尚勇

摘 要：電站循環(huán)水管道為大口徑壓力鋼管，一般情況下都在施工現(xiàn)場(chǎng)制作。本文就施工現(xiàn)場(chǎng)條件從場(chǎng)地布置、現(xiàn)場(chǎng)專用器具使用、工序安排、主要工序及要點(diǎn)，以及如何采用制安一體化技術(shù)進(jìn)行了闡述，用于提高壓力鋼管現(xiàn)場(chǎng)制作安裝效率。

關(guān)鍵詞：循環(huán)水管；制作；工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.009

1 概述

循環(huán)水管道口徑大，路徑長(zhǎng)，大都采用直縫焊接鋼管。目前國內(nèi)的主力機(jī)組為300MW-600MW，循環(huán)水主管道直徑一般為1820-3220mm，制作量通常為1000～2000噸。由于管道直徑大，工廠生產(chǎn)后運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)成本過高，因此大部分電站項(xiàng)目都選擇在施工現(xiàn)場(chǎng)制作。受場(chǎng)地、人員、裝備的限制，許多現(xiàn)場(chǎng)制作時(shí)場(chǎng)地布置不合理，工序銜接不緊密，沒有專用工器具，未實(shí)施制安一體化技術(shù)，制作效率低下，也增加了以后現(xiàn)場(chǎng)安裝的工程量。

根據(jù)上述存在的問題，本文通過實(shí)例，來闡述大型電站循環(huán)水管的制作技術(shù)，本技術(shù)操作簡(jiǎn)單，技術(shù)先進(jìn)，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2 工藝流程

循環(huán)水管道的主要制作工藝流程為：鋼板下料→鋼板卷管→直管對(duì)口→環(huán)縫及縱縫焊接→剛性環(huán)安裝→剛性環(huán)焊接→質(zhì)量檢驗(yàn)。

3 制作準(zhǔn)備

3.1 制作場(chǎng)地布置

循環(huán)水管的制作場(chǎng)地布置按工藝流程分為下料區(qū)、卷管區(qū)、直管對(duì)口區(qū)、管道焊接區(qū)、剛性環(huán)安裝區(qū)、剛性環(huán)燒焊區(qū)、產(chǎn)品待檢區(qū)等7個(gè)區(qū)域。各區(qū)域位置按照工藝流程次第布置，以減少施工過程中管道在空中的吊運(yùn)距離及吊運(yùn)過程中各工序間的相互影響。如圖1所示。

3.2 專用工器具

現(xiàn)場(chǎng)的條件雖然受限，但是必要的設(shè)備還是必不可少的。在制作過程中，這些裝備可以起到事半功倍的效果。除卷板機(jī)外，搖臂式自動(dòng)埋弧焊機(jī)、直管對(duì)口輥輪架、剛性環(huán)焊接輥輪架等也需準(zhǔn)備并提前布置在相應(yīng)的區(qū)域中。在上述設(shè)備中，有的為購置成品機(jī)械，有的為現(xiàn)場(chǎng)自制。

3.2.1 鋼板卷管設(shè)備

鋼板卷管設(shè)備采用三輥或四輥卷板機(jī)。

3.2.2 焊接設(shè)備

直管焊接采用搖臂式埋弧自動(dòng)焊機(jī)，彎管、三通、剛性環(huán)焊接采用交流逆變電焊機(jī)。

3.2.3 直管對(duì)口裝置

由于管道直徑大，對(duì)口時(shí)需要不斷轉(zhuǎn)動(dòng)管道，如果直接在地面上滾動(dòng)管道，需要較大的場(chǎng)地及較多的人力。為了解決此問題，采用現(xiàn)場(chǎng)自制對(duì)口裝置，制作步驟為取φ219鋼管共4根，每根長(zhǎng)度3米，兩端加焊端蓋，端蓋中心開孔，用φ108鋼管穿入孔內(nèi)做軸，外露段加裝軸承。布置支撐架，使得4根φ219鋼管每?jī)筛谝粭l直線上，間隔2米，兩條直線相距大口徑壓力鋼管直徑的70%以上。在支撐架上做簡(jiǎn)易軸瓦，4根鋼管軸承放在支撐架的軸瓦上。鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力可以用卷揚(yáng)機(jī)帶動(dòng)，即在卷揚(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸外端加延長(zhǎng)桿與φ108鋼管連接傳輸扭矩，也可以使用人力加力桿轉(zhuǎn)動(dòng)完成。直管對(duì)口裝置如圖2所示。

3.2.4 剛性環(huán)焊接輥輪架

可以直接使用搖臂自動(dòng)焊配套的自動(dòng)焊接輥輪架，也可以按直管對(duì)口裝置制作一套。

4 制作工序及要點(diǎn)

按照壓力鋼管制作的7個(gè)主要工序安排人員，各工序人員應(yīng)基本固定，保證管道制作流水化作業(yè)，每日每組人員的產(chǎn)量進(jìn)行量化。一般來說，2420mm的直管以每天2個(gè)成品8米大節(jié)（每四節(jié)組合為一大節(jié)）為宜，即下料8張，卷管8節(jié)，對(duì)口2大節(jié)，自動(dòng)焊接2大節(jié)，剛性環(huán)安裝、焊接2大節(jié)，彎頭及三通制作可以單獨(dú)安排一組人員進(jìn)行。

4.1 下料

鋼板采購宜用雙定尺寸，寬度采用最寬系列，長(zhǎng)度為鋼管的展開長(zhǎng)度，即π×（管道外徑+管道內(nèi)徑）/2。根據(jù)制作方案，鋼管大節(jié)最外側(cè)下料時(shí)打出45度坡口。

4.2 鋼板卷管

鋼板吊具采用自鎖式鋼板吊具。先進(jìn)行鋼板的扳頭，再進(jìn)行卷板。鋼管卷制完畢后，用樣板檢查，如端部出現(xiàn)平板及桃形，可在點(diǎn)焊完畢后二次卷制，消除端部直段。鋼管如錯(cuò)邊，可用F扳手調(diào)節(jié)；如錯(cuò)縫，可用手拉葫蘆外力調(diào)節(jié)。

4.3 直管對(duì)口

鋼管放在對(duì)口輥輪架上對(duì)口，注意各管的縱向焊縫應(yīng)彼此錯(cuò)開90度或180度，這樣安裝時(shí)管道縱縫位置容易調(diào)整，避開上下及水平位置四點(diǎn)。人員在管道內(nèi)部對(duì)口，對(duì)完一段后轉(zhuǎn)動(dòng)輥輪架帶動(dòng)鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)，使得對(duì)口始終處于便利位置。對(duì)口時(shí)，利用手拉葫蘆將兩管道貼近，間隙為0～1mm。對(duì)口采用順序?qū)?，工具采用角鐵楔子或扁嘴撬棍。對(duì)口時(shí)一般應(yīng)作到內(nèi)壁齊平，如發(fā)現(xiàn)周長(zhǎng)誤差應(yīng)提前開始過渡。

4.4 鋼管焊接

直管段組合場(chǎng)焊接采用埋弧自動(dòng)焊，先焊內(nèi)環(huán)縫，后焊外環(huán)縫，焊縫起點(diǎn)和終點(diǎn)要有30mm的重疊量。焊接縱縫前先焊好引弧板，出弧處焊收弧板，T形焊縫可多焊150mm收弧。焊接完縱縫后應(yīng)對(duì)與環(huán)縫交叉處進(jìn)行清根，將縱縫鏟除，否則此處容易造成未焊透。

4.5 剛性環(huán)組裝

剛性環(huán)安裝前應(yīng)檢查管道圓度，可通過增加剛性支撐來調(diào)整。剛性環(huán)卷制完畢后，從一端套入，與剛性環(huán)標(biāo)識(shí)位置對(duì)齊。剛性環(huán)接口位置應(yīng)與管道縱向焊縫錯(cuò)開90度或180度，這樣的話安裝時(shí)只要管道縱縫滿足不在上下及水平四點(diǎn)，剛性環(huán)自然就能滿足。

4.6 剛性環(huán)焊接

將管道吊放在焊接滾輪架上，每道焊縫布置一名焊工，焊工在管頂連續(xù)燒平焊，焊接一段后管道轉(zhuǎn)動(dòng)，直至焊接完畢。這樣焊接位置好，效率高，焊縫成型好。剛性環(huán)焊接完畢方可拆除管道內(nèi)剛性支撐。

4.7 自檢

將各直管段按圖編號(hào)，并標(biāo)識(shí)出水流方向。對(duì)凹坑進(jìn)行補(bǔ)焊，對(duì)焊疤、飛濺等進(jìn)行打磨，進(jìn)行驗(yàn)收。

5 制安一體化技術(shù)

在制作時(shí)即考慮安裝，采用制安一體化施工技術(shù)，可以大量減少安裝焊口，減少手工焊接工作量，縮短安裝時(shí)間，提高安裝效率。

5.1 按吊裝機(jī)械能力加大組合長(zhǎng)度

為了減少安裝焊口，提高安裝效率，通常情況下，應(yīng)按吊裝機(jī)械的起吊能力考慮管道的組合長(zhǎng)度。以吊裝機(jī)械采用50噸履帶吊為例，循環(huán)水管的組合長(zhǎng)度通?？紤]在8米～10米，如果有更大吊裝機(jī)械還可以考慮組合更長(zhǎng)。

5.2 盡可能采用埋弧自動(dòng)焊

小口徑管道安裝時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)可以根據(jù)需要進(jìn)行管道長(zhǎng)度切割或增補(bǔ)短管，但是如果大口徑管道采取這種方法，即先把管道制做成“標(biāo)準(zhǔn)件”，安裝時(shí)切割或增補(bǔ)的話，則現(xiàn)場(chǎng)安裝的工作量會(huì)大大增加。比較高效的方法是采用安裝單元?jiǎng)澐址?，技術(shù)人員在制作前要畫出部件制作圖，制作圖中需要考慮彎頭、三通等管件位置，適時(shí)增加非標(biāo)準(zhǔn)短管進(jìn)行調(diào)整，以滿足彎頭、三通對(duì)焊縫的要求，各調(diào)整焊口全部在組合場(chǎng)內(nèi)由埋弧自動(dòng)焊機(jī)焊接。各安裝單元嚴(yán)格編號(hào)，安裝就位時(shí)各就各位，安裝人員不必測(cè)量，也不用進(jìn)行任何管道長(zhǎng)度切割及增補(bǔ)短管，可直接對(duì)口焊接。這種制作方法可以大大提高安裝效率，減少安裝工作量。

5.3 三通制作

三通在平臺(tái)上制作時(shí)只將支管做出，主管在現(xiàn)場(chǎng)挖眼。這樣做，三通支管可在水平位置及角度方面適當(dāng)調(diào)整，減少安裝現(xiàn)場(chǎng)對(duì)口難度。

5.4 彎頭制作

彎頭制作在提前組焊好的直管上進(jìn)行，按切割線切割后調(diào)轉(zhuǎn)180度組合，不需要制作成標(biāo)準(zhǔn)件，兩端剩余的直管長(zhǎng)度可以根據(jù)管線圖進(jìn)行調(diào)整自然形成，以減少焊口個(gè)數(shù)。以圖3中進(jìn)水塔支段循環(huán)水管制作為例，該管段由兩個(gè)彎頭和三個(gè)直管組成，如果將此管段做成兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彎頭、三個(gè)直管的話，安裝現(xiàn)場(chǎng)將有四道焊縫，制作現(xiàn)場(chǎng)將有9道焊縫。通過繪制制作圖的方法，先將該段管道做成11米直管，包括五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)2米管段及一個(gè)非標(biāo)1米管段，采用埋弧自動(dòng)焊燒焊5道環(huán)縫，然后再進(jìn)行切割制作彎頭，手工自動(dòng)焊只需要完成4道彎頭斜焊縫，而直管段與彎頭的4道設(shè)計(jì)接縫也不再存在，安裝時(shí)整體安裝，大大提高了制作安裝效率。

5.5 帶法蘭件制作

法蘭件不需要提前將法蘭與管道組合焊接，可將法蘭先與閥門緊固在一起，中間加好墊片，安裝時(shí)再與管道連接進(jìn)行焊接，這樣可以減少法蘭的焊接角變形。

6 結(jié)語

大口徑鋼管因?yàn)槠淇趶酱?，制作安裝有其特殊性，流水線施工是保證制作效率的基礎(chǔ)，埋弧自動(dòng)焊接是提升產(chǎn)量的保證。因?yàn)槭乾F(xiàn)場(chǎng)制作，制作時(shí)要樹立一盤棋思想，及早策劃，考慮安裝便利，按電站“四大管道”配管的思路進(jìn)行管理，實(shí)施制安一體化技術(shù)，這樣就可以大大提升安裝效率。

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