压力钢管制造与安装施工方案Word下载.docx
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2
16MnR，t=12mm
35.9385
3
16MnR，t=14mm
33.5426
4
16MnR，t=16mm
73.5373
5
16MnR，t=18mm
39.3940
6
16MnR，t=20mm
7
16MnR，t=22mm
8
16MnR，t=24mm
202.4477
9
加劲环
2.6369
10
止水环
0.3942
二
支管
22.4011
钢管制作安装（D=1.2m）
5.5757
16.6064
止推环
0.219
三
岔管
8.4087
钢管制作安装
16MnR，t=30mm
2.4234
16MnR，t=28mm
0.3416
16MnR，t=26mm
2.9857
0.2473
1.2096
0.3931
月牙肋
16MnR，t=60mm
0.544
16MnR，t=52mm
0.3643
四
钢支撑
50
五
合计
601.1687
2.压力钢管制造、安装施工方案简介
2.1制造施工方案简介
本工程压力钢管制造主要在压力钢管加工厂进行，厂内布置下料平台、坡口打磨平台、卷板机，现场布置组圆胎具和防腐间等设施，主要采用半自动切割机下料，手工打磨坡口，卷板机卷制瓦片，调圆架配合钢管纵缝组装和校正，手工电弧焊焊接钢管制造纵缝、加劲环、吊耳和支撑等附件。
自制喷砂除锈系统进行防腐。
2.2安装施工方案简介
压力钢管安装主要以轴线长度约2m（2-4节）的安装单元进行安装。
压力钢管厂房段安装以支管与蝶阀联接节为首装节，洞内钢管以下平段与斜井段联接节为首装节，可分2-3个工作面进行施工。
厂房支管段在土建浇筑前属于明管安装，可利用汽车吊直接进行安装就位。
洞内压力钢管安装前，制造安装台车并布置卷扬机作为现场转运就位手段。
在加工厂采用10t龙门吊、16t汽车吊配合装车，采用5t东风将钢管分别运至现场。
斜井段及上平段管节由缆索吊吊至5#施工支洞，上平段至调压井段管节利用缆索吊吊至4#施工支洞，并由转运台车分别转运至主洞，再由轨道运输至安装部位，采用千斤顶配合运输台车进行安装施工。
3.施工布置
3.1压力钢管加工厂布置
现场规划布置一个占地面积约3000m2的压力钢管加工厂，用于本工程压力钢管的加工和临时存放。
其中下料、坡口加工、卷板、钢管组圆、焊接等约占地500m2，成品堆放约占地300m2。
钢管厂内布置有压力钢管加工流水线，包括下料、坡口加工、卷板、瓦片临时存放场、管节组焊平台、安装单元组焊平台、防腐车间、成品堆放场等设备设施。
厂内采用10t龙门吊配合起吊。
另外设置焊接试验室、工具房、办公室、探伤室、氧、乙炔气体房、配电房、二级库、仓库、空压机房、厕所等辅助设施。
3.2安装施工布置
压力钢管安装前，对钢管安装轨道进行检查，对轨道偏差较大处进行调整，以满足台车拖运钢管运行正常。
在现场不影响施工的地方布置小型钢结构工具房，用于存放电焊机、烘箱等施工设备及设施，施工用电负荷约为90KVA。
4.压力钢管制造
4.1压力钢管制造工艺流程
压力钢管制造工艺流程见图4.1-1。
4.2施工准备
收到图纸后，首先进行审图，明确技术、质量要求；
检查图纸有无错漏、空缺或表达不清的情况；
按照设计图纸及订货板材尺寸进行排料，并编制内部材料、设备需用量计划。
排料时重点注意两相邻管节纵缝间距不小于300mm。
根据钢管制造需要搭设下料平台、组焊平台等。
根据瓦片卷制后临时调弧需要，提前制作调弧工装等。
提前准备钢管各处检查用弧板。
提前制作钢管调圆用辅助调节支撑。
4.3材料组织及到货检查、保管
钢管主材已准备采购。
每批到货钢材应具有出厂质量证明书。
先对钢管材料先进行外观检查，然后进行抽样检查。
抽样检验项目包括：
表面检查、化学成份、力学性能。
所有钢板进厂均进行抽样检验，每批钢板抽样数量不少于2张。
同一牌号、同一质量等级、同一炉罐号、同一品种、同一尺寸、同一热处理制成的钢板可列为一批，每批各取一组试样进行复核性的抗拉试验和冲击韧性试验。
在抽样时，同时抽取焊接工艺评定用板材。
压力钢管板材进厂后进行入库检验和入库编号，并填写检验记录。
自购材料进场必须具有出厂合格证，其机械性能和化学成份必须符合现行的国家、行业标准。
钢板入库存放时按不同钢种、不同厚度分类垫离地面堆放，并按材料入库管理制度作好标记，登记入册。
钢板在吊装、运输过程中应注意防止碰撞、挤压变形。
钢板表面任何部位不得由于擦伤、撞击、吊装卡码磨擦而产生严重痕迹，如有轻微的痕迹，须精心修磨处理。
运输时钢板下面垫以保护枕木，若用钢丝绳在钢板四周捆绑时，在钢丝绳与钢板接触部位之间必须加保护层。
钢板户外存放时，需架设防雨棚，防止钢板受腐蚀、污染和变形。
钢板应堆放在平整的垫层上，保持平整，防止变形。
4.4瓦片下料
4.4.1瓦片制造工艺流程图见图4.4-1。
4.4.2排料
根据设计图纸和钢板定板尺寸编制详细的排料工艺图。
排料时考虑钢管卷板后的伸长量，焊缝间隙，纵、环缝的焊接收缩量及加工余量等；
考虑管节为整长下料，放样时按3mm加焊接收缩余量。
4.4.3划线
钢板到货后，经检验满足设计、规范要求后，根据钢板放样图，在定尺钢板上一一对应划线。
若钢板到货后，变形较大，影响划线及坡口制备，需先采用卷板机进行平板。
划线后，应反复检查正反方向，避免出现反向错误的出现。
钢板的划线尺寸符合设计图纸的要求，划线后用钢印、油漆和冲眼标记分别标出钢管分段、分节的编号、水流方向、水平和垂直中心线、坡口角度以及切割线等符号，同时对入库号、板材编号进行标记移值，由切割线向内平移100mm标记检查线，便于瓦片坡口加工、修磨和钢管对装检验。
钢管编号统一标在瓦片内表面上游端两角检查线内。
钢板划线的极限偏差符合表4.4-1要求。
表4.4-1钢板划线允许偏差表
项目
允许偏差（mm）
宽度和长度
±
对应边相对差
对角线相对差
矢高（曲线部分）
0.5
4.4.4下料
下料采用等离子切割机下料后打磨的方式制备。
钢管加劲环、支承环和止推环的内圈下料后应用弦长为1m的样板检查，其弧度间隙应≤2mm。
瓦片切割完后，操作者必须自检合格后才能吊离切割平台，并做好自检记录。
4.4.5修磨
切割后的瓦片必须进行修磨处理，设置专用钢管瓦片修磨平台，采用人工修磨，确保瓦片质量。
所有切割面的熔渣、毛刺和由于切割造成的缺口应用砂轮磨去，要求使切割面露出金属光泽，瓦片边缘不得有裂纹、裂缝、夹层、夹渣或其它缺陷。
坡口制备后应立即涂刷无毒且不影响焊接性能和焊接质量的坡口防锈涂料。
瓦片厂内起重及转运主要采用龙门吊进行。
4.4.6检验
钢管瓦片长度和宽度尺寸修磨时按检查线进行自检查，同时要求坡口尺寸和钢板对角线差达到要求。
合格后报质检验收，填写记录。
4.5瓦片卷制
钢板卷制遵守DL/T5017相关规定。
卷板前须清除钢板的浮锈，卷板过程中及时清除钢板掉下来的浮锈。
压头：
为保证管节在纵缝处弧度，必须严格控制压头直边长度。
样板检查合格后再进行卷板。
在压头前进行试压头，调整好压头的最佳参数。
卷弧：
钢板在卷板机压弯成形，不允许采用击打方法弯曲成形和校正曲率。
卷板方向与钢板压延方向一致。
卷弧过程中为防止钢板下坠，瓦片卷制过程一直采用龙门吊配合或专用支架进行支托，用样板检查合格后才能下卷板机。
板料进入卷板机时进行找正，防止将瓦片卷扭，钢板材质不同其卷板回弹量不一样，第一块瓦片卷制时一定要控制好卷板机下辊的升降及钢板回弹量，并在卷板机上做好标识，调整好卷板的最佳参数。
卷板后，将瓦片以自由状态立于平台上，用样板检查其弧度，偏差符合DL/T5017规范的相应规定。
遇有局部不合要求时，可采用不损伤钢板、管口和坡口的方法进行人工修弧。
4.6钢管加劲环、止推环、支承环等附件下料
（1）材质检验、进料、划线、下料等要求与瓦片制作工艺内容基本相同。
（2）加劲环、止推环、支承环的分段，根据实际来料钢板的宽度确定。
在编制工艺卡时，必须充分考虑并保证加劲环分段对接焊缝与钢衬纵焊缝错开200mm以上。
（3）加劲环、止推环、支承环下料切割及坡口制备采用等离子切割机下料，下料空冷后，用弦长1.5m样板检查，间隙≤2.5mm。
（4）加劲环、阻水环预拼装后再与钢衬组焊，其内圈弧度间隙应符合DL/T5017的规定，与钢管外壁的局部间隙不大于3mm。
4.7钢管组圆、焊接
钢管管节与管段制作工艺流程图见图4.7-1。
管节组装一次成形。
管节组装，根据单节钢管形状在组装平台上放样，并依照瓦片放样展开图标记瓦片定位位置（因本项目管节主要采用整长卷圆，可不考虑定位位置），预先设置瓦片就位挡板，挡板先焊同侧的。
瓦片下料、卷制完毕经检查合格后，吊上组装平台，紧贴挡板就位，再焊接另一侧挡板。
设置拉条或斜撑调整瓦片垂直度，调整到位后，固定，进行细部调整。
主要调整整体圆度，对口处长度偏差。
渐变段管节先分两片分别进行组装，在平台上放样、标记瓦片位置、预置定位挡板后吊装瓦片就位调整相邻瓦片间隙偏角。
满足要求后，点焊固定。
两片分别组装完毕后，整体进行组拼。
管节组装完毕、点焊加固后，测量管节几何尺寸（包括上下口、两侧距离，管口长度、圆度，弧角偏差值等），并做好记录。
相邻管节组装时，不仅要根据设计图纸进行放样，在组装过程中还需根据已组装的相邻管节几何尺寸做出调整，以确保相邻管节安装时，管口对接平滑。
管节组装完毕后进行纵缝焊接，纵缝焊接严格按照焊接工艺进行。
管节纵缝焊接完毕后，进行加劲环、止推环安装，加劲环、止推环安装后，先点焊固定，整圈安装完毕后焊接。
其它说明：
（1）组圆焊接平台在龙门吊跨内布置，相应配置用于纵缝组装、管节调圆和纵缝棱角度矫正及加劲环装配的工装。
（2）管节在组圆平台上进行，平台支承面不平度不大于1mm。
纵缝采用专用工装进行装配。
要求钢管纵缝对口错位不大于2mm。
钢管对圆后，测量上下管口周长。
其实际周长与设计周长差控制在±
3D/1000mm；
相邻管口周长差控制在6mm内。
钢管的管口不平度不大于3mm。
钢管圆度偏差不大于3D/1000，要求每端管口至少测量两对直径。
（3）纵缝焊接采用手工电弧焊进行焊接。
（4）纵缝棱角度矫正使用专用工装，校正后使用1.5m弧度样板检查，间隙很方便地可控制在3mm以内。
（5）加劲环及止推环等由弦长约1.0m的瓣片组焊而成。
加劲环和止推环、支承环装配前使用内圈弧度样板检查，样板弧长为1m，间隙不大于2mm。
待安装加劲环的管节画出安装位置控制线，其安装精度须符合DL5017规范要求；
将加劲环逐片按要求与管壁组装牢固点焊。
加劲环施焊时先焊分块加劲环的对接焊缝，后焊加劲环与管壁之间的角焊缝。
（6）加劲环等的焊缝焊接主要采用埋弧焊或手工电弧焊工艺。
焊接时，一般由2个工位对称施焊，且环板上、下要求交替进行焊接，以控制环板的垂直度。
（7）组圆过程的焊缝点焊，点焊长度≤50mm，4mm≤点焊厚度≤6mm，点焊间距≤400mm，上下管口处必须点焊牢固。
4.8管节制造防腐
4.8.1表面预处理
（1）钢管表面预处理前采用扫把、角磨机、抹布等清理钢管内、外壁及加劲环等表面浮锈、油污、积水、焊渣和飞溅等附着污物、杂物。
（2）所有钢管表面均采用喷砂除锈，对无法进行喷射处理的部位采用动力工具防锈。
（3）喷射处理所用的磨石料必须清洁、干燥，磨料可采用石英砂、金刚砂、棕刚玉砂或矿物磨料等。
磨料应不易碎裂、粉尘少，磨料的粒径为0.5～1.5mm。
（4）喷砂用压缩空气气管设置过滤装置，除去压缩空气中的油、水。
（5）明管内、外壁经喷砂除锈后，除锈等级应达到Sa2.5级，应用照片目视评定。
采用表面粗糙度测试仪测量，外壁表面粗糙度应达到Ry40～70μm
（6）钢管除锈后，采用干燥的压缩空气吹净，涂装前如发现钢板表面污染或返锈，应重新处理到原除锈等级。
（7）当空气中相对湿度超过85％、环境气温低于5℃和钢板表面温度预计将低于大气露点以上3℃时，不得进行除锈。
4.8.2防腐涂装
（1）管节制造验收合格后，进行防腐施工。
经除锈后的钢材表面应尽快涂装，一般宜在4h内涂装，晴天和正常大气条件下，最长不应超过12h。
（2）喷砂除锈质量检查合格后，对管口侧200mm内范围涂刷不影响焊接质量的防锈底漆，底漆涂刷后覆盖塑料薄膜或其它防护品。
（3）使用的涂料应符合以下规定：
1）钢管内壁：
底层涂以无机富锌底漆，涂层厚度50μm，面层为超厚浆型环氧沥青防锈面漆，厚200μm。
2）钢管外壁与混凝土接触面，在制造后，应将油垢、铁锈、氧化皮、焊渣、灰尘和水分清除干净。
涂一层加氢氧化钠的水泥浆保护。
使制造后至混凝土浇注前一段时间内保持不再生锈。
（4）涂装采用高压无气喷涂，各层涂料涂装间隔时间，应在前一道漆膜达到表干后才能涂装下一道涂料。
具体间隔时间可按涂料生产厂的规定进行。
（5）涂装过程中对每一道涂层均应进行湿膜和干膜的外观检查，并应符合有关规范要求。
（6）涂装结束漆膜固化后，应进行干膜厚度的测定，附着力的检查，针孔检查，检查方法按规范进行，面漆颜色应符合色卡要求。
（7）涂装的每一道工序，必须经过监理工程师许可，方能进行下一道工序。
（8）因吊装和安装过程中涂层损坏的部分，应按要求修补。
（9）当空气中相对湿度超过85％、钢板表面温度低于大气露点以上3℃或高于60℃以及环境温度低于10℃时，均不得进行涂装。
4.9管节验收状态、出厂标记及存放
（1）管节验收在制作完工（含附件装焊及涂装）后进行。
（2）对已制造完成的管节按图纸所示分块作适当的组装标记，标明其管节号、流向及其垂直与水平中心线、两端管口周长等。
在所有斜接截面和顶部、底部的组装点上标明平面位置。
（3）组装标记一般用油漆标示，如果采用钢印冲压标识则避免损坏钢板，使用专用划针和油漆配合标示。
所有标记在从钢管加工厂转运前完成。
（4）管节应垫离地面存放，采取有效措施保证管口和涂料免受损坏、防止管节变形。
（5）管节制造出厂验收前须向监理人提交钢衬管节和附件的验收申请报告，其内容符合相关规定。
4.10钢管存放
制造完成后的钢管根据现场实际情况尽量在钢管厂内进行存放，以减少转运工作量。
5.压力钢管安装
5.1压力钢管安装工艺程序
压力钢管安装主要以轴线长度约2m的安装单元进行安装。
压力钢管安装以厂房支管与蝶阀联接节、下平段与斜井段联接的下弯段管节为首装节，分别在支管进下平洞弯管处和上平段管节处设置凑合节。
可分两个工作面进行施工。
钢管安装工艺程序见图5.1-1。
5.2压力钢管安装施工顺序
从工程整体进度及土建施工进度方面考虑，压力钢管首先安装厂房支管与蝶阀联接段，然后依次按轴线往后安装至岔管。
洞内压力钢管下弯段可由厂房施工支洞运至洞内安装，然后依次由下而上进行管节安装。
因压力钢管板材到货、制造周期较长，而现场除5#、7#施工支洞处需要借助缆索吊由山下吊至山上外，厂房部位钢管运输车辆可直接到达。
在安装施工开始后，可根据压力钢管制造进程和现场施工人员状况适时调整压力钢管现场安装顺序。
5.3压力钢管安装工艺
5.3.1安装前准备
现场压力钢管安装辅助轨道敷设完成后，准备进行钢管首装节的安装。
在已浇混凝土面、轨道上，测放钢管安装控制点、线，安装控制点、线包括首装节上、下管口中心投影点、钢管安装中心线，中心线上点距按10m间距布设。
所有测放控制点均要求提供三维坐标。
5.3.2首装节
首装节吊装前，精确测量首装节外形尺寸（含加劲环尺寸），根据首装节实际外形尺寸，预先在就位位置精确设置就位钢支撑，同时在管节加劲环上焊接辅助就位小支撑，吊装时根据倾斜度选配吊点、钢丝绳。
在钢支撑上横梁上（轨道面）准确、明显标记小支撑就位位置。
直接将首装节吊至钢支撑（轨道）上（小支撑就位在横梁或轨道上预先标记位置处），检查管节下口上、下游高程和中心线位置，基本到位后采用揽风绳张拉固定，并在钢支撑上横梁上小支撑就位位置上、下游焊接挡块，防止管节移动。
根据管节就位后的测量结果采用手拉葫芦、千斤顶等微调管节位置，满足规范要求后，将小支撑与钢支撑或轨道座板焊接成整体。
采用工字钢斜撑并焊接连接管节上部加劲环与下部支撑，对管节定位进行加固。
5.3.3其它管节安装
首装节安装、调整、加固、验收合格后，然后安装第二节（大节）钢管。
第二节钢管安装、调整、加固、焊接、NDT及验收合格后，接着安装后续管节。
为加快施工进度，后续管节在安装过程中可连续进行安装，但需保证上节管节安装环缝至少完成单面焊接。
5.3.4伸缩节安装
本电站伸缩节采用波纹管，波纹管安装需现场同其它管节安装顺序进行，但与上、下节钢管调整组对后，不得进行环缝焊接，待上、下镇墩处管节安装完成后，方可进行伸缩节环缝焊接。
（1）波纹管设备安装施工工艺流程如下：
施工技术准备→钢支墩制作→波纹管设备运输吊装→波纹管设备安装调整→波纹管设备与上游钢管拼装、焊接→焊缝质量检查→凑合节制作、安装→凑合节与下游钢管焊接→焊缝质量检验→合拢焊接前释放波纹管预压缩→凑合节与波纹管设备焊接→焊缝质量检查→防腐涂装→附件安装→验收
（2）波纹管安装方法如下：
1）在上游钢管顶部、两腰、底部各设置一个拉紧器，用以调整焊缝间隙；
2）在波纹管设备支墩上设4个千斤顶用以调整波纹管设备中心水平；
3）在钢管内侧用千斤顶或调节螺杆调整管口错牙；
4）波纹管设备及其附件安装与设计轴线平行度误差不应大于
。
5.3.5钢管安装注意事项
（1）钢管现场安装时，必须严格保证其中心、高程、里程符合有关技术要求。
现场焊接时，严格按照监理工程师批准的焊接工艺进行施焊，保证焊缝质量，防止焊接变形。
（2）钢管安装时，采用足够刚度的钢结构支撑架予以固定，保证钢管在后续管节安装中不发生位移和变形。
（3）钢管安装允许偏差符合下列要求：
a.始装节管口中心偏差不大于5mm，里程偏差不超过±
5mm，且两相邻管口垂直度偏差不超过3mm；
b.弯管起点的管口中心以及其它部位管节的管口中心偏差不大于6mm，弯管起点的里程偏差不超过±
10mm；
c.钢管安装后，管口圆度（指相互垂直两直径之差的最大值）偏差不大于7.5mm，相邻环缝对口错边量不大于1mm，对边间隙0～3mm；
5.4水压试验
5.4.1岔管水压试验
岔管整体制造完成在出厂之前应进行一次性水压测试。
岔管在最大工作水压1.25倍压力的作用下能持续承受6小时而不出现压力损耗（温度变化容差及蠕变除外）。
（1）水压试验工具。
水压试验工具采用引水管试压装置，配置水管若干及压力表、电动打压泵。
（2）闷头结构形式。
水压试验采用椭圆形闷头，闷头设计和制造安装由承担水压试验的承包商解决。
（3）试水打压。
试压水温应在5°
C以上，试水打压采用逐级加压的方式进行，加压速度控制在0.05MP/min以内。
（4）注意事项：
1）试压前现场焊接的焊缝要经过100%的射线探伤，探伤合格后才能进行水压测试。
2）试压过程中岔管如果出现较大变形或缺陷时要及时泄压，在问题解决后重新测试。
泄压应通过增压系统的溢流控制阀将系统外压力卸压至零压力，并确认排（补）气管阀门打开后方可进行。
3）试压前应对可能改变结构本身约束边界条件的设施进行解除约束处理，对存在的缺陷进行修补处理，并进行全面检查。
4）测试中应记录下为维持压力而添加的水量。
5.4.2管道水压试验
管道水压试验待钢管全部安装完成后进行，在两支管末端及钢管最上游端头部位设置临时水管口，并安装水压表。
先封堵支管末端，打开上游闸门，待钢管进水后，关闭上游闸门，对钢管上游端头进行封堵，再采用潜水泵通过临时进水口进行充水、排气，待压力钢管内全部充满水后进行打压试验。
试验前全面对钢管道及进人孔等进行检查，并在钢管上设置观测点，预先进行标记、测量，确定各标记点三维坐标，以方便试验过程中进行检查、检测。
管道水压试验严格按照设计及规范要求进行，试验过程与岔管水压试验过程相似。
6.钢管焊接
6.1总体要求
（1）所用焊接材料（包括焊条、焊丝、焊剂），及对焊接热输入控制范围等要求，应按事先已进行焊接工艺评定报告文件的规定。
（2）焊接所用的测量温、湿度计以及测定焊接规范仪表、焊条和焊剂烘干箱、焊机和焊缝检验尺等应定期核对检查。
6.2焊接人员
（1）焊接技术质量人员
1）焊接技术质量人员应不少于一年的专业技术实践；
2）该焊接工程中担任管理或技术负责人应有相关专业3年以上工作经验。
（2）焊工
1）凡从事压力钢管一、二类焊缝焊接的焊工（包括定位焊、焊缝返工），应持有国家质量监督检验检疫总局或水利部或国家电力行业颁发的有效焊工合格证书。
2）合格焊工所取的考试科目应与钢管上焊接钢材类别、焊接方法、焊接位置和焊条类型等相一致；
（3）无损检测人员
1）担任本焊接工程无损检测人员，应取得水利部或电力行业或国家其它部门颁发的与其工作相适应的资格证书；
2）评定检测结果、签署无损检测报告的应由Ⅱ级及以上检测人员担任；
3）对外观检查不合格的焊缝，应拒绝进行无损检测。
6.3焊接材料
焊接材料品种应与母材和焊接方法相适应，并根据工艺试验成果选定。
16MnR焊接时选用507焊条进行焊接。
焊条的质量应符合相关国标规定。
焊条的使用
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