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1、岔管制作工法前言阿鸠田水电站为引水式电站，枢纽工程主干管内径3000mm，电厂设置三台机组，主干管由1#岔管分支进3#机的1#支管及2#岔管，由2#岔管分支进2#、3#机的2#、1#支管。岔管结构形式为非对称的“卜”形月牙肋岔，1#岔管进口中径3046，出口中径为2046，1346，重27.776t，水压试验压力5.3125MPa，设计压力4.25 Mpa，壁厚46mm。2#岔管进口中径2034，出口中径为1334，1334，重15.11t，水压试验压力5.3125MPa，设计压力4.25 Mpa，壁厚34mm。1#、2#岔管的材质均为15MnVR。在刚开始考虑岔管的制作工艺时，也是首先考虑采
2、用传统的工艺措施，多采用放大样方法，即采用1：1的方式求实长（利用素线总长来确定放样各点的位置），但是传统工艺中素线长度往往10M多，需要场地大、设备多、人员多、劳动量大等缺点，而且精确度不高。因此借助计算机先进的工具，经过一番艰苦的思索，独自找到一条崭新的展开工艺，本次展开工艺克服了以往的缺点，放样各点的Y轴数值最小为0，只需确定一个坐标原点，就可以根据各坐标参数准确找到展开轮廓线上的各点，具有方便、实用、占用场地小、省时、省力、准确度高、检验方便等特点。焊接过程中，严格控制焊接工艺的实施，消应严格、后热处理简单，整体效益较高。继阿鸠田1#、2#岔管之后，我们又先后制作了乌泥河电站、金河电站
3、的岔管。至此，我们制作了全部类型的月牙勒岔管，并且都取得了成功。经过认真总结，形成了本工法。但本工法还存在不足，仍需要各位同行不断改进完善。一、本工法的特点及适用我局在以往的岔管管节展开中，多采用放大样方法，即采用1：1的方式求实长（利用素线总长来确定放样各点的位置），素线长度往往10M多，需要场地大、设备多、人员多、劳动量大等缺点，而且精确度不高；本次展开工艺克服了以上缺点，放样各点的Y轴数值最小为0，只需确定一个坐标原点，就可以根据各坐标参数准确找到展开轮廓线上的各点，具有方便、实用、占用场地小、省时、省力、准确度高、检验方便等特点。焊接过程中，根据焊接评定的结果，采取了严格、简洁的焊接工
4、艺的措施，消应严格、后热处理简单，取消了同行常采用的整体后热处理措施，整体效益较高。本工法适用于非对称的“卜”形月牙肋岔管及对称的“Y”形月牙勒岔管的制作，不适用于普通的“卜”式三通管。二、主要技术原理：通过几何、数学相结合，计算出管节大、小两个端口的每条素线长度，再根据展开角度=360*SIN/2（为管节锥角）及瓦片数量计算出放样点的坐标参数。在展开放样的工艺中，每个放样点的素线长度、展开角度、坐标参数都得以体现，方便下料时检验校核。：焊接上采用分块焊接厚再整体焊接，减少整体焊接量。焊接过程中，采用焊前预热、层间温度控制、对称焊接、控制焊接顺序、焊后保温等措施，保证焊接质量，减少焊接变形量，
5、取消整体后热处理措施。三、岔管制作主要工艺过程编制依据1、 工程岔管施工蓝图2、 压力钢管制造安装及验收规范 DL/T5017-933、 招标文件、合同文件岔管制作工艺流程本工程制作的岔管结构复杂，壁厚较大，材质为15MnVR，焊接工艺要求高，为我局所制作的岔管之最。因为考虑到制作现场及放样的误差。本次制作的计算、下料、拼装及焊接均采用新的工艺措施。下料尺寸均采用X-Y坐标系确定各曲线点，从而连接各点为光滑曲线。以完成各部件外形尺寸的下料。这种工艺从最大程度上避免了由于大半径放样取点而造成的放样误差，另一方面也大大加大了技术上的计算量。为确保计算结果的准确性，本工艺措施要求按5：1制作一模型以
6、校核计算结果。岔管的制作顺序为先小后大，积累经验。现将岔管制作工艺流程编制如下：岔管制作工艺流程图备料岔管管节样板制作岔管组装平台搭设岔管管节下料、卷圆、组装、焊接岔管水压试验岔管防腐处理岔管运输、岔管制作工艺1、制作前准备1.1备料 岔管料壁厚较大，材质为15MnVR，为保证岔管材料质量，严格按照招标技术文件，施工蓝图及压力钢管制造安装及验收规范 DL/T5017-93规范的要求采购岔管材料。岔管制作后进行打压试验准备试验工具及设备等。1.2岔管拼装平台搭设 按照岔管制作蓝图在制作场地按1：1的比例将岔管放大样，将岔管拼装支墩搭设起来。 2、岔管管节下料2.1画线本工艺的下料画线数据对于下料
7、工来说很容易掌握的，首先在所要用的钢板上确定一直角坐标系的原点，然后根据下料数据表中给出的各XY坐标点画出各点，再用光滑过渡曲线连接各点成为一条完整的轮廓线即可。轮廓线、切割轨道线、上下左右准线要用样冲眼及油漆标识，以便拼装、安装时使用。为方便卷圆工序，本工艺特增加了卷板参照线，也可以用直线连接下料轮廓线的各相同序号点作为卷板参照线。参照线同样也要用样冲眼标识。画线时要求直角坐标系的XY轴确保为90，以避免在取点时造成较大的误差。锥管和弯管节的画线一定要搞明白坐标原点的位置及区别。下料工及其他工序的工种有义务对工艺进行审核，如发现疑问请及时与技术部门交流探讨。因为受钢厂的钢板生产规格所限，同时
8、也为了减少边角料的产生，节约材料，本岔管的部分管节采用两瓦片组焊而成，下料时要注意标示清楚，如果瓦片分缝在上下左右准线处，应在瓦片纵缝两边各300mm处打上样冲眼作为参照线，以方便以后的拼装参照使用。考虑到火焰修弧引起的收缩，在管节瓦片的纵缝接缝处要留出23mm的收缩余量。月牙肋处的参数为肋板中心线处的数据，下料参数中未扣除月牙肋的厚度，待此处管节拼焊成整体后，再画线切除多余部分即可。进水口及出水口预留200mm的余量，以便水压试验时使用，但真实轮廓线要用样冲眼标出，水压试验后预留的200mm余量可不切除，作为岔支管的一部分保留。各样冲眼要布置在钢管的内壁。下料注意事项：相邻管节的纵缝距离大于
9、板厚的5倍且不小于100mm；同一管节上的相邻纵缝间距应不小于500mm；下料画线允许偏差请参照规范的相应规定。2.2切割（考虑修弧余量）沿画好的轨道线点焊6钢筋做为切割机轨道；火焰调至合适，但要防止过大，以减小切割量及热影响区。切割时要留下样冲眼，从而预留了焊接、火焰消应及火焰修弧校正的余量。由于管节展开后边缘轮廓为曲线，有的部位宽度较小而两边较大，考虑到卷板时的自重变形，狭窄处可保留一部分边角料，以增加此处的强度，便于卷板成形。3坡口形式：采用双Y形坡口，钝边偏心1/3。4卷板根据现有设备条件，管节卷制使用WIIS-503000水平下调式三辊卷板机进行。卷制过程在本厂内进行。1#岔管的13
10、34mm出口及2#岔管量个出口（1334mm）的内径较小，纵缝接头处采用模板处理，以保证接头处的弧度。卷板时要注意到所有的标识均在管壁内侧，不要卷错。其他部位的卷制采用分段卷制、逐段校正的方法，视具体情况将圆弧曲线分成X等份，分别卷制成型，具体操作由卷板人员掌握。卷板弧度误差遵照DL/T5017-93规范执行。 5.拼装大部分管节由2瓦片组成。管节卷制前应先将2瓦片拼焊为一体；其中两岔管的4#、7#管节是由上下两个小管节、4个瓦片组成，上下两小管节要分别将2瓦片组焊成为一体，但上下两管节不必组焊一起，待分别卷制成型后再组焊。为保证管节的圆度，管节内可加支撑，圆度控制在规范要求范围内，以方便后续
11、的整体拼装。单节管节焊接成型后要根据规范进行探伤、处理完毕后方可进行下一步的整体组拼，以尽量减少整体焊接的残余应力。岔管的整体拼装可由3#管节起，首先进行3#、4#、7#管节及月牙肋板的拼装，然后进行其他管节的拼装。每组拼一节都要测量其管节轴线间的夹角及其他相关测量点的参数，尤其是3#、4#、7#管节及月牙肋板处，是整个岔管成型的关键，特别要注意此处的尺寸控制。为保证整体组拼的精确度，组拼前应对各个管节的相关尺寸进行校核，确定与图纸无误后再进行组拼。在进行月牙勒的拼装时一定不要怕麻烦，月牙勒与相邻管节的接缝一定要小心修整，不要造成大的缝隙而影响焊接。拼装过程中，为保证相关尺寸的准确性，可对管节
12、接缝进行修正，以消除下料过程中的误差，减小累积误差，必要时需用砂轮打磨，尽量增加精度。、焊接1、总则苏帕河阿鸠田水电站1#、2#岔管均采用15MnVR钢板，板厚分别为46mm和34mm两种规格，为保证岔管制作和焊接质量，遵照DL/T5017-93有关标准和规范要求，特制定岔管焊接工艺，在施焊过程中务必遵照执行。2、焊接人员及焊接设备2.1焊接人员焊接人员必须持有全位置有效合格证有经验的合格焊工，同时配备焊接技术人员和探伤质检员，全过程指导和检查焊接工作，确保焊缝一次探伤合格。2.2焊接设备焊接设备选用时代逆变式直流弧焊机，为确保焊接需要要求所选用的焊机必须具有稳定参数（电弧电压稳定），电流调节
13、灵敏和安全可靠性能。焊接设备上的电流表、电压表应经过校核，准确反映实际焊接参数，调节装置应灵敏可靠，保证施焊焊机电流、电压相同。岔管纵缝、环缝焊接前需要预热及焊后需要后热消应处理，应配备一套履带式加热器核电子测温计，在加热过程中要设专人操作并做好记录工作。选用4个保温筒，在使用过程中插上电源使烘焙过的焊条在焊接过程中处于保温状态。2.3焊接材料焊条选用E5015，焊条必须有出厂合格证和质量保证书。焊丝采用H10MnSi和HJ431焊剂，焊丝和焊剂应有出厂合格证和质量保证书。焊条和焊剂在使用前必须严格按照使用说明书的规定进行烘干，焊丝使用前必须清除表面的油污和锈斑。焊接材料应设专人负责保管、烘焙
14、和发放并有详细记录。烘焙后的焊条和焊剂应保存在100150的恒温箱中，随取随用，焊工配备的焊条保温筒，在使用过程中保温筒要通电加热，焊条用一根取一根。焊条在保温筒超过4h时应重新烘干，烘干次数不超过二次。使用过的焊剂应按焊剂生产厂家提供的使用要求执行。烘干后的焊剂在空气中4h以上应重新烘干，烘干次数不超过三次。熔化过的焊剂不得再次使用，使用过的焊剂要注意严防氧化皮等杂物混入，并经重新烘干才能再次使用。焊剂反复使用时应不断添加一些新焊剂，并尽可能混匀。3.预热和后热处理3.1 1#、2#岔管的焊缝焊接前，必须采用履带式加热器对焊缝进行预热，预热温度应大于150，预热宽度应为焊缝中心两侧不小于10
15、0mm，并用远红外线进行检测，包乘曾见保持层间温度不底于150且不大于230。3.2 焊缝在碳弧气刨清根时，必须进行加热，保持层间温度不底于150。3.3焊缝焊接完毕后立即进行后热处理，后热温度控制在200250，保温时间0.51h，然后让焊缝缓慢冷却至正常温度。3.4 焊缝拼装组对时要求合格焊工点焊，点焊前应对焊接位置进行80100的预热，严禁在母材上乱打弧和乱焊不必要的压板等。3.5 当环境温度在-5以下，相对湿度在90%以上时，焊接处应有可靠的防护措施，方可施焊，大风大雨天气停止焊接。4.焊接检验4.1 岔管所有焊缝，焊工焊接完要进行焊缝外观检查，发现缺陷进行处理。焊缝内部质量检查及外观检查由焊接质检员及无损探伤员进行。岔管焊缝必须进行100%的超声波探伤检查，在超声波探伤有可疑不能准确判断时必须用射线校验。4.2发现焊缝缺陷必须由合格焊工进行处理，处理前必须按6.3的规定进行预热及后热，同一部位返修次数不超过二次，超过二次的焊补制定可靠的技术措施，并经技术负责人批准后方可焊补，并要求记录在案。5.焊接工艺5.1岔管15MnVR钢的焊接工艺，在焊接工艺评定的基础上编制。5.2焊接母材规格，1#岔管所用材料板厚=46mm，2#岔
