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大内径输水钢管的制造工艺与质量控制

时间:2014-01-11  来源:  编辑:  浏览:6903次
直径.m输水钢管的施工分两个阶段进行,先在工厂加工制作成长mt=mm或.mt=mm的管节,然后运到工地进行对接…技术文件施工图纸设计说明书现行的国家标准和行业标准…选材钢管用Q镇静钢…
大内径输水钢管的制造工艺与质量控制深圳市东部引水工程包括东部供水水源工程和供水网络干线工程,总长104.57km。近期引水11m3/s,远期可达30m3/s。大坝河倒虹吸工程是该项工程的一个重要组成部分,它采用了双排压力钢管,内径3.1m,双排管各长832.9m。其中作为管桥的明管,管壁厚t=30mm,双排管各长208.1m;埋地管管壁厚t=24mm,双排管各长624.8m。

直径3.1m输水钢管的施工分两个阶段进行,先在工厂加工制作成长6m(t=24mm)或5.4m(t=30mm)的管节,然后运到工地进行对接。

一、技术文件

施工图纸、设计说明书、现行的国家标准和行业标准。

二、选材

钢管用Q235镇静钢。钢板尺寸按长宽双定尺-24×9870×2050和-30×9870×1850订货。对到货的钢板要求牌号清晰、合格证齐全,并进行了5%的检查。

焊材:埋弧自动焊的焊丝采用HO8A,焊接采用HJ431,手工焊焊条采用J427。

防腐材料:钢管内防腐采用镀锌铁丝网水泥砂浆衬里;外防腐埋地管采用特加强级环氧煤沥青涂料,明管采用STIC重防腐涂料。

三、钢板的下料、卷板和组装

1、钢管制作的下料

钢管纵缝和环绕坡口,设计采用“V”形和“U”形。根据施工单位现有加工设备的具体情况,经设计单位同意,改为埋弧自动焊对称“X”形,将工地手工焊接坡口改为”偏X”形——即环缝水平中心线以上外侧和水平中心线以下内侧均开大“V”形坡口,对应相反方向开小“V”型坡口(见图)。

“偏X”坡口,便于先焊仰脸焊的小坡口,接着采用电弧气刨正面清根,再焊上部大焊缝。

钢板采用自动火焰气割枪切割,先割直边,再加割坡口。切割氧气压力O.6MPa,乙炔气压力O.5MPa。然后使用高速角式磨光机,清除坡口内的熔渣、毛刺、氧化铁、磨光焊缝坡口。

2、卷板

卷板机的卷板能力为板厚25mm×板宽4000mm。

首先用卷板机压出钢板两端头的弧度,再卷中间部位。一般要卷碾4~5次,不断用样板检查弧度,弧度合格后,点焊纵缝接口。

为了达到规范要求的圆度,当每小节(t=24mm长度2000mm或t=30mm长度1800mm)的接口纵缝焊完之后,再次套入卷板机进行复卷,确保质量合格。

3、管节的组装

考虑工地起吊和运输能力,减少工地焊缝,将3个短节组装成一个长节,即壁厚24mm,长度6000mm,重量11094kg;壁厚30mm,长度5400m,重量12625kg。

组装是在长度7m的弧形转动台车上进行的。控制相邻管节纵缝错开1800mm,组装的焊缝错边量纵缝控制在2mm以内,环缝不超过3mm,定位焊的长度是每250mm焊50mm。

4、钢管组装后的检验

经检查,管口平面性<2mm,圆度<3D‰=9mm,周长<3D‰=9mm,都达到了规范要求。

四、钢管的焊接

1、首先进行焊接工艺评定

以厚度30mm的钢板作焊接工艺评定。钢板材质是Q235镇静钢,采用自动埋弧焊,焊丝牌号H08A,焊丝直径5mm,焊剂牌号HJ431,环缝和纵缝均采用对接平焊,坡口型式是对称“X”形,一边先开坡口角60°,坡口深度8mm,钝边14mm,焊机为MZ-1-1000A自动弧焊机,焊接电流900~950A,电弧电压38V,焊接速度200~250mm/min。正面焊完后,背缝采用电弧气刨清根,再行焊接。焊缝经外观检查和内部无损检测,均达一类焊缝标准,机械性能试验结果符合GB700-88要求。

2、钢管的焊接

埋地钢管:材质Q235、厚度t=24mm。焊接参数为电压36V、电流850~900A、速度35mm/min。

焊接顺序:每个小节长度2m,纵缝内侧先开60°坡口,深度6mm,焊件固定后,由焊机臂伸缩,进行自动焊接;纵缝外侧用电弧气刨,开60°坡口,深度6mm,清根到底,再用高速角式磨光机清除熔渣、毛刺和受热层,进行自动焊接。

将3个小节拼起来为1个大节,长度为6m。先焊内侧,后焊外侧。方向同上。所不同的是,这时钢管放在滚焊台车上,作旋转运动,而装在焊臂上的焊机作送丝焊接。

明管的焊接:管材用Q235,厚度t=30mm。严格按照焊接工艺评定报告中所确定的焊接电特性执行,电压38V,电流900~950A,速度200~250mm/min。

3、钢管焊缝的质量检查

焊缝的外观检查:根据DL/T5017-93钢管制造安装及验收规范,对工厂内焊接的纵缝和环缝,属于一类和二类焊缝,重点检查有无裂纹、气孔、未焊满、表面灰渣等缺陷,经检查达不到规范要求的,必须进行处理。

焊缝内部的无损检测:由于该管道在供水工程中属于特大型钢管,特别是厚度t=30mm的钢管是作为管桥使用的,既要承受内水压力,又要负担由钢管自重和水体形成的弯矩,所以对焊接的质量要求特别高。对于管桥用的t=30mm厚的钢管,其纵缝和环缝均属于一类焊缝,要求进行100%的X光射线拍片检查和100%的超声波探伤检查;而对厚度t=24mm的埋地钢管,纵缝属于一类焊接,进行20%的X光拍片检查和50%的超声波探伤检查。X光射线探伤仪型号为XXH-3005,超声波探伤仪型号为CTS-22。

五、钢管的防腐

1、埋地管外防腐

喷丸除锈:除锈按Sa2.5控制,采用喷钢丸除锈,金属表面全部露出银白色金属光泽,粗糙度为40~70μm。

喷涂防腐层:特加强级环氧煤沥青防腐,即底漆1道,面庞5道,中间夹4层环氧玻璃丝布,厚度达到0.9~1mm,涂每层漆的间隔时间以涂上的漆干燥达不粘手为准。

质量检查:外观检查:漆表面均匀、平滑、无流挂、无泡、无折皱。使用测厚仪,抽检5%,全部测点要达到设计厚度,否则,补漆加厚。用5000V电火花针孔检漏仪,进行针孔和绝缘检查,以不打火花为合格。附着力检查,将防腐层切三角口,用力进行撕拉,应不易拉起;若被拉起来,但第一层底漆必须附着在钢管金属表面上,这样才算合格。

2、明管的外防腐

采用STIC重防腐涂料。

喷丸除锈:同埋地管除锈。

喷涂防腐涂料:当除锈合格,采用无气高压喷枪,喷第一层红色底漆,待漆干不粘手,再喷第二道底,漆膜厚度达到300μm。

油漆的检验:外观检查,同埋地管厚度测量采用磁性测厚仪进行测量,漆膜总厚度应达600μm以上。

3、钢管的内防腐

埋地管和明管的内防腐,均采用挂镀锌铁丝网,喷涂抗压强度不小于30N/mm2的水泥砂浆衬里。其水泥砂浆配合比是,水:水泥:砂子=22:200:270;采用生活用水;#525硅酸盐水泥;坚硬、洁净、级配良好的天然砂,含泥量小于2%最大粒径小于1.2mm。

除锈:在钢管安装、焊接、回填覆土、竖向变位等验收合格后,用钢丝轮刷彻底清除管道内部的浮锈、氧化皮、焊渣、油污等。

梆扎镀锌铁丝网:铺设直径3mm铁丝网,网格尺寸50mm×50mm,网片间隔10mm,钢管底部弧长1380mm范围内不铺设铁丝网,以便于喷涂小车行走;铁丝网与管壁之间垫直径φ6、长7mm的Q235钢筋,点焊连接,间距350mm,钢管内壁距铁丝表面9mm。

机械喷涂水泥砂浆:分两层喷涂,第一层喷10~12mm厚,第二层喷8~10mm,确保刮磨平整光滑。

养护:一段钢管喷涂完毕,立即封堵所有通气孔,使管内保持湿润,进行养护。

检查验收:测量防腐厚度、表面平整度,检查是否有裂纹、空鼓现象,水泥浆抗压强度要达到30N/mm2,对超标部位要进行处理使之达到规范要求。

六、整条钢管水压试验

根据设计要求:试验压力为0.481MPa,渗水要求全长827m不大于2.41/min。2000年4月,进行了打压后渗漏降压和打压后放水降压试验,结果两根钢管渗水量分别为O.1051/min和0.281/min,符合设计要求。

倒虹吸钢管从设计到制造安装,都严格按照设计和规范要求,克服了钢管制作和施工安装的种种技术难题,严把质量关。通过质量验收,单元工程优良品率为96%,达到了较满意的效果,为工程的安全运行打下了坚实基础。

(王富永)

来源:水利工程网

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