大（dà）口徑輸水鋼管的製造技術與質量控製

大口徑輸水鋼管的製（zhì）造技術與質量控（kòng）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：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（kòng）製質量，加壓後滲水量僅為O.1051/min。

　　深圳（zhèn）市東部引水（shuǐ）工程（chéng）包括東部供（gòng）水水源工程和供水網絡幹線工程，總長1057km。近期引水11m3/s，遠期可達30m3/s。大壩河倒虹吸工程是該（gāi）項工（gōng）程的一個（gè）重要組成部分（fèn），它采用了雙排壓力（lì）鋼管，內徑1m，雙排管各長839m。其（qí）中作為（wéi）管橋的明管，管壁厚t=30mm，雙排管各長208.1m;埋地管管壁厚t=24mm，雙排管各長（zhǎng）628m。

　　直徑1m輸水鋼管的施工分兩（liǎng）個階段進行，先在工廠（chǎng）加工製作成（chéng）長（zhǎng）6m或4m的管節，然後運到工地進行（háng）對接。

　　一、技術文件

　　施工圖紙、設計（jì）說明書、現行的國家標準和行業標準。

　　二、選材

　　鋼管用Q235鎮靜鋼。鋼板尺寸按（àn）長寬雙（shuāng）定尺-24×9870×2050和-30×9870×1850訂貨。對到貨的鋼板要求牌號清楚、合格證齊全，並進行了5%的檢查。

　　焊材：埋弧自動焊的（de）焊絲采用HO8A，焊接采用HJ43手工焊焊條（tiáo）采用J427。

　　防腐材料：鋼管內防腐采用鍍鋅鐵絲網水泥砂漿襯裏;外防腐埋地管采用特加強（qiáng）級環（huán）氧煤瀝（lì）青塗料，明（míng）管采用STIC重防腐塗料（liào）。

　　三、鋼板（bǎn）的下料、卷板和組（zǔ）裝（zhuāng）

　　1.鋼管製作的下（xià）料

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

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

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

　　2.卷板（bǎn）

　　卷板機的卷板能力為板厚（hòu）25mm×板寬4000mm。

　　首先用卷板（bǎn）機壓出鋼板兩端（duān）頭的弧（hú）度，再（zài）卷（juàn）中間部位（wèi）。一般要卷（juàn）碾4～5次，不斷用（yòng）樣板檢查弧度，弧度合格後，點焊縱縫接口。

　　為了達到（dào）規範（fàn）要求的（de）圓（yuán）度，當每小節的接（jiē）口縱縫焊完之後，再次套入卷（juàn）板機進行複卷（juàn），確（què）保質量合格（gé）。

　　3.管節的組裝

　　考慮工地起吊和運輸能力，減少工地焊縫，將3個短節組（zǔ）裝成一個長節，即壁厚24mm，長度6000mm，重量11094kg;壁厚30mm，長度5400m，重量12625kg。

　　組裝是在長度7m的弧形（xíng）轉動台車上進行（háng）的。控製相（xiàng）鄰管（guǎn）節縱縫錯開1800mm，組（zǔ）裝的焊縫錯邊量縱縫控製在（zài）2mm以內，環縫不超過3mm，定位（wèi）焊的長度是每250mm焊50mm。

　　鋼管組裝後的檢驗

　　經檢查，管（guǎn）口平麵性2mm，圓度3D‰=9mm，周長<3D‰=9mm，都達到了規範要（yào）求。

　　四、鋼管焊接

　　1.首先進行焊接工藝評定

　　以厚度30mm的鋼（gāng）板作焊接工藝評定。鋼板材質（zhì）是Q235鎮靜鋼，采用自動（dòng）埋弧焊，焊（hàn）絲牌號H08A，焊絲直徑5mm，焊劑牌號HJ43環縫和縱縫（féng）均采（cǎi）用對接（jiē）平焊（hàn），坡（pō）口型式是對稱“X”形，一邊先開坡口角60°，坡口深度8mm，鈍邊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。正麵焊完後，背縫采用電弧氣刨清根，再行焊接（jiē）。焊縫經外觀（guān）檢查和內部無（wú）損檢（jiǎn）測，均（jun1）達一類焊縫（féng）標準，機械性能試驗結果符合GB700-88要求。

　　2.鋼管的焊接

　　埋地鋼管：材質Q23厚（hòu）度t=24mm。焊接參（cān）數為電（diàn）壓36V、電（diàn）流（liú）850～900A、速度35mm/min。

　　焊接順序：每個（gè）小節長度2m，縱縫內側先開60°坡口（kǒu），深度6mm，焊件（jiàn）固定後，由焊機（jī）臂（bì）伸縮，進行自動（dòng）焊（hàn）接;縱縫外側用電弧氣（qì）刨，開60°坡口，深度6mm，清（qīng）根到底，再用高速角式（shì）磨光機（jī）清除熔渣、毛刺（cì）和受熱層，進行自動焊接。

　　將3個小（xiǎo）節拚起來為1個大節，長度為6m。先焊內側（cè），後焊外（wài）側。方向同上（shàng）。所不同的是，這時鋼管放在滾焊台車（chē）上，作旋轉運（yùn）動，而裝在焊臂上的焊機作送絲焊接。

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

　　3.鋼管焊縫的質量檢查

　　焊縫的外觀檢（jiǎn）查：根據DL/T5017-93鋼管製造安裝及驗收規範，對工廠內焊接的縱縫和環縫，屬於一類和二類焊縫，重點檢查有無裂紋、氣孔、未焊滿、表麵灰渣等（děng）缺陷，經檢查達不（bú）到規範要求（qiú）的，必須進（jìn）行（háng）處理。

　　焊縫內部（bù）的（de）無損檢測：由於該（gāi）管道在供水工程（chéng）中屬於特大型鋼管，非凡是厚度t=30mm的鋼管是作為管橋使用的，既要承受內水壓力（lì），又要負擔由（yóu）鋼管自重和水體形成的彎矩，所（suǒ）以（yǐ）對焊接的質量要求非凡高。對（duì）於管橋用的t=30mm厚的鋼管，其縱縫（féng）和環縫均屬於一（yī）類焊縫，要（yào）求進行100%的X光射線拍（pāi）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（tàn）傷（shāng）儀型號為XXH-300超聲波探傷儀型號為（wéi）CTS-22。

　　五、鋼管防腐

　　1.埋地管（guǎn）外防腐

　　噴丸除鏽：除鏽按Sa5控製，采用噴鋼丸除（chú）鏽，金屬（shǔ）表麵全部（bù）露出銀白色金屬光澤，粗糙度為40～70μm。

　　噴（pēn）塗防腐層（céng）：特加強級環氧（yǎng）煤瀝青防腐，即底漆1道，麵龐（páng）5道，中間夾（jiá）4層環氧玻璃絲布，厚度達到0.9～1mm，塗每層漆的間隔時間以塗上的漆幹（gàn）燥（zào）達不粘手為準。

　　質量檢（jiǎn）查（chá）：外觀檢查：漆表麵均勻、平滑（huá）、無流（liú）掛、無泡、無（wú）折皺。使用測（cè）厚儀，抽檢（jiǎn）5%，全部測點要達到設計厚度，否則，補（bǔ）漆加厚。用5000V電火花（huā）針孔檢漏儀（yí），進行針孔和絕緣檢查，以不打火花為合格。附著（zhe）力檢查，將防腐層切三角（jiǎo）口（kǒu），用力進行撕拉（lā），應不易拉起（qǐ）;若被拉起（qǐ）來，但第一層底漆必須（xū）附著在鋼管金屬表麵上，這樣才算合格。

　　2.明管的外防腐

　　采用STIC重（chóng）防腐塗料。

　　噴丸除鏽：同埋地（dì）管除鏽（xiù）。

　　噴塗（tú）防腐塗料：當除鏽合格，采用無氣高壓噴槍，噴第一層紅色底漆，待（dài）漆幹（gàn）不粘（zhān）手（shǒu），再噴第二道底，漆（qī）膜厚度達（dá）到300μm。

　　油漆（qī）的檢驗：外觀檢查，同埋地（dì）管厚度（dù）測量采用磁性測厚儀進（jìn）行測量（liàng），漆膜（mó）總厚度應達600μm以上。

　　鋼管的（de）內防（fáng）腐

　　埋地管和明管的（de）內防（fáng）腐，均采用掛（guà）鍍鋅鐵絲網，噴塗抗壓強度不小於30N/mm2的水泥（ní）砂漿襯（chèn）裏。其水泥砂漿配合比是，水：水泥：砂子=22：200：270;采用生活（huó）用水;#525矽酸鹽水泥;堅硬（yìng）、潔淨（jìng）、級（jí）配良好的天然砂，含泥量小於2%最大粒徑小於2mm。

　　除鏽：在鋼管安裝、焊（hàn）接、回填覆土、豎向變位等驗收（shōu）合格後，用（yòng）鋼絲輪刷徹底清除管道內部的（de）浮鏽、氧化皮、焊渣、油汙等。

　　梆紮鍍鋅鐵絲網（wǎng）：鋪設直徑3mm鐵絲網，網（wǎng）格尺寸（cùn）50mm×50mm，網片間隔（gé）10mm，鋼管底部弧長1380mm範圍內（nèi）不鋪設鐵絲網，以便於噴塗小車行走;鐵（tiě）絲網與管壁之間墊直徑φ長7mm的Q235鋼筋，點焊連接，間距350mm，鋼管內壁距鐵絲表麵9mm。

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

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

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

　　六、整條鋼管水壓試驗

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

　　倒虹吸鋼管從設計到製造安裝，都嚴格按照設計和規範要求，克服了鋼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（yàn）收，單元工程優良品率為96%，達到了較滿足的效果，為工（gōng）程（chéng）的安全運行打下了堅實基礎（chǔ）。