压力钢管制造安装及验收规范条文说明(pdf24)(1).pdf

?中华人民共和国电力行业标准压力钢管制造安装及验收规范条文说明目次修订说明主题内容与适用范围引用标准一般规定压力钢管制造压力钢管安装压力钢管焊接压力钢管焊后消除应力热处理压力钢管防腐蚀水压试验包装 运输交接验收修订说明根据能源部水电开发司年月日批复的水电建号文水工建筑物金属结构制造 安装及验收规范 列为年修编项目考虑该规范内容多 篇幅大为便于实施 决定将此规范分为若干个规范 其中压力钢管制造 安装及验收列为该规范中的一项本规范即是对规范中有关钢管制造 安装及验收条文进行修订 修订后的规范名称和代号为 压力钢管制造安装及验收规范于年月日发布并实施本规范修订是在规范有关条文的基础上进行修订 成熟一条 修订一条 不推倒重来规范 以下简称原规范 是以年研究班定稿 水工金属结构制造 安装及交接验收规范 为基础修订而成 研究班定稿当时虽未正式颁发 但水电系统金属结构制造 安装单位均按此执行从研究班定稿使用日期算起 至今已近三十年 通过三十年使用 证明原规范虽在内容上尚有欠缺之处 对某些条文规定有偏严或偏松的不同看法 但总的说来原规范的大部分条文是切实可行 行之有效的在实施阶段 对保证和提高压力钢管的制造和安装质量起到了一定的作用 设计和施工单位对原规范的内容 要求也均已通晓 熟悉 习惯鉴于上述原因 这次规范修订对原规范中一些切实可行 行之有效的条文 仍予保留 不作修改 或只作少量改动 补充 以保证规范的延续性和实用性增加 补充国内 外先进合理的有关技术标准改革开放以来 我国承包了一部分国外水电站工程 外商也承包了我国一些水电站工程 相互交流的机会增多 发现国内标准和国外标准相对比有一定差距我国有些标准规定不具体 如钢管防腐蚀标准 只有定性标准 没有定量的检测标准有的是内容欠缺 如焊接工艺评定是一项重要的技术要求 是指导施工的科学依据 在原规范中只提了一句应作 焊接工艺试验未作具体规定这次修订中 对这些欠缺和不具体的标准 均引用国内 外先进标准予以充实 增加增加与高强钢制造 焊接有关的技术要求与条文近年来我国高水头和大型电站的修建日益增多 原规范所列的钢材 其强度等级已满足不了要求 不得不采用强度等级更高的钢材原规范对高强钢的技术标准没有涉及 这次规范修订中 参考鲁布格 天生桥 清江等电站的施工技术文件和国外有关标准 增加了有关条文但采用的钢材强度等级 本规范还只限于抗拉强度级的高强钢 未包括级的高强钢吸取多年来在钢管施工中不重视定位焊 工卡具等临时构件焊接质量的教训 增加相应的条文我们对钢管主缝焊接 即一 二类焊缝 一贯较重视 但对定位焊和工卡具等焊接 有些同志在思想上认为是临时性的固定焊缝 往往不予重视如采用未经充分烘焙的焊条 由参加工作不久的徒工进行点焊 在应预热焊接的钢板上 焊接定位焊和工卡具时有的也不预热 也不按工艺规定焊接 并任意在钢板上引弧 这样容易引起微裂纹 尤其是厚度较厚有淬硬倾向的高强钢在切除工卡具 吊耳等时 用大锤硬敲 以致撕裂母材 出现凹坑 事后对留下的焊疤残痕和凹坑不磨平 不焊补 磨平后也不认真检查 这种工艺作风应当改进现在有些单位对此已引起重视 他们通过改进工艺 使钢管内外壁保持光滑 既无焊疤 也无凹坑 即使有了个别的凹坑和焊疤 也是认真处理针对上述情况 本规范修订中 就注意到有关这方面条文的充实和强调压力钢管制造安装及验收规范 条文说明注意和国内 部内有关规范协调一致钢管设计规范已于年颁发实施 原规范的条文规定基本和一致 但也有个别例外 如焊缝探伤百分比的规定 设计规范就严于施工规范 但这次修订中拟订的条文与设计 施工规范又有所不同 因为设计和施工规范的探伤百分比的多少 纯粹按一 二类焊缝划分 没有考虑钢板厚度 钢板强度等级我们认为应当按焊缝的重要性 钢板厚度和其强度等级三者作综合考虑后规定同时考虑无损探伤百分比的多少与焊缝系数有关 则理应由设计来定 鉴于近年来已建和在建的几个大型电站的招标文件中 对钢管无损探伤百分比的规定 都严于上述各规范的现实 为此我们在修改这条条文时是综合考虑了上述各方面因素来制订的 以求更为合理实用压力钢管焊后热处理 原施工规范修订时 感到消除应力热处理 对大型钢管来讲是一件较复杂的技术问题 牵涉面广 难度大 对需否热处理 和多少厚度的钢板应作热处理 在国际上也有不同的看法和不同的规定 故加以回避 未作规定设计规范 虽有规定 但规定应作焊后热处理钢板厚度 仅是以压力容器规范为基础放宽为什么选择放宽没有充分依据 而在施工中也未按此执行 且其规定只限于碳素钢和低合金钢 没有涉及高强钢 故可以说目前还没有一个切实可用的规范影响钢管焊后需否热处理的因素很多 与钢种的类别 钢材的性能 强度等级 钢板厚度和施工质量的保证程度和残余应力的大 小 以及热处理会否造成钢材性能劣化 或者有产生再热裂纹的可能等多种因素有关同时 热处理是一项技术性复杂影响工程质量较大的工序 投资大 且需要占一定直线工期 牵涉到工程造价和施工进度 这必须在设计阶段就统筹考虑 其所需的费用和工期 应列入概预算和发电进度中根据上述原因 钢管需否作焊后热处理和采用何种方法 属于设计考虑范畴 应由设计规范或设计技术文件加以规定 施工规范只在热处理工艺方面作相应规定 本规范即按此原则修订但在修订说明中 我们还是根据我们已收集和了解的资料 作一些概略的介绍 提供有关单位在对热处理问题作进一步调研 论证和试验时的参考和线索将最新修订的钢材标准和已经鉴定并在压力容器上使用但尚未列入国家标准的新研制钢材 以及国外生产的部分常用于压力钢管的钢材 作为补充件或参考件列于附录近年来 国产钢材标准变化很大 原规范附录中所列的碳素钢和低合金钢标准 均为年代标准 现本规范附录所列 均改为年代后期的标准即最新标准两者对照可以看出碳素结构钢 标准中的已为级级钢代替 压力容器用钢中的已为代替钢在压力容器设计中已不作为容器壳板用钢钢材标准中规定不保证冲击韧性要求 只有在需方要求下 可增作不同温度的冲击韧性试验故采用钢作压力钢管用钢时 应根据工程所在地区温度 板厚等情况 提出相应的冲击韧性要求新颁发的钢材标准中级钢和压力容器用钢 都规定了冲击韧性要求 包括冲击值 试验温度 试样方向 并且试样缺口已完全采用国际上通用的型缺口代替原来采用的型缺口 低合金钢的抗拉强度 在年代标准中只规定下限值 对上限值未作规定现在上 下限值都作了规定 硫 磷含量也有所降低这说明我国的冶炼技术进一步提高钢材性能进一步改善 钢材标准就相应有所提高 日渐接近国际标准 并根据需方要求可以在出厂前作超声波探伤另一方面 近年来有些电站设计已采用等容器用钢作为压力钢管用钢鉴于上述情况和水电施工单位多处于山区 远离城市 一般不易购到标准单行本 故将上述这些钢材标准作为补充件 在规范附录中列出 以便查用近年来我国修建的几个高水头电站所采用的高强钢 由于国内没有适用的高强钢 故均采用进口钢材 如日本的美国的等钢种国外压力钢管常用的钢材 据我们所知 除上述钢材外还有日本各钢厂生产的钢钢 当然还有其他国家生产的钢材现在择其在国内 外常用于压力钢管的部分钢材 在附录参考件 中列出 供参考压力钢管制造安装及验收规范 条文说明至于国内在 七五 期间 研制的级高强钢 据我们了解通过鉴定的有下列两种武钢研制的钢钢是年国家科委安排 由武钢和北京钢铁总院等单位研制 目的是用于球罐年通过鉴定 为推广该钢在球罐上的应用年国家科委又下达合肥通用机械研究所 负责 大型球罐用钢的应用研究 课题的研究 于年通过鉴定 随着在江西萍乡用钢制造 安装了第一台球罐钢是钢 武钢采用先进设备和工艺冶炼 故其碳 硫 磷含量低和值也低 焊接性能好 但单价较贵因武钢的常化炉等热处理设备是年代由苏联进口 比较陈旧 导致钢板表面有凹坑 出厂前需用砂轮磨平 有时有的钢板机械性能还不能完全控制在标准内现在该钢尚未列入国标也未转产 武钢正计划改造常化炉等设备 改造后 可望材质能完全符合标准 但这需要一个过程鞍钢研制的钢钢是和钢性能相当的普通调质钢 研制目的是为大型 高参数机械服务研制项目侧重于结合工程机械的使用特点 研制深度 广度不如钢 性能也不如钢目前主要用于工程机械 以薄板居多 如果推广用于压力钢管则尚需根据钢管受力 施工和运行的技术要求以及板厚等状况 由钢研所再作一定的补充试验限于鞍钢现有设备 大批量生产钢厚板也有困难 厚板质量能否完全保证也是一个疑问 鞍钢现正引进国外设备 新设备投入运行后其质量可望进一步提高 改善 生产能力也会有所增长 但这也需要一个过程 其价格应当低于钢根据上述情况 国产高强钢立即大批量用于钢管还有一定问题 但本规范内容包括高强钢的制造 焊接 而实际上国内水电站压力钢管也已采用不少高强钢 但所用的高强钢均为进口钢材 终不能用国外钢材来写我国的规范 也不能在规范上一个国产高强钢牌号都没有但要写入规范 就要有依据 就要有可靠性 不能随意写上一个从现有国产级高强钢来讲钢无论从研制和实际使用的效果来看是最有希望 先用于钢管的年新疆水利电力建设公司正在用此钢制作一无梁岔管 板厚从到货的钢板看 其中有一面有大面积打磨现象 说明因钢板表面有凹坑 出厂前是经过打磨的同时钢板单价也较贵 但可节省外汇 对国家还是有利 并且在钢制压力容器 规范中已将钢作为已使用的钢材写入第十章附录材料的补充规定 补充件中附录补充件和正文同等有效据此 我们也将钢列入附录补充件 中 正文上暂不写当然 现在工程上少量采用钢 制造几节钢管是可以的 但采用的钢材必须和厂家言明 要逐张检验 挑选表面和内部质量完全符合标准的钢板通用机械研究所等单位年提出 大型球罐用钢的应用研究总结报告中 通过间接法看到钢存在一定的再热裂纹敏感性 如果温度降至以下时 再热裂纹敏感性明显降低 但尚需控制钢材中硼 矾的含量和施工中提高预热温度 如和焊后立即进行后热等措施 以防止再热裂纹的产生目前国内用钢已经制造安装的球罐壁厚均在以下 由国外引进的壁厚也为均未进行焊后热处理针对现存情况 我们认为在现阶段将钢用板厚度最厚规定为从而省去焊后热处理工序是合适的按有关规定 厚钢板施焊时预热以上可省略焊后消除应力热处理本规范编写的目次 章节划分 条文 图 表的格式 符号的应用以及附录补充件或参考件划分 均按标准化工作导则标准编写的基本规定 编写原规范中有关钢管制造 焊接 安装等条文约有条 修订中删去条 保留条 但其中有三条在新的规范中分写成条故保留的为条增加条 修订后的新规范共有条文条 附录个压力钢管制造安装及验收规范 条文说明主题内容与适用范围简要说明制订本规范的内容及其适用范围引用标准列出了必须配合使用的标准计有中的附录和一般规定主要对钢管钢板标准和技术要求作了补充和修订条鉴于钢材标准近年来有很大改动 提高 故附录中特列出年代后期即最新的各类钢材标准 标准中规定了钢材出厂前其性能和表面质量应达到的标准 以及钢板使用的厚度提供设计和施工部门在选材 订货和验收时作参考和依据如对钢材有更高或其他附加要求 则应在合同中写明条附录增列了适用于制造钢管的部分国外钢材根据日本 水门 铁管技术基准 第九条规定主要受压结构以及与其直接焊接的主要附属设备所使用的材料 有焊接结构的轧制钢材中规定的钢材 和压力容器用的钢材中规定的钢材 以及焊接结构用的耐候性热轧钢材中规定的钢材 或具有优于上述材料性质的钢材但根据我们收集的资料看 日本目前钢管实际采用的钢材主要有相当于相当于钢在日本和其他国家的钢管上没有见到采用即也用得极少美国用于钢管的钢材是有二个级别的钢材 一级钢材是正火钢 二级钢材是调质钢是调质钢 上述钢材都是压力容器用钢目前我国已建和在建电站钢管采用的国外钢材类别 牌号和生产的国家见表条附录摘录了和标准中有关钢材的厚度的允许偏差 以便验收和使用时检查 核对条中规定了钢板超声波探伤 简称超探 应遵循的标准和其合格等级 近年来不仅从国外引进的炼油 化工装置等一些重要容器不分压力高低 其钢板都要逐张进行超探 以确保安全就是国内已建和在建的几个水电站钢管如鲁布革 天生桥 清江 岩滩等 其钢板是外购的都有超探要求 也有个别电站所用的国外钢板是上级机关订购的 可能订购时没有提出超探要求 到货后 经复查发现有较严重的夹层现象 这就给工程带来麻烦和隐患年代我国钢厂不具备出厂前超探条件 经过钢厂多年努力 现在具备这方面条件 如压力容器用碳素钢和低合金钢板厚板 标准中就有 超声波探伤检查 一项 至于保证等级 由需供双方协议标准规定厚度大于的普通碳素钢和低合金钢也可逐张进行超声波检验 检验方法由双方协商确定压力钢管制造安装及验收规范 条文说明表电站名称材料牌号供货状态使用厚度生产国家备注鲁布格电站钢管岔管正火正火调质调质和日本川崎重工用于作岔管肋板天生桥电站钢管热轧正火调质日本瑞典巴西日本巴西瑞典一 二条钢管用巴西钢板三 四条钢管用日本钢板五 六条钢管用瑞典钢板清江电站钢管调质日本巴西岩滩正火德国钢板需否超探 与钢管受力大小 所用钢板的钢种 板厚和运行条件等有关 同时钢板如要求超探 则其单价要贵 故对此应由设计作综合考虑决定本条只规定钢板超探应采用的标准和其合格级别钢材探伤标准 过去一直采用标准 评定等级分为三级 现在标准已颁发 这是专业标准 评定等级分为四级对钢板夹层缺陷按面积大小来划分等级除按缺陷面积大小划分外 并增加 不允许存在的一个缺陷指示长度 的指标 同时规定钢板周边板厚大于时 以板厚为准及剖口预定线两侧板厚大于以板厚一半为准 内 一个缺陷指示长度不得大于或等于在探伤过程中 如确认钢板中有白点 裂纹等危害性缺陷存在时 则应予判废 不作评级现在钢制压力容器 和钢制球形储罐 都规定钢板超探按标准执行 因规定比较全面 严格 故本条也规定按执行 合格等级也参照和的规定制订条保留原条文 只根据国家现行计量检定规程的规定 增加了对使用的量具仪器和仪表作检定和周检的要求压力钢管制造直管 弯管和渐变管制造原规范钢管制造的几何尺寸标准 据各单位反映认为是可行的在修订本规范时 我们又函询和查阅了鲁布格 天生桥 岩滩 库里卡尼 紧水滩和清江等电站的钢管制造标准要求 和施工中执行情况 实测记录 这几个电站所采用的钢管制造标准基本均按照原规范标准 从实测记录看 一般都能达到 有的还有一定程度提高 已达到优良标准其中清江电站钢管制造也是按原规范的标准 但在施工中 有的项目要经过一定努力才能达到 显得有些困难 这主要是因为清江钢管采用的是高强钢正在制造的钢管厚度为是高强度调质钢 强度高 钢板又厚 在大节组装或安装时 钢管上不准焊任何压马 用台车调圆架和压机调整 要使较大的力 才能将对口压平他们在调整过程中 压机损坏很多 即使如此 他们基本上都达到原规范标准 只是安装环缝的间隙和对口错边量有个别超标的天生桥和鲁布格电站钢管虽也有采用级高强钢制造的 因其厚度只有和较清江钢管薄 压缝时没有显得如此困难 但环缝压力钢管制造安装及验收规范 条文说明对口错边量个别也有超过的根据上述可见 原规范中的钢管制造标准 对不同管径 不同钢种 不同厚度的钢板都能适用 只是个别项目有些问题 这进一步说明 这部分条文是切实可行的据此 本规范对这些条文予以保留 只是个别的参照国内 外有关标准加以修订由于本规范内容包括高强钢 根据高强钢性能 在制造中应制订相应规程以保证质量同时近年来有些钢管在施工中采用新的工艺 对此也需要有相应的规程 为此增订了一些条文高强钢缺口敏感性强 不允许尖锐的缺口存在 故条规定高强钢板上严禁用凿子或钢印作标志 就是打冲眼也作了一定限制由于火焰校正瓦片弧度的温度 高于调质钢的回火温度 高强钢如用火焰校正弧度 就要影响材质组织 降低钢材机械性能 故条中规定严禁使用高强钢和低合金钢厚板在卷板时 如果卷板前不清除浮锈 或卷板过程中不及时清除新掉下来的浮锈 当这些锈皮聚积于上辊和钢板之间 经过多次辊卷 逐渐将锈皮压入钢板中形成压痕这在龙羊峡 白山 天湖 天生桥 清江等电站钢板卷板过程中都或多或少出现过 故条中提出注意防范条条文中规定碳素钢和等允许冷卷或热卷 但高强度调质钢应冷卷 因为热卷要使其材质劣化这在日本 水门 铁管技术基准 第节第条 管体钢板的加工条文的解释中也指出 当钢板很厚 超过卷板机或压力机的加工能力 不妨将钢板加热后进行热卷加工 但如果因加热使材质发生变化时 就不得采用热卷加工方式另外日本其他有关资料也有如下的规定 非调质钢板冷卷 热卷均可 热卷时 加热温度为加工温度在以上 也有资料介绍加热温度为终止温度不低于调质钢板原则上要进行冷卷 不提倡进行热卷 但当不可避免要进行热卷时 其加工温度应按下列要求处理 加热温度以下 重新热处理工艺淬火 在搅动的水中回火 但调质钢要热卷再热处理等问题 最好事前进行协商关于欧美的情况 则有如下的介绍 近年来 根据压力容器大型化的要求 国外压力容器制造广泛采用了调质高强度钢 以减薄压力容器壁厚 因而 在压力容器制造过程中 必须考虑调质工艺调质的方法有四种制造厂购入调质完毕的钢板 由制造厂进行冷弯加工 焊接及应力消除制造厂购入未经调质的钢板 由制造厂热弯或热压成瓦片形式 分别进行调质后 用低输入热量的焊接方法制作成筒节制造厂购入未经调质钢板 经制造厂热弯卷成型 用大输入热量的焊接方法焊成筒节 整体调质锻造成整个筒节 然后将筒体调质其中方法适用于薄板方法适用于锻造容器的工厂一般压力容器制造厂常选择或方法 选用方法的制造厂 可以配备较小的淬火槽 采用方法的制造厂 配备较大的淬火槽或其它装置结合国情 国内一般工厂还不具备上述热卷和重新调质的设备 即使有少数工厂具备有上述设备 因钢管直径大 节数又多 处理后很难完全保证质量 同时造价很高 在现阶段调质钢瓦片应当以采用冷卷为好条表的注即是这样规定的条中表规定的允许冷卷的内径和壁厚的关系是按钢制焊接压力容器技术条件 编写的规定如下冷成型筒体厚度符合下列条件者 应进热处理压力钢管制造安装及验收规范 条文说明碳素钢类似的材料其他低合金钢指壁厚 下同规范是修订规范而成 现已被钢制压力容器 规范所代替但这条条文在二次修订中始终保留未变规范修订说明中 对此条文作如下的说明关于冷卷筒体的规范规范是参照年兰州普低钢会议提出的指标 即当时 冷卷后应进行热处理 并经卡彼得和费洛德提出和外层纤维应变公式核算后确定 卡彼得和费洛德提出的外层纤维应变率应控制在实际上为安全起见值控制在和就是按钢材强度级别不同分为上述两个档次进行规定至于其他低合金钢包括那几种牌号的钢材 在规范上未作说明 但根据压力容器用 碳素和低合金钢厚钢板 标准中所规定的低合金钢计有四种钢材 这四种钢材屈服强度等级不同 有的是热轧钢 有的是正火钢和正火加回火钢 都不是调质钢我们也查阅了国外规范和其他有关资料 收集到的只有苏联 法国和西德的规范苏联水工建筑物机械设备和金属结构的制造及安装技术规范 中规定钢板弯曲时 当弯曲直径大于壁厚 下同 允许冷卷苏联国家标准钢结构标准 也有同样的规定苏联 水电站钢管道 一书则规定钢管允许冷卷最小比值是碳钢和低合金钢高强钢和增强钢法国水工协会于年出版的 法国压力钢管技术规范 中 将钢材按屈服强度的不同分为三个挡次大于小于或等于为一个档次大于小于或等于为一个挡次大于小于或等于为一个挡次 冷加工引起的硬化 用应变率表示 应变率超过下列数值 需要热处理大于钢大于钢大于钢由上可见 这两国的规范也是按钢材强度不同 分挡次规定热处理要求 但比我国压力容器规范严西德受压容器规范年版 规定 对于冷卷筒体 最外层纤维的伸长率不允许超过可见国外规范对筒体允许冷卷的规定存在较大的差异我国有关单位 向国外咨询其答复也有差异 这可能是由于所采用钢材的性能和强度级别等不同 也可能对工程具体情况和各种有关因素有不同的考虑 或尚有其他附加规定我国压力容器规范有关碳素钢和低合金钢允许冷卷的条文 已颁发 执行年 中间经过两次修改 该条文均保留不变 说明是可行和安全的压力钢管的低合金钢为屈服强度不高 可以按照压力容器规范规定并且和钢管设计规范的规定也保持一致条表就是据此编写的高强度调质钢就不同了 我国压力容器规范没有涉及调质钢 高强度调质钢强度高 低温韧性好级调质钢 就存在一个问题 有的调质钢在消除应力退火后不像非调质钢那样会使由于冷卷加工和应变时效损失的缺口韧性得到恢复 却反会出现回火脆性和析出回火硬化 使韧性有较明显的降低 有的甚至有出现再热裂纹的可能 但有的韧性降低不明显因此需要慎重对压力钢管制造安装及验收规范 条文说明待 这与钢材所含合金元素多少和类别 材质性能 板厚 消除应力热处理温度及其时效敏感系数大小等众多因素有关故调质钢允许冷卷的应变率值和热处理的规范 应根据工程具体情况和采用钢材的性能强度等 进一步作充分调研 论证和实物试验再行规定 规范不宜硬性规定 注即按此规定从上可见 管径很小 管壁很厚的高强钢钢管 其卷板 焊接 热处理等工序都存在一定难度 如条件允许能通过改变钢管受力状态 将钢管单独受力改为与钢筋混凝土联合受力或提高钢板强度等级 以减少管壁厚度 从而简化钢管加工工序如条件不允许 无法避免 则钢管应委托国内 外有相应的大型 先进的卷板和热处理设备并富有成熟经验的工厂 采用有效合理的工艺进行加工以保证钢管质量 满足电站长期安全运行的需要总之 要保证工程质量和钢管的长期安全运行鲁布革和天生桥电站钢管安装环缝采用型坡口背面带垫的安装型式采用这种安装方式 在钢管制造时 对钢管周长差 钢管纵缝焊后弧度偏差 钢管圆度 要求严格 尤其钢管上焊有加劲环的 装上加劲环后 刚性增大 再要调整圆度就很困难 必须在装加劲环前将钢管圆度调好 否则就会给安装带来困难 甚至不能装上 故在条中作了相应规定钢管纵 环缝的错边量原规范规定为纵缝为且不大于环缝为且不大于原规范修订时参照一机部 二机部等规范修订 一 二机部规范如对纵 环缝错边量规定是纵缝为且不大于环缝为且不大于规范年修订 为其纵 环缝错边量规定是纵缝为且不大于环缝为壁厚壁厚时壁厚且不大于年规范又加修订 列入钢制压力容器作为该规范第十章 制造 检查与验收 中修改后的错边量数值见表表对口处的名义厚度按焊接缝类别划分的对口错边量纵缝环缝且不大于且不大于修订的理由是规范的规定与年代末年代初国内主要用中薄板生产压力容器的状况相适应目前 随着大型厚壁容器日益增厚 有的厚达再沿用规定 就不科学了这不仅难以做到 且无此必要因为对口错边量对容器应力分布的影响 主要取决于错边量数值与容器厚度的比值 为此在编制时 就按照中的相应条款修订成表压力钢管制造安装及验收规范 条文说明日本 水门 铁管技术基准 规定为纵缝为厚度为为环缝为厚度为为从上述可见 原规范的规定值较和规定值严 和日本钢管规范相比较 薄板日本严于我国 厚板我国严于日本实际上 纵缝在自由状态下组对 错边量易于调整 一般都能控制在以下 天生桥能调至左右环缝是两节或两节以上钢管的组对 钢管均已焊成整节 由于存在相邻钢管周长差不同 纵缝焊后变形偏差和圆度不同等因素 厚板要使其错边量控制在以下 就必须强行组对这就使焊缝出现很大内应力 影响焊缝质量 甚至产生裂纹前述清江电站厚板高强钢钢管难以压缝即是一例据此 对条进行适当修改对某些项目质量偏差规定了最大限值钢管圆度大小与钢管的刚度有密切关系 影响钢管刚度的因素主要有管径大小 钢板厚度加劲环本身刚性 单节钢管上安装加劲环的圈数 装不装内支撑 内支撑是井字形还是米字形 如果管径大 钢板不厚又不设加劲环或者钢管长度较长但中间只设一个加劲环 与两端相距较远 当然太近了也不好 宜在左右 又不装内支撑 则虽然钢管调得很圆 加劲环也按工艺要求装焊 终因刚性不大 一经吊动或由竖立位置转为平放位置 钢管将会下蹋和变形 这是自然现象因此要保证钢管圆度不单纯是制作安装问题 设计时就应予以考虑管内装米字支撑对保证钢管圆度效果较好 但费工费料 尤其拆除时不仅费事且易出事故和损坏油漆为保证支撑不因钢管运输或组对时发生变形 导致支掌出现松动现象 从而造成支撑连片倒下 发生恶性事故 因此支撑又不得不焊在管壁上 拆除支撑后 其焊接处须用砂轮磨光 对高强钢在施工初期和必要时还应经磁粉或渗透探伤 但圆度偏差过大 对钢管组对不利因此 确定一个切实可行的圆度偏差是必要的 原规范规定制作为安装为经多年施用实际证明是可行的 并且和设计规范规定也是一致的 古里电站管径招标文件中对圆度要求也为鉴于现在钢管管径愈来愈大 故这次修订时 特规定了最大限值 制作为安装为根据岩滩钢管 管径的实践经验 在装有米字内支撑的情况下是可以达到的对圆周长偏差同样也规定了最大值岔管和伸缩节制造岔管和伸缩节制造技术性较复杂 尤其伸缩节的制造质量要求高 否则会造成漏水原规范对岔管制造的条文不多 原规范只在第条规定 岔管主 支管管口中心距离的偏差 不应超过这次修订后 参照鲁布格电站岔管日方组装成整体后的出厂实测记录 见表使岔管组装后验收记录更为完善 全面 具体项目和标准见本规范条表球形岔管组装标准 原规范未作规定 这次修订中 也未能收集到这方面资料 现本规范中条中两项球壳板标准是参照钢制球形储罐 写成第条球岔组装成整体后的质量标准 是参照日本川崎重工厂厂标编写而成表项目部位设计尺寸极限偏差实测尺寸偏差简图管长压力钢管制造安装及验收规范 条文说明续表项目部位设计尺寸极限偏差实测尺寸偏差简图主支管圆度周长度两支管中心间距水平管口垂直度曲率合格压力钢管安装压力钢管安装基本上保留原条文 只略作更动将明管安装和埋管安装分列明管和埋管的安装中心偏差不再如原规范分为两个标准 而是列为一个标准 统一按明管标准本规范中对钢管尾工提出了较严格要求过去我们对钢管尾工不重视 对工卡具 吊耳拆除用大锤硬敲 以致撕裂母材 有的在母材上造成凹坑 对内支撑拆除同样也损伤母材 而对出现的凹坑有的根本不加焊补 有的也就随意点焊完事 对拆除和焊补后的残留痕迹和高出部分也不用砂轮磨平 这对高强钢尤其不利因高强钢缺口敏感性强 故除磨平外 有的还要求作磁粉或渗透探伤 以免存在微裂纹 留下稳患据此在条条作了相应规定 对钢板上凹坑的焊补 在条中也规定了相应的工艺要求 以保证焊补质量 改变过去钢管装完钢管表面出现不光滑不平整的现象当然 这样做要增加一定的工程量 但可采用新的工艺措施来解决鲁布格电站钢管压缝采用工卡具 他们事先将需用工卡具的位置考虑布置好 这样可以将应焊在钢管上固定工卡具的钢块 事先在钢管厂按布置的位置 按焊主缝同样的工艺要求 如预热 严格烘焙焊条等 焊在钢管上同样焊接内支撑时也是先按预定位置 在钢管上按同一工艺要求 先焊上一块钢板 然后再压力钢管制造安装及验收规范 条文说明在其上焊接内支撑这样可避免临时随意施焊不保证焊接质量 且可减少应力拆除时 用碳弧气刨或氧乙炔火焰在离管壁以上处将固定块切除 然后用砂轮磨平 保持管壁光滑对高强钢在施工初期和必要时用磁粉或渗透探伤 这就是说在刚开始拆除工卡具和内支撑时 为检查有无微裂纹存在 可逐个进行探伤检查经过一段时期检查 如没有发现裂纹 则可改为抽查 抽查是针对这些没有按工艺施焊和清除残痕的部位或组对时应力较大处的工卡具残痕天生桥和清江电站已采用新的工艺措施 代替工卡具压缝 这样 当然更好了压力钢管焊接焊接工艺评定过去水电系统金属结构焊接都按规范或临时编写的焊接工艺规程施焊 焊前不作焊接工艺评定进行焊接工艺评定是确保工程质量的一项重要措施 在制造钢管前 根据图纸 技术条件 结构特点 施工条件及工艺过程进行焊接工艺评定 解决在具体条件下的实施合格焊接工艺这个问题可见焊接工艺评定只是在具体条件下的工艺试验 焊接工艺评定报告中提供了焊件接头性能 在进行焊接工艺时 若性能不合格 可以改变工艺 重新评定 直到评定合格为止这就避免用产品当试板 以经验代替试验的现象 而是采取事前通过试验 根据试验成果结合实践经验编制焊接工艺规程来指导施工 这样编制的规程就切实可行能保证焊接质量年以前 我国没有正式颁发有关焊接工艺评定标准的单行本年 机械 化工两部及石化总公司批准颁发压力容器焊接工艺评定 标准 这可以说我国有了第一本单独颁发的焊接工艺评定标准 该标准参照美国标准美国机械工程师学会锅炉及压力容器规范 第九卷焊接和钎焊评定进行编写年 能源部颁发了火力发电厂锅炉 压力容器焊接工艺评定规程这本评定规程 主要也是参照美国 锅炉及压力容器规范 第九卷 结合火电厂具体情况编写的这两本标准涉及钢材面广 计有低碳钢 普低钢 低合金耐热钢 马氏体热强钢 马氏体不锈钢铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢涉及焊接手段的计有气焊 手弧焊 埋弧焊 熔化极气体保护焊 钨极气体保护焊 电渣焊 耐蚀层堆焊涉及的有气焊 手弧焊 埋弧焊 钨极气体保护焊 涉及试件种类的 均有板状试件 管状试件和型接头试件压力钢管则不然 无论钢材 焊接手段和试件种类均要简单得多钢材只有低碳钢 低合金钢和高强钢三种 焊接手段主要只有手弧焊和埋弧焊 焊接试件主要只有板状试件和型接头试件但压力钢管也存在较压力容器和锅炉复杂的一面 一个压力容器或锅炉多数是由一种钢材和一种厚度的钢板制成 压力钢管则不然 如鲁布格是由四种不同强度等级的钢材组成 厚度也各不相同日本下乡电站只有两种钢材和但钢板的厚度为厚度变化范围较大可见压力钢管焊接与压力容器焊接和锅炉焊接有其共性 但也有其特殊性如果简单地规定压力钢管焊接工艺评定按照或执行 则使用单位会感到无所适从 可能导致各行其事 各取所需 分散性很大事实上 两者都以的规定为依据 其基本原则是相同的 仅结合使用对象的不同而有所侧重和修改近年来 我国修建的几个电站 如鲁布格 清江 天生桥岩滩和承包尼泊尔的库里卡尼电站 都作了焊接工艺评定试验 可供借鉴故本规范编写是参照了国内已颁发的几个规范和上述几个电站的焊接工艺评定实例 也对照了美国和日本标准中有关焊接工艺评定的规定 编写而成其中有关试样的制备 试样的形状尺寸 试验方法 评定标准 以及评定报告的格式 则基本是按照焊接接头机械性能试验方法 和压力钢管制造安装及验收规范 条文说明中有关规定故将这部份内容列入附录这样也压缩了正文的篇幅岔管管壳板与肋板的角焊缝属于对接和角接的组合焊缝是主要受力焊缝这种焊缝作焊接工艺评定试验时和一般角焊缝不同 除做角焊缝焊接工艺评定外 还应采用管壳板和肋板的各自最厚板制作板状试件 作焊接接头机械性能试验同时在焊接前 应作斜型焊接裂纹试验 窗形拘束裂纹试验和型窗框式裂纹试验 以确定其所需的相应预热温度焊接的基本规定和工艺要求焊接基本规定和工艺要求 基本保留原规范中的条文鉴于本规范内容包括高强钢 同时原规范的条文中 有些内容需要补充 修正 故增加和修订了一些条文 现说明如下为和钢管设计规范协调一致 考虑某些焊缝的重要性 第条焊缝分类中 一类焊缝增列厂房内明管 指外壁未包混凝土的钢管 和岔管的环缝以及闷头与管壁的连接焊缝 这在钢管设计规范中已经列入二类焊缝中增列人孔颈管与管壁和顶盖的连接焊缝和支承环的对接焊缝和主要受力角焊缝 这部分焊缝原规范和钢管设计规范皆未列 考虑这部分焊缝 过去一般均由不合格焊工施焊 焊后也不探伤 如果这些焊缝破裂 会有一定后果 为此列入二类焊缝 以引起重视预热是保证焊缝质量的一个重要措施 其作用如下使接头附近的温度梯度平缓 减少引起残余应力 热应力和收缩力 可以防止裂纹出现和减少变形由于减慢了冷却速度 热影响区的硬化程度变小 可保持其延性由于溶解氢析出的时间变得较为充裕 故可防止氢脆化引起的冷裂由于预热可以去除坡口潮气 可以减少气孔的形成和溶敷金属中氢的含量预热温度通过裂纹试验确定 裂纹试验是在试验室进行 与现场条件有一定区别一般实际采用的预热温度应在试验的温度上加一个裕度 为左右同时 国内 外有的规范对不同钢种不同厚度钢板 都规定了不同的预热温度 可以供参照现将国内几个规范规定的预热温度列于表日本 水门 铁管技术基准 对钢管的预热温度的规定见表从上述可见 原规范和规范相比较 规定要预热的钢板 厚度要厚就是说同一厚度的钢板 按原规范不要预热 按其他规范要预热 预热温度二者均规定为这主要因为原规范是在年代末修订 当时没有像远红外线这样的预热设备 钢管要预热很困难 于是将要预热的板厚放宽表钢材牌号厚度规范名称原规范现场设备 工业管道焊接工程施工及验收规范钢制球形储罐预热温度压力钢管制造安装及验收规范 条文说明续表钢材牌号厚度规范名称原规范现场设备 工业管道焊接工程施工及验收规范钢制球形储罐预热温度表钢材牌号板厚焊接方法不采用低氢型焊条的 手 工 电 弧 焊采用低氢型焊条的 手 工 电 弧 焊主要为抗拉强度钢材 相当于和无要求无要求无要求主要为抗拉强度钢材 相当于和无要求主要为抗拉强度和钢材钢相当于即为高强钢注 表内的分别作如下说明当气温在时 进行适当预热原则上应使用低氢型焊条只能使用低氢型焊条从和日本钢管规范看 他们是按不同钢种 不同板厚规定不同预热温度 这是合乎科学的 鲁布格 天生桥和清江电站的钢管预热温度就是参照日本钢管规范制订的 鲁布格对相当于天生桥对相当于都是规定厚度大于就开始预热清江电站也十分重视预热这三个电站钢管焊缝的无损探伤结果一次合格率基本在以上 质量良好加强预热管理是其原因之一可见预热是保证焊缝质量主要措施之一据此本规范条对预热温度就是按照这个原则制订的在焊接过程中 控制合适的层间温度是必要的 是获得优良焊缝金属必要条件之一温度偏高 使焊缝强度下降 晶粒粗大 低温冲击韧性下降故层间温度最低不得低于预热温度 最高不得大于某一界线的温度 上海电力修造厂和北京钢铁研究总院在研制钢的配套焊条新结焊条时 他们对不同层间温度的熔敷金属机械性能作了试验 其结果见表从表可见 最佳的层间温度宜控制在之间 这不仅对高强钢有这样要求对低碳钢和低合金钢也是如此据十四局机电安装工程公司吴邦庆同志所撰写的 层间温度对钢焊缝冲击韧性的影响 一文中介绍 根据他们试验结果表明 当层间温度为时的焊缝金属冲击韧性下降 三块试验片中有两块低于规定时为压力钢管制造安装及验收规范 条文说明岩滩电站钢管钢材为相当于规定焊接时层间温度要控制在最高不能大于焊接工艺评定的条文中 也规定对有冲击值要求的焊缝焊接时 当层间温度高出评定温度以上 需重新评定据此在条中规定层间温度应不低于预热温度 且不高于表性能层间温度室温焊后立即进行后热处理可以减少熔敷金属中的氢含量 避免出现氢致裂纹 同时可以降低焊缝区硬度 故作为焊接工艺的评定的一个项目但一般规范上 对此也作了规定 本规范在条对应作后热处理的钢种 板厚 后热温度和时间 也作了相应规定在 修订说明 中曾谈到关于过去对定位焊和工卡具的焊接不重视问题 这次在条和条中作了相应规定 着重强调了对预热和引弧 熄弧等应注意事项至于对工卡具和内支撑拆除 则应按条规定执行线能量大小对焊接部位的冲击韧性有很大影响 对高强钢尤为显著 这是被许多试验所证实的据介绍 如果手工焊的线能量提高到和低碳钢一样 达到会使熔合线的冲击值降到所以应严格遵守线能量的规定对级钢 如线能量过大 缺口韧性也将显著降低鲁布格电站钢管的手工焊焊接工艺试验规程中 原则上规定线能量厚厚厚 的下限值为上限值为钢厚的下限值为上限值为上述钢板厚度均为该钢种在这条钢管上应用的最厚钢板是岔管的管壳板 本规范在第条中参照规范规定了应测定和控制线能量的钢种和其厚度测定线能量大小 自动焊可以通过自动焊机上的电流 电压表以及确定的焊接速度求出 手工焊可以根据所用交 直流焊接电源的不同 用交流或直流嵌形电流表 测出电流 再根据当时的焊接压力钢管制造安装及验收规范 条文说明电压和焊接速度 算出线能量 也可对某种钢材通过线能量试验 规定焊接时每根焊条应焊接的长度算出焊缝检验外观检查 外观检查我们过去不重视 往往不细致检查现在有些单位在这方面已引起重视 有所改进这次修订中 按照焊接质量保证钢熔化焊接接头要求及质量评级和钢结构焊缝外形尺寸并参照钢制压力容器 规范的规定 结合水电系统的具体情况 将焊缝缺陷按焊缝类别也分为三级 根据焊缝重要性的不同列出了相应的外观质量要求 检查项目较原规范规定的增多无损探伤人员技术资格鉴定考试 根据无损探伤人员技术资格鉴定规则 的规定无损探伤人员考试分的两种考试 一种是通用考试 它是指无损检测人员必须了解的基础知识和实践能力的考试这种考试的水准在各个工业部门之间应该是一致的考试合格发给 通用技术资格证书这种资格证书在各个工业部