大口径钢管输水技术制造与质量控制

大口径钢管输水技术制造与质量控制
1m 水钢管,分 6m 一节在工厂制作,现场对接,X 坡口焊接. 防腐:外层用环氧煤沥青喷涂,内壁挂水泥镀锌网.按国家规范 控制质量,加压后渗水量仅为 O.1051/min. 关键词:钢管制造工艺质量控制 深圳市东部引水工程包括东部供水水源工程和供水网络干线工 程,总长 1057km.近期引水 11m3/s,远期可达 30m3/s.大坝河 倒虹吸工程是该项工程的一个重要组成部分, 它采用了双排压力 钢管,内径 1m,双排管各长 839m.其中作为管桥的明管,管壁 厚 t=30mm,双排管各长 208.1m;埋地管管壁厚 t=24mm,双排 管各长 628m. 直径 1m 输水钢管的施工分两个阶段进行,先在工厂加工制作成 长 6m 或 4m 的管节,然后运到工地进行对接. 
一,技术文件 施工图纸,设计说明书,现行的国家标准和行业标准. 
二,选材 钢管用 Q235 镇静钢.钢板尺寸按长宽双定尺-24×9870×2050 和 -30×9870×1850 订货. 对到货的钢板要求牌号清楚, 合格证齐全, 并进行了 5%的检查. 焊材:埋弧自动焊的焊丝采用 HO8A,焊接采用 HJ43 手工焊焊 条采用 J427. 防腐材料:钢管内防腐采用镀锌铁丝网水泥砂浆衬里;外防腐埋
地管采用特加强级环氧煤沥青涂料, 明管采用 STIC 重防腐涂料. 
三,钢板的下料,卷板和组装 1.钢管制作的下料 钢管纵缝和环绕坡口,设计采用"V"形和"U"形.根据施工单位 现有加工设备的具体情况,经设计单位同意,改为埋弧自动焊对 称"X"形,将工地手工焊接坡口改为"偏 X"形——即环缝水平中 心线以上外侧和水平中心线以下内侧均开大"V"形坡口,对应相 反方向开小"V"型坡口. "偏 X"坡口,便于先焊仰脸焊的小坡口,接着采用电弧气刨正面 清根,再焊上部大焊缝. 钢板采用自动火焰气割枪切割,先割直边,再加割坡口.切割氧 气压力 O.6MPa,乙炔气压力 O.5MPa.然后使用高速角式磨光 机,清除坡口内的熔渣,毛刺,氧化铁,磨光焊缝坡口. 2.卷板 卷板机的卷板能力为板厚 25mm×板宽 4000mm. 首先用卷板机压出钢板两端头的弧度,再卷中间部位.一般要卷 碾 4～5 次,不断用样板检查弧度,弧度合格后,点焊纵缝接口. 为了达到规范要求的圆度,当每小节的接口纵缝焊完之后,再次 套入卷板机进行复卷,确保质量合格. 3.管节的组装 考虑工地起吊和运输能力,减少工地焊缝,将 3 个短节组装成一 个长节, 即壁厚 24mm, 长度 6000mm, 重量 11094kg; 壁厚 30mm,
长度 5400m,重量 12625kg. 组装是在长度 7m 的弧形转动台车上进行的.控制相邻管节纵缝 错开 1800mm,组装的焊缝错边量纵缝控制在 2mm 以内,环缝 不超过 3mm,定位焊的长度是每 250mm 焊 50mm. 钢管组装后的检验 经检查, 管口平面性 2mm, 圆度 3D‰=9mm, 周长<3D‰=9mm, 都达到了规范要求.
四,钢管的焊接 1.首先进行焊接工艺评定 以厚度 30mm 的钢板作焊接工艺评定. 钢板材质是 Q235 镇静钢, 采用自动埋弧焊,焊丝牌号 H08A,焊丝直径 5mm,焊剂牌号 HJ43 环缝和纵缝均采用对接平焊,坡口型式是对称"X"形,一边 先开坡口角 60°, 坡口深度 8mm, 钝边 14mm, 焊机为 MZ-1-1000A 自动弧焊机,焊接电流 900～950A,电弧电压 38V,焊接速度 200～250mm/min.正面焊完后,背缝采用电弧气刨清根,再行 焊接.焊缝经外观检查和内部无损检测,均达一类焊缝标准,机 械性能试验结果符合 GB700-88 要求. 2.钢管的焊接 埋地钢管:材质 Q23 厚度 t=24mm.焊接参数为电压 36V,电 流 850～900A,速度 35mm/min. 焊接顺序: 每个小节长度 2m, 纵缝内侧先开 60°坡口, 深度 6mm, 焊件固定后,由焊机臂伸缩,进行自动焊接;纵缝外侧用电弧气
刨,开 60°坡口,深度 6mm,清根到底,再用高速角式磨光机清 除熔渣,毛刺和受热层,进行自动焊接. 将 3 个小节拼起来为 1 个大节,长度为 6m.先焊内侧,后焊外 侧.方向同上.所不同的是,这时钢管放在滚焊台车上,作旋转 运动,而装在焊臂上的焊机作送丝焊接. 明管的焊接:管材用 Q23 厚度 t=30mm.严格按照焊接工艺评定 告中所确定的焊接电特性执行,电压 38V,电流 900～950A,速 度 200～250mm/min. 3.钢管焊缝的质量检查 焊缝的外观检查:根据 DL/T5017-93 钢管制造安装及验收规范, 对工厂内焊接的纵缝和环缝,属于一类和二类焊缝,重点检查有 无裂纹,气孔,未焊满,表面灰渣等缺陷,经检查达不到规范要 求的,必须进行处理.
焊缝内部的无损检测:由于该管道在供水工程中属于特大型钢 管,非凡是厚度 t=30mm 的钢管是作为管桥使用的,既要承受内 水压力,又要负担由钢管自重和水体形成的弯矩,所以对焊接的 质量要求非凡高.对于管桥用的 t=30mm 厚的钢管,其纵缝和环 缝均属于一类焊缝, 要求进行 100%的 X 光射线拍片检查和 100% 的超声波探伤检查;而对厚度 t=24mm 的埋地钢管,纵缝属于一 类焊接, 进行 20%的 X 光拍片检查和 50%的超声波探伤检查. X 光射线探伤仪型号为 XXH-300 超声波探伤仪型号为 CTS-22.
五,钢管的防腐 1.埋地管外防腐 喷丸除锈:除锈按 Sa5 控制,采用喷钢丸除锈,金属表面全部露 出银白色金属光泽,粗糙度为 40～70m. 喷涂防腐层: 特加强级环氧煤沥青防腐, 即底漆 1 道, 面庞 5 道, 中间夹 4 层环氧玻璃丝布,厚度达到 0.9～1mm,涂每层漆的间 隔时间以涂上的漆干燥达不粘手为准. 质量检查:外观检查:漆表面均匀,平滑,无流挂,无泡,无折 皱.使用测厚仪,抽检 5%,全部测点要达到设计厚度,否则, 补漆加厚.用 5000V 电火花针孔检漏仪,进行针孔和绝缘检查, 以不打火花为合格.附着力检查,将防腐层切三角口,用力进行 撕拉,应不易拉起;若被拉起来,但第一层底漆必须附着在钢管 金属表面上,这样才算合格. 2.明管的外防腐 采用 STIC 重防腐涂料. 喷丸除锈:同埋地管除锈. 喷涂防腐涂料:当除锈合格,采用无气高压喷枪,喷第一层红色 底漆,待漆干不粘手,再喷第二道底,漆膜厚度达到 300m. 油漆的检验:外观检查,同埋地管厚度测量采用磁性测厚仪进行 测量,漆膜总厚度应达 600m 以上. 钢管的内防腐 埋地管和明管的内防腐,均采用挂镀锌铁丝网,喷涂抗压强度不
小于 30N/mm2 的水泥砂浆衬里.其水泥砂浆配合比是,水:水 泥:砂子=22:200:270;采用生活用水;#525 硅酸盐水泥; 坚硬,洁净,级配良好的天然砂,含泥量小于 2%最大粒径小于 2mm. 除锈:在钢管安装,焊接,回填覆土,竖向变位等验收合格后, 用钢丝轮刷彻底清除管道内部的浮锈,氧化皮,焊渣,油污等. 梆扎镀锌铁丝网: 铺设直径 3mm 铁丝网, 网格尺寸 50mm×50mm, 网片间隔 10mm,钢管底部弧长 1380mm 范围内不铺设铁丝网, 以便于喷涂小车行走;铁丝网与管壁之间垫直径 φ 长 7mm 的 Q235 钢筋, 点焊连接, 间距 350mm, 钢管内壁距铁丝表面 9mm. 机械喷涂水泥砂浆:分两层喷涂,第一层喷 10～12mm 厚,第二 层喷 8～10mm,确保刮磨平整光滑. 养护:一段钢管喷涂完毕,立即封堵所有通气孔,使管内保持湿 润,进行养护. 检查验收:测量防腐厚度,表面平整度,检查是否有裂纹,空鼓 现象, 水泥浆抗压强度要达到 30N/mm 对超标部位要进行处理使 之达到规范要求. 
六,整条钢管水压试验 根据设计要求: 试验压力为 0.481MPa, 渗水要求全长 827m 不大 于 41/min.2000 年 4 月,进行了打压后渗漏降压和打压后放水 降压试验, 结果两根钢管渗水量分别为 O.1051/min 和 0.281/min, 符合设计要求.
倒虹吸钢管从设计到制造安装,都严格按照设计和规范要求,克 服了钢管制作和施工安装的种种技术难题,严把质量关.通过质 量验收,单元工程优良品率为 96%,达到了较满足的效果,为工 程的安全运行打下了坚实基础.