大型引水压力钢管高强钢环缝埋弧自动焊工法内容材料

大型引水压力钢管高强钢环缝埋弧自动焊施工工法完成单位中国葛洲坝集团机电建设有限公司 12.工法特点 23.适用范围 34.工艺原理 35.施工工艺流程及操作要点 66.材料与设备 147.质量控制 158.安全措施 159.环保措施 16 16 181大型引水压力钢管高强钢环缝埋弧自动焊施工工法水电站压力钢管的焊接，长期以来一直采用传统的手工电弧焊技全位置气保焊接技术，但由于该项焊接技术对坡口加工、坡口组装、焊接小车、磁性轨道、富氩气体、焊接位置等诸多环节要求较高，故全位置气保焊在环缝上一直受到制约难以推广应用。近年来，焊剂埋弧自动焊接技术逐步由压力容器行业应用到水电站压力钢管的制造焊神，我公司将压力钢管环缝埋弧自动焊焊接作为技术创新点，实现这2埋弧自动焊的成功应用，结合葛洲坝集团机电建设有限公司在压力钢本工法可用于超大型压力钢管制作环缝埋弧自动焊施工，尤其适经过科技查新本工法中的关键技术超大型压力钢管埋弧自动焊工在50t龙门吊范围内布置两个埋弧焊焊接工位，配套滚焊台车。考虑到50t龙门吊的起吊高度，在埋弧焊焊接工位旁边布龙门吊起吊高度不足难题得到解决，同时减小防护工棚高度，降低了热板加热。采用传统的远红外加热方式，制作弧形胎架，将加热板固定在胎架上，中心加热。使加热板把外环缝包裹起来，顶上露出焊接区域；管节旋转时不会把加热板转掉，即便于快速铺设加热板又便于3为防止钢管摞节在转动过程中发生轴向窜动，环缝位置相对于埋弧自动焊机变化，我们在滚焊台车侧向设置导向轮，同时使滚焊台车两侧轮子不在一个平面，形成一个高程差，使钢管转动时向高度低的一侧倾斜，这样导向轮紧贴在钢管加劲环上，起到定位的作用，防本工法可用于超大型压力钢管制作环缝埋弧自动焊施工，尤其适水电站高强钢压力钢管自动焊可采用的焊接方式有气体保护焊或埋弧自动焊。一般气体保护焊受环境风力影响较大，埋弧自动焊对施4压力钢管两节组拼成摞节后，环缝为横焊位，而埋弧自动焊适用于平焊位置的焊接。为此我们设计摞节钢管翻身工位、埋弧自动焊焊上。埋弧自动焊焊接位置内缝设在底部，外缝设在最顶部，埋弧自动焊机相对压力钢管底部、顶部不动，通过滚焊台车带动钢管旋转，进图4-1压力钢管环缝埋弧自动焊工位示意图为了使压力钢管摞节能围绕管节中心匀速平稳旋转，根据压力钢台车之间距离可根据压力钢管管节长度进行调整。埋弧自动焊机选用时代MZ-1000型焊机，焊接参数稳定。同时5压力钢管焊缝加热采用远红外陶瓷加热板进行加热。传统的方式加热板固定在胎架上，在中心进行加热。在加热过程中，弧形胎架固定不动，钢管转动进行加热。解决了传统加热方式的缺点，同时减少图4-2压力钢管环缝埋弧自动焊加热装置示意图6图4-3压力钢管环缝埋弧自动焊防窜动装置示意图施工准备 下游管节吊装 上游管节吊装、压缝检查验收打底焊接 摞节翻身埋弧自动焊焊接 焊缝检测返修处理NY摞节防腐出厂验收图5-1压力钢管环缝埋弧自动焊加热装置示意图7正式吊装前，反复三次起升，每次起升高度200mm左右，检查吊耳、卡扣、钢丝绳等受力情况，经现场技术负责人确认后方可进行吊上游管节吊装时，为方便吊装就位，可在下游管节上管口焊接4钢管摞节前测量相邻管口周长值，计算出对口错边量。环缝压缝到上中心汇合，压缝时应注意环缝的组对间隙及错边量，其偏差值应序号允许偏差（mm）备注1管口平面度32周长与设计周长差3相邻管节周长差4环缝对口错边量板厚≤大于60mm时,板厚10%。5钢管圆度27.60每端管口至少测两对直径6轴线长度8为确保摞节翻身吊装安全，在摞节环缝压缝完成后进行环缝打底焊。打底焊采用手工焊条电弧焊方式进行焊接。为方便埋弧自动焊焊接，打底焊焊在管壁外侧，同时打底焊作为正式焊缝的一部分，打底吊装在下中附近2个吊耳处。正式吊装卸车前，反复三次起升，每次起升高度200mm左右，检查吊耳、卡扣、钢丝绳等受力情况，经现场能获得优良的焊接接头。它成功运用于国内许多大型高水头电站的压9埋弧自动焊是一种焊接电弧在颗粒状焊剂层下燃烧的自动电弧焊（2）焊接接头质量好埋弧焊工艺参数稳定，焊缝的化学成分和力学性能比较均匀；焊缝外形平整光滑，连续焊接、中间接头少，不溅明显减少，完全消除了焊条电弧焊中焊条头的损失，并且热量集中（4）降低劳动强度埋弧焊时焊接过程机械化，操作较简便，焊工的劳动强度比焊条电弧焊时大为减轻；没有弧光外露，产生的烟尘温度120℃~150℃,定位焊缝预热温度较主缝预热温度提高20℃~定位焊采用火焰加热法为主，摞节环缝采用电控远红外线加热法为主；埋弧焊时把加热板固定在与管节外圆弧相符的圆弧架上，使加热板把外环缝包裹起来，顶上露出焊接区域；管节旋转时不会把加热焊接材料均为四川自贡大西洋牌焊材。采用手工电弧焊打底时，工焊接设备为ZX-700型逆变直流焊机。埋弧焊接时，焊丝牌号为由于埋弧焊电流较大，相比之下线能量也较大，为了避免焊接接头因线能量过大出现粗大魏氏体组织造成机械性能变坏，制订了严格1/30~23同时也要根据焊缝成型的好坏随时调节а值得大小。偏心距见下图高强钢焊缝无损探伤在焊接完成后24h以后进行检验。执行表5-3焊缝外观质量检验mm序号允许尺寸一类焊缝二类焊缝三类焊缝12表面夹渣不允许深不大于0.1δ,长不大于0.3δ且不3深不大于0.5深不大于14不允许100mm焊缝内缺陷总长不大于255表面气孔不允许直径小于1.5的气孔每米范围内允6不允许 7不允许 8手工焊25<δ≤50δ>50 9对接接头焊缝宽度手工焊盖过每边坡口宽度1～2.5，且平缓过渡盖过每边坡口宽度2～7，且平缓过渡角焊缝焊角KK＞12时，K+3-1（根据DL/T5017-2007水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范）无损检测人员应经过专业培训，持有电力、水利行业、质量技术监督部门及无损检测学会等国家有关部门签发的，并与其工作相适应的技术资格证书。评定焊缝质量应由Ⅱ及或Ⅱ及以上的无损检测人员超声探头移动范围内的焊瘤、飞溅物彻底清除后方能进行NDT。纵缝为一类焊缝，加劲环、阻水环对接焊缝为二类焊缝，探伤方法和比例焊缝类别一类二类一TOFT探伤抽查率(%)4020二超声波探伤抽查率(%)TOFT探伤复查率(%)5现场施工可根据实际情况进行配置施工资源，以向家坝水电站压表5-6劳动力组织情况表序号人数1起重工（持证）22门机司机（持证）13金属结构安装工（持证）44焊工（持证）45质检员267.1.1压力钢管管摞节环缝压缝技术指标应符合标准《水利水电工程压力钢管制造安装及验收规范》DL/T5017-2007的规定；严格控7.1.2焊条、焊剂必须严格按照说明书要求进行烘烤，正确使用7.1.3严格按照焊接工艺施工，高强钢必须进行焊前预热，焊后热温度120℃~150℃,定位焊缝预热温度较主缝预热温度提高20℃~8.1.3定期对起重设备、工器具进行检查。吊运期间，指挥信号8.2.3高空作业必须正确使用安全带、安全绳。高空作业区域平9.1现场严格按照工艺要求进行预热、保温，严禁超时，减少电能浪9.2.2对焊条头进行统一归集、处理，杜绝到处乱放、乱丢焊条（2）采用弧形加热装置，减少加热线看护人员2人，可节省人（2）采用弧形加热装置，减少使用一圈陶瓷加热板（每圈30每个吊装单元需设置2榀内支撑，制造成摞节后，焊缝一次合格率达到99.8%以上，为压力钢管安装进度提供了可靠的保证。同时展示了葛洲坝的创新精神和科技实力，得到了监理和业主向家坝水电站右岸坝后厂房电站引水钢管采用坝后钢衬钢筋混凝土背管的布置型式，共设3条大型压力钢管，内径φ9.2m、水头斜管段中部以下管节选用610MPa级别07MnMoVR高强钢材，厚度为32~46mm。制造工程量为5296.2t，制造工期18个月，高峰期月制造术创新点，实现一项技术创新。采取相应的技术措施，缩短压力钢管以上，为压力钢管安装进度提供了可靠的保证。采用本施工方法，向家坝水电站压力钢管制作及焊接质量，经现场监理工程