（中鐵二十五局集團(tuán)房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，天津 301800）

1 項目概況

某2×1 000 MW（按4×1 000 MW設(shè)計施工）超臨界火力發(fā)電廠廠外循環(huán)水管道將進(jìn)水構(gòu)筑物引來的海水輸送至循環(huán)水泵房前池，海水經(jīng)熱交換后由管道排至虹吸井，最后經(jīng)明渠排回大海。

循環(huán)水管道的引水主管和排水主管各采用2條鋼管，管道外徑為DN4 240 mm，壁厚為30 mm。主管連接循環(huán)水泵房、進(jìn)水構(gòu)筑物、虹吸井等結(jié)構(gòu)物時各采用3條支管，管道外徑為DN2 840 mm，壁厚24 mm。所有管道均采用Q235-B鋼板卷制焊接，使用槽鋼作為加肋剛性環(huán)。管道內(nèi)外壁做防腐處理，內(nèi)壁安裝犧牲陽極，外壁安裝陰極保護(hù)。

管道結(jié)構(gòu)及焊縫布置如圖1所示。

圖1 循環(huán)水管道結(jié)構(gòu)及焊縫布置示意圖（單位：mm）

循環(huán)水管道標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長8 m，重26.2 t。在封閉廠房內(nèi)加工完成后轉(zhuǎn)運(yùn)至施工現(xiàn)場安裝。

2 制作工藝流程

循環(huán)水管道制作流程如圖2所示。

圖2 循環(huán)水管道制作流程圖

3 工藝控制難點分析

3.1 管道尺寸大、圓度、精度要求高

管道外徑4 200 mm，長為8 m，由三節(jié)管道小節(jié)對接而成，分別長2.5、3、2.5 m。如裁板、卷板、焊接等環(huán)節(jié)控制不力，會導(dǎo)致管道對接困難、管道軸線偏差超過允許范圍、管道結(jié)構(gòu)受力不均等。

3.2 管道焊縫多、熱處理較為困難

單節(jié)管道有3道縱縫、2道環(huán)縫、3道剛性環(huán)對接焊縫以及6道剛性環(huán)與管道角焊縫。焊縫多、分布密，應(yīng)確認(rèn)施焊順序，減少應(yīng)力集中和管道受熱變形[1]。

3.3 管道內(nèi)外壁均需防腐、成品保護(hù)難度大

管道外防腐采用環(huán)氧煤瀝青冷纏帶，厚度≥800 μm。內(nèi)防腐采用無溶劑型環(huán)氧陶瓷涂料（黑色），厚度≥600 μm。防腐完成后需要轉(zhuǎn)運(yùn)至現(xiàn)場安裝，應(yīng)安裝內(nèi)犧牲陽極和外陰極保護(hù)，后置工序多，極易造成成品損傷。

4 工藝控制要點

4.1 下料尺寸控制

按照設(shè)計圖紙及WPS（焊接工藝規(guī)程）要求，鋼板采用3 000 mm長、2 500 mm寬幅板，長、寬邊均留有少許余量。為保證將鋼管周長誤差控制在最小范圍內(nèi)，采用整張幅板下料的方法，板材長度滿足管徑周長要求。下料采用火焰割刀切割，切割的熔渣、毛刺等用砂輪磨光。下料完成后對尺寸進(jìn)行檢驗，下料尺寸控制要求如表1所示。

表1 鋼板下料尺寸控制表單位：mm

4.2 卷板變形控制

（1）利用32 t龍門吊將鋼板緩慢送入900 t卷板機(jī)，調(diào)整小車與卷板機(jī)的位置，在卷制過程中，大車與卷筒保持同一速度，使用準(zhǔn)備好的樣板對鋼管的弧度進(jìn)行監(jiān)控，隨時調(diào)整卷板機(jī)上下軸的間距。（2）鋼板卷至一定長度時，使用龍門吊將卷制部分吊住。（3）卷制成形后，使用夾具將接口對平，點焊牢固，采用與管道內(nèi)徑等長的臨時支撐在管口兩邊加以固定，使其在吊裝過程中不發(fā)生變形。卷板完成后進(jìn)行樣板檢查，間隙控制參數(shù)如表2所示。

表2 鋼管與樣板間隙控制

4.3 焊接工藝控制

（1）坡口制作。鋼板焊接前，首先應(yīng)進(jìn)行焊接坡口的加工，根據(jù)板材、焊接設(shè)備、焊接環(huán)境及焊接效率綜合選定采用非對稱X形坡口，對鋼板成型前的兩邊共6個面進(jìn)行銑削加工操作，坡口不得有局部黑皮、毛刺、棱邊和臺階[2]。焊接面坡口形式如圖3所示。

圖3 管道面坡口形式及參數(shù)（單位：mm）

（2）室內(nèi)制作焊接采用二氧化碳保護(hù)焊和埋弧焊相結(jié)合的焊接方式。二氧化碳保護(hù)焊焊絲型號為H08A，埋弧焊焊絲型號為H08A，焊劑采用CHF101。雙面焊接，打底用二氧化碳保護(hù)焊，填充及蓋面采用埋弧焊。

可采用人工焊接，使用E4303或E4316型焊條。焊條的烘干溫度不低于325 ℃，保溫2 h，后降溫至150 ℃保溫1 h后隨用隨取。焊條使用時須放入焊條保溫筒中插電保溫，不低于溫度75 ℃，隨用隨取，4 h內(nèi)用完。

（3）焊縫位置。管道縱縫位置應(yīng)在制作和敷設(shè)時避開最大受力點，如圖4所示。

圖4 管道最大受力點示意圖

（4）制作時的施焊順序。因管道尺寸較大，為避免多次翻轉(zhuǎn)，同時考慮先焊部分會對后焊部分的收縮變形起到約束作用，焊接順序應(yīng)為先焊坡口大的內(nèi)側(cè)坡口，后焊坡口小的外側(cè)坡口；先焊管道小節(jié)、再對接成標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，最后焊接剛性環(huán)。

（5）糾偏處理。對焊接引起的變形，外觀檢查合格后必須進(jìn)行焊后矯正處理。焊后矯正處理方式為機(jī)械矯正及火焰矯正，首選機(jī)械矯正，在機(jī)械矯正無法實施的前提下再選擇火焰矯正。

4.4 焊縫檢測

（1）該工程按照焊接工程分類為C-1類焊接工程，焊接接頭類別為Ⅲ類。焊縫成形要求焊縫圓滑、勻直，接頭良好；焊縫余高要求0～4 mm；焊縫寬窄差：焊縫和熱影響區(qū)表面≤4 mm；錯邊要求外壁≤4 mm；焊接角變形≤3/200 mm；不得出現(xiàn)裂紋、弧坑、氣孔和夾渣。

（2）本工程采用超聲波檢測及射線檢測組合方式，檢測頻率為焊縫總長度的5%，具體要求為4%超聲探傷檢測、1%射線探傷檢測。

4.5 鋼管防腐

（1）管道防腐須在焊接檢驗合格后進(jìn)行。鋼管表面的除銹處理采用拋丸清理的方式。在拋丸前，應(yīng)檢查鋼管表面的外觀和焊縫，清除所有外觀缺陷及焊接殘留。

（2）開始噴涂內(nèi)防腐涂料時，需要測量濕膜厚度，獲得正確的干膜厚度和噴涂參數(shù)，漆膜固化后應(yīng)使用校正后的干膜厚度測量儀檢測干膜厚度。

（3）管道外包覆瀝青冷纏，應(yīng)將對接口打膩子形成光滑的過渡面，纏繞基帶在滾輪上進(jìn)行，纏繞時應(yīng)平整、纏繞緊密、無空鼓和皺褶。管道防腐成品保護(hù)措施如表3所示。

表3 防腐成品保護(hù)風(fēng)險與措施表

5 結(jié)語

（1）鋼板卷制過程中，為了避免卷制時曲率半徑過小，不允許一次卷制到位，在卷制過程中同時使用樣板進(jìn)行比對，及時使用夾具、點焊、內(nèi)支撐等措施減少鋼板自重引起的變形。

（2）根據(jù)母材、焊接設(shè)備、焊接環(huán)境及焊接效率，經(jīng)焊接工藝評定驗證，選擇合適的坡口形式，該工程選擇的坡口形式可有效控制變形量。

（3）管道自制作完成至安裝完成前均需在內(nèi)部安裝十字形支撐，防止自然變形。

（4）經(jīng)對成品測量，管道圓度偏差、端口垂直度、直徑偏差、剛性環(huán)垂直度等關(guān)鍵指標(biāo)均滿足設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)要求，未出現(xiàn)返廠返工和大幅度現(xiàn)場糾偏，管道制作工藝控制較為成功。