蜗壳施工方案.docx
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蜗壳施工方案
丰满水电站全面治理（重建）工程
机电设备安装工程
蜗壳施工方案
中国水利水电第六工程局有限公司
丰满水电站机电安装工程项目部
二〇一五年十二月十四日
批准：
校核：
编制：
蜗壳施工方案
1概述
丰满水电站全面治理（重建）工程蜗壳部分共26节，其中24节为“C”型壳板，进口第1、2节为“〇”型壳板，每节分两个瓦片到货，蜗壳需在工地现场拼装成整节后进行挂装。
蜗壳拼装成整节后的最大直径为8800mm，蜗壳总重量约399.5吨。
蜗壳材质为低合金热轧钢板Q345R，板厚为36~50mm，蜗壳各节的对接缝为“X”型坡口。
2编制依据
（1）中水东北勘测设计研究有限责任公司图纸：
蜗壳单线图（1/1）
（2）哈尔滨电机厂有限责任公司图纸：
蜗壳单线图L1a002931
蜗壳装配图Z1a005709
蜗壳装配单级明细表Z1a005709M
上部基础Z1a005707
上部基础单级明细表Z1a005707M
（3）丰满水电站全面治理（重建）工程机电设备安装工程招标文件第三册技术规范（通用）
（4）丰满水电站全面治理（重建）工程机电设备安装工程招标文件第四册技术规范（专用）
（5）丰满水电站全面治理（重建）工程机电设备安装工程施工组织设计
（6）《水轮发电机组安装技术规范》GB/T8564-2003
3蜗壳安装工艺流程
蜗壳安装工艺流程图见图1-1
施工准备
↓
蜗壳的拼装
→
蜗壳定位节的挂装
↓
蜗壳其余节的挂装
↓
蜗壳环缝的焊接
↓
蜗壳凑合节的安装
↓
蜗壳凑合节纵缝的焊接
↓
测量管路的安装、实验
←
蜗壳凑合节环缝的焊接
↓
座环导流板的装焊
←
蜗壳与座环过渡板环缝的焊接
↓
蜗壳与座环舌板焊缝的焊接
↓
蜗壳焊缝的探伤
↓
蜗壳支撑的安装
↓
蜗壳弹性层安装
↓
蜗壳混凝土浇筑
图1-1工艺流程图
4施工准备
（1）施工前，对施工人员进行技术交底、安全生产措施交底、文明施工教育，组织施工人员认真学习、熟悉厂家图纸、设备安装说明书、国家标准、安全文明施工等。
（2）设备安装前进行全面清点、检查，并复核蜗壳到货尺寸，如有缺陷或损坏及时上报监理、厂家。
（3）准备拼装及挂装用的工器具、焊接设备、焊接材料等。
（4）根据上部基础设计图纸，在混凝土施工过程中埋设相应的基础板、锚钩等。
5蜗壳施工工艺
5.1蜗壳拼装
（1）蜗壳拼装从定位节第5节、第14节开始，在安装间临建区的拼装平台上，按图纸要求放出相应蜗壳断面圆的尺寸。
（2）拼装前用角向磨光机对蜗壳瓦片焊口及焊口两侧50mm范围内的铁锈、油污、水分及保护性油漆等杂物清理干净，直至露出金属光泽。
（3）用90t汽车吊将蜗壳瓦片吊至平台就位，内壁根据放样线以挡板定位，外侧用楔子板、千斤顶调整纵缝错牙，对接缝件留3mm的间隙。
在蜗壳开口处设置2个调整套，用来调整蜗壳的开口尺寸，开口尺寸、管口周长、焊缝错牙、平面度等拼装数据调整符合要求后，按照设计图纸安装蜗壳内部支撑。
表5-1蜗壳拼装允许偏差表单位：
mm
序号
项目
允许偏差
说明
1
G
+2～+6
2
K1-K2
±10
3
e1-e2
±0.002e
4
L
±0.001L，最大不超过±9
5
D
±0.002D
（4）蜗壳内部支撑安装完成后进行蜗壳纵缝焊接，焊接完成24小时之后对焊缝进行TOFD及MT（磁粉）检测（拟在机坑同环缝一块进行）。
5.2蜗壳挂装
定位节安装
蜗壳挂装从定位节第5节、第14节、第27节（第27节已同座环在厂内装配）开始，整个挂装遵循对称挂装的原则，从定位节开始分别进行相邻的普通节的挂装，直至凑合节。
蜗壳的挂装分为三个工作面进行，具体安装顺序见图5-2蜗壳装配示意图。
图5-2蜗壳装配示意图
蜗壳定位节测量放线：
在蜗壳定位节外侧焊接一线架，在座环上环板及线架上测量放出定位节断面的平行线的测点，平行线与断面线的测量距离预留为100mm。
蜗壳吊装前在蜗壳管节开口外部焊接两块临时挡板，用200t履带吊吊装蜗壳定位节第14节挂在相应蝶形边，用千斤顶、导链调整最远点高程、管口倾斜度、管口与基准线偏差及最远点半径，调整符合规范要求后，用连扳连接蜗壳与蝶形边，蜗壳与蝶形边之间留3mm间隙。
利用蜗壳下部千斤顶（点焊固定）、拉紧器及增加外部支撑对蜗壳定位节进行加固。
同样方法安装定位节第5节。
之后安装普通节时出现环缝错牙、间隙过大时，严禁割断定位节内支撑。
表4蜗壳安装允许偏差表单位：
mm
序号
项目名称
允许偏差
1
直管段中心
到机组Y线的距离
0．003D
高程
5
2
最远点高程
15（10）
3
定位节管口倾斜值
5
4
定位节管口与基准线偏差
5
5
最远点半径
0.004R
普通节安装
定位节安装完成后分别对相邻普通节的安装，为保证座环水平在蜗壳的挂装过程中保持不变，蜗壳挂装时应注意座环的受力平衡、尽量采用中心对称挂装蜗壳，安装顺序见图5-2蜗壳装配示意图。
在蜗壳挂装过程中及时安装相应的千斤顶及拉紧器，将蜗壳的重量尽量转移到蜗壳支撑上，同时，在蜗壳的挂装、调整过程中应监视座环的水平，如有必要应调整挂装顺序，。
用200t履带吊将蜗壳普通节吊装就位，用千斤顶及拉紧器调整最远点高程和最远点半径，用压码进行压缝，因蜗壳板厚不一致，以过流面接头平滑连接为基准进行压缝，将钢板间错牙位置留在外侧。
对接缝处留2~3mm间隙，过流面错牙不超过2mm。
调整蜗壳直管段中心线与机组Y线的距离偏差不大于±5mm，高程偏差不大于±5mm。
若压力钢管先安装完成，则蜗壳直管段应平顺过渡至压力钢管。
调整蜗壳各节对接环缝处内表面的错牙量不大于2mm，坡口间隙2~5mm应均匀，否则进行长焊处理。
单节蜗壳挂装完成后应进行必要的支撑和加固，完成后开始焊接或进行下一节的挂装。
蜗壳连续挂装3节后，必须进行焊接。
凑合节安装
普通节全部安装完成后进行凑合节的安装，凑合节共两节（不包含蜗壳与压力钢管之间的凑合节），凑合节两侧留有50mm的配割余量，为方便凑合节挂装，先安装配割腰线以下的瓦片。
用履带吊吊起就位，尽量靠近两侧划线，划线后放至地面，测量凑合节部位相邻两节之间的实际距离，测点间间距为100mm，测出对应点之间的距离，核对凑合节上的尺寸划线，校核后割去两侧余量挂装，凑合节配割时应开出坡口，坡口尺寸见图5-3。
图5-3凑合节坡口配割示例
其他安装工作
蜗壳焊接经无损探伤合格后，复测蜗壳的方位及座环的水平度、圆度应符合座环安装要求，如有超差应进行处理。
蜗壳安装完成后应将外部蜗壳中心线以上的焊接用搭板、吊耳等清除干净、磨光，将千斤顶、拉紧器等附件按图纸要求进行焊接固定。
按图纸要求装焊测压头及管路、蜗壳排水阀、蜗壳弹性层排水槽及管路等。
6蜗壳焊接工艺
为提高焊接工艺，丰满电站蜗壳焊接采用手工焊和二氧化碳气体保护焊相结合的方式进行焊接，手工焊工艺采用厂家评定的工艺执行，二氧化碳气体保护焊将重新进行工艺评定，评定合格后按照相关参数执行。
6.1一般工艺要求
（1）焊接材料的贮存库应保持干燥，相对湿度不得大于60%。
（2）焊条必须按照焊条说明书上要求的温度和时间进行烘干、保温。
焊条烘干后放入120℃焊条保温箱内，随用随取，焊工领焊条时，需将焊条放入焊条保温筒。
焊条的烘干数量与每天使用的数量近可能相同，避免焊条多次重复烘干，焊条重复烘干的次数不得超过3次。
（3）焊前预热：
所有板厚部件预热温度均不小于50℃，使用履带式加热板对待焊区域及其附近100mm范围内按要求进行预热，并在整个焊接过程中不低于预热温度。
（4）焊接层间温度：
Tmax≤260℃（J507焊条）。
（5）焊接前将焊接坡口及其周围50mm范围内的锈蚀、水渍、油污和油漆等可能影响焊接质量的杂质清除干净。
（6）焊接前应对各焊缝进行适当的定位焊，定位焊长度为100mm~150mm，间隔为500mm~1000mm，焊缝深度为10mm~15mm。
（7）焊接工艺规范：
见表6-1。
表6-1J507焊条（GB5015-GAWSE7015）
焊条直径
电压
（V）
平、横焊电流
（A）
立焊
（A）
仰焊
（A）
焊接速度
（mm/min）
Φ3.2mm
21～24
90～140
80～120
90～130
60～200
Φ4.0mm
22～25
140～200
120～170
130～185
60～200
6.2蜗壳拼装焊缝焊接
（1）单节蜗壳焊前清理、焊接材料、预热要求、焊接工艺规范、定位焊等应符合焊接工艺一般要求。
（2）焊接大坡口侧焊缝至1/2，背面清根、打磨，内外侧坡口交替施焊。
要求焊接采用分段多层多道退步焊接方法，每300mm~400mm分一段，层间焊接接头至少错开50mm，纵缝焊接顺序见图6-1。
图6-1拼装纵缝焊接顺序
6.3蜗壳挂装焊缝焊接
（1）根据焊接工艺一般要求对蜗壳焊缝进行焊前清理、焊接材料选择、焊前预热等。
（2）焊接顺序：
先焊管节间的环缝，最后焊接蜗壳与过渡板焊缝；环缝焊接顺见图6-2、整体焊接顺序见图6-3。
（3）蜗壳各节对接环缝的的焊接顺序按图6-3蜗壳整体焊接顺序进行焊接，由4~8名焊工（蜗壳小头焊缝长度较短由4名焊工焊接，其他较长部分焊缝由8名焊工焊接）在蜗壳内外表面分段施焊。
在焊接过程中除第一层和最后一层焊道外，其余各层焊道应进行充分锤击。
图6-2环缝焊接顺序
图6-3蜗壳整体焊接顺序
（4）焊接时采用分段多层多道退步焊，在大坡口侧焊满坡口深度1/2后，背面清根打磨，进行背缝焊接，完成后进行正缝剩余部分的焊接。
（5）装焊凑合节。
根据实际尺寸，分块配割、装配凑合节并搭焊固定。
首先施焊凑合节的纵缝，再焊凑合节与其相邻进水口侧蜗壳节间的环缝，最后焊凑合节与其相邻出水口侧蜗壳节间的环缝。
（6）环缝焊缝的焊接必须连续进行，不得间断。
凑合节的最后一条环缝焊接后立即加热升温到250℃，保温2小时，并缓慢冷却至常温，冷却速度控制在30~50℃/小时之内。
凑合节的焊接过程中除第一层和最后一层焊道外，其余各层焊道必须进行充分锤击。
（7）蜗壳与上、下过渡段的焊缝需8~16名焊工，分上下两层按图6-3顺序沿圆周方向对称施焊。
（8）蜗壳与压力钢管焊缝焊接前，蜗壳凑合节纵缝和与蜗壳一侧的环缝已经焊接完成，检查蜗壳与压力钢管焊缝的间隙和错牙，对于间隙超过3mm和错边大于2mm（以过流面对齐为准）的位置要求进行长焊和打磨处理。
（9）焊缝焊接时，由8名焊工在圆周方向对称分段退步焊，焊接示意图见图6-4，要求对称部位的焊工焊接参数基本一致。
焊接过程中遇到挂装过程中的定位焊焊缝，需将其清除后再继续施焊。
图6-4蜗壳进口段焊接示意图
（10）焊接顺序：
先在大面坡口焊接2/3，然后进行背面清根，打磨去除1mm~2mm渗碳层，进行背面焊缝焊接，完成后将剩余正缝焊接完成。
（11）焊接采用多层、多道、分段退步焊，每段500mm长，采用小规范施焊，严格
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