李國良

摘要：隨著電網(wǎng)的發(fā)展，設計的不斷更新，高電壓及大容量的變電站多數(shù)采用鋁鎂合金管作為匯流用管母線。使用鋁鎂合金管母線具有占地面積少、構(gòu)架簡明、布置清晰、腐蝕率低而經(jīng)久耐用、集膚效應系數(shù)小等優(yōu)點。目前在建變電站多采用管母線直徑為φ250、φ170、φ150、φ135mm，安裝后跨度最長達54m，因運輸原因不能一次加工完成，只能施工現(xiàn)場加工，通過用氬弧焊接的方式，將每條9m的鋁合金管焊接達到設計的要求。因此，通過技術創(chuàng)新和工器具的研發(fā)，制造一套實用的管母線焊接輔助裝置，減少了焊接過程中的人為出錯、提高焊接效率顯得尤為迫切。

關鍵詞：管母線；焊接

中圖分類號TId6 文獻標識碼A 文章編號2095-6363（2015）12-0061-02

1.研究背景和意義

1.1管母線焊接輔助裝置的研究背景

在現(xiàn)階段，新建變電站工程因施工現(xiàn)場的條件復雜，管母線焊接工序過程只能由一名輔助工人轉(zhuǎn)動管母線，配合焊工完成管母線的拼焊工作；在輔助工人轉(zhuǎn)動管母的過程中，常常出現(xiàn)轉(zhuǎn)動與焊接不同步的情況，導致多次的管母焊接試件檢測不合格。

1.2管母線焊接輔助裝置的研究意義

針對以上焊接過程出現(xiàn)的配合問題，通過技術部門分析，認為試件的不合格有三個原因，第一是焊工的工藝、第二是管母與襯管的配合、第三是焊接過程中的人員配合問題；通過施工現(xiàn)場的反復驗證，采取不同的焊工和更加精密的管母配合及焊接過程中的任務觀察；最終發(fā)現(xiàn)，問題出自輔助工和焊工之間的配合。

如何改善焊接過程中的配合問題成為管母試件焊接的成功所在，所以公司組織技術人員對焊接的各個環(huán)節(jié)進行深入的研究，以便及早完成整改方案，保證施工現(xiàn)場進度的開展。

2.變電站工程管母線焊接工序的現(xiàn)狀分析

2.1焊接工序的安排

首先，我們要在焊接前就確認我們需要焊材的牌號，要清楚其化學、物理性能和化學成分，這樣才能正確的選擇我們需要的焊接材料，在批量焊接作業(yè)前，要先試驗焊接，按照規(guī)定試件送檢。

將母線坡口兩側(cè)表面各50mm范圍內(nèi)清刷干凈，不得有氧化膜、水分和油污；坡口加工面應無毛刺和飛邊。

每個焊縫都應該一次焊完，除了瞬間的斷弧外，不可以停焊，在母線焊完未冷卻前，也不得移動或受力。

管母線對口完成后應及時進行點固，點固焊示意圖見圖1。水平固定焊焊接順序示意圖見圖2。

咬邊深度不得超過母線壁厚的10%，且其總長度不得超過焊縫總長度的20%。管型母線對接焊縫的部位距離支柱絕緣子母線夾板邊緣不應小于50mm。

焊后應清理，使焊縫光潔，工件上由于燃燒產(chǎn)生的黑斑及焊接產(chǎn)生的飛濺均必須用布或鋼絲刷刷干凈。焊好的管型母線應做好相應編號，并存放在多點支撐、操平找正的軌道上。

2.2焊接過程中出現(xiàn)的問題

通過焊接試件剖面的仔細觀察，我們發(fā)現(xiàn)，在焊接后的切開的管母焊口，會出現(xiàn)突變性的焊縫，并且切開的焊口處也常常發(fā)現(xiàn)有縫隙出現(xiàn)，從不合格試件的檢驗報告，我們也得到結(jié)論：“未焊透、氣孔、咬邊”等三種情況居多。

3.變電站工程管母線焊接輔助裝置的研發(fā)與應用

3.1變電站工程管母線焊接輔助裝置的研發(fā)

實施一：設計制作能帶動管型母線轉(zhuǎn)動的機械裝置。

1）通過計算機模擬設計出轉(zhuǎn)動軸承和管內(nèi)輪鼓三維圖形，結(jié)合現(xiàn)場情況對設計方案進行討論，最后確定方案可行。

2）通過管母重量和在專業(yè)焊接架上的摩擦因素，確定需要購買交流電機的技術參數(shù)。

在管母轉(zhuǎn)動的時電機功率輸出284W即可，當管母轉(zhuǎn)動的瞬間，由于受到橡膠與鋁合金的摩擦因素影響及管母直線度等方面考慮，施工現(xiàn)場選用電機的功率在735W=1匹。

為此我們根據(jù)以上的計算，選用減速電動的參數(shù)：220V、0.07轉(zhuǎn)/分鐘，重量40kg。具有轉(zhuǎn)矩大、體積小、重量輕的特點，符合便于移動的要求。

3）按照設計圖進行了裝配，經(jīng)過測試該裝置能帶動長達54m的管型母線轉(zhuǎn)動，完全能夠代替人工輔助轉(zhuǎn)動管型母線。

實施二：設計制作有變頻控制電機轉(zhuǎn)速功能的控制箱。

1）設計出控制電路路和控制箱體。主要部件為變頻器。

2）將控制箱和已裝配好的管型母線轉(zhuǎn)動裝置進行聯(lián)動調(diào)試。經(jīng)過測試，控制箱對電動機控制實現(xiàn)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和0.3～15min/圈的范圍任意調(diào)節(jié)，并實現(xiàn)焊接操作工腳踏人工控制。

經(jīng)過聯(lián)動測試，具有變頻控制電機轉(zhuǎn)速功能的控制箱能實現(xiàn)由焊接操作人員腳踏控制管型母線轉(zhuǎn)動速度，不再需要人工配合轉(zhuǎn)動，人機配合率實現(xiàn)100%，停工耗費時間0min，達到了預期目標。

3.2變電站工程管母線焊接輔助裝置的應用

3.2.1作業(yè)方法

1）施工準備：按施工要求準備機具，并對其性能及狀態(tài)進行檢查和維護。

2）固定電機及安裝扭矩轉(zhuǎn)動法蘭：將電機固定在角鋼焊接架子上，然后通過電機轉(zhuǎn)子的引出部分將扭矩傳遞到法蘭上，用長螺桿穿過管母的補強孔，固定在法蘭上。

3）安裝控制箱及連接腳踏開關：將控制箱放置在焊工順手位置，并將腳踏開關的電源線接到變頻器下方的端子排中，擰緊螺絲把電源安裝好。

4）啟動電源、調(diào)節(jié)變頻器進行調(diào)速：旋開急停按鈕，合上空氣開關后按下起動按鈕，腳踩腳踏開關后電機工作，管母線將受力轉(zhuǎn)動。

5）單人進行變速控制管母焊接：焊工通過腳踏開關控制管母線轉(zhuǎn)動，進行焊接工作。

6）完成對口焊接松開管母固定螺桿：當焊接完成后松開腳踏開關、按下急停按鈕、拉開空氣開關。

7）向前移出管母、放置新管母：當焊工完成了整個對口后，通過管母焊接架子，用過滑車將整條管母前移，空出9m多的距離，重新防止新管母，安裝襯管，準備對口焊接。

8）重復單人管母焊接流程。

4.結(jié)論

運行變電站擴建項目進度的管理，需要遵守一般工程項目的管理原則。最基本而且最實際的要求便是完成工程建設。電網(wǎng)建設是國家的基礎產(chǎn)業(yè)，對社會穩(wěn)定和經(jīng)濟發(fā)展有著很大影響，電力行業(yè)不斷追求者提供優(yōu)質(zhì)的電力供應，保證地方經(jīng)濟的穩(wěn)固發(fā)展。而只有電網(wǎng)建設總體超前于地方經(jīng)濟的發(fā)展速度，才可以滿足經(jīng)濟發(fā)展的需要。所以，為了滿足國民經(jīng)濟快速發(fā)展和社會進步必須要求，同時為了提高運行變電站擴建工程的項目建設與管理水平，促進新設備、新技術的使用，運行變電站擴建工程應該借鑒現(xiàn)代項目進度管理的理論。