大口徑輸水鋼管的製造技術與質量控製

大口徑輸水鋼管的製造技術與質量控製

　1m水鋼管，分（fèn）6m一節在工廠製（zhì）作，現（xiàn）場對接，X坡口焊接。防腐：外層用環氧煤瀝青噴塗，內壁掛水泥鍍鋅網。按國家規（guī）範控製質量，加壓後滲水量僅（jǐn）為O.1051/min。

　　深圳市東部引水工程包括東部供水水源工程（chéng）和供水網絡幹線（xiàn）工程（chéng），總長1057km。近期引水11m3/s，遠期可達30m3/s。大壩河倒虹吸工（gōng）程是該項工程的一個重要組成部分（fèn），它采用（yòng）了雙排壓力鋼管，內徑1m，雙排管各長839m。其中作為管橋（qiáo）的明管，管壁厚t=30mm，雙排管（guǎn）各長（zhǎng）208.1m;埋地管管壁（bì）厚t=24mm，雙排管各長（zhǎng）628m。

　　直徑1m輸（shū）水鋼管的施工分兩個階（jiē）段進行（háng），先在工廠加工製作成長6m或4m的管節（jiē），然後運到（dào）工地進行對接。

　　一、技術文件

　　施工圖紙、設（shè）計說明書、現行的國（guó）家標準和行業（yè）標準（zhǔn）。

　　二（èr）、選（xuǎn）材

　　鋼管用（yòng）Q235鎮靜鋼。鋼板尺寸按長（zhǎng）寬雙定尺-24×9870×2050和-30×9870×1850訂貨。對到貨的鋼板要求牌號清楚、合格證齊全，並（bìng）進行了5%的檢查。

　　焊材：埋弧（hú）自動焊的（de）焊絲采（cǎi）用HO8A，焊接采用HJ43手工焊焊條采用J427。

　　防腐材（cái）料：鋼（gāng）管內防腐采用鍍（dù）鋅鐵絲網水（shuǐ）泥砂漿襯裏;外防腐埋地（dì）管采用特加強級（jí）環氧煤瀝青塗料，明管采用STIC重防腐塗料。

　　三（sān）、鋼板的（de）下料、卷板和組裝

　　1.鋼管製作的下料

　　鋼管縱縫和環繞坡口，設計采用“V”形和“U”形（xíng）。根據施（shī）工單位（wèi）現有（yǒu）加工設備的具體情況（kuàng），經設（shè）計單（dān）位同（tóng）意，改為埋弧自動焊對稱“X”形，將工地手工焊接坡口改為”偏X”形（xíng）——即環縫水平中心線以上外（wài）側和水平（píng）中心線以下內（nèi）側均開（kāi）大“V”形坡口（kǒu），對應相反方向開小“V”型坡口。

　　“偏X”坡口（kǒu），便（biàn）於先焊仰臉焊（hàn）的小坡口，接著采用電弧氣刨正麵清根，再焊（hàn）上部大焊縫。

　　鋼板采用自動火焰（yàn）氣割槍切（qiē）割，先割直邊，再（zài）加割坡口（kǒu）。切割氧氣壓力O.6MPa，乙炔氣壓力O.5MPa。然後使用高速角式磨光機，清除（chú）坡口內的熔渣、毛刺、氧（yǎng）化鐵、磨光焊縫坡口。

　　2.卷板

　　卷板機的卷板能力為板厚（hòu）25mm×板（bǎn）寬4000mm。

　　首先用卷板機壓出鋼板兩端頭的弧度，再卷中間部位。一（yī）般要卷碾4～5次，不斷用樣板檢查弧（hú）度，弧度合格後（hòu），點焊縱縫接口。

　　為了達到規（guī）範要求的圓度，當每小節的接（jiē）口縱縫焊完之後，再次套入卷板機進行複（fù）卷，確保（bǎo）質量合格。

　　3.管節的組（zǔ）裝

　　考（kǎo）慮工地起吊和運輸（shū）能（néng）力，減少工地焊縫，將3個短節組裝成一個（gè）長節，即壁厚24mm，長度6000mm，重量11094kg;壁厚30mm，長度5400m，重量12625kg。

　　組裝是在長度7m的弧形轉（zhuǎn）動台車上進行的。控製相鄰管節縱縫錯（cuò）開1800mm，組裝的焊縫錯（cuò）邊（biān）量縱縫控製在2mm以內（nèi），環縫不超過3mm，定位焊的長度是每250mm焊50mm。

　　鋼管組裝後的檢（jiǎn）驗

　　經檢查（chá），管口平麵性（xìng）2mm，圓度3D‰=9mm，周長<3D‰=9mm，都達到了規範要求。

　　四（sì）、鋼管焊接

　　1.首先進行（háng）焊接工藝評定

　　以厚度30mm的鋼板作焊（hàn）接工藝評定。鋼板材質（zhì）是Q235鎮靜（jìng）鋼，采用（yòng）自（zì）動埋弧焊，焊絲牌號H08A，焊絲直徑（jìng）5mm，焊劑牌號HJ43環縫和縱縫均（jun1）采用對接平焊，坡口型式是對稱“X”形，一邊先開坡（pō）口角60°，坡口（kǒu）深度8mm，鈍邊14mm，焊機為MZ-1-1000A自動弧（hú）焊（hàn）機，焊接電流900～950A，電（diàn）弧電壓38V，焊接速度200～250mm/min。正麵焊完後，背縫采用電（diàn）弧氣刨清根，再行焊接。焊（hàn）縫經外（wài）觀檢查和內部無損檢測（cè），均達（dá）一類焊縫標（biāo）準，機（jī）械性能（néng）試驗結果符合GB700-88要求。

　　2.鋼管的（de）焊接

　　埋地鋼管：材質Q23厚度（dù）t=24mm。焊接參數為電壓36V、電（diàn）流850～900A、速度35mm/min。

　　焊接順序：每個小節長度2m，縱縫內側先開60°坡口，深度6mm，焊（hàn）件固定後，由焊機（jī）臂伸（shēn）縮，進行自動（dòng）焊接;縱縫外側用電弧氣刨，開60°坡口，深度6mm，清根到底，再用高速角式磨光機（jī）清除熔（róng）渣、毛刺和受熱層，進行自動焊接。

　　將3個小節拚起來為1個大（dà）節，長度為6m。先焊（hàn）內側，後焊外側。方向同上。所不同的是，這時鋼管放在滾（gǔn）焊台車上（shàng），作旋轉運動，而裝在焊臂上的焊機作送絲（sī）焊接。

　　明管的焊接：管材用Q23厚度t=30mm。嚴格按照焊（hàn）接工藝（yì）評定告（gào）中所確定的焊接電特性執行，電壓（yā）38V，電流900～950A，速度200～250mm/min。

　　3.鋼管焊縫的（de）質量檢查

　　焊縫（féng）的外觀檢查：根（gēn）據DL/T5017-93鋼管製造安裝及驗收規範，對工廠內焊接的（de）縱縫和環縫，屬於（yú）一類和二類焊縫（féng），重點檢查有無裂紋（wén）、氣孔、未焊滿、表麵灰渣等缺陷，經檢查達不到（dào）規範要求的，必須進行處理。

　　焊縫內部的（de）無損檢測：由於該管道在供水工程中屬於特（tè）大型鋼管，非凡是厚度t=30mm的鋼管是作為管橋使用的，既要承受內水壓（yā）力，又要負擔由鋼管自重和水體形成的彎矩，所以對焊接的質量要（yào）求非凡高。對於管橋用的t=30mm厚的鋼管，其縱縫和環縫（féng）均屬於一類焊縫，要求進行100%的X光射線拍片檢查和100%的超聲波探傷（shāng）檢查;而對厚（hòu）度t=24mm的埋地鋼管，縱縫屬於一類（lèi）焊接（jiē），進行20%的X光拍片檢查（chá）和50%的超聲波探傷檢查。X光射線探傷儀型（xíng）號為XXH-300超聲波探傷儀型號為CTS-22。

　　五、鋼管防腐

　　1.埋地管外防腐（fǔ）

　　噴丸除鏽（xiù）：除鏽按（àn）Sa5控製，采用（yòng）噴鋼丸除鏽，金屬表麵全（quán）部（bù）露出銀白色金（jīn）屬光澤，粗糙度（dù）為40～70μm。

　　噴塗防腐層：特加強級（jí）環氧煤瀝青防腐，即底漆1道，麵龐5道，中間夾4層環氧玻璃絲布，厚（hòu）度達到0.9～1mm，塗每層漆的（de）間（jiān）隔時間以塗上的漆幹燥達不粘手為準。

　　質量（liàng）檢查：外觀檢查：漆表麵均勻、平滑、無流掛、無泡、無折皺。使用測厚儀，抽檢5%，全部測點要達到設計厚度，否則（zé），補漆加厚。用5000V電火花針孔檢漏儀，進行針孔和絕緣檢查，以不打火花為合格。附著力檢查，將防腐層切三角口，用（yòng）力進行撕拉，應不易拉起;若被拉（lā）起來，但第一層（céng）底漆必須附著在鋼管金屬表麵（miàn）上，這樣才算合格。

　　2.明管的外防腐

　　采用STIC重防腐塗料。

　　噴丸除鏽：同埋地管除鏽。

　　噴塗防腐塗料：當除鏽合格，采用無氣高壓噴槍，噴第一層紅色底漆，待（dài）漆（qī）幹不粘手，再噴第二道底，漆膜厚度達（dá）到300μm。

　　油漆的檢驗：外觀檢（jiǎn）查（chá），同埋地管厚度測量采用磁性測厚儀進行測量，漆（qī）膜總厚（hòu）度（dù）應（yīng）達600μm以上。

　　鋼管的內防腐

　　埋地管和明管的內防腐，均采用掛鍍鋅鐵絲網，噴塗抗壓強（qiáng）度（dù）不小於30N/mm2的（de）水泥砂漿襯裏。其水（shuǐ）泥砂漿配合比是，水：水泥：砂子=22：200：270;采用生活用水;#525矽酸鹽水泥;堅硬、潔淨、級配良好的天然砂，含泥（ní）量（liàng）小於2%最大粒徑小於（yú）2mm。

　　除鏽：在鋼管（guǎn）安裝、焊接、回填覆土（tǔ）、豎向變位等驗收（shōu）合格後，用鋼絲輪刷徹（chè）底清除管道內部（bù）的浮鏽、氧化皮、焊渣、油汙（wū）等。

　　梆紮鍍鋅鐵絲網：鋪（pù）設直徑3mm鐵（tiě）絲網，網格尺寸50mm×50mm，網片間隔（gé）10mm，鋼管底部（bù）弧長1380mm範圍內不鋪設（shè）鐵絲網，以便於噴塗小車行走;鐵絲網與管壁（bì）之間（jiān）墊直徑φ長7mm的Q235鋼筋（jīn），點焊連接，間（jiān）距350mm，鋼管內壁距鐵絲表麵9mm。

　　機械噴塗水泥砂漿：分兩層噴塗，第一層噴10～12mm厚，第二（èr）層噴8～10mm，確保（bǎo）刮磨平整光滑。

　　養護（hù）：一段鋼管噴（pēn）塗完畢（bì），立即（jí）封堵所有（yǒu）通氣孔，使管內保持濕潤（rùn），進行養護。

　　檢查驗收：測量防腐厚度（dù）、表麵平整度，檢查是否有裂紋、空鼓（gǔ）現象，水泥漿抗壓強度要達到30N/mm對超標部位要進行處理（lǐ）使之達到規範要求。

　　六、整條（tiáo）鋼管水壓試驗

　　根據設計要求：試驗壓力為0.481MPa，滲水要求全長（zhǎng）827m不（bú）大（dà）於41/min。2000年4月，進（jìn）行了（le）打壓後滲漏降壓和（hé）打壓後（hòu）放水降壓試驗，結果兩根鋼管滲水量分別為O.1051/min和0.281/min，符合設計要求。

　　倒虹吸鋼管從（cóng）設計到製造安裝，都嚴格按照設計和規範要求，克（kè）服了鋼管製作和施工安裝的種種技術難題，嚴把質量關（guān）。通過質量驗收，單元工程優良品率為96%，達到了較滿（mǎn）足的效（xiào）果，為工（gōng）程的安全運行打下了堅實基礎。