谈水电站压力钢管的 焊接 技术及消应工艺

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1、谈水电站压力钢管的焊接技术及消应工艺谈水电站压力钢管的焊接技术及消应工艺肖贤《湖南农机》2010年第九期摘要:根据我国焊接规范的规定，强度等级越高的钢材，要求作消应热处理的钢板厚度相对越薄。大的钢管只能采用局部热处理方法，要使温度控制恰当且均匀，非常困难。本文主要介绍对水电站压力钢管焊接消应热处理的一些认识。关键词:压力钢管，焊接，应力压力钢管是水电站主要的组成部分，它衔接着电站进水口和水轮机涡壳或球阀，起着将水由进水口引向涡壳或球阀，进而推动水轮机转动的作用。压力钢管多用于大、中型水电站，它们要承受较大的内水压力，且在不稳

2、定的水流下工作，易出事故，事故一旦发生，后果严重。故对铜管和为其连接的焊缝都应有一定的强度和塑韧性的要求，因此，压力钢管通常是根据其承受内水压的特点和所在地的气温条件，选用相应的优质钢板和焊接材料焊制而成。压力钢管的布置形式，根据水电站所在地区地形、地质条件、挡水和引水建筑物结构形状的不同，分为坝内式、隧洞斜井式、隧洞竖井式和露天式。根据供水方式不同又可分为单独供水和联合供水两种方式。钢管的布置和供水方式虽有所不同，但在结构上，一般都是由上水平管、上弯管、斜管(或竖井钢管)、下弯管、下水平管和锥管等几部分组成，其主要构件有主

3、管、锥管、岔管、凑合节、伸缩节、支承环、支座、加劲环和进入孔等。1水电站压力钢管焊接标准压力钢管的组圆和焊接一般应满足下列要求:经验收合格的钢管瓦片在专用的组圆平台上进行，用调圆架调整管节的椭圆度，同时将管节上的加劲环等附件进行装配。组圆时，要控制钢管周长、焊缝间隙、坡口错牙和管口平整度等。当单节钢管组圆合格后，根据安装方案进行安装单元的对接，用专用的环缝调圆架拼对环缝。环缝的组装方式，可分为立式组装和卧式组装。环缝组装时，要注意错牙，应考虑相邻管口周长差所引起的管壁错牙值，使错牙均匀分布在整个圆周上。压力钢管的焊接及检验是

4、钢管制造过程中重要的工序之一，需要注意以下几点:第一按焊接工艺评定。对所焊接钢管的钢板未做过焊接工艺评定的应进行焊接工艺评定;第二焊工资格。从事一、二类焊缝焊接的焊工必须持有国家质检总局发给的锅炉、压力容器焊工考试合格证书或者通过电力、水利主管部门颁发的适用于水利水电工程压力钢管制造、安装的焊工考试规则规定的考试，并持有有效合格证书。焊工在钢管上焊接的钢材种类、焊接方法和焊接位置等均应与焊工本人考试合格的项目相符;第三焊缝检验。所有焊缝均应进行外观检查，无损探伤应在焊接完成24h以后进行，焊缝内部缺陷探伤可选用射线探伤或者超

5、声波探伤。表面裂纹检查可选用渗透或者磁粉探伤。2压力钢管全位置自动焊接技术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术，只有少量的钢管纵缝在拼装场采用埋弧自动焊，压力钢管的全位置自动焊技术过去一直属于空白。全位置自动焊已在三峡工程电站压力钢管焊接施工中成功应用。三峡电站左岸厂房从11号机的钢管纵缝焊接和14号机安装环缝焊接首次采用了全位置自动焊接施工，使焊缝外观和内部质量一次合格率显著提高。全位置自动焊机由电源、爬行机构、送丝机构、柔性轨道或半柔性轨道组成。(1)爬行机构。它是挂靠在柔性或半柔性轨道上的一组爬行

6、机构，沿钢管弧面呈弧线爬行，并不受本身的重力影响而改变爬行速度。控制面板上有显示焊接电流、电压的显示仪表与调节旋钮。供选择模拟四种运行方式是梯形、三角形、矩形、直线运条。(2)焊接机头。它是受控于爬行小车的长柄焊枪，焊枪的摆动可以按照爬行机构选择开关选择的焊接运行方式进行并送丝焊接。(3)轨道。分柔性与半柔性轨道两种，不同型号的轨道可弯曲程度不同。轨道由铝合金制成，依靠封闭磁铁贴靠在钢管壁上，爬行小车挂在铝合金条板上。小车下部的齿轮与柔性、半柔性轨道的齿条轨道相吻合，通过启动装置使爬行小车在钢管壁上沿轨道爬行而进行焊接。(4

7、)脉冲逆变直流电源。该功能电源使用了逆变脉冲技术，可用于手工弧焊、熔化极气体保护焊、TIG直流焊，而且可作为自动焊的焊接电源。其主要特点是具有优良的弧焊特性，脉冲状态下可产生品质优良的电弧，极利于自动MAG焊立、仰焊位时的熔滴过渡。(5)送丝机构。它是对焊接过程进行送丝程序控制的半自动工艺送丝机构，保证按工艺评定的参数进行送丝，以确保额定的焊接线能量。在焊接过程中，焊接小车在柔性轨道上运行，实现平面和曲面的全位置自动焊。焊接小车分为行走驱动小车和焊炬摆动控制小车两部分。焊接小车带有轻便的焊枪调整机构，能够方便、快捷的实现焊枪

8、的位移调整和角度调整;焊枪配有摆动装置，在焊接过程中可实现各种摆动波形的控制，焊炬摆幅自适应坡口宽度和自动跟踪焊接，能够很容易的控制焊缝熔池的流动和分布，可有效地控制焊缝成形，能够获得成型美观、质量优良的焊缝，从而极大地增强了该机的焊接适应性和焊接质量，减少人的因素对焊缝质量的影响。3压力