水电站配水环管安装
1. 工程概况
水电站位于云南省境内，以发电为主的地面式电站。厂区枢纽主要包括主副厂房、安装间、GIS层、进厂公路和尾水渠等部分,厂房内装2台单机容量44MW冲击式水轮机。水轮机为立轴、内置直流四喷嘴结构。水轮机基本参数如下：
型号： CJA475F -L-220/4×18.2 喷嘴数： 4 最大水头： 612.6m 额定水头： 529m 最小水头： 514.2m 额定转速： 428.6rpm 飞逸转速： 785.7rpm 额定出力： 45.36MW 额定流量： 9.72m3/s
水轮机埋件部分由平水栅、机壳里衬、机壳、配水环管、轴承支架、机坑里衬及各种埋设管路等组成。配水环管由与进口球阀伸缩接连接的直管、3个岔管及各种管节组成，内径从φ1200至φ640不等，材质为WDB620D高质量钢，配水环管已在工厂与机壳一起预装，除因运输尺寸所限必须在工地焊接的环缝外，其余焊缝已在厂内焊完，经探伤检测合格并分管节拼装做水压试验通过。
2. 施工标准与规范
2.1哈尔滨电机厂（昆明）有限公司水轮机正式安装图纸； 2.2《水轮发电机组安装技术规范》GB/T8564-2003； 2.3设计院施工图纸与要求；
2.4《压力钢管制造安装及验收规范》DL5017-93；
2.5《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB 11345-1989； 2.6《低合金高强度结构钢》CBT1591。
3. 配水环管安装流程图
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配水环管安装放点
4. 配水环管安装与调整 4.1. 测量放线
配水环管外观检测 锚钩预埋 配水环管清理、毛刺打磨 配水环管安装 岔管吊放、调整、加固 弯管吊放、调整、加固 凑合节安装加固 岔管、弯管、凑合节间点焊加固 焊接前准备 环管焊缝加热保温 焊条加热保温 环管焊缝焊接 配水环管焊缝检测 配水环管探伤检测 配水环管打压实验 配水环管混凝土浇筑 在机壳周边测量放出X、Y轴线点及基准高程点，用全站仪放出每节岔管、
弯管口中心的平面坐标位置（如图4-1）
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图4-1岔管弯管口中心放样点
4.2. 配水环管各节吊装与调整
用25T吊车依次吊装各岔管、弯管就位，依照放样点通过挂线锤调整各节管口位置。在调整配水环管进口段时，测量管口中心线与机组Y轴线距离的偏差不大于±2.4mm，球阀后进水直管法兰面与机组X轴线距离与设计值偏差小于±2.4mm 。用水准仪、螺旋千斤顶调整各管节腰线高程与喷管法兰中心高程一致，偏差小于5mm。吊装凑合节。调整各节对接环缝的间隙和错边量，使环缝间隙及错边量均小于3mm，所有管节安装以后，对各节对接环缝对称点焊，并用螺旋千斤顶和拉杆进行加固，以保证环管在后续焊接时不产生变形和位移。
5. 配水环管焊接
配水环管材质为WDB620D高质量钢，外径从1200mm递减至640mm，在工地现场将管子对接焊，焊接完成后对配水环管进行水压试验，以检验焊缝的质量和渗漏情况，水压试验压力为11.5MPa，保压30分钟。 5.1 焊前准备 5.1.1 焊接方法选用
鉴于焊接工作量不大，选用传统的手工电弧焊方法来焊接环管会更快捷、灵
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活。
5.1.2 焊接设备选用
手工电弧焊焊接电源选用ZX7400直流逆变电焊机，采用直流反接法焊接； 5.1.3 焊接材料选用
WDB620D钢属于高质量高强度钢，焊材选用哈尔滨电机厂（昆明）有限公司提供的焊条，这种焊条焊接工艺性能良好，电弧稳定，熔渣流动性好，易脱渣，飞溅少，适用于各种部位焊接。
焊前应将电焊条进行350℃×1h烘烤,放入烘箱内,随取随用。 5.1.4 焊缝坡口设计
环管壁厚有25mm~36mm等多种规格，根据《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本型式与尺寸》CB958的要求，结合现场焊接条件和环管直径大小，为满足焊缝设计要求和使用要求，环管采用“V”型坡口（昆电出厂的各环缝坡口均为“V”型坡口）。环管焊缝坡口用火焰切割成型，焊接前用角磨机将破坡口表面的氧化铁打磨干净，露出金属光泽。为便于焊接与控制焊接变形，坡口制作应满足以下要求:坡口大小：55?±5?，留1~2mm钝边。制作坡口时单边环管坡口角度为22.5 ±2.5?，当两管对接时，焊缝坡口角度为55?±5?。 5.1.5 焊缝加热保温
引水环管厚度最大的是36㎜，按《低合金高强度结构钢》CBT1591的性能要求，对管壁厚度≥36㎜的环管接头，焊接前应进行加温预热，加热温度90℃~110℃，配水环管焊接焊完后立即进行110℃×1h的加热消氢处理；对管壁厚度﹤36㎜的环管接头，焊接前不需要预热，焊接完后也不需要做消氢处理。
5.2 配水环管焊缝焊接
焊接前应检查点焊焊缝的质量，如发现有裂纹、未焊透、夹渣、气孔等缺陷均应清除重焊。
每条焊缝应安排2~3名焊工，对称、均匀占位，焊接时在大坡口侧封底、填充2~3层后，在背面清根并打磨干净焊缝，将背面焊接完后再回到正面继续施焊 ，直至整条焊缝焊完。焊接时用Φ3.2㎜焊条封底焊，用Φ4.0㎜焊条填充盖面，按从上到下“分段退步，多层多道，小规范”的方法进行，分段长度在400~500
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㎜，层间接头错开30~50㎜。 5.3 焊缝质量检测
配水环管焊缝检测分焊缝外观质量检测和焊缝内部质量检测，外观检测由焊工、班组质检员、焊接专职质检员三级完成和成套设备管理人员工程师验收，焊缝内部质量检测由专业无损检测人员完成。 5.3.1 焊缝外观质量检测
表5-1压力钢管焊缝外观质量要求
序号 1 2 检查项目 表面裂纹 表面夹渣 不允许 允许缺陷尺寸 一类焊缝 二类焊缝 不允许 深不大于0.18，长度不大于0.38，且不大于10 三类焊缝 深不大于0.5，连续长度不超过深度小于1，长度不限 3 咬边 100，两侧咬边累计长度不大于10﹪全厂焊缝 不超过0.2＋0.02 ，且不超过4 未焊满 不允许 1，每100焊缝内缺陷总长不大于25 每50长焊缝内允许有直径为5 表面气孔 不允许 0.3 ，且大于2的气孔2个，孔间距不小于6倍孔距 6 7 8 9 10
5.3.2 焊缝内部质量检测
根据设计图纸的要求对焊缝进行超声波探伤检测。BⅡ级合格。焊缝探伤检
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焊缝余高 焊缝宽度 飞溅 焊瘤 角焊缝高度 △h=0~2.5 ---- 每边盖过焊缝宽度2-4mm，且平缓过度 清除干净 不允许 按设计图纸要求执行 查，要求为100％UT(超声波检测)+50％ MT(磁粉检测)+10％ RT(射线检 测)，抽查探伤的重点应放在“T”形、“十字”形接头等易于产生焊接缺陷的部位。对所发现的焊接缺陷应及时处理，再进行复查，直到合格为止。检测合格后进行水压试验。
6. 配水环管打压实验
6.1 配水环管打压程序
安装配水环管水压试验进水直管、喷管法兰口封头，接好电动试压泵，在配水环管各部位布置百分表，注水做水压试验。水压试验逐级做水压试验，同时记录各百分表变化值。打压程序如下：
1）0 Mpa——3.0Mpa， 保压5min。 2）3.0 Mpa——5.0Mpa， 保压5min。
3）5.0 Mpa——7.7Mpa， 保压不少于30min，观察。 4）7.7Mpa——9.0Mpa， 保压2min。 5）9.0Mpa——10.5Mpa， 保压2min。
6）10.5Mpa——11.5Mpa， 保压不少于30min，观察。 7）11.5Mpa——7.7Mpa， 保压不少于30min，观察。
打压过程中检查有否渗漏及有害变形，发现有缺陷需要处理时，应将试验压力降到零后再进行处理。 6.2 配水环管保压浇筑
配水环管打压试验合乎要求后，为防止混凝土浇筑过程中配水环管变形，需进行保压浇筑。对配水环管再次升压到3.5 MPa，浇筑混凝土，在各法兰上架设百分表监测变形。浇砼时应严密监控配水环管的变形与位移。配水环管混凝土浇筑的分层及速度要求，混凝土上升速度为250 mm／h，每层浇筑高度不超过700 rllln，混凝土仓面的高低差不能超过250 mm。混凝土浇筑时要对配水环管整体变化进行控制，需测量记录各百分表的读数，根据变形情况调整浇筑顺序。混凝土与埋件结合面应密实，不得有空洞、疏松等缺陷。监测水压值应保持3.5 MPa。由于混凝土的温度变化，需要进行排压和升压调整。混凝土强度达到设计强度的70％后，排除水压。
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