導(dǎo)語(yǔ)：探析水電站鋼岔管安裝焊接工藝一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:厄瓜多爾索普拉多拉水電站鋼岔管采用600MPa級(jí)高強(qiáng)鋼板，材質(zhì)為WDB620GrC調(diào)質(zhì)鋼，現(xiàn)場(chǎng)采取洞內(nèi)瓦片組拼、焊接的方法，使用藥芯焊絲氣體保護(hù)焊(FCAW－G)方式，對(duì)應(yīng)編制焊接工藝，取得了良好效果。

關(guān)鍵詞:水電站;鋼岔管;焊接工藝

1概述

厄瓜多爾保特－索普拉多拉水電站高壓管道岔、支管段壓力鋼管全部采用600MPa級(jí)高強(qiáng)鋼板，材質(zhì)為WDB620GrC調(diào)質(zhì)鋼，鋼管最大內(nèi)徑為6．10m，最小內(nèi)徑為2．2m。其中，岔管總重量157t，1#岔管公切球直徑為5．4m，壁厚分別為64mm、60mm、56mm和52mm4種規(guī)格;1#與2#岔管連接段管節(jié)直徑為3．8m;2#岔管公切球直徑為4．4m，壁厚分別為52mm、48mm、44mm和40mm4種規(guī)格;加勁環(huán)板厚為30mm，岔管月牙肋板厚度為128mm。

2焊接設(shè)備及焊接材料選用

2．1正式焊接對(duì)焊接設(shè)備的要求

焊接設(shè)備必須具有參數(shù)穩(wěn)定、調(diào)節(jié)靈活、靜、動(dòng)態(tài)特性好和安全可靠等性能，并能滿足焊接規(guī)范需要。焊接設(shè)備上的電流表、電壓表應(yīng)定期檢定，規(guī)范參數(shù)調(diào)節(jié)裝置應(yīng)定期檢查，以保證其正常工作。

2．2焊接材料

WDB620GrC鋼焊接材料的選擇首先要保證其熔敷金屬的化學(xué)成分要與母材相當(dāng)，S、P等雜質(zhì)元素的含量要控制很低，使焊縫金屬有良好的抗氫致開裂性能及良好的塑性;其低溫沖擊韌性要滿足相關(guān)技術(shù)文件要求。綜合這些因素，選擇美國(guó)生產(chǎn)的直徑φ1．2mm的TM－811N2(AWSA5．29:E81T1－Ni2MJH4)藥芯焊絲。

3焊前現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

3．1焊前準(zhǔn)備及要求

1)焊前應(yīng)了解被焊工件的施工要求、鋼材牌號(hào)，并據(jù)此確定焊接方法、焊接材料、規(guī)格等。

2)施焊前，應(yīng)將坡口及其兩側(cè)10～20mm范圍內(nèi)的氧化皮、鐵銹、油污及其它雜物等清除干凈，并將坡口打磨出金屬光澤。對(duì)母材部分的缺陷作徹底的打磨處理，并作好記錄，每一焊道焊完后及時(shí)清理，檢查合格后再焊接。

3)采用熱切割方法形成的切割面表面淬硬層、過熱組織等用砂輪磨除，磨削層厚不小于0．8mm。切割時(shí)造成的坡口溝槽深度不應(yīng)大于0．5mm，當(dāng)在0．5～2mm時(shí)，應(yīng)采用砂輪進(jìn)行打磨;當(dāng)大于2mm時(shí)，應(yīng)按要求進(jìn)行焊補(bǔ)后磨平。

4)檢查定位焊縫是否符合規(guī)定要求，定位焊上的裂紋、氣孔、夾渣等缺陷均應(yīng)清除。

5)檢查焊縫的邊口是否平整，如果錯(cuò)邊量大于規(guī)定值，則通知裝配工返工，將板列做平。錯(cuò)臺(tái)采用卡具校正，不得用錘擊或其他損害鋼板的器具校正。

6)檢查焊縫的間隙，如發(fā)現(xiàn)不符合要求，應(yīng)及時(shí)返修，否則不得施焊。

3．2其他準(zhǔn)備工作

1)設(shè)置測(cè)量焊接變形參考點(diǎn)。

2)準(zhǔn)備測(cè)量焊接弧度的樣板。

3)準(zhǔn)備各項(xiàng)焊接輔助設(shè)施。

4焊縫分類

1)岔管管壁縱縫、環(huán)縫、岔管加強(qiáng)構(gòu)件的對(duì)接焊縫、加強(qiáng)構(gòu)件與管壁相接處的組合焊縫為一類焊縫。

2)加勁環(huán)的對(duì)接焊縫為二類焊縫。

3)加勁環(huán)與管壁間的角焊縫為三類焊縫。

4)焊接程序。1#岔管和2#岔管均分節(jié)進(jìn)行制作，在廠內(nèi)完成每一管節(jié)縱縫的焊接及加勁環(huán)的裝配與焊接，完成月牙肋板的拼裝及對(duì)接焊縫的焊接，并在廠內(nèi)將2個(gè)岔管各節(jié)分別進(jìn)行整體試拼裝(月牙肋板不安裝)，對(duì)岔管各節(jié)管口尺寸進(jìn)行調(diào)整，合格后，將岔管再拆成單節(jié)，將單節(jié)岔管和月牙肋板分別運(yùn)往工地現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。在安裝現(xiàn)場(chǎng)將岔管組裝成整體(包括安裝月牙肋板)后，先焊接岔管肋板區(qū)域的各管節(jié)的安裝環(huán)縫、再焊接肋板與管壁相接處的組合焊縫、焊接月牙肋板部位加勁環(huán)的對(duì)接焊縫、向下游方向焊接岔管本體與岔管各管節(jié)及支管的安裝環(huán)縫、最后向上游方向焊接岔管本體與岔管各管節(jié)及下平管的安裝環(huán)縫。

5)鋼管縱縫焊接。鋼管縱縫采用X型坡口雙面焊?？v縫焊接時(shí)采用富氬氣體保護(hù)、藥芯焊絲焊接工藝?？v縫焊接前，將焊縫處預(yù)熱，先焊內(nèi)縫，然后將外縫用砂輪機(jī)清根，并清理干凈后焊接外縫，以適應(yīng)焊接收縮原理，使鋼管縱縫弧度盡可能平滑過渡。

6)加勁環(huán)裝配及焊接。管節(jié)橢圓度經(jīng)檢查達(dá)到規(guī)范要求后，方可安裝加勁環(huán)。加勁環(huán)裝配前，人工在管節(jié)上劃出安裝線，然后分塊安裝，點(diǎn)焊在管壁上。安裝時(shí)要嚴(yán)格控制以下三個(gè)方面:加勁環(huán)的對(duì)接焊縫應(yīng)與鋼管縱縫錯(cuò)開100mm以上;加勁環(huán)的內(nèi)圈弧度與鋼管外壁之間局部間隙不大于3mm;加勁環(huán)垂直于管壁。加勁環(huán)分塊對(duì)接縫與角焊縫均采用藥芯焊絲富氬氣體保護(hù)焊。

7)現(xiàn)場(chǎng)安裝環(huán)縫焊接。①在現(xiàn)場(chǎng)焊接管節(jié)環(huán)縫前，應(yīng)校測(cè)管節(jié)位置和管口圓度，若發(fā)現(xiàn)其安裝偏差超過規(guī)定，應(yīng)及時(shí)糾正，并經(jīng)監(jiān)理檢查認(rèn)可后，才準(zhǔn)施焊。每條焊縫應(yīng)連續(xù)完成，不得中斷。因特殊情況必須中斷，應(yīng)采取焊縫保溫及其他防止裂紋方法與措施。②安裝環(huán)縫應(yīng)依次施焊，禁止隔縫施焊，以控制焊接應(yīng)力。③環(huán)縫焊接時(shí)，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限各布置1名焊工同步對(duì)稱施焊。④焊前預(yù)熱和后熱消氫處理采用自動(dòng)溫控儀配遠(yuǎn)紅外電加熱器進(jìn)行加熱。

5焊接工藝要求

5．1焊前預(yù)熱

1)定位焊縫和主縫均應(yīng)預(yù)熱(定位焊縫預(yù)熱溫度較主縫預(yù)熱溫度提高20℃～30℃)。WDB620鋼板焊接主焊縫預(yù)熱溫度為100～120℃。

2)定位焊縫采用氧乙炔火焰進(jìn)行預(yù)熱，主焊縫采用履帶式陶瓷加熱器進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱時(shí)需均勻加熱，預(yù)熱區(qū)的寬度為焊縫中心線兩側(cè)各3倍板厚，且不小于100mm。

3)預(yù)熱溫度測(cè)量使用自動(dòng)溫控儀及遠(yuǎn)紅外測(cè)溫槍配合。在距焊縫中心線各50mm處對(duì)稱測(cè)量，每條焊縫測(cè)量點(diǎn)間距不大于2m，且不少于3對(duì)。4)在焊接過程中保持預(yù)熱溫度;層間溫度不應(yīng)低于預(yù)熱溫度，WDB620高強(qiáng)鋼不高于200℃。

5．2焊后后熱

1)后熱處理在焊后立即進(jìn)行，WDB620鋼后熱溫度為180℃～200℃，保溫1h以上，加熱及冷卻速度不大于80℃/h。

2)溫度測(cè)量使用自動(dòng)溫控儀配合遠(yuǎn)紅外測(cè)溫槍。

3)加勁環(huán)安裝時(shí)，每條角焊縫應(yīng)同時(shí)對(duì)稱進(jìn)行施焊。

4)焊縫(包括定位焊縫)焊接時(shí)，應(yīng)在坡口內(nèi)引弧、熄弧，熄弧時(shí)應(yīng)將弧坑填滿，多層焊的層間接頭應(yīng)錯(cuò)開25mm以上。

5)每條焊縫應(yīng)一次連續(xù)焊完，當(dāng)因故中斷焊接時(shí)，應(yīng)采取防裂措施。在重新焊接前，應(yīng)將表面清理干凈，確認(rèn)無裂紋后，方可按原工藝?yán)^續(xù)施焊。

6)定位焊縫長(zhǎng)度在50mm以上，厚度不大于8mm，其間距約為400mm。

7)正面焊接后，將反面焊縫采用砂輪磨光機(jī)進(jìn)行清根，打磨干凈并認(rèn)真檢查，保證無缺陷后再進(jìn)行焊接。對(duì)需預(yù)熱后焊接的鋼板，應(yīng)在清根前預(yù)熱。

8)焊接過程中應(yīng)控制層道間溫度不低于預(yù)熱溫度，WDB620高強(qiáng)鋼不高于200℃。

6焊接質(zhì)量檢測(cè)

6．1外觀質(zhì)量檢測(cè)內(nèi)容

所有焊縫焊完后，均由焊工本人自檢，I、Ⅱ類焊縫自檢合格后應(yīng)在焊縫兩側(cè)距接頭50mm范圍內(nèi)打上該焊工代號(hào)，并做好記錄。焊縫焊完后，焊工應(yīng)將自己所有焊道上異物清除干凈。所有焊縫完成后應(yīng)由專職質(zhì)檢員作表面檢查，并作好記錄。

6．2焊縫無損探傷及合格標(biāo)準(zhǔn)

1)焊縫無損探傷應(yīng)在焊縫外觀質(zhì)量檢驗(yàn)合格，且焊接完成48h以后進(jìn)行。

2)焊縫無損探傷應(yīng)由持有合法、有效且資格相當(dāng)?shù)娜藛T承擔(dān);焊縫質(zhì)量評(píng)定應(yīng)由持有Ⅱ級(jí)或Ⅱ級(jí)以上資格證的人員擔(dān)任。

3)無損探傷方法和比例。焊縫內(nèi)部探傷采用MT+三維UT探傷方法進(jìn)行檢查及抽查復(fù)檢。焊縫內(nèi)部無損探傷長(zhǎng)度占焊縫全長(zhǎng)的百分比應(yīng)不少于相關(guān)規(guī)定。焊縫局部無損探傷若發(fā)現(xiàn)有不允許缺欠，應(yīng)在缺欠的延伸方向或在可疑部位作補(bǔ)充探傷檢查;若經(jīng)補(bǔ)充探傷仍發(fā)現(xiàn)有不允許缺欠，則應(yīng)對(duì)該焊工在該條焊縫上所施焊的焊接部位或整條焊縫進(jìn)行探傷。

7焊接缺陷處理

1)鋼管管壁表面被電弧損傷及焊疤應(yīng)修磨平整。

2)WDB620高強(qiáng)鋼管壁表面應(yīng)盡量避免損傷。若有損傷，應(yīng)采用砂輪打磨，使其均勻過渡到母材表面，打磨深度應(yīng)≤2mm，否則應(yīng)予以補(bǔ)焊，并在補(bǔ)焊后用角磨機(jī)打磨平滑。處理程序?yàn)?對(duì)凹坑處進(jìn)行打磨→預(yù)熱(高強(qiáng)鋼)→焊補(bǔ)→打磨→外觀檢驗(yàn)→表面探傷(高強(qiáng)鋼)。

3)焊縫外形尺寸和外觀質(zhì)量不符合規(guī)定時(shí)，允許焊工自行返修，但表面裂紋不得擅自處理，應(yīng)及時(shí)申報(bào)焊接技術(shù)人員。

4)焊縫存在不允許的表面裂紋和內(nèi)部焊接缺陷時(shí)，返修前，應(yīng)認(rèn)真分析焊接缺陷產(chǎn)生的原因，并制訂返修工藝和預(yù)防措施。

5)焊接缺陷的返修應(yīng)按下列要求進(jìn)行:①一、二類焊縫的焊接缺陷的返修應(yīng)由持有效合格證書且技能水平較高的焊工承擔(dān)。②局部焊縫返修時(shí)的預(yù)熱溫度應(yīng)比原焊縫高20℃～30℃。③返修時(shí)所采用的焊接工藝應(yīng)與原焊縫相同。④焊接缺陷的清除采用碳弧氣刨和砂輪打磨的方法，不允許采用電弧或氣割火焰熔除。⑤焊接缺陷徹底清除后，不允許有毛剌和凹痕，坡口底部應(yīng)圓滑過渡。⑥WDB620高強(qiáng)鋼管節(jié)焊縫同一部位返修次數(shù)不宜超過1次，應(yīng)制定可靠的技術(shù)措施，并經(jīng)專門研究后，方可焊補(bǔ)。返工后的焊縫，應(yīng)用超聲波探傷復(fù)查，焊縫表面采用MT檢測(cè)。⑦返修后的焊縫應(yīng)按原焊縫的質(zhì)量要求和無損檢測(cè)方法，對(duì)返修處及其兩端延伸方向附近進(jìn)行100%檢查。

8結(jié)語(yǔ)

厄瓜多爾索普拉多拉水電站壓力鋼管及岔管分部工程已經(jīng)通過分部工程驗(yàn)收，工程質(zhì)量等級(jí)優(yōu)良。且厄瓜多爾索普拉多拉水電站現(xiàn)已經(jīng)完成了流道充水、機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)工作并順利發(fā)電，鋼岔管的焊縫質(zhì)量在電站運(yùn)行過程中得到了實(shí)際檢驗(yàn)。事實(shí)證明，采用藥芯焊絲氣體保護(hù)焊(FCAW－G)的方式，并嚴(yán)格按照焊接工藝，鋼岔管的焊接質(zhì)量完全可以得到良好保證。

作者:汪應(yīng)海 吳悠楊 單位:中國(guó)葛洲壩集團(tuán)