導語：探析水電站鋼岔管安裝焊接工藝一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創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級高強鋼板，材質為WDB620GrC調質鋼，現場采取洞內瓦片組拼、焊接的方法，使用藥芯焊絲氣體保護焊(FCAW－G)方式，對應編制焊接工藝，取得了良好效果。

關鍵詞: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級高強鋼板，材質為WDB620GrC調質鋼，鋼管最大內徑為6．10m，最小內徑為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種規格;1#與2#岔管連接段管節直徑為3．8m;2#岔管公切球直徑為4．4m，壁厚分別為52mm、48mm、44mm和40mm4種規格;加勁環板厚為30mm，岔管月牙肋板厚度為128mm。

2焊接設備及焊接材料選用

2．1正式焊接對焊接設備的要求

焊接設備必須具有參數穩定、調節靈活、靜、動態特性好和安全可靠等性能，并能滿足焊接規范需要。焊接設備上的電流表、電壓表應定期檢定，規范參數調節裝置應定期檢查，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成分要與母材相當，S、P等雜質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技術文件要求。綜合這些因素，選擇美國生產的直徑φ1．2mm的TM－811N2(AWSA5．29:E81T1－Ni2MJH4)藥芯焊絲。

3焊前現場準備

3．1焊前準備及要求

1)焊前應了解被焊工件的施工要求、鋼材牌號，并據此確定焊接方法、焊接材料、規格等。

2)施焊前，應將坡口及其兩側10～20mm范圍內的氧化皮、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。切割時造成的坡口溝槽深度不應大于0．5mm，當在0．5～2mm時，應采用砂輪進行打磨;當大于2mm時，應按要求進行焊補后磨平。

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

5)檢查焊縫的邊口是否平整，如果錯邊量大于規定值，則通知裝配工返工，將板列做平。錯臺采用卡具校正，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，如發現不符合要求，應及時返修，否則不得施焊。

3．2其他準備工作

1)設置測量焊接變形參考點。

2)準備測量焊接弧度的樣板。

3)準備各項焊接輔助設施。

4焊縫分類

1)岔管管壁縱縫、環縫、岔管加強構件的對接焊縫、加強構件與管壁相接處的組合焊縫為一類焊縫。

2)加勁環的對接焊縫為二類焊縫。

3)加勁環與管壁間的角焊縫為三類焊縫。

4)焊接程序。1#岔管和2#岔管均分節進行制作，在廠內完成每一管節縱縫的焊接及加勁環的裝配與焊接，完成月牙肋板的拼裝及對接焊縫的焊接，并在廠內將2個岔管各節分別進行整體試拼裝(月牙肋板不安裝)，對岔管各節管口尺寸進行調整，合格后，將岔管再拆成單節，將單節岔管和月牙肋板分別運往工地現場進行安裝。在安裝現場將岔管組裝成整體(包括安裝月牙肋板)后，先焊接岔管肋板區域的各管節的安裝環縫、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的對接焊縫、向下游方向焊接岔管本體與岔管各管節及支管的安裝環縫、最后向上游方向焊接岔管本體與岔管各管節及下平管的安裝環縫。

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

6)加勁環裝配及焊接。管節橢圓度經檢查達到規范要求后，方可安裝加勁環。加勁環裝配前，人工在管節上劃出安裝線，然后分塊安裝，點焊在管壁上。安裝時要嚴格控制以下三個方面:加勁環的對接焊縫應與鋼管縱縫錯開100mm以上;加勁環的內圈弧度與鋼管外壁之間局部間隙不大于3mm;加勁環垂直于管壁。加勁環分塊對接縫與角焊縫均采用藥芯焊絲富氬氣體保護焊。

7)現場安裝環縫焊接。①在現場焊接管節環縫前，應校測管節位置和管口圓度，若發現其安裝偏差超過規定，應及時糾正，并經監理檢查認可后，才準施焊。每條焊縫應連續完成，不得中斷。因特殊情況必須中斷，應采取焊縫保溫及其他防止裂紋方法與措施。②安裝環縫應依次施焊，禁止隔縫施焊，以控制焊接應力。③環縫焊接時，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限各布置1名焊工同步對稱施焊。④焊前預熱和后熱消氫處理采用自動溫控儀配遠紅外電加熱器進行加熱。

5焊接工藝要求

5．1焊前預熱

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

2)定位焊縫采用氧乙炔火焰進行預熱，主焊縫采用履帶式陶瓷加熱器進行預熱，預熱時需均勻加熱，預熱區的寬度為焊縫中心線兩側各3倍板厚，且不小于100mm。

3)預熱溫度測量使用自動溫控儀及遠紅外測溫槍配合。在距焊縫中心線各50mm處對稱測量，每條焊縫測量點間距不大于2m，且不少于3對。4)在焊接過程中保持預熱溫度;層間溫度不應低于預熱溫度，WDB620高強鋼不高于200℃。

5．2焊后后熱

1)后熱處理在焊后立即進行，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)溫度測量使用自動溫控儀配合遠紅外測溫槍。

3)加勁環安裝時，每條角焊縫應同時對稱進行施焊。

4)焊縫(包括定位焊縫)焊接時，應在坡口內引弧、熄弧，熄弧時應將弧坑填滿，多層焊的層間接頭應錯開25mm以上。

5)每條焊縫應一次連續焊完，當因故中斷焊接時，應采取防裂措施。在重新焊接前，應將表面清理干凈，確認無裂紋后，方可按原工藝繼續施焊。

6)定位焊縫長度在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進行清根，打磨干凈并認真檢查，保證無缺陷后再進行焊接。對需預熱后焊接的鋼板，應在清根前預熱。

8)焊接過程中應控制層道間溫度不低于預熱溫度，WDB620高強鋼不高于200℃。

6焊接質量檢測

6．1外觀質量檢測內容

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在焊縫兩側距接頭50mm范圍內打上該焊工代號，并做好記錄。焊縫焊完后，焊工應將自己所有焊道上異物清除干凈。所有焊縫完成后應由專職質檢員作表面檢查，并作好記錄。

6．2焊縫無損探傷及合格標準

1)焊縫無損探傷應在焊縫外觀質量檢驗合格，且焊接完成48h以后進行。

2)焊縫無損探傷應由持有合法、有效且資格相當的人員承擔;焊縫質量評定應由持有Ⅱ級或Ⅱ級以上資格證的人員擔任。

3)無損探傷方法和比例。焊縫內部探傷采用MT+三維UT探傷方法進行檢查及抽查復檢。焊縫內部無損探傷長度占焊縫全長的百分比應不少于相關規定。焊縫局部無損探傷若發現有不允許缺欠，應在缺欠的延伸方向或在可疑部位作補充探傷檢查;若經補充探傷仍發現有不允許缺欠，則應對該焊工在該條焊縫上所施焊的焊接部位或整條焊縫進行探傷。

7焊接缺陷處理

1)鋼管管壁表面被電弧損傷及焊疤應修磨平整。

2)WDB620高強鋼管壁表面應盡量避免損傷。若有損傷，應采用砂輪打磨，使其均勻過渡到母材表面，打磨深度應≤2mm，否則應予以補焊，并在補焊后用角磨機打磨平滑。處理程序為:對凹坑處進行打磨→預熱(高強鋼)→焊補→打磨→外觀檢驗→表面探傷(高強鋼)。

3)焊縫外形尺寸和外觀質量不符合規定時，允許焊工自行返修，但表面裂紋不得擅自處理，應及時申報焊接技術人員。

4)焊縫存在不允許的表面裂紋和內部焊接缺陷時，返修前，應認真分析焊接缺陷產生的原因，并制訂返修工藝和預防措施。

5)焊接缺陷的返修應按下列要求進行:①一、二類焊縫的焊接缺陷的返修應由持有效合格證書且技能水平較高的焊工承擔。②局部焊縫返修時的預熱溫度應比原焊縫高20℃～30℃。③返修時所采用的焊接工藝應與原焊縫相同。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，坡口底部應圓滑過渡。⑥WDB620高強鋼管節焊縫同一部位返修次數不宜超過1次，應制定可靠的技術措施，并經專門研究后，方可焊補。返工后的焊縫，應用超聲波探傷復查，焊縫表面采用MT檢測。⑦返修后的焊縫應按原焊縫的質量要求和無損檢測方法，對返修處及其兩端延伸方向附近進行100%檢查。

8結語

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通過分部工程驗收，工程質量等級優良。且厄瓜多爾索普拉多拉水電站現已經完成了流道充水、機組甩負荷試驗工作并順利發電，鋼岔管的焊縫質量在電站運行過程中得到了實際檢驗。事實證明，采用藥芯焊絲氣體保護焊(FCAW－G)的方式，并嚴格按照焊接工藝，鋼岔管的焊接質量完全可以得到良好保證。

作者:汪應海 吳悠楊 單位:中國葛洲壩集團