大口徑輸水鋼管的製造技術與質量控製

大（dà）口徑輸水（shuǐ）鋼管的製造技術與質量控製

　1m水鋼管，分6m一節在工廠製作，現場對接，X坡口焊接。防腐（fǔ）：外層用環氧煤瀝（lì）青噴塗，內壁掛水泥鍍鋅網。按國家規範控製質（zhì）量，加壓後滲水量僅為O.1051/min。

　　深圳市東部引水工程（chéng）包括東部供水水源工程和供水網絡幹線工程，總長1057km。近期引水（shuǐ）11m3/s，遠期可達30m3/s。大壩河倒虹吸工程是該項工程的一個重要組成部分，它采用了（le）雙排壓力鋼管，內徑1m，雙排管各長839m。其中作為管橋的明（míng）管，管壁厚t=30mm，雙排管各長208.1m;埋地管（guǎn）管（guǎn）壁厚t=24mm，雙排管各長628m。

　　直徑1m輸水鋼管的施工分兩個階段進行，先在工廠加（jiā）工製作成長6m或4m的管節，然後運到工地進（jìn）行對接。

　　一、技術文件

　　施工（gōng）圖紙、設計說明書、現行的國家標準和行業（yè）標準。

　　二（èr）、選材

　　鋼管用Q235鎮靜鋼（gāng）。鋼板尺寸按長寬雙定尺-24×9870×2050和-30×9870×1850訂貨。對（duì）到貨（huò）的（de）鋼板要求牌號清楚、合格證齊全，並進行了（le）5%的檢查。

　　焊材：埋弧自動焊的焊絲采用HO8A，焊接采用HJ43手工焊焊條采用J427。

　　防腐材（cái）料：鋼管內防（fáng）腐（fǔ）采用鍍鋅鐵絲網水泥砂漿襯裏;外防腐埋地管采用特加強級環氧煤瀝青塗料，明管采用STIC重防腐（fǔ）塗料。

　　三、鋼板的下料、卷板（bǎn）和組裝

　　1.鋼管製作的下料

　　鋼管縱縫（féng）和環繞坡口，設計采用（yòng）“V”形和“U”形。根據施工單位現有加工設備的具體情況，經設計單位同意（yì），改為埋弧自動焊對稱“X”形，將工地手工焊（hàn）接坡口改為”偏X”形（xíng）——即環縫水平中心線以上外側（cè）和水平（píng）中心線以下內側均開大“V”形坡口，對應相反方向開小“V”型（xíng）坡口（kǒu）。

　　“偏X”坡口，便於（yú）先焊仰臉焊的小坡口，接著采用電弧氣刨正（zhèng）麵清根，再焊上部大焊縫。

　　鋼板（bǎn）采用自動火焰氣割槍切割，先割直邊，再加割坡口（kǒu）。切割氧氣壓力O.6MPa，乙炔氣壓力O.5MPa。然後使用高速角式磨光機，清除坡口內的熔渣、毛刺、氧化鐵、磨光焊縫坡（pō）口。

　　2.卷（juàn）板

　　卷板機的卷板能力為板厚25mm×板寬4000mm。

　　首先用卷板機壓出鋼板兩端頭的弧度，再卷中間部位。一般要卷碾4～5次，不斷用樣板檢查弧度，弧度合（hé）格（gé）後，點焊縱縫接口（kǒu）。

　　為了達到規範要求的圓度，當每小節的接口縱（zòng）縫焊完之後，再次套入卷板機進行複卷，確保質量合格（gé）。

　　3.管（guǎn）節的組裝

　　考慮工地起吊和（hé）運輸能（néng）力，減少工地焊縫，將3個短節組裝（zhuāng）成一個長節，即壁厚（hòu）24mm，長度（dù）6000mm，重量11094kg;壁厚30mm，長（zhǎng）度5400m，重量12625kg。

　　組裝是在長度7m的弧形轉動台車上（shàng）進行的。控製相鄰管節縱縫（féng）錯開1800mm，組裝的焊縫（féng）錯邊量縱縫控製在（zài）2mm以內（nèi），環縫不超過3mm，定（dìng）位焊的長度是每250mm焊50mm。

　　鋼管組裝後的檢驗

　　經檢查（chá），管口平麵性2mm，圓度3D‰=9mm，周長<3D‰=9mm，都（dōu）達到了規範要求。

　　四、鋼管焊接

　　1.首先進行（háng）焊接工藝評定

　　以厚度30mm的鋼板作焊接工藝評定（dìng）。鋼板材質是Q235鎮靜鋼，采用自動埋弧焊，焊絲牌號H08A，焊絲直徑（jìng）5mm，焊劑牌號HJ43環縫和縱（zòng）縫均采用對接（jiē）平焊，坡口型式是對（duì）稱“X”形，一（yī）邊先開坡口角60°，坡口深度8mm，鈍邊（biān）14mm，焊機為MZ-1-1000A自動弧焊機，焊接電流900～950A，電弧（hú）電壓38V，焊接速度200～250mm/min。正麵（miàn）焊完後，背縫采用電弧氣刨清根，再行焊（hàn）接。焊（hàn）縫經外觀檢查和（hé）內部（bù）無（wú）損檢測（cè），均（jun1）達一類焊縫標（biāo）準，機械性能試驗結果符合GB700-88要求。

　　2.鋼管的焊接

　　埋（mái）地鋼管：材（cái）質Q23厚度t=24mm。焊接參數（shù）為電壓36V、電流850～900A、速度35mm/min。

　　焊接順序：每個小節長度2m，縱縫內側先開60°坡口，深度6mm，焊件固定後，由焊（hàn）機臂伸縮，進行自動焊接;縱縫外側用電弧氣刨，開60°坡口，深度6mm，清根到底，再用高速角式磨光機清除熔渣、毛刺和受熱層，進行自動焊接。

　　將3個小節拚起來為1個大節，長度為6m。先焊內側，後焊外側（cè）。方向同上。所（suǒ）不同的是，這時鋼管放在滾焊台車上，作旋轉運動，而裝在焊（hàn）臂上的焊機作送絲焊接。

　　明管（guǎn）的焊接（jiē）：管材用Q23厚度t=30mm。嚴格（gé）按照焊接工藝評定告中所確定的焊接電特性（xìng）執行，電壓38V，電流900～950A，速度200～250mm/min。

　　3.鋼管焊縫（féng）的質量檢查

　　焊縫的外觀檢查：根據DL/T5017-93鋼管製造安裝及驗收規（guī）範，對工廠內焊接的縱縫和環縫，屬於一類和二類焊縫，重（chóng）點檢查有無（wú）裂紋、氣孔、未焊滿（mǎn）、表麵灰渣等缺陷，經檢查達不到規範（fàn）要求（qiú）的，必須進行處（chù）理。

　　焊縫內（nèi）部的無損檢測：由於該管（guǎn）道在供（gòng）水工程中（zhōng）屬於特大型鋼管，非凡是厚度t=30mm的鋼管是作（zuò）為管橋（qiáo）使用的，既要承受內水壓力（lì），又（yòu）要負擔（dān）由鋼管自重和（hé）水體形成的彎矩，所以對（duì）焊接的質量要求非凡（fán）高。對於管（guǎn）橋用的t=30mm厚的鋼管，其縱縫和環縫均屬於一類焊縫，要求進行100%的X光（guāng）射線拍片檢查和100%的超聲波探傷檢查;而對厚度t=24mm的埋地鋼管，縱縫（féng）屬於一類焊接，進行20%的X光拍片檢查和50%的超聲波探傷檢查。X光射線探傷儀型號為XXH-300超聲波（bō）探（tàn）傷儀型（xíng）號為CTS-22。

　　五、鋼管防腐

　　1.埋地管外防腐

　　噴丸除（chú）鏽：除鏽按Sa5控製，采用噴鋼丸除（chú）鏽，金屬表麵全部露出銀白（bái）色金屬（shǔ）光澤，粗（cū）糙度為40～70μm。

　　噴塗（tú）防腐層：特加強級（jí）環氧煤瀝青防腐，即底漆1道，麵龐5道，中間夾4層環氧玻（bō）璃絲布，厚度達（dá）到0.9～1mm，塗每層漆的間隔時間以塗上的漆幹燥達不（bú）粘手為準（zhǔn）。

　　質量檢查：外觀檢查：漆表麵均勻、平滑（huá）、無流掛、無泡、無折皺。使用測厚儀，抽檢5%，全部測點要達到設計厚度，否則，補漆加厚。用5000V電火花針孔檢漏儀，進行（háng）針孔和絕緣檢查，以不打火花為合格。附著力檢查，將防腐層切三角口，用力進行撕拉，應不易拉起;若被拉起來，但第一層底漆必須附著在鋼管金屬表麵上，這樣才算合格。

　　2.明管的外防（fáng）腐

　　采用STIC重（chóng）防腐塗料。

　　噴丸（wán）除鏽：同埋地管除鏽。

　　噴（pēn）塗防腐塗料：當除鏽合格，采用無氣高壓噴（pēn）槍，噴第一層（céng）紅色底（dǐ）漆，待漆幹不粘手，再噴第二（èr）道底，漆膜厚（hòu）度（dù）達到（dào）300μm。

　　油漆的檢（jiǎn）驗：外觀檢查，同埋（mái）地管厚度測量采用磁性測厚儀進行測量，漆膜總厚度應達600μm以上（shàng）。

　　鋼管的內防腐

　　埋（mái）地（dì）管和明管的（de）內防腐，均（jun1）采用（yòng）掛鍍鋅鐵（tiě）絲網，噴（pēn）塗抗壓強度（dù）不小於30N/mm2的（de）水（shuǐ）泥砂漿襯裏。其水泥砂漿配合比（bǐ）是，水（shuǐ）：水泥：砂子=22：200：270;采用生活用水;#525矽酸鹽水泥;堅硬（yìng）、潔（jié）淨（jìng）、級配良好的天（tiān）然砂，含泥（ní）量小於2%最大粒徑小於2mm。

　　除鏽：在鋼管安裝、焊接、回填覆土（tǔ）、豎向變位（wèi）等驗收合格後，用鋼絲輪刷徹底清除管道內部的浮鏽、氧化（huà）皮（pí）、焊渣、油汙等。

　　梆紮鍍鋅鐵絲網：鋪設直徑3mm鐵絲網，網格尺寸50mm×50mm，網片間隔10mm，鋼管（guǎn）底部弧長1380mm範圍內不鋪設鐵絲網，以便於噴（pēn）塗小車行走;鐵絲網與管壁之間墊直（zhí）徑φ長7mm的Q235鋼筋，點焊連接，間距（jù）350mm，鋼（gāng）管內壁距鐵絲表麵9mm。

　　機械噴（pēn）塗水泥砂（shā）漿（jiāng）：分兩層噴塗，第一層噴10～12mm厚，第二層噴8～10mm，確保刮磨平（píng）整光滑。

　　養護：一段鋼管噴塗完畢，立即封堵所有通氣孔，使管（guǎn）內保持濕潤，進行養護。

　　檢查驗收（shōu）：測量防腐厚度、表麵平整度，檢查是否有裂紋、空鼓現象，水泥漿（jiāng）抗壓強（qiáng）度要（yào）達到30N/mm對超標部位要進行處理使之達到規範要求。

　　六、整條鋼管水壓試驗

　　根據（jù）設計要求：試驗壓力為0.481MPa，滲水要求全長827m不大於41/min。2000年4月，進行了打壓（yā）後滲漏降壓（yā）和（hé）打壓後放水降壓試驗，結果兩根鋼管滲水量分別為O.1051/min和0.281/min，符合設計要求。

　　倒虹（hóng）吸鋼管從設計到製造安裝，都嚴格按照設計和規範要（yào）求，克服了鋼（gāng）管製作和施工安裝的種種技術難題，嚴把質量關。通過質量驗收，單元工程優良品（pǐn）率（lǜ）為96%，達到了較滿足的效果，為工程的安全運（yùn）行（háng）打下了堅實基礎。