朱小明 查龍

一、工程概述

1.項(xiàng)目概況

皖電東送工程是我國首條同塔雙回路特高壓交流輸電工程，西起安徽淮南，經(jīng)皖南、浙北到達(dá)上海，線路全長(zhǎng)656km。作為鋼管塔供應(yīng)商之一，我公司承擔(dān)了6個(gè)塔型，23基鐵塔，共計(jì)3 756t鋼管塔的加工任務(wù)。

2.工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

（1）焊接量大 我公司承擔(dān)的加工任務(wù)中，焊縫總長(zhǎng)度達(dá)到19 688m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同等角鋼塔焊接量。

（2）焊接質(zhì)量要求高 高頸法蘭與鋼管對(duì)接焊縫5 096條，合計(jì)約5 253m，占焊縫總長(zhǎng)度的26.68%，此類焊縫要求全部達(dá)到一級(jí)焊縫焊接等級(jí)要求。

（3）國內(nèi)可借鑒加工經(jīng)驗(yàn)少 本工程是我國第一條全線路采用鋼管塔的輸電線路工程，同時(shí)也是第一條大量采用高頸法蘭與鋼管對(duì)接焊加工工藝的工程，國內(nèi)所有鐵塔生產(chǎn)企業(yè)均是第一次批量生產(chǎn)該類鐵塔，缺乏成熟的焊接加工經(jīng)驗(yàn)。

（4）鋼管塔加工經(jīng)驗(yàn)少，缺乏相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)人員 在本工程之前，我公司是一個(gè)年產(chǎn)角鋼塔10萬t以上的加工企業(yè)，幾乎沒有涉足任何的鋼管塔產(chǎn)品，所以在拼裝機(jī)焊接各環(huán)節(jié)均缺少相應(yīng)資源。

二、關(guān)鍵焊接技術(shù)及焊接質(zhì)量管理

鋼管塔加工的關(guān)鍵技術(shù)在于高頸法蘭與鋼管對(duì)接焊縫的焊接，能否找到一種一次交檢合格率高、效率高且便于操作的焊接工藝，是實(shí)現(xiàn)鋼管塔大批量生產(chǎn)的關(guān)鍵。

1.關(guān)鍵焊接技術(shù)

（1）焊接工藝的初步形成 為保證焊接工藝正確性和有效性，確保工藝評(píng)定覆蓋率100%。在接到施工圖之后，我公司立即對(duì)現(xiàn)有焊接工藝評(píng)定進(jìn)行審核，對(duì)缺少的工藝評(píng)定項(xiàng)目按照J(rèn)GJ81—2002及設(shè)計(jì)文件的相關(guān)要求進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。在原有工藝評(píng)定基礎(chǔ)上通過焊接試驗(yàn)，新增3套焊接工藝，并制定26套工藝加工文件，以滿足工程焊接技術(shù)需要，并在正式生產(chǎn)之前對(duì)法蘭與鋼管對(duì)接焊工藝進(jìn)行反復(fù)優(yōu)化，完成工藝評(píng)定，形成了初期符合我公司生產(chǎn)實(shí)際的關(guān)鍵焊接工藝2種：①針對(duì)φ≥273mm的鋼管與高頸法蘭對(duì)接焊時(shí)，采取先焊內(nèi)里環(huán)焊縫，然后在外面坡口內(nèi)進(jìn)行清根處理，使原有的V形坡口變成U形坡口，最后再用氣體保護(hù)焊在坡口內(nèi)填充、蓋面。②φ＜273mm的鋼管與高頸法蘭對(duì)接焊時(shí)采用氣體保護(hù)焊單面焊雙面成形工藝，鋼管通過滾輪支架順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，焊工在1點(diǎn)鐘方向坡口內(nèi)施焊。通過焊接試驗(yàn)，以上兩種焊接工藝均能夠滿足生產(chǎn)要求，焊縫一次交檢合格率在97%以上。但這兩種焊接工藝效率低，無法滿足大批量加工的要求，且需要配備專門的清根人員，所以在本工程中期我公司在原有焊接工藝的基礎(chǔ)上引入新的焊接方法。

（2）焊接工藝的最終確定 工程中期，我公司針對(duì)不同的管徑引入了兩種新的焊接方法，即埋弧焊和氬弧焊。具體工藝如下：①針對(duì)φ≥273mm的鋼管與高頸法蘭對(duì)接焊，先使用氣體保護(hù)焊在外面坡口內(nèi)進(jìn)行打底、填充、蓋面，然后在內(nèi)口采用埋弧焊在6點(diǎn)半位置進(jìn)行消除缺陷焊接，原理就是利用埋弧焊熔深好的特點(diǎn)，消除氣體保護(hù)焊焊接過程中根部可能出現(xiàn)的未熔合、夾渣等缺陷，提高了焊縫一次交檢合格率，同時(shí)減少了清根工序，大大提升了生產(chǎn)效率。φ529mm×10mm Q345鋼管與Q345高頸法蘭對(duì)接焊用坡口尺寸及焊接順序如圖1所示，焊接參數(shù)如表1所示。

針對(duì)φ＜273mm的鋼管與高頸法蘭對(duì)接焊時(shí)，我公司引進(jìn)了一臺(tái)管道一體成形設(shè)備，采用氬弧焊打底，氣體保護(hù)焊填充、蓋面的單面焊雙面成形工藝。利用氬弧焊高熔深特點(diǎn)，使坡口根部充分熔透，然后再利用氣體保護(hù)焊效率高、成形美觀的特點(diǎn)進(jìn)行坡口內(nèi)焊接。φ168mm×4mm Q345鋼管與Q345高頸法蘭對(duì)接焊常用坡口尺寸、焊接順序如圖2所示，焊接參數(shù)如表2所示。

通過以上2種焊接方法的引入，我公司在鋼管塔生產(chǎn)過程中一級(jí)環(huán)焊縫一次交檢合格率達(dá)到了99%以上，生產(chǎn)效率得到較大提升，月產(chǎn)能達(dá)到了2 000t以上。

2.質(zhì)量控制

鋼管與高頸法蘭對(duì)接焊縫質(zhì)量要求高，為保證一級(jí)焊縫產(chǎn)品質(zhì)量，我們制定各道工序作業(yè)指導(dǎo)書，層層把關(guān)，做好每道工序的質(zhì)量控制。

鋼管下料：鋼管不分壁厚均為單面V形坡口，坡口角度為單邊30o，坡口角度偏差0o～5o。如果管口面傾斜，需要使用角磨機(jī)修整，并且鈍邊保留0～2mm。

高頸法蘭與鋼管拼裝：定位焊一般不少于3處，并且要均勻分布，定位焊長(zhǎng)度≥20mm，高度≤設(shè)計(jì)高度的2/3，并且要全熔透，達(dá)到一級(jí)焊縫質(zhì)量要求。

一級(jí)焊縫焊接：焊前將坡口及兩側(cè)20mm內(nèi)的油、水、銹等污物清除干凈，用角磨機(jī)將定位焊點(diǎn)處理成兩面爬坡形，焊接時(shí)嚴(yán)格按照工藝卡參數(shù)進(jìn)行操作。

圖 1

圖 2

表 1

表 2

一級(jí)焊縫質(zhì)量檢測(cè)：我公司現(xiàn)有無損檢測(cè)持證人員5名，其中具備UT檢測(cè)資質(zhì)人員3名，待一級(jí)焊縫焊后24h對(duì)所有的焊縫進(jìn)行100%檢測(cè)，第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)派駐的技術(shù)人員對(duì)主管一級(jí)焊縫進(jìn)行100%檢測(cè)，對(duì)支管進(jìn)行20%的抽檢。對(duì)抽檢不合格的焊縫查找分析原因，制定整改措施計(jì)劃，確保每道一級(jí)焊縫質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

3.焊工資格管理和培訓(xùn)

在本工程開展期間，我公司投入的各類持證焊工25人，并對(duì)焊接人員進(jìn)行理論和實(shí)踐培訓(xùn)，共計(jì)取得國家電網(wǎng)公司鋼結(jié)構(gòu)焊工資格證GMAW-Ⅱ-G-1G項(xiàng)目25人次、GMAW-Ⅲ-B-2G項(xiàng)目25人次、GTAW-Ⅰ-G-1G項(xiàng)目2人次、A-SAW-B-1G項(xiàng)目6人次。通過理論結(jié)合實(shí)踐的方法提高焊接人員的焊接技術(shù)水平，確保焊接質(zhì)量，對(duì)焊接過程中出現(xiàn)的焊接質(zhì)量問題及時(shí)進(jìn)行分析總結(jié)，并將各類缺陷問題及消除方法匯總成冊(cè)，供焊工學(xué)習(xí)，并且針對(duì)不同的焊接件制作標(biāo)準(zhǔn)焊接件，指導(dǎo)焊工生產(chǎn)。另外公司為有效激勵(lì)員工，對(duì)鉚焊工進(jìn)行分級(jí)考核，通過對(duì)日常質(zhì)量檢查、理論考試，確定A、B、C、D崗，提高員工產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)。

通過以上措施，我們公司的鋼管與法蘭環(huán)形對(duì)接一級(jí)焊縫一次報(bào)檢合格率達(dá)99%以上，員工整體焊接水平得到提升，有效保證了皖電東送的產(chǎn)品質(zhì)量。主管、支管一級(jí)焊縫分別如圖3、圖4所示。

圖3 主管一級(jí)焊縫

圖4 支管一級(jí)焊縫

圖5 CO2氣體保護(hù)焊機(jī)

4.焊接新技術(shù)

該項(xiàng)目我公司應(yīng)用的焊接新技術(shù)主要包括以下兩方面：①埋弧焊這種常用的焊接方法在工藝?yán)?，承?dān)的主要使命不是焊接，而是消除焊縫根部缺陷。②管道焊接一體機(jī)的使用，讓我們的工藝變得更加簡(jiǎn)單、可靠、高效率。

圖6 管道一體機(jī)

三、焊接設(shè)備及焊材應(yīng)用

在皖電東送工程鋼管塔加工過程中，使用的焊材主要有ER50系列實(shí)芯焊絲，H08A焊絲。我公司投入的主要焊接設(shè)備有CO2氣體保護(hù)焊機(jī)（見圖5）、管道一體機(jī)（見圖6）、法蘭自動(dòng)焊機(jī)（見圖7）。

圖7 法蘭自動(dòng)焊機(jī)

四、結(jié)語

我公司通過對(duì)焊接工藝的不斷優(yōu)化與改進(jìn)，鋼管塔產(chǎn)品質(zhì)量及加工效率均走在了鐵塔行業(yè)的前列。隨后，我公司又參與了1 000kV浙福線、1 000kV淮上線鋼管塔工程的建設(shè)，目前又中標(biāo)1 000kV錫盟-山東鋼管塔工程。我公司正以自己的實(shí)際行動(dòng)，踐行著“立一基鐵塔，樹一座豐碑”的莊嚴(yán)承諾。我們?nèi)w華電人正以飽滿的熱情，隨時(shí)準(zhǔn)備迎接未來的新挑戰(zhàn)。