2011年一级注册建造师水利水电工程:大内径输水钢管的制造工艺
直径3.1m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(t=24mm)或5.4m(t=30mm)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晰、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HJ431,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(见图)。
“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(t=24mm长度2000mm或t=30mm长度1800mm)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.
4.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HJ431,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Q235、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。
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