范围确定必须全面逐块用铁榔头逐敲击蜗壳里衬，确保不发生遗漏区域；灌浆孔严格按要求进行布孔，特别是灌浆区域边缘位置布孔必须合理，确保浆液能够饱满密实；严格控制洗孔质量，特别是对不能完全吹洗干净的孔口，通水清洗时，必须待回水完全变清后，后方能停止压水，再送气吹干积水；对配浆比级进行计量控制，尽量多灌注较浓级浆液；灌浆时必须待高处孔口分别排出浓浆后在规定的压力下，延续灌注5min以上，才能结束灌浆，依次封闭孔口，每一灌浆区域的灌浆必须保证连续性，因故停止灌浆2小时以上时，必须重新进行洗孔后在进行灌浆。灌浆压力应根据灌浆部位而变,并非是统一的灌浆压力。脱空响声判断脱空,尚可结合锤击敲打钢衬时,钢衬表面上泥沙的震动程度来判断钢衬脱空:如钢衬表面的泥沙震动激烈则为脱空;反之钢衬表面的泥沙震动不够激烈则为密实。锤击敲打时应顺着某一方向逐一敲打,杜绝漏打。五、工器具及材料