羅榮菊

(中國(guó)水利水電第六工程局有限公司，611731)

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綜述與簡(jiǎn)介

PCCP管配件承插口焊接方法與質(zhì)量控制

羅榮菊

(中國(guó)水利水電第六工程局有限公司，611731)

通過(guò)對(duì)PCCP管配件承插口傳統(tǒng)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、手工電弧焊焊接方法的改進(jìn)采用焊接變位機(jī)配合埋弧自動(dòng)焊機(jī)的焊接工藝方法，提高了PCCP承插口焊接質(zhì)量使生產(chǎn)效率大大提高。

PCCP管配件承口環(huán)；插口環(huán)；焊接方法；焊接變位機(jī)；埋弧自動(dòng)焊

1 引言

預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管是指在帶有鋼筒的高強(qiáng)度混凝土管芯上纏繞環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼絲，再在其上噴制致密的水泥砂漿保護(hù)層而制成的輸水管。該管材是長(zhǎng)距離和大型輸水項(xiàng)目的首選管材，具有非常廣闊的發(fā)展前景。PCCP管配件是指應(yīng)用在PCCP管道中的關(guān)鍵部位的鋼制構(gòu)件，管配件多應(yīng)用在管道的功能區(qū)域，如排水、排氣、打壓試驗(yàn)以及轉(zhuǎn)彎、漸變、合攏段等。該位置產(chǎn)生的水流變化，使管配件承受較復(fù)雜的載荷變化。

PCCP管配件承插口的結(jié)構(gòu)型式與PCCP管相同，承口所用板材需根據(jù)管道直徑與工作壓力計(jì)算確定，插口采用環(huán)形型鋼雙膠圈。PCCP管道工程制造、運(yùn)輸和安裝難點(diǎn)集中在管道連接承插口處，《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》規(guī)定，承插口環(huán)的直徑公差控制在0.4-2.0mm之間，在安裝時(shí)能夠使橡膠圈達(dá)到插口槽內(nèi)起到密封作用。這就要求在制作過(guò)程中要嚴(yán)格控制承插口環(huán)與過(guò)渡環(huán)的焊接質(zhì)量及變形，保證承插口環(huán)的安裝配合尺寸。

2 承插口焊接傳統(tǒng)工藝方法

圖1 傳統(tǒng)的承插口和過(guò)渡環(huán)焊接示意圖

3 新的施工方法簡(jiǎn)介

我公司根據(jù)管配件承插口環(huán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制定了采用焊接變位機(jī)配合埋弧自動(dòng)焊機(jī)的工藝方法。采用埋弧焊的工藝方法顯著的提高了承插口環(huán)焊接的生產(chǎn)效率，焊接質(zhì)量也顯著提高，保證了承插口環(huán)和過(guò)渡環(huán)之間的角焊縫焊透，達(dá)到了對(duì)接焊縫的要求，焊縫質(zhì)量易于檢查，可以用超聲波直接檢測(cè)焊縫質(zhì)量，焊縫外觀成型好，利于下道工序-防腐蝕的施工，節(jié)省人工和焊接材料，勞動(dòng)條件得到顯著改善。施工方法如圖2所示。

圖2 施工工藝流程圖

4 具體施工方法

4.1 管配件承口

高工壓(≥1.0Mpa)、大管徑(Φ≥2.0m)的管配件承口，采用熱軋型鋼，材料為Q345B,如圖3所示。低工壓、小管徑的承口依據(jù)國(guó)際采用δ=10mm

的鋼板分條，扳邊制成，材料為Q235B，如圖4所示。

圖3 高工壓、大管徑承口

圖3 高工壓、大管徑承口

4.2 管配件插口

管配件插口均采用熱軋型鋼，根據(jù)工壓和管徑的分類分為兩種型式。具體參見(jiàn)下表1及圖5。

表1 插口型式表

圖5 管配件插口結(jié)構(gòu)圖

4.3 過(guò)渡環(huán)制備

過(guò)渡環(huán)為多瓣拼焊法蘭，采用數(shù)控切割機(jī)切割法蘭瓣，在專用平臺(tái)上組對(duì)法蘭。法蘭焊接時(shí)應(yīng)預(yù)留反變形，控制焊接線性能量，保證焊后的法蘭平整度達(dá)到規(guī)范要求。

由于擺桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)受到各種擾動(dòng)因素的影響.為提高擺桿的控制精度，下面采用自抗擾控制方法設(shè)計(jì)控制倒立擺擺桿角度的控制器.

4.3 過(guò)渡環(huán)制備

過(guò)渡環(huán)為多瓣拼焊法蘭，采用數(shù)控切割機(jī)切割法蘭瓣，在專用平臺(tái)上組對(duì)法蘭。法蘭焊接時(shí)應(yīng)預(yù)留反變形，控制焊接線性能量，保證焊后的法蘭平整度達(dá)到規(guī)范要求。

4.4 脹圓工藝

承插口環(huán)制備完成需進(jìn)行脹圓，脹圓工序在專用的脹圓機(jī)上進(jìn)行。脹圓尺寸應(yīng)比驗(yàn)收尺寸大2.5mm,該2.5mm作為承插口焊接的收縮余量。

4.5 組對(duì)

承插口和過(guò)渡環(huán)組對(duì)時(shí)，在專用胎具上進(jìn)行。組對(duì)型式如圖6所示。

圖6 承插口與過(guò)渡環(huán)裝配圖圖

4.6 點(diǎn)焊

承插口環(huán)和過(guò)渡環(huán)組對(duì)完成，需對(duì)工件進(jìn)行點(diǎn)焊加固，電焊時(shí)采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊進(jìn)行，焊角尺寸4mm，采用斷續(xù)焊工藝，每隔300mm，點(diǎn)焊一段100mm焊縫，局部應(yīng)力較大部位應(yīng)多加點(diǎn)焊。

4.7 焊接

點(diǎn)焊加固后的承插口部件，放置在變位機(jī)卡盤(pán)上，利用八組卡盤(pán)抓將工件固定住，旋轉(zhuǎn)變位機(jī)焊接角度，使工件角焊縫處45°船形位置。升降埋弧焊機(jī)操作臂，進(jìn)行埋弧焊焊接。焊接時(shí)選擇合理的焊接順序，承口部件先焊承口環(huán)外部角焊縫，再焊內(nèi)部角焊縫，插口環(huán)部件先焊插口環(huán)內(nèi)部角焊縫，再焊外部角焊縫。

4.8 焊接工藝參數(shù)

表2 埋弧自動(dòng)焊焊接工藝參數(shù)

4.9 焊后檢驗(yàn)

焊后對(duì)部件進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)，焊縫一次合格率100%，焊縫外觀檢驗(yàn)一次合格率100%，焊縫力學(xué)性能試驗(yàn)報(bào)告達(dá)到規(guī)范的各項(xiàng)性能指標(biāo)。

5 結(jié)論

采用該工藝不僅改善了勞動(dòng)者的作業(yè)環(huán)境，降低材料損耗，同時(shí)也極大程度的提高了焊接效率，對(duì)于國(guó)內(nèi)大批量、大口徑管配件生產(chǎn)具有重要意義。隨著現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展，要靠刻苦獲得優(yōu)秀焊工的困難越來(lái)越大，并且手工焊接質(zhì)量，受人為因素影響較大，而埋弧焊則受人影響的因素較小，焊縫質(zhì)量穩(wěn)定，外觀平整美觀。

實(shí)踐證明，該項(xiàng)工藝可以科學(xué)的指導(dǎo)PCCP管配件的承插口制作，并且有力的保證了產(chǎn)品質(zhì)量，其工藝和過(guò)程控制是行之有效且安全可靠。

2015-08-28

10.3969/j.issn.1000-6133.2015.06.012

TN784

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1000-6133(2015)06-0057-03