水电站压力钢管制作安装施工方法及质量控制
时间：2023-04-22 22:00:01 来源：千叶帆 本文已影响人
张广力，魏虎明，王洋洋
中国水利水电第四工程局有限公司，青海 西宁 810007
在水电站建设工程施工过程中，由于压力钢管的安装过程比较复杂，投资成本较大，时间较长，易受到各种自然环境和人为因素的影响，能否在规定的时间内安装并稳定运行，取决于其施工安装措施和施工质量水平。因此，在压力钢管安装施工过程中，有必要严格控制施工质量。其中，如何控制施工质量和安装措施是值得施工企业管理人员深思的问题。
水电站压力钢管生产流程如下：原材料入厂检验→边缘区域无损检测→画线和标识→切割→加工坡口→预弯和卷板→检验和取圆→焊接工艺鉴定→焊接和检验→除锈、底漆→喷漆和防腐→运输。
2.1 压力钢管的制作安装条件
压力钢管属于耐压耐腐蚀的高性能材料，其中选材制作、剪裁拼装、组装防护等一些技术运行都必须按照国家规定的条件开展，每个技术操作程序都有专门的安全操作指导书。并且，对于人身安全保障工作都有相应的标准，还有专业的工程技术人员全程监督。水电站设计的文件、图纸以及流程都已经向相关部门报备，在得到多方认可的条件下方可开展相关工作。
2.2 压力钢管的制作安装要点
（1）划线编写号码。用专业的划线设备标写出切割线、水流方向、内外弧度值等相关数据，遵循一定的顺序序号，避免在后续制作中发生混乱而影响工期进度。
（2）钢板切割。切割钢板时应用中性火焰，并控制好火焰温度、氧气压力以及切割程度，使钢板切口比较平整，切割时还需注意沿切割线把握好尺度，尽可能确保切割的钢板长度符合标准，以免影响后续的加工制作。
（3）坡口制备。坡口制备的过程中通常使用火焰切割。火焰切割成本低、效率高，便于操作。火焰切割加工完的切口为直边，厚板宜加工为双面坡口，以控制其填充量。个别情况下，因设计原因，一些埋管段背面预留空间太小，人员无法在背部操作，无法清根，只能进行单面焊接。为了确保纵、环缝的焊接质量，应采用单面焊双面成形技术。由于坡口加工的精度比较重要，此段钢管的坡口加工需要用刨边机加工成U形坡口，并且需采用角度样板，控制角度的误差，实现单面焊接、双面成型的效果。
（4）坡口打磨处理与防锈处理。切割坡口时，火焰的高温使得切口会产生氧化反应，生成一层氧化膜，将加强其脆性，如果不予以清除就进行焊接，会造成钢管缝隙的韧性下降、脆性加强，形成安全隐患，一旦发生相关问题，将损耗大量的财力、物力，影响工程质量。
（5）就位与安装。采用适宜规格的千斤顶和与钢管外壁弧度一样的托梁进行安装单元，使安装单元和到位台车之间相连接，在加劲圈前后安装2个铁楔。把钢丝绳系在安装单元上，经过绞车将其引到安装位置。在安放过程中，可以利用手葫芦与千斤顶将安装单元的位置安排到位，再进行稳固及焊接等操作。
（6）埋管段安装。在地埋管断面的安装过程中，应该按照安装的真实情况开展施工。如果管道断面受到上部空间量的制约，则需要创建专门途径，同时利用滑脱方式扩大安装埋管范围。根据施工经验，通过在滑轨上滚动提升机，能确保陡坡斜压钢管的顺利安装。同时，在安装过程中，可以应用滑靴支架和托盘轴承。当正压和摩擦因数发生变化时，压力钢管的摩擦阻力也会随之发生变化，并将改变滑动速度，从而引起异常问题的发生。对于这种情况可采用上1、下2点的螺栓吊挂形式，并通过提升机的每个螺栓点来调节压力钢管，以确保运输平稳、可靠和施工安全。
（7）明管段安装。压力钢管明管段大管径钢管通常使用移动式汽车吊装，小管径钢管可以借助土建作业的塔机实现，这两种方法都是根据土建作业进度进行安装，能保证汽车吊的回转半径都在吊装范围内。个别情况下，会一次性完成土建作业，导致压力钢管无法跟随进度安装，需使用大起重量移动式履带吊完成吊装，如埃塞俄比亚复兴大坝金结项目，土建提前完成了相关作业，即使使用500t移动式汽车吊也无法吊装，只能改为450t履带吊完成相关作业。
3.1 按照施工特点、施工合同及图纸要求进行操作
施工应按照施工特点、施工合同及图纸要求进行，以符合相关质量标准。按照《压力钢管安装制造及验收规范》（DL/T 5017—2007），施工设计图纸、施工规划、《焊接作业指导书》和《焊接技术指导书》展开压力管道钢管的转运、安装、焊接以及验收等。严格审核来料质量和设施设备性能。利用国内正规厂家开发的焊机和焊接材料，并烘烤保温焊条。焊工应持有上岗证书，应用适当的电流、科学合理的焊接方法进行焊接，并配置专职人员负责电气设备和线路的维修与保养，以便确保焊接的质量。管理人员要根据图纸和施工组织规划，列出项目的关键点，从而对关键部位进行管理，提高施工项目的整体质量。技术人员按照设计图纸分解工程质量总体目标，确定自身的职能和权利，做好技能分工，将质量管理工作落到实处。
3.2 以预防为中心，做好各项措施
以预防为中心，做好安装施工的事前主动控制、事后主动检查和严格控制的主动预防措施。在进行钢管安装前，需对钢管安装所用到的设备、仪器、原材料等进行检查和维护，做好安装施工工装的准备工作。按照现场真实情况建立技术策划、技术措施、质量保障以及管理制度等，上报监管监督部门审核。将施工过程、工艺、流程告知组长，有效地组织每个团队学习工作指导书。在工作面安装过程中，应安装电气线路和照明设施，将运输路面拉平，由测量员入孔丈量、布置线路，并在每次安装前做好技术准备工作。过程控制的基本路径是对施工过程中的工作流程进行管控。
（1）在钢管安装施工过程中，需进行技术指导、测量以及检验工作。施工单位应派技术人员进行现场管理工作，及时处理问题，应及时提供安装施工所需的材料和数据。对各节钢管的编号、轴距、标高以及坡度加强控制与校正，对安装在管接头上的重复、误差进行管控，针对问题进行及时改正，直到执行规范在规定范围内，后期必要时可调动插座安装，完成测量记录和数据整理。检验员对安装质量进行及时检查，包括钢管定位尺寸、圆形接头、焊接外观质量等。检验人员焊接后对焊缝安装规范进行比例超声检查和射线检查，发现问题应及时修复。
（2）在完成的每个过程中，施工队伍必须进行自检，并由质量检验员检验，填写质量检验记录表单，再由监理工程师经过反复检验，确保质量合格后方可进行下一步工作，如果质量不合格应返修。技术人员、测量员和检验员应做好相关工作，如检验记录、数据整理等，保证每项工作都有据可行，确保每项数据的真实性与可靠性，杜绝不合格流程。
（3）钢管安装后，为了加强后勤保障，如设备的维修保障，应定期检查对接环焊接、防腐质量，注浆孔密封质量等相关方面，并加强钢管与隧道墙壁之间的连接，认真填写单位工程检验报告并提交监理复核，在单位内工程验收合格后，方可对钢管外侧开展回填工作。回填过程中，应注意保护注浆孔的螺纹。回填后，应派焊接人员堵孔，用渗透探伤法检查堵焊质量，并且积极准备后续的安装验收工作。
3.3 进行安装质量验收及评价
工程质量检验部门应实事求是，认真开展质量检查与数据的填写及整理工作，客观评价施工质量，科学合理地探讨质量缺陷问题，运用科学的管理措施解决施工初期隐藏的质量问题。同时，应积极配合监理员、业主和其他单位人员，完成安装单位工程、分配工程的验收。明管段压力钢管工作人员应与土建人员沟通每安装多少个单元进行一次交面，如果单元太长，将影响土建混凝土浇筑；
单元太短，则土建立模拆模频繁，将影响项目整体施工进度。单位验收应在工程竣工后进行。质检部门在对单位工程质量进行自我评价的基础上，需向监理部门提交验收申请，进行相关审核，同时通知监理部门有效开展现场检验，验收后才能进行下一步工序的施工。
综上所述，通过对压力钢管制作与安装技术的研究分析可知，压力钢管的制作安装质量条件有着较大的差异，需要与压力钢管的技术规范相结合，对压力钢管的质量进行管控，从而提高水电站的工程质量，降低电站的运行成本，提高其社会和经济效益。
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