(3) 下料图绘制
以单节展开图为基础，按照单节钢管详细分块方案确定单节纵缝位置（包括现场焊缝和厂内焊缝），绘制钢管下料单元的外形图，同时，对所需材料进行优化组合，确定所需采购钢板等材料的规格、尺寸。在下料图中应标注出单元编号、外形尺寸、水流方向、滚压线位置、坡口角度、拼装基准线等内容。全套的下料图还需包括环肋、进人孔配件等附件。
钢管管节总体分块方案由施工组织设计确定，单节的详细分块方案应在此基础之上制订，并注意分缝位置满足：
1） 管节纵缝与钢管水平轴线和铅垂轴线圆心夹角大于10°，且相应弧线距离大于300mm及10δ（管壁厚度）。
2） 相邻管节的纵缝错开距离大于板厚的5倍且不小于300mm。 3） 同一管节的相邻纵缝间距大于500mm。 4） 直管环缝间距大于500mm，弯管、方圆渐变管等环缝间距不宜小于下列各项值中的最大值：① 10倍管壁厚度；② 300mm；③ 3.5rδ，其中r为钢管内径，δ为钢管壁厚。 (4) 钢板采购清单的编制
钢板采购清单编制是一项重要的技术工作，必须保证准确和完整。以下料图为主要依据整理出钢管制作所有需要下料钢板的尺寸、数量和牌号即为采购钢板的清单。清单所列钢板应与管节及瓦片一一对应，并且考虑切割、坡口加工、卷板压头、焊接收缩等工艺预留量和材料复验、商检、焊接工艺评定、生产性试板等对材料的需求量。钢板采购需求量与设计重量一般符合表2-3-1的要求。
表2-3-1 钢管材料损耗率表
管节形式 材料损耗率（%） 直管段 2～5 弯管段 8～25 锥管段 8～15 渐变段 8~25 钢板采购清单应有技术说明，说明采购钢板的牌号、探伤比例、探伤合格级别、执行的探伤标准、钢板交货状态等。
压力钢管制作用钢板如需超声波检查应按JB/T4730.3标准进行无损检测。合格标准为：低碳钢和低合金钢应符合Ⅲ级。高强钢应符合Ⅱ级。而厚度方向（Z向）受力的月牙肋或梁等所用的低碳钢、低合金钢和高强钢钢板均应符合Ⅰ级。
(5) 其他技术文件的编制
钢管制作的其他技术准备工作，是用来指导钢管制作和检验各道工序的操作性强的文件，是实施过程控制的主要依据。包括制作工艺、焊接工艺、防腐工艺及质量检验计划等工艺和质量控制文件。
2.3.2钢管制作工艺
(1) 工艺流程
压力钢管通常制作工艺流程见图2-3-7。
材料采购 采购清单编制、审核 材料进厂、登记入库 材料检查、复验 焊接工艺评定 平板 划线、切割下料 坡口制备 瓦片压头 压头余量切割 瓦片卷板 弧度检查 瓦片对圆、纵缝拼装 纵缝焊接 焊缝检验 安装内部支撑 变形矫正 环肋、吊攀、灌浆孔背板拼装、焊接 焊缝检验 单节钢管验收 相邻管节组装 环缝焊接 表面预处理 表面质量检查 涂装工艺试验验 底漆喷涂 焊缝检验 中间漆、面漆喷涂 涂层检查 唛头填写、中心线标识
图2-3-7 压力钢管制作工艺流程图
(2) 工艺细则
1） 材料进厂与保管
钢板按钢种、厚度分类堆放，垫离地面，并注意灰尘、油脂及酸性有机物等的污染；如户外堆放，可架设防雨棚，防止腐蚀污染和变形。
2） 材料进厂检查和复验
材料进厂检验主要是检验钢材的材质证明是否齐全，同时按照合同及技术标准的要求对材料进行复验，以确保原材料符合要求。
钢板到货后，要求提供每块钢板的材质证明书，材质证明书内容应齐全，其中应包括证书号、尺寸重量、炉批号、化学成分、机械性能、交货状态、外观检查和探伤结果以及其他采购合同要求检测条目等。
① 外观质量检查
检查钢板长度、宽度、厚度、牌号等与材质证明书的一致性。 钢板表面不允许存在裂纹、气泡、结疤、折叠和夹杂等使用有害的缺陷。钢板不得分层。 钢板表面如有上述表面缺陷，可以清理，清理深度从钢板实际尺寸算起，不得大于钢板厚度公差之半，同时保证清理处钢板的最小厚度不小于钢板允许最小厚度，缺陷清理处应平滑无棱角。
钢板如出现其他缺陷，缺陷深度从钢板实际尺寸算起，不得超过钢板厚度允许公差之半，并保证缺陷处钢板厚度不小于钢板允许最小厚度。
② 内部质量抽查
采取超声波抽样检查：每批钢板按比例进行超声波探伤复查，执行JB4730标准。如发现有探伤不合格者，再加倍抽查，如此类推。同一炉罐号、同一厚度、同一热处理制成的钢板为一批。
③ 材料复验
按钢板比例对材料取样、复验化学成分、力学性能等。钢板取样尺寸为230×400，取样位置见图2-3-8所示。
钢板长度钢板宽度（S）钢板轧制方向14s230400
图2-3-8 钢板复验取样位置图
试板取样完成后，将钢板的炉号、批号和板厚用油漆醒目标识在试验块和余料上，并在试验块上标出钢板的轧制方向，并做好记录。
试样的检查由具备资质的单位进行，检查项目包括：材料化学成份、材料的抗拉强度、屈服强度、弯曲及延伸率、冲击功等力学性能指标的实验测定。钢板抽样检验结果如有任一项不符合标准要求，都应进行再复验，若复验仍不符合标准要求，钢板报废不得使用。
试样复验合格后，由复验单位出具试样复验报告存档保存。 3） 平板
钢板在使用前，检查有无急弯、卷角、扭曲等变形，假如变形会影响划线、下料、加工出现较大偏差，则应对钢板进行平板矫正。常见平板设备有平板机、三辊卷板机以及压力机。
在钢管制造厂没有平板机条件下，一般采用三辊卷板机来矫正钢板不平度。刚性较强的厚板或较厚板可直接在三辊卷板机上进行，利用上下辊筒的互相滚压，使钢板反复弯曲延展，从而使不平度得到矫正。薄板在三辊卷板机上矫正可采用较大面积的厚钢板（通常称为胎膜板）作垫，在厚板上摆放薄板或厚度相同的多块小钢板一起滚压。
平板矫正应按小进辊量滚压，防止压坏钢板，在平板过程中，用平尺检查矫正效果。 4） 划线下料 ① 划线
下料图和配料图是车间工人划线的主要依据。 目前大多数钢管制作厂布置有数控切割机，如采用数控切割，则不需进行手工划线工作，但应对切割完的构件进行手工标示工作。
划线在专用划线平台上（平台应经常修整平齐，确保划线准确）进行。划线所用钢尺精度达到Ⅱ级以上，且有计量检定机构检定误差表，在有效检定期内使用。
开始划线前，核对所用钢板尺寸、牌号是否与工艺图一致。正式划线严格按配料图、下料图进行。用钢尺、角尺按矩形的平面画图法划出钢板四周切割线、坡口切割线、加工基准线。钢板划线极限偏差应符合表1-2中的规定。
表2-3-2 钢板划线的极限偏差
序号 1 2 3 4 项 目 宽度和长度 对角线相对差 对应边相对差 矢高（曲线部分） 极限偏差（mm） ±1 2 1 ±0.5 划线完成后用油漆和样冲眼标识出各部件序号、坡口角度、加工基准线、拼装基准线（顶、底、腰位置）、卷板半径等。
划线工作必须经车间班组质检人员检查合格，并记录部件编号、钢板炉批号、划线时间、划线人员等基本数据，确保钢板切割、卷板的正确无误及所用材料的可追溯性。
② 切割
钢管下料采用数控切割机或半自动切割机火焰切割。制造厂为了提高效率，一般采用自动化程度高的数控切割机切割非直线形构件，如弯管段、锥管段、天方地圆曲线部分、岔管段、钢管外圈环肋等，而直管段瓦片则采取半自动切割机下料。
数控切割前，应输入切割机识别的数控程序。在CAD软件环境下，按1:1比例绘制出构件下料图，然后通过专门的转换软件即可形成切割程序。程序输入控制系统后，应参照配料图复核程序的正确无误并按钢板位置找正图形。正式切割前还需选择合适的起割点以避免在切割过程中产生较大的热变形同时进行试割以校正割嘴角度。切割应一次连续切割完成一个完整的部件。切割中密切监视钢板热变形，通过比较割嘴与预切割位置偏差来确定变形量，如果发生较大的变形，暂停切割，排除引起变形的原因后方继续切割。
钢管直管段瓦片在划线完成并经检查后，铺设直线型轨道，调整轨道方向使其与钢板所划切割线平行，然后将半自动切割机置于轨道上。开启切割火焰和电机，使切割机沿轨道方向切割。此种半自动切割方法的速度由操作人员通过手动控制。
钢板切割完成后切割面的熔渣、毛刺用砂轮机打磨。切割时造成的坡口沟槽深度小于0.5mm，可以不处理，如果沟槽深度在0.5mm～2mm范围内，需用砂轮打磨光滑过渡，当沟槽深度大于2mm时，须进行补焊和磨平，必要时进行表面探伤检查。
5） 坡口制备
下料完成后，按工艺图进行坡口制备。钢管本体的焊缝要求高，焊接坡口的形式应严格按照设计图纸、规范、焊接工艺评定等执行，一般为V型、X型，厚板焊接可采用U型坡
口。
钢管瓦片坡口的制备一般采取火焰切割和机械加工两种方法，焊缝为直线的坡口（V、X型）采用半自动切割机切割，通过调整割嘴角度，切割出不同的坡口。焊缝为曲线的坡口（V、X型）切割，也采用半自动切割，在材料表面铺设类似靠模轨道（可采取多种形式的轨道，满足切割机行走轨迹接近焊缝边缘形状），切割机在轨道上行进的同时，操作人员需要少量调节割嘴位置，保证切割精度。此种坡口切割方法需由经验丰富的操作人员进行，以保证切割精度，满足拼装和焊接要求。此种曲线坡口切割方法简单可行，效率较高，可减少设备投入。
直线焊缝的坡口如需采机械加工，下料时材料应留有加工余量，并标识加工基准线。将材料调平、对正、夹紧在加工平台上，启动机床分多次切削，调整刀具角度，按顺序加工出V型、X型和U型坡口。加工设备有刨边机、铣边机等。
如果曲线焊缝采取U型坡口形式，则需要采用数控或立车等加工设备。实际焊接中很少采用此种坡口形式。
钢管材料如是淬硬倾向大的高强钢，其坡口一般应采用机械加工成形，因条件限制无法进行机械加工时，可采取氧气切割坡口，但切割后应用砂轮磨光机将坡口表面的淬硬层、过热组织打磨，最小打磨厚度应在0.8mm以上。
坡口制备完成后，在坡口表面刷涂坡口漆，防止生锈。 6） 卷板
钢管的卷板一般都在三辊卷板机等压力设备上进行。利用设备沿滚压方向对钢板瓦片施加外力，使其发生弹性和塑性变形，同时用样板控制和调整瓦片弧度，多次反复滚压，直至瓦片弧度满足设计要求。
① 钢管卷板方案
鉴于钢板常温卷制会出现材料屈服、塑性降低现象，如果卷制曲率过大、材料偏厚，钢板卷板后塑性会大大降低，降低钢板实际使用强度。根据《水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范》的相关规定，钢板常温卷制应满足表2-3-3中最小径厚比的要求。 表2-3-3 钢板冷卷的最小径厚比
屈服强度（N/mm2） Rel（Rp0.2）≤350 350＜Rel（Rp0.2）≤450 450＜Rel（Rp0.2）≤540 540＜Rel（Rp0.2）≤800 Rel（Rp0.2）＞800 注：ReL(Rp0.2)——为所卷钢板实际的屈服强度。
钢管内直径D与壁厚δ关系 D≥33δ D≥40δ D≥48δ D≥57δ 由试验确定 如果钢管径厚比数据小于表格数据，则卷制方案应慎重制订，避免出现返工甚至材料报废现象。一般可从以下方面考虑：
? 熟悉、了解所使用钢板的基本性能，根据钢材生产厂家的建议，制订卷板成形工艺措施及配套的热处理方案。
? 热卷或冷卷后进行去应力热处理是很费工的和高风险的。由于温度不易控制，容易出现因操作不当，使材料的金相组织恶化、钢板强度下降的现象。因此在条件不充分时，与卷板有关的热处理应设法避免。
? 在钢板采购时，可与钢厂协商，对卷板曲率大的钢板可作特殊要求，便于钢厂采取必要的处理工艺。
② 压头