【压力管道工程方案】压力管道施工技术方案1.doc
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1、新疆兵团工业设备安装公司宁家河一级水电站项目部压力管道施工组织设计第一节 工程概况本工程压力钢管段包括2604m主管段和一条水平弯道段、3条渐变段、6条岔管段、6条小直管管段其设计断面为圆形,内径由主管段2.0m渐变到1.0m,钢板厚度由12mm渐变至18mm,其支管共计6条,均接至各水轮机组阀前,以备各机组引水发电,压力钢管段钢板采用Q345-C级低合金钢,其中主管段376m及下镇墩内钢管160m由我单位制作钢板用量为156.24t,其余加劲环、阻水环另计。第二节 主要技术规程、规范及标准 1、压力钢管制造安装及验收规范DL5017-2007;2、 新疆沙湾县宁家河一级水电站压力钢管的制造和
2、安装技术规范;3、碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带GB/T3274-20074、低合金高强度结构钢GB/T1591-945、碳素结构钢GB700-20066、碳钢焊条GB/T5117-19957、埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂GB/T5293-19998、水利水电工程施工手册金属结构制作与机电安装工程第4卷 9、气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝焊缝坡口的基本型式与尺寸GB985-200810、防腐前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB8923-8811、钢熔化焊接接头射线照相和质量分级GB3323-2005;12、承压设备无损检测JB4730-200513、水工金属结构防腐蚀规范SL105-95;1
3、4、水利水电建设工程验收规程SL223-200815、水利水电基本建设工程单元质量等级评定标准SDJ249.4-88第三节 压力钢道制作31压力钢管制作安装材料采购及质量控制钢管制作和安装所需的钢材、焊接材料、连接件和防腐材料的每一批材料到货后须经监理工程师验收签认后,方准使用。3.1.1钢板(1)每批钢材入库验收时,应向监理工程师提交产品质量证明书,并接受监理工程师的检查,没有产品合格证件的钢材不得使用。(2)钢板按钢种、厚度分别存放,并作明显标识,存放时垫离地面平放,存放钢板的地面应平整坚实,地面垫方木或用水泥墩找平后再放钢板。3.1.2焊接材料(1)焊接材料的品种应与母材材质和焊接方法相
4、适应,通过抽样检验和焊接工艺试验,确认焊材满足施工质量要求后方可正式投入使用,并产品质量证明书、使用说明书提交监理工程师。(2)焊接材料存放和运输过程中,应密封防潮。库房内室温不低于5,相对湿度不应高于60%,并定时记录室温和相对湿度。3.2压力钢管段制作除锈、油漆、外壁防腐调圆、安装加劲环3.2.1钢管制作工艺流程图,见下图。图2-1 钢管制作工艺流程图成品检验、贮存组装、环缝焊接探伤、检验对圆、纵缝焊接、探伤卷 制焊接坡口切割、加工划线、下料原材料进厂检验焊接工艺评定3.2.2钢管制作主要施工方法3.2.2.1压力钢管主管制作3.2.2.1.1 下料、焊接坡口制备1)下料:将钢板平放于下料
5、平台上,利用经过校验的钢盘尺和粉线进行划线,钢板划线满足表3-1的规定。切割均采用半自动切割机进行,切割过程中注意监控切割机行走轨迹(特别是弯管、岔管),控制火焰能率和氧气纯度,以保证切割质量。2)坡口型式:钢管制作、安装坡口按设计图纸规定执行。埋弧焊要求纵缝、环缝对接坡口均采用对称“X”型600夹角,钝边高度7mm的形式;手工焊12-14mm要求纵缝、环缝对接坡口均采用对称“Y”型600夹角,钝边高度2mm的形式; 16-18mm要求纵缝、环缝对接坡口均采用对称“X”型600夹角,钝边高度2mm的形式。坡口切割完后,用磨光机将影响坡口质量的毛刺、缺口和表面的氧化皮磨掉。切割或加工完后的坡口尺
6、寸极限偏差符合图纸或GB985-2008图样的规定。3)直管环缝间距不小于500mm。弯管、渐变管的环缝间距300mm。4)相邻管节纵缝间距不小于板厚的5倍,且不小于100mm。5)同一管节上相邻纵缝间距不小于500mm。6)所有板材加工后的边缘均不得有裂纹、夹层和夹渣等缺陷。7)坡口加工完毕在4小时内应焊接,如超过4小时应重新除锈。 表3-1 钢板划线极限偏差序 号项 目极限偏差(mm)序 号项 目极限偏差(mm)1宽度、长度13对应边相对差12对角线相对差24矢高0.53.2.2.1.2 卷板(1)钢板卷制前,将压辊和钢板表面杂物清理干净,利用10t行车将钢板放上三辊卷板机进行卷制。卷制时
7、严格控制钢板端部弧度,防止对圆后局部内凹或外凸,控制钢板中心与卷板机轴辊中心垂直度,防止筒节扭曲。(2)同一种厚度的钢板尽量采用同样多的压延次数,确保钢板延伸率一致。卷板时不允许锤击钢板及用火焰校正弧度。(3)卷板方向应与钢板的压延方向一致,岔管及锥管卷制前应在瓦片上明显标识出供卷板参照用的素线。(4)筒节卷制完毕后,将筒节立放,用样板检查筒节与样板间的弧度,每个筒节检查上、中、下三个部位。(5)筒节卷制完毕后应双吊点均匀着力进行吊装,防止着力不平衡造成筒节变形。存放筒节的地面应平整、坚实。3.2.2.1.3 校圆对圆将筒节放在卷板机工作部分中间,筒节轴线应与上辊轴轴线平行。筒节夹在上下辊之间
8、,下辊的压紧力要保证筒节回转时不发生滑动。开动反压机构,使辊产生反向翘曲;确定反压力应根据筒节的规格尺寸、材料和机器说明书而定。开动上辊,升起侧辊上升的最终位置按矫圆时的曲率半径确定。侧辊停止上升,在辊相对位置不变的情况下滚压12圆。筒节在机器上每转0.75转,即将侧辊退出一点,直到侧辊上的变形压力完全消除。下辊退到初始位置,当曲率半径达到筒节不致滑动的数值时,就可退出下辊。关掉机器,退开侧滚,取出筒节。3.2.2.1.4组装直管组装重点控制直线度、环缝间隙以及环缝错牙情况;弯管大节组装通过吊锤球的办法,利用钢板尺测量环缝至锤线的距离来决定弯管角度的正确性,环缝至锤线的距离通过预先计算求得。3
9、.2.2.1.5加劲环安装加劲环安装在单节钢管调圆、纵缝焊接后进行,预先在加劲环安装位置下部间距5001000mm处分别焊上托板,用龙门吊将单块加劲环吊装就位,利用门架、楔子板调整加劲环与管壁的间隙及垂直度。组装时重点控制加劲环与管壁的间隙及垂直度,垂直度用角尺测量,加劲环、止水环的接头与钢管纵缝应错开100mm以上。加劲环、止水环与管壁的组合缝为双面连续焊缝。3.2.2.1.6焊接1)焊接工艺评定a.进行焊接工艺评定是确保工程质量的一项重要措施。在钢管制造前,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,以解决在具体条件下实施合格焊接工艺的问题。评定执行标准为DL5017
10、-93压力钢管制造安装及验收规范。b.本工程选用钢管主材为低合金结构钢Q345C,此类钢是我单位常用钢材之一,拥有成熟的焊接工艺经验和压力容器焊接工艺评定,适用范围符合规范要求并适用于工程所有压力钢管。2)焊接条件a参加压力钢管一、二类焊缝焊接的焊工必须持有与本工程压力钢管焊材种类、焊接方法与焊接位置相适应的合格证上岗,若持有合格证的焊工中断焊接工作6个月以上者应重新进行考试。b焊接材料按要求进行烘焙,烘焙温度为40020,保温时间为1小时。焊条放在保温筒内随用随取。焊条的重复烘焙次数不超过两次。c风速大于8m/s时和环境温度低于-5、相对湿度大于90%以及雨天时,停止施工 d焊前将坡口两侧各
11、2050 mm范围内的氧化皮、铁锈、油污及其它杂物清理干净,每一焊道焊完后清除干净焊渣后再施工。e施工前按照焊接工艺评定报告编制焊接工艺规程。焊接工艺规程内容包括:焊接位置和焊缝设计;焊接材料的型号、性能;焊接顺序;焊接层数和道数;电特性;定位焊要求和控制变形措施;预热措施;后热消应措施;生产性焊接工艺质量检验的方法和标准;焊接工作环境要求。3) 焊接1焊接工艺要求a平段以及叉管段材质均为Q345-C级低合金钢的制作纵、环缝均采用手工焊封底、碳弧气刨清根后埋弧自动焊焊接。b压力钢管一类焊缝中的定位焊缝用碳弧气刨全部清除,碳弧气刨清根的部位再用砂轮机将影响焊接质量的渗碳层磨除干净。c为尽量减少变
12、形和收缩应力,在施焊前选定合适的定位焊焊点和焊接顺序,从构件受约束较大的部位开始焊接,向约束较小的部位推进。d双面焊接时在单侧封底后进行清根并打磨干净,再继续焊另一面。焊接层数与道数按焊接工艺评定的结果进行。e纵缝焊接设引弧和熄弧用的助焊板,不得随意在母材上引弧和熄弧,定位焊的引弧和断弧在坡口内进行,焊接助焊板及定位焊应采取与正式焊接相同的焊接及热处理工艺。f多层焊的层间接头应按规范错开。g每条焊缝均应一次性连续焊完,当因故中断焊接时,采取防裂措施(加保温棚布)。在重新焊接前,将表面清理干净,确认无裂纹后,方可按原工艺继续施焊。h拆除引弧板和断弧板时不应伤及母材,拆除后将残留的焊疤用砂轮机打磨
13、修整至与母材表面齐平。i焊接完毕,焊工进行自检。进行编号和作出记录,并由焊工在记录上签字。2定位焊定位焊位置距焊缝端部30mm以上,其长度在50mm以上,间距为100400mm,厚度不宜超过正式焊缝高度的二分之一,最厚不宜超过8mm。施焊前,认真检查定位焊质量,如有裂纹、气孔、夹渣等缺陷及时清除干净再焊。3纵缝焊接纵缝厂区部分下镇墩钢管用手工焊内侧封底后,外侧用碳弧气刨清根,外侧手工焊接完毕。再进行大节组装后,厂区外主管线用埋弧自动焊焊接。每节钢管的所有纵缝手工焊接时同时作多层多道小规范分段退步焊工艺。埋弧自动焊接时,在焊缝的两端分别焊引弧板和熄弧板,严禁在母材上引弧和熄弧。弯管纵缝采用手工电
14、弧焊接。4环缝焊接环缝厂区部分下镇墩钢管用手工焊内侧封底后,外侧用碳弧气刨清根,外侧手工焊接完毕。厂区外主管线用埋弧自动焊焊接。先用埋弧自动焊焊接环缝内侧,再用埋弧自动焊焊焊接环缝外侧。弯管环缝全部采用手工电弧焊接,先焊内侧,外侧清根,外侧焊完后再将内侧焊接完毕。环缝采用手工电弧焊接或用手工电弧焊封底时,安排2人同时对称作多层多道分段退步焊接,多层多道焊的焊缝接头位置错开并避开纵缝位置。4)焊接线能量控制焊接线能量的大小对钢管焊接部位的冲击韧性有很大影响,直接影响钢管的运行质量。自动焊焊接时的线能量通过自动焊机上的电流、电压表以及确定的焊接速度求出;手工焊接时的线能量测定用直流嵌形电流表或焊机
15、上的电流表测出电流,再根据当时的焊接电压和焊接速度,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。3.2.2.1.7焊接检验1)外观检查:所有焊缝均按DL5017-93的规定进行外观检查。2)无损探伤a进行探伤的焊缝表面的不平整度不影响探伤评定。b焊缝无损探伤的抽查率按表3-2确定探伤比例。抽查部位按监理工程师的指示选择在容易产生缺陷的部位,并抽查到每个焊工的施焊部位。c无损探伤的检验结果在检验完毕后48h内报送监理工程师。d对一二类焊缝按表3-2的比例进行无损探伤检查。表3-2 一、二类焊缝无损探伤检查比例表钢 种低 合 金 钢高 强 钢焊 缝 类 别一 类二
16、 类一 类二 类超声波探伤抽查率(%)100501001003.2.2.1.8焊缝缺陷处理1)焊缝内部或表面发现有裂纹时,进行认真分析,找出原因,制定措施后方可焊补。2)焊缝内部缺陷用碳弧气刨或砂轮清除并用砂轮修磨成便于焊接的凹槽后再补焊。3)当补焊的地方需要预热、后热时,则补焊前按前述规定进行预、后热。4)根据检测结果确定焊缝缺陷的部位和性质,制定缺陷返修措施再处理缺陷,返修后的焊缝按规定进行复验,同一部位的返修次数不宜超过两次,若超过两次找出原因,制定可靠技术措施报监理工程批准后实施焊接,并作出记录。3.2.2.1.9管壁表面缺陷修整1)在管壁上严禁有电弧擦伤,如有擦伤应用砂轮将擦伤处作打
17、磨处理,并认真检查有无微裂纹,对高强钢在施工初期和必要时用磁粉和渗透检查。2)管壁表面的局部凹坑若其深度不超过2mm时,使用砂轮机打磨,使钢板厚度渐变过渡,剩余钢板厚度不得小于原厚度的90%;超过上述深度的凹坑施工单位编制焊补措施报监理工程师,按监理工程师批准的措施进行焊补。焊补前用碳弧气刨或砂轮将凹坑刨成或修磨成便于焊接的凹槽,再行焊补。如需预热或后加热按规定执行。焊补后用砂轮机将焊补处磨平,并认真检查有无微裂纹。对高强钢用磁粉和渗透检查。3.2.2.1.10除锈、油漆钢管防腐蚀的质量,直接影响钢管的使用寿命和重涂周期。施工单位在钢管防腐作业前,向监理工程师提交防腐工艺措施,措施内容包括防腐
18、材料的施涂方法,使用设备、质量检验和防腐缺陷的修补措施等。除锈在密闭的防腐车间进行。3.2.2.1.11成品检验贮存经检查,钢管几何尺寸、焊缝外观、内部质量、防腐质量合格后(检查项目见表3-3),由质检部门检验经监理工程师确认后签发单元产品质量合格证。吊运至平整坚实的地面存放,吊装过程中防止碰撞损坏钢管,管下部垫方木保护防腐层。表3-3 钢管制作主要质量检查项目表序号检查项目检验标准检验方法1管口平面度3mm拉粉线2相邻管口周长差10mm钢盘尺3实测与设计周长差3D/1000,且不大于24钢盘尺4纵、环缝对口错边量10%(15%), 且2mm(3mm)钢板尺5纵缝处弧度(纵缝与样板间隙)4mm
19、样板6钢管圆度3D/1000,且30mm钢盘尺7焊缝外观不允许裂纹、气孔、咬边、未焊满等缺陷存在放大镜8焊缝内部质量按要求比例探伤,一类B为合格,二类B为合格探伤仪9加劲环与管壁垂直度0.02H且5mm角尺10涂层外观质量颜色一致,无皱皮,流挂、起泡、脱层等缺陷肉眼11涂层厚度85%点满足设计要求,未满足设计厚度的点漆膜厚度不低于设计厚度的85%涂层测厚仪12涂层附着力胶带撕掉贴划口部位,涂层无剥落刀具、胶带3.3钢管制作质量检查与验收钢管管节和附件制作完成后,我方在钢管安装工程开始前15天向监理工程师提交钢管管节和附件的验收申请报告并同时提交以下各项验收资料:钢管管节和附件清单;钢材、焊接材
20、料、连接件和防腐材料的质量证明书、使用说明书和试验报告;焊接程序和工艺报告;焊缝质量检验结果;缺陷修整和焊缝缺陷处理记录;钢管管节和附件的尺寸偏差检查记录;防腐质量检验记录等。经监理工程师审查同意后,组织对钢管管节和附件的验收,验收合格后由监理工程师签发钢管制作产品质量合格证。第四节 压力钢管安装4.1钢管运输施工布置利用厂内20t行车将大节钢管吊起平放于拖车上,用钢丝绳、倒链等牢固封车(在钢绳与钢管间加设垫块,防止钢管表面漆膜或管壁受到损坏),将钢管直接运至现场进行安装。因临时公路路面不好,对运输路段公路可制做简易框架先进行试运,对运输造成困难的路段应在正式运输前处理好以保证安全。4.2钢管
21、吊装调整根据本工程的特点,由于各段钢管所处的安装位置不尽相同,吊装方法根据不同的管段,不同的位置,采取相应的吊装措施。为满足钢管安装工期要求,配备一台30t吊车,作为前期钢管的卸车和安装时吊装用。4.2.1 厂区至2+225阀井段和1+3601+260阀井段1)在2+400阀井处附近留出15m10m的平台做吊装吊车用和卷扬机场地用。2)在2+400阀井附近设置一部卷扬机,在2+603处附近设置一部卷扬机。3)钢管用吊车卸车后,放置在简易拖车上,用尼龙带和倒链加固好。用上面的卷扬机放下面的卷扬机拉将钢管和简易拖车在管沟内拉至安装位置4.2.2 1+795.51+485.5阀井隧洞段在隧洞中部设置
22、地锚固定卷扬机从两端洞口拉管子进洞 钢管用吊车卸车后,放置在简易拖车上,用尼龙带和葫芦加固好。利用卷扬机将钢管和拖车水平拉至安装位置。 利用门架将钢管翻转并调整至工况位置。 除定位节外,其余管节拖至安装位置后,用千斤顶将拖车及钢管顶起,使钢管至安装高程。利用定位节设吊点,将钢管水平拉靠与定位节拼装。钢管底部设置好支撑后,松开千斤顶,移走拖车,然后调整钢管的安装尺寸。4.2.3 0+0001+260、1+3601+485、1+8002+225管段这三段采用吊车放置在管沟内。土建挖管沟应单边抛土,如管沟过深挖土太多无法单边抛土时每隔30m应整理出15m10m的平台,用于吊车吊装。4.3钢管安装调整
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