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大口径输水钢管的制造技术与质量控制

作者:无锡不锈钢管厂    来源:www.tjzngg.com    点击数:   更新时间:2014年12月11 【字体: 】 


 

1m水钢管,分6m一节在工厂制作,现场对接,X坡口焊接。防腐:外层用环氧煤沥青喷涂,内壁挂水泥镀锌网。按国家规范控制质量,加压后渗水量仅为O.1051/min。


关键词:钢管制造工艺质量控制


深圳市东部引水工程包括东部供水水源工程和供水网络干线工程,总长1057km。近期引水11m3/s,远期可达30m3/s。大坝河倒虹吸工程是该项工程的一个重要组成部分,它采用了双排压力钢管,内径1m,双排管各长839m。其中作为管桥的明管,管壁厚t=30mm,双排管各长208.1m;埋地管管壁厚t=24mm,双排管各长628m。

直径1m输水钢管的施工分两个阶段进行,先在工厂加工制作成长6m或4m的管节,然后运到工地进行对接。

一、技术文件

施工图纸、设计说明书、现行的国家标准和行业标准。

二、选材

钢管用Q235镇静钢。钢板尺寸按长宽双定尺-24×9870×2050和-30×9870×1850订货。对到货的钢板要求牌号清楚、合格证齐全,并进行了5%的检查。

焊材:埋弧自动焊的焊丝采用HO8A,焊接采用HJ43手工焊焊条采用J427。

防腐材料:钢管内防腐采用镀锌铁丝网水泥砂浆衬里;外防腐埋地管采用特加强级环氧煤沥青涂料,明管采用STIC重防腐涂料。

三、钢板的下料、卷板和组装

1.钢管制作的下料

钢管纵缝和环绕坡口,设计采用“V”形和“U”形。根据施工单位现有加工设备的具体情况,经设计单位同意,改为埋弧自动焊对称“X”形,将工地手工焊接坡口改为”偏X”形——即环缝水平中心线以上外侧和水平中心线以下内侧均开大“V”形坡口,对应相反方向开小“V”型坡口。

“偏X”坡口,便于先焊仰脸焊的小坡口,接着采用电弧气刨正面清根,再焊上部大焊缝。

钢板采用自动火焰气割枪切割,先割直边,再加割坡口。切割氧气压力O.6MPa,乙炔气压力O.5MPa。然后使用高速角式磨光机,清除坡口内的熔渣、毛刺、氧化铁、磨光焊缝坡口。

2.卷板

卷板机的卷板能力为板厚25mm×板宽4000mm。

首先用卷板机压出钢板两端头的弧度,再卷中间部位。一般要卷碾4~5次,不断用样板检查弧度,弧度合格后,点焊纵缝接口。

为了达到规范要求的圆度,当每小节的接口纵缝焊完之后,再次套入卷板机进行复卷,确保质量合格。

3.管节的组装

考虑工地起吊和运输能力,减少工地焊缝,将3个短节组装成一个长节,即壁厚24mm,长度6000mm,重量11094kg;壁厚30mm,长度5400m,重量12625kg。

组装是在长度7m的弧形转动台车上进行的。控制相邻管节纵缝错开1800mm,组装的焊缝错边量纵缝控制在2mm以内,环缝不超过3mm,定位焊的长度是每250mm焊50mm。

钢管组装后的检验

经检查,管口平面性2mm,圆度3D‰=9mm,周长<3D‰=9mm,都达到了规范要求。

四、钢管的焊接

1.首先进行焊接工艺评定

以厚度30mm的钢板作焊接工艺评定。钢板材质是Q235镇静钢,采用自动埋弧焊,焊丝牌号H08A,焊丝直径5mm,焊剂牌号HJ43环缝和纵缝均采用对接平焊,坡口型式是对称“X”形,一边先开坡口角60°,坡口深度8mm,钝边14mm,焊机为MZ-1-1000A自动弧焊机,焊接电流900~950A,电弧电压38V,焊接速度200~250mm/min。正面焊完后,背缝采用电弧气刨清根,再行焊接。焊缝经外观检查和内部无损检测,均达一类焊缝标准,机械性能试验结果符合GB700-88要求。

2.钢管的焊接

埋地钢管:材质Q23厚度t=24mm。焊接参数为电压36V、电流850~900A、速度35mm/min。

焊接顺序:每个小节长度2m,纵缝内侧先开60°坡口,深度6mm,焊件固定后,由焊机臂伸缩,进行自动焊接;纵缝外侧用电弧气刨,开60°坡口,深度6mm,清根到底,再用高速角式磨光机清除熔渣、毛刺和受热层,进行自动焊接。

将3个小节拼起来为1个大节,长度为6m。先焊内侧,后焊外侧。方向同上。所不同的是,这时钢管放在滚焊台车上,作旋转运动,而装在焊臂上的焊机作送丝焊接。

明管的焊接:管材用Q23厚度t=30mm。严格按照焊接工艺评定告中所确定的焊接电特性执行,电压38V,电流900~950A,速度200~250mm/min。

3.钢管焊缝的质量检查

焊缝的外观检查:根据DL/T5017-93钢管制造安装及验收规范,对工厂内焊接的纵缝和环缝,属于一类和二类焊缝,重点检查有无裂纹、气孔、未焊满、表面灰渣等缺陷,经检查达不到规范要求的,必须进行处理。


焊缝内部的无损检测:由于该管道在供水工程中属于特大型钢管,非凡是厚度t=30mm的钢管是作为管桥使用的,既要承受内水压力,又要负担由钢管自重和水体形成的弯矩,所以对焊接的质量要求非凡高。对于管桥用的t=30mm厚的钢管,其纵缝和环缝均属于一类焊缝,要求进行100%的X光射线拍片检查和100%的超声波探伤检查;而对厚度t=24mm的埋地钢管,纵缝属于一类焊接,进行20%的X光拍片检查和50%的超声波探伤检查。X光射线探伤仪型号为XXH-300超声波探伤仪型号为CTS-22。

五、钢管的防腐

1.埋地管外防腐

喷丸除锈:除锈按Sa5控制,采用喷钢丸除锈,金属表面全部露出银白色金属光泽,粗糙度为40~70μm。

喷涂防腐层:特加强级环氧煤沥青防腐,即底漆1道,面庞5道,中间夹4层环氧玻璃丝布,厚度达到0.9~1mm,涂每层漆的间隔时间以涂上的漆干燥达不粘手为准。

质量检查:外观检查:漆表面均匀、平滑、无流挂、无泡、无折皱。使用测厚仪,抽检5%,全部测点要达到设计厚度,否则,补漆加厚。用5000V电火花针孔检漏仪,进行针孔和绝缘检查,以不打火花为合格。附着力检查,将防腐层切三角口,用力进行撕拉,应不易拉起;若被拉起来,但第一层底漆必须附着在钢管金属表面上,这样才算合格。

2.明管的外防腐

采用STIC重防腐涂料。

喷丸除锈:同埋地管除锈。

喷涂防腐涂料:当除锈合格,采用无气高压喷枪,喷第一层红色底漆,待漆干不粘手,再喷第二道底,漆膜厚度达到300μm。

油漆的检验:外观检查,同埋地管厚度测量采用磁性测厚仪进行测量,漆膜总厚度应达600μm以上。

钢管的内防腐

埋地管和明管的内防腐,均采用挂镀锌铁丝网,喷涂抗压强度不小于30N/mm2的水泥砂浆衬里。其水泥砂浆配合比是,水:水泥:砂子=22:200:270;采用生活用水;#525硅酸盐水泥;坚硬、洁净、级配良好的天然砂,含泥量小于2%最大粒径小于2mm。

除锈:在钢管安装、焊接、回填覆土、竖向变位等验收合格后,用钢丝轮刷彻底清除管道内部的浮锈、氧化皮、焊渣、油污等。

梆扎镀锌铁丝网:铺设直径3mm铁丝网,网格尺寸50mm×50mm,网片间隔10mm,钢管底部弧长1380mm范围内不铺设铁丝网,以便于喷涂小车行走;铁丝网与管壁之间垫直径φ长7mm的Q235钢筋,点焊连接,间距350mm,钢管内壁距铁丝表面9mm。

机械喷涂水泥砂浆:分两层喷涂,第一层喷10~12mm厚,第二层喷8~10mm,确保刮磨平整光滑。

养护:一段钢管喷涂完毕,立即封堵所有通气孔,使管内保持湿润,进行养护。

检查验收:测量防腐厚度、表面平整度,检查是否有裂纹、空鼓现象,水泥浆抗压强度要达到30N/mm对超标部位要进行处理使之达到规范要求。

六、整条钢管水压试验

根据设计要求:试验压力为0.481MPa,渗水要求全长827m不大于41/min。2000年4月,进行了打压后渗漏降压和打压后放水降压试验,结果两根钢管渗水量分别为O.1051/min和0.281/min,符合设计要求。

倒虹吸钢管从设计到制造安装,都严格按照设计和规范要求,克服了钢管制作和施工安装的种种技术难题,严把质量关。通过质量验收,单元工程优良品率为96%,达到了较满足的效果,为工程的安全运行打下了坚实基础。

 

 

 

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