賈棟林

（中國水利水電第十四工程局有限公司機(jī)電安裝分公司，云南昆明650041）

CCS水電站球閥安裝

賈棟林

（中國水利水電第十四工程局有限公司機(jī)電安裝分公司，云南昆明650041）

厄瓜多爾辛科雷水電站（簡稱CCS水電站）地下廠房裝有8臺進(jìn)水球閥，分別由哈電和安德里茨公司設(shè)計制造，型號為QF678.7-WY2200，本文將詳細(xì)介紹該電站進(jìn)水管節(jié)焊接、球閥安裝流程及安裝中的重點和難點，供同類型球閥安裝時進(jìn)行借鑒。

進(jìn)水球閥；進(jìn)水管節(jié)焊接；安裝流程；介紹

1　工程概況

CCS水電站地下廠房裝有8臺雙面密封臥式油壓操作球閥，型號為QF750-WY2200，電站額定水頭678.7 m，水輪機(jī)為立軸6噴嘴沖擊式機(jī)組，壓力鋼管為1管4岔管，每個岔管在機(jī)組進(jìn)水口安裝有一套進(jìn)水球閥，球閥流通直徑2 200 mm，接力器活塞直徑500 mm，接力器行程1 440 mm，工作油壓6.3 MPa，最大瞬間水錘壓力6.83 m。球閥安裝主要分以下幾個部分：進(jìn)水管節(jié)、球閥本體、伸縮節(jié)、接力器、管路及閥門等，其中球閥本體自重102 t，閥體及活門材料為ASTMA148Cr80-50，閥軸材料為20SiMn。

CCS電站球閥安裝于水輪機(jī)配水環(huán)管上游，主要由閥體、活門、工作密封、檢修密封、軸承、操作機(jī)構(gòu)等組成。閥體底部帶有整體安裝底腳，可將全部垂直荷載傳遞到混凝土基礎(chǔ)上。球閥系液壓操作，臥軸雙面密封球閥，上游為檢修密封，下游為工作密封。上游設(shè)有進(jìn)水接管，下游設(shè)有伸縮節(jié)以及旁通管路、油水管路。水平位置布置有不銹鋼壓力測孔，在球閥的下游側(cè)設(shè)有伸縮節(jié)（其伸縮量為30 mm，伸縮節(jié)為松套法蘭式結(jié)構(gòu)）。在伸縮節(jié)頂部有自動空氣閥法蘭接口；在伸縮節(jié)的右側(cè)設(shè)有外開式進(jìn)人門等。

2　施工流程簡圖

施工流程圖見圖1。

3　安裝準(zhǔn)備

對到貨設(shè)備進(jìn)行清點，檢查及清洗進(jìn)水管節(jié)、球閥密封、伸縮節(jié)、配水環(huán)管的各個密封面。

圖1　施工流程簡圖

球閥安裝前，檢查測量配水環(huán)管及引支壓力鋼管的實際中心，確定球閥高程、X軸線和Y軸線，同時檢查壓力鋼管與配水環(huán)管軸線的同軸度。球閥安裝基準(zhǔn)測量如圖2所示：

圖2　球閥安裝基準(zhǔn)測量示意圖

4　球閥和接力器基礎(chǔ)安裝

1）由于接力器的基礎(chǔ)板較大，需在土建綁扎接力器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)鋼筋前將接力器基礎(chǔ)墩擺放在預(yù)留坑內(nèi)，并根據(jù)設(shè)計圖紙初步調(diào)整接力器基礎(chǔ)支墩的高程和中心，待土建二期混凝土澆筑完成后進(jìn)行球閥基礎(chǔ)和接力器基礎(chǔ)的安裝。

2）首先安裝球閥基礎(chǔ)板及其預(yù)埋螺栓，先測量配水環(huán)管中心線到球閥基礎(chǔ)板頂面的距離，根據(jù)圖紙尺寸采用調(diào)整螺栓調(diào)整基礎(chǔ)板水平及頂板高程，使其滿足設(shè)計圖紙要求，根據(jù)已確定的球閥高程、X軸線和Y軸線，完成球閥基礎(chǔ)板的中心和高程調(diào)整，完成后進(jìn)行加固，待球閥預(yù)裝完成后，再澆筑球閥基礎(chǔ)板處的三期混凝土，球閥和接力器基礎(chǔ)安裝示意圖如圖3所示。

圖3　球閥和接力器基礎(chǔ)安裝示意圖

接力器的安裝位置在球閥裝配完成后才能精確定位，為此，球閥接力器及其基礎(chǔ)的安裝將在球閥安裝完成后進(jìn)行。

5　球閥吊裝

球閥基礎(chǔ)板安裝完成后，首先復(fù)核球閥本體、進(jìn)水管、伸縮節(jié)的加工尺寸，對壓力鋼管錐管段的支管段進(jìn)行配割，配割完成后，進(jìn)行球閥進(jìn)水管的吊裝，進(jìn)水管節(jié)中心、高程調(diào)整、里程、法蘭垂直度以及焊接環(huán)縫錯牙調(diào)整完成后，在環(huán)縫內(nèi)分段點焊固定，完成后在壓力鋼管與球閥基礎(chǔ)之間搭設(shè)型鋼支撐平臺，將進(jìn)水管節(jié)支撐在型鋼平臺上。進(jìn)水管吊裝示意圖如圖4所示。

球閥伸縮節(jié)吊裝前，應(yīng)先進(jìn)行清洗，并在接近球閥側(cè)法蘭附近底部搭設(shè)型鋼支撐平臺，防止伸縮節(jié)安裝時發(fā)生傾斜及變形，安裝時采用橋機(jī)和千斤頂將下游側(cè)伸縮節(jié)吊裝就位。就位后，調(diào)整伸縮節(jié)中心、高程、里程及法蘭垂直度，并檢查與配水環(huán)管法蘭面的錯牙情況，合格后，將球閥伸縮節(jié)支撐在型鋼平臺上。吊裝示意圖如圖5所示。

圖4　進(jìn)水管吊裝示意圖

圖5　伸縮節(jié)吊裝示意圖

最后進(jìn)行球閥本體的吊裝，吊裝前檢查球閥本體，將活門置于全關(guān)位置，投入檢修密封鎖定來固定閥體與活門的相對位置，防止在安裝過程中發(fā)生轉(zhuǎn)動。球閥吊裝前應(yīng)對200 t橋機(jī)及軌道進(jìn)行全面檢查，吊裝應(yīng)緩慢進(jìn)行，在球閥就位前在閥體底腳面和球閥底板上平面涂抹二硫化鉬潤滑脂或黃油，涂裝時避免粘有雜物。吊裝就位后通過調(diào)節(jié)螺栓調(diào)整球閥中心、水平和高程，使其基本就位。球閥本體吊裝示意圖如下頁圖6所示。

6　球閥裝配

精確調(diào)整進(jìn)水管節(jié)、球閥本體及伸縮節(jié)，使其中心線與壓力鋼管及配水環(huán)管在同一中心線上，預(yù)緊球閥本體與進(jìn)水管節(jié)、伸縮節(jié)法蘭的連接螺栓，將伸縮節(jié)法蘭與配水環(huán)管法蘭面間隙控制在25～27 mm、整圈間隙偏差≤1 mm范圍內(nèi)。

圖6　球閥本體吊裝示意圖

球閥本體預(yù)裝時考慮進(jìn)水管節(jié)環(huán)焊縫焊接完成后，球閥閥體會向上游平移2～3 mm，因此在預(yù)裝階段閥體底腳孔與套管之間的間隙按差值4～6 mm考慮。球閥本體預(yù)裝合格后，澆筑球閥基礎(chǔ)板三期混凝土。經(jīng)養(yǎng)護(hù)達(dá)到強(qiáng)度要求后，預(yù)緊地腳螺栓。

球閥裝配示意圖見圖7。

圖7　球閥裝配示意圖

7　進(jìn)水管節(jié)焊接

球閥預(yù)裝合格后，在配水環(huán)管法蘭面與伸縮節(jié)法蘭面連接處分別架設(shè)徑向和軸向各4塊監(jiān)測百分表，用游標(biāo)卡尺檢查配水環(huán)管和伸縮節(jié)法蘭面軸線四點的間隙偏差≤1 mm，過流面錯牙≤2 mm，且配水環(huán)管法蘭面與伸縮節(jié)法蘭面距離為25～27 mm。檢查伸縮節(jié)法蘭與配水環(huán)管連接螺栓置中，所有螺栓穿入時無卡阻。

為減小焊接變形引起的軸線偏移，焊接焊條全部采用Φ3.2的E9016-G。焊條按規(guī)范經(jīng)過350～380℃烘焙，在使用過程中焊條保存在通電的保溫桶內(nèi)，焊條隨用隨取。

點焊、定位焊及正式焊均對焊接區(qū)域先進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度在85～120℃之間，達(dá)到預(yù)熱溫度后由2名經(jīng)過壓力容器考試合格的焊工采用分段、對稱、多層多道、退步焊接，焊接時控制層間溫度不大于220℃，首層打底焊與蓋面焊不用錘擊消應(yīng)外，其余環(huán)縫焊接利用風(fēng)鏟均勻的進(jìn)行錘擊消應(yīng)。

首先焊接大坡口側(cè)，焊接至1/3～1/2厚度，進(jìn)行背縫清根，打磨。清根時對該部位的定位焊進(jìn)行清除，背縫經(jīng)VT檢查合格后，焊接小坡口側(cè)至2/3，然后依次進(jìn)行大坡口側(cè)滿焊、小坡口側(cè)滿焊、大坡口側(cè)蓋面、小坡口側(cè)蓋面。在整個過程中由技術(shù)人員全程進(jìn)行徑向和軸向百分表的變化情況的監(jiān)測，當(dāng)焊接實施過程中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)超差時，及時通過調(diào)整焊接位置的方式進(jìn)行反變形控制。焊接示意圖見圖8。

蓋面焊接完成后應(yīng)立即進(jìn)行2 h消氫，溫度控制在200～220℃之間。自然冷卻24 h后進(jìn)行100% VT、100%MT、100%UT及TOFD無損檢測，合格后進(jìn)行焊接區(qū)域防腐涂刷。

圖8　進(jìn)水管節(jié)焊接示意圖

8　球閥接力器安裝

球閥安裝合格后，進(jìn)行球閥接力器的安裝，安裝前對接力器進(jìn)行密封檢查。并確認(rèn)球閥處在全關(guān)位置，全關(guān)手動鎖定在投入狀態(tài)。使用橋機(jī)和手拉葫蘆對接力器進(jìn)行輔助吊裝，將接力器安裝在基礎(chǔ)板上，

圖9　接力器安裝示意圖。

接力器上下耳柄銷裝入，調(diào)整接力器底座高度和位置，檢查基礎(chǔ)銷釘至拐臂銷中心距離。球閥接力器行程符合要求后，澆筑接力器基礎(chǔ)三期混凝土，經(jīng)養(yǎng)護(hù)達(dá)到強(qiáng)度要求后，預(yù)緊地腳螺栓。接力器安裝示意圖如圖9所示。

9　密封壓環(huán)及附件安裝

密封壓環(huán)在安裝時調(diào)整周邊間隙，螺栓拉伸時采取對稱預(yù)緊，預(yù)緊完成后，復(fù)測壓緊盤根處的周邊間隙均勻，偏差≤0.5 mm。

球閥附屬設(shè)備管路下料采用等離子切割機(jī)或砂輪切割機(jī)進(jìn)行切割。用等離子切割機(jī)切割管口時用磨光機(jī)打磨切割面的滲碳層，砂輪機(jī)切割管口時，用銼刀去除管口內(nèi)外壁毛刺。管路的焊接實施按現(xiàn)場制定的焊接工藝執(zhí)行，焊接完成后進(jìn)行管路耐壓試驗及沖洗，旁通管路的焊縫根據(jù)圖紙進(jìn)行100%射線探傷及PT探傷，油管路在安裝前進(jìn)行酸洗（硝酸+氫氟酸），在接入設(shè)備前依據(jù)ASTM D-6439-05進(jìn)行循環(huán)油沖洗及管路清潔度檢驗。

10　結(jié)束語

為確保CCS電站球閥安裝質(zhì)量，在施工階段嚴(yán)格控制施工質(zhì)量及施工工藝，為高水頭，雙面密封臥式油壓操作球閥的安裝提供了技術(shù)支持，希望此次安裝實踐為同類型機(jī)組的球閥安裝提供借鑒。

TK730.4+7

B

1672-5387（2016）09-0028-04

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.09.010

2016-04-15

賈棟林（1977-），男，工程師，從事水電站機(jī)電設(shè)備安裝技術(shù)管理工作。