水電壓力鋼管道生產(chǎn)與安裝

水電壓力鋼管道生產(chǎn)與安裝發(fā)布時間：2012年11月29日水電壓力鋼管道生產(chǎn)與安裝1.1壓力鋼管概述壓力鋼管是水電站輸水建筑物重要組成部分，它是在承受水庫、壓力前池或調壓室中水壓力的條件下，將水引入蝸殼，推動水輪機轉動，或者將水引入其他設備以滿足供水的要求。壓力鋼管的布置形式是根據(jù)水電站所在地區(qū)地形、地質條件和擋水、引水結構形式的不同來確定。常見的壓力鋼管布置形式有：明管、地下埋管、回填管、壩后背管、壩后埋管等。見圖2-1-1~圖圖2-1-1明管圖2-1-2地下埋管圖2-1-3回填管圖2-1-4壩后背管圖2-1-5壩內埋管壓力鋼管一般都由進口漸變管、上平管、上彎管、斜管(或豎井鋼管)、下彎管、下平管、岔管、支管組成。壓力鋼管的主要構件包括直管、彎管、錐管、漸變管、岔管、伸縮節(jié)和鋼管上的附件（如支承環(huán)、加勁環(huán)、止水環(huán)、錨筋、進人孔、灌漿孔等），以及明管上的支座等部件。隨著水電水利工程建設的發(fā)展，高水頭，大型、超大型水利水電工程的日益增多，壓力鋼管的規(guī)模、難度也相應加大。目前，我國水電站壓力鋼管設計水頭最高的已超過千米，管徑最大的已達14.4米。用于鋼管制造的材料也由強度級別較低的普通材料發(fā)展到大量采用強度級別為600Mpa、800Mpa級別的高強度鋼。焊接方法也由原來比較單純的手工焊條電弧焊到大量采用埋弧自動焊、手工氣體保護焊及全自動氣體保護焊等。焊縫檢測技術也不斷完善，新的檢測技術也不斷應用于壓力鋼管制造與安裝。在一些大、中型電站，由于壓力鋼管體積較大，運輸不便，大部分電站壓力鋼管加工廠都布置在工地，有的施工單位也利用已有制造廠制造瓦片，而在工地僅設立簡易組焊車間，將瓦片在組焊車間組焊成鋼管，以節(jié)省工地鋼管廠建設費用。壓力鋼管現(xiàn)場安裝一般利用土建澆筑混凝土的大噸位起重機吊裝，在隧洞內或地下廠房也可采用特殊的起重設備進行吊裝就位。1.2鋼管制作場地布置1.2.1概述壓力鋼管制作場地布置與場地選址、場地至安裝位置的交通運輸條件、當?shù)匚镔Y供應狀況、鋼管安裝強度等諸多因素相關，制作單位可結合自身特點通過技術經(jīng)濟分析比較后建設壓力鋼管制作車間，滿足工程需要。鋼管制作場地一般根據(jù)鋼管的生產(chǎn)工藝過程、鋼管的平均月生產(chǎn)強度、最大節(jié)鋼管尺寸及重量等現(xiàn)有條件來設計。完整的制作場地應包括場地面積、廠房結構、廠內運輸?shù)缆?、加工設備配置、輔助設施、生活設施等方面。2.2.2制作場地分類鋼管制作車間具體形式是多樣的，大體上分為現(xiàn)場組焊車間和鋼管制作車間兩種形式?，F(xiàn)場組焊車間，結構及設施較簡單，只具備瓦片重新組圓、焊接以及油漆補涂等能力，鋼管制作的其余工作由遠離電站的加工廠完成?，F(xiàn)場組焊車間一般適合現(xiàn)場場地條件受限、工程規(guī)模小等實際情況，但在有些國際項目施工時，大中型的鋼管也常采用在現(xiàn)場組焊車間進行瓦片組圓、焊接的施工方案。鋼管制作車間由于鋼管制作車間的目的性強、使用時間短較（2～5年），因此一般建設成封閉式或半封閉式臨時廠房。如果鋼管制作車間是作為基地建設的一部分，則應該按永久性建筑設計和建設。車間應具備鋼管從材料進廠、下料切割、卷板、組圓、焊接、探傷、噴砂（丸）、涂裝、吊裝運輸?shù)热抗に囘^程的生產(chǎn)能力。如果根據(jù)工程需要，鋼管制作車間還承擔了其它金屬結構件如水輪機埋件、閘門、攔污柵等制造任務，車間還得具備相應的熱處理、機械加工等能力。大部分水電站壓力鋼管制作采用此種模式運作。1.2.3場地主要配置鋼管制作場地的設計包括場地面積、廠房結構形式、投入設備、附屬建筑、輔助系統(tǒng)等的確定。場地、廠房面積鋼管制作場地包括原材料儲存、切割下料、瓦片加工、鋼管對圓、焊接、組裝、探傷、噴砂（丸）、涂裝等場地。鋼管制造廠房和場地面積可分別參照公式（2-2…(2-2-1式中：F—鋼管制作場地（廠房)面積，m2；Q—鋼管制作工程量，t；φ—場地（廠房）面積換算系數(shù)，單位：m2/t，參見表2-2-表2-2-1場地（廠房）面積換算系數(shù)表鋼管工程量Q（t）廠房面積系數(shù)φ（m2/t）場地面積系數(shù)φ（m2/t）200～5000.80～0.402.40～1.20600～10000.33～0.261.17～0.902000～50000.13～0.070.52～0.286000～100000.06～0.040.24～0.18主車間主車間主要承擔鋼管下料、卷板、單節(jié)組焊、大節(jié)組焊等工作。主廠房結構應滿足安全需要，一般為磚、砼及鋼結構，如設計為永久性建筑，則可選鋼筋混凝土結構及全鋼結構廠房。主車間應滿足鋼管下料、卷板、組圓、起吊、轉運的場地和空間需要，跨度尺寸主要與鋼管最大直徑有關，其值可參照表2-表2-2-2主車間跨度參考表鋼管最大直徑（m）≤33～66～88～12＞12主車間跨度（m）1212～1515～1818～21＞21主車間長度與鋼管最大月制作強度緊密相關，一般可參照表2-表2-2-3主車間長度參考表月生產(chǎn)能力（t）≤100100～200200～400400～700700～1000鋼管全部在現(xiàn)場車間制造50～5560～8080～100100～120120～150主車間高度主車間高度可按公式（2-2…(2-2-2式中：H—主車間高度，m；D—鋼管的外徑或大節(jié)鋼管的高度，兩者取其大值，m；h1—吊運鋼管時，管底邊離地面的距離，一般取0.5m；h2—吊運鋼管時的吊具的高度，一般取1.5m～2m；h3—橋式或龍門式起重機的吊鉤升至最大高度時與起重機最高點的凈距，m；h4—橋式或龍門式起重機的最高點至廠房屋架下弦的凈空尺寸，m。主車間平面布置主車間平面布置一般按鋼管制作工序進行，主要包括劃線平臺、下料切割平臺、修磨平臺、卷板及瓦片存放區(qū)、組園平臺、焊接平臺、焊接檢驗平臺和廠內運輸臺車及軌道等。劃線、切割平臺一般用型鋼或鋼板條鋪成，位置應與數(shù)控切割平臺，原材料堆放場相鄰。打磨平臺型鋼焊接結構，高度在0.8～1m左右，面積按照2～3塊鋼管瓦片的面積確定，應滿足卷板及組裝進度的需要。組圓平臺組圓平臺是鋼管組裝的基礎，平臺形式有很多，常用的有：輕軌平臺、鋼板平臺、混凝土支墩平臺、混凝土型鋼平臺等。組圓平臺數(shù)量根據(jù)鋼管最大生產(chǎn)強度確定。卷板及瓦片存放區(qū)根據(jù)卷板機特性、瓦片尺寸確定卷板機工作區(qū)域，同時應考慮瓦片檢驗和存放位置。焊接平臺焊接平臺可與對園平臺交替使用，如果采用埋弧自動焊，可在主車間設置埋弧自動焊工位，平臺或自動焊工位數(shù)量根據(jù)生產(chǎn)強度確定。當生產(chǎn)需要專門設置埋弧自動焊車間時，焊接車間可按如下參數(shù)確定?！褴囬g長度可按公式（2-2…（2-2-式中：L—焊接車間長度，m；D—鋼管最大直徑，m；E—車間長度的裕度，一般取4.5～5.5m?！褴囬g寬度：按公式（2-2…（2-2-4式中：B—車間寬度，m；D—鋼管直徑，m；b—車間寬度的裕度，一般取2.0m?！褴囬g高度：按公式(2-2…（2-2-5式中：H—車間高度，m；D—鋼管直徑，m；h1—鋼管滾焊臺車支承托輥處的高度，m；h2—鋼管頂部需要的凈空。焊接檢驗平臺焊接檢驗平臺的數(shù)量可根據(jù)檢驗時間的周期及一次報檢的數(shù)量確定，以滿足進度要求為前提。結構型式與組圓平臺相同。焊接檢驗平臺與組圓平臺有時根據(jù)需要可以共用，對需進行射線檢驗的平臺，應充分考慮安全距離與防護措施。廠內運輸臺車及軌道應滿足車間內外運送構件、材料等用，布置時應遵循轉運快捷、方便原則。鋼材堆放場地鋼材堆放場地，應靠近劃線切割區(qū)，以便于鋼材的轉運。鋼材堆放場地需求面積根據(jù)鋼材進料時的數(shù)量和批次確定，以確保能夠滿足進料和制造的需要。鋼材堆放場地面積按公式（2-2…(2-2-式中：F1—鋼材堆放場面積，m2；K1—系數(shù)，取0.2～0.5；A—鋼管全部在工地車間制造時所需要的主車間建筑面積，m2。鋼管半成品堆放場鋼管半成品堆放場一般設在主車間外側，面積按公式（2-2…(2-2-式中：F2—半成品堆放場面積，m2；K2—系數(shù)，一般取0.5～1.0；A—鋼管全部在工地制造所需的主車間建筑面積，m2。電焊機房手工電焊機房一般設在主車間一側，靠近對圓平臺處，布置時要考慮與焊接地點的距離，避免距離過長造成電纜壓降過大而影響焊接質量，電焊機房面積可按公式(2-2…（2-2-8式中：F3—電焊機室面積，m2；n—焊機臺數(shù)；A1—單臺電焊機占地面積；A2—焊條烘焙箱和工具箱占地面積，取8m2～12mA3—焊條臨時堆放場及工作人員占地面積，取2m2～4m無損檢測檢驗室無損檢測檢驗室包括射線探傷室、超聲波探傷室和暗室、表面探傷室及評片室等。射線探傷室可以和超聲波探傷室集中布置，也可分開布置。射線探傷室必須與作業(yè)場地有一定的安全距離，同時在周圍設置鉛板防護墻等防護措施，防止因射線輻射影響人身健康。焊接試驗室焊接試驗室負責推廣新的焊接工藝及設備、新材料焊接工藝評定試驗，驗證并實施，負責焊工考試和取證等工作。推薦面積為150m2～500m2。一般含有焊工理論培訓室、實際操作訓練室、考試室、焊接試驗設備及焊縫檢測室等。防腐除銹車間防腐除銹車間包括除銹室、涂裝室、油漆貯存室和工具室、休息室等。除銹室面積按公式(2-2…（2-2-9式中：F4—除銹室面積，m2；B—除銹室寬度，取鋼管最大外徑加2m；L—除銹室長度，取鋼管最大管段長度或最大鋼管外徑加2m。除銹車間高度可按公式(2-2-H=h1+h2+h3式中：H—車間高度h1—臺車高度h2—最大管節(jié)高度或外徑h3—鋼管頂部凈空除銹室應全部封閉，其內鋪設運輸軌道，室內應裝置通風、除塵設備、消音降噪設備，以滿足環(huán)保要求。同時還要求有足夠的照度以便于檢查鋼管表面預處理質量。涂裝室應有足夠大的面積，保證工件涂裝后有充足的干燥時間。油漆貯存室用來貯存油漆、稀釋劑等危險品物質，要求有良好的通風并配備防火裝置。配電室、空氣壓縮機室和乙炔供氣室配電室、空氣壓縮機室和乙炔供氣室可按選用的設備型號分別布置，其建筑面積為設備占地面積的3～4倍。乙炔供氣室應設在車間接近切割區(qū)端部，采用集中控制分道供氣的方式。空氣壓縮機室應布置在合理位置，兼顧除銹防腐和車間碳弧氣刨壓縮空氣使用。工具室、作業(yè)室（或休息室）工具室、作業(yè)室（或休息室）可集中布置，也可分別附于有關車間的旁側。焊材二級庫車間焊材二級庫主要滿足焊條、焊絲、焊劑的臨時保存、發(fā)放、烘干、及回收等。焊材二級庫房面積可根據(jù)焊接材料儲存量、儲存方式、烘干箱數(shù)量等確定。焊材二級庫保持干燥、空氣流通。成品堆放場鋼管成品堆放場一般布置在鋼管廠外圍，吊裝和運輸方便，便于鋼管出廠。成品堆放場面積可按公式(2-2…（2-2-11式中：F5—成品堆放場面積；n—系數(shù)，一般取4～7；A—鋼管全部在工地制造所需的主車間建筑面積，m2。動力供應壓力鋼管制造的動力供應包括壓縮空氣、水、電、氧氣和乙炔的供應。鋼管廠氧氣、乙炔及壓縮空氣一般通過管道集中供應，供氣干管沿車間縱向布置，分別接至氧氣供應站、乙炔供應站及空壓機房，車間內明管固定在立柱及底層圈梁上，至氧氣供應站、乙炔供應站及空壓機房的管道宜采用埋管。壓縮空氣供應系統(tǒng)生產(chǎn)所需壓縮空氣主要為氣刨、風鏟、噴砂設備、油漆噴涂、噴鋅設備及吹掃等用氣。制造廠內壓縮空氣用氣采用集中供應方式，供氣壓力0.8Mpa，鋼管廠區(qū)內布置空壓機房，內設置空壓機及儲氣罐，通過敷設干管將儲氣罐內壓縮空氣送至制作車間、防腐車間及成品鋼管堆放場等各用氣部位的儲氣包，各用氣點則通過軟管從儲氣包上取氣，系統(tǒng)使用前應進行耐壓、滲漏試驗。氧氣供應系統(tǒng)鋼管廠內宜采用氧氣供應站集中供應氧氣方式，氧氣總管供氣壓力不大于1.0Mpa。氧氣供應站布置于制作車間附屬房內，采用氧氣瓶或低溫液體儲氧罐供氣，通過敷設干管將氧氣送至制作車間及成品鋼管堆放場等各用氣部位的儲氣包，各用氣點則通過軟管從儲氣包上取氣。所有氧氣管道及其附件均進行脫脂處理，系統(tǒng)使用前將進行耐壓、滲漏試驗。乙炔供應系統(tǒng)鋼管廠內宜采用乙炔供應站集中供應乙炔方式，乙炔總管供氣壓力不大于0.1Mpa。乙炔供應站布置于制作車間附屬房內，采用乙炔瓶或儲氣罐供氣，通過敷設干管將乙炔送至制作車間及成品鋼管堆放場等各用氣部位的儲氣包，各用氣點則通過軟管從儲氣包上取氣。為防止乙炔使用中回火而引起安全事故，在供氣總管上及各用氣點的軟管前均設有回火防止器。乙炔系統(tǒng)使用前將進行耐壓、滲漏試驗。供電系統(tǒng)鋼管鋼管廠內設置交流配電房，廠內供電電源點則取自配電房。大型施工設備的用電直接由配電房內動力配電屏供給；為了生產(chǎn)用電的方便，車間現(xiàn)地布置動力箱，小型設備、工具用電則由現(xiàn)地布置的動力箱供給。供電電纜的敷設和供電設備的布置應充分考慮其安全性。供水系統(tǒng)鋼管廠內可敷設一條供水總管，根據(jù)需要在總管上設置供水點，場內各用水點用水均取自該供水總管上。消防設施鋼管廠內消防采用滅火器及水消防，氧氣供應站、乙炔供應站及設備器材庫等為重點防火部位。滅火器懸掛于建筑物墻壁上，離地面約1.5m高，采用膨脹螺栓固定；水消防設施主要在鋼管廠重要防火部位布置消防栓，并應有相應的滿足消防車行駛的通道。接地系統(tǒng)車間接地：暗敷接地扁鋼網(wǎng)、接地極連接以及車間金屬構架三者連成一體，以保證接地電阻控制在6~8Ω，最大不得超過10Ω。暗敷接地扁鋼采用“-50×5”的扁鋼構成縱橫接地網(wǎng)，每個接地極采用長度為3米的“∠50×5電氣設備接地：按要求與預留的接地網(wǎng)的接地端子聯(lián)接接地。常用設備鋼管廠制造設備的選擇應根據(jù)鋼管技術要求、鋼管特性、工地環(huán)境、運輸條件、工程進度、制造強度等確定，鋼管廠常用設備如下：起重運輸設備：龍門吊（或橋吊）、汽車起重機、牽引平板車、載重汽車、電動卷揚機、轉運臺車；切割加工設備：數(shù)控切割機、半自動氣割機、等離子切割機、銑邊機、搖臂鉆床、刨邊機、剪板機；焊接設備：全自動電焊機、逆變焊機、氣保焊機、埋弧焊機、滾焊臺車、空氣去濕機、碳弧氣刨裝置、紅外線加熱裝置、焊劑烘烤箱、焊條烘烤箱；壓制設備：三輥卷扳機、油壓彎曲矯直機、壓力機、平板機；防腐設備：噴丸機、空壓機、除塵設備、降噪設備、高壓無氣噴涂機、電弧噴涂設備、數(shù)值式覆層測厚儀、濕度露點儀、針孔測試儀、粗糙度儀；檢測設備：水準儀、γ射線探傷儀、X射線探傷儀、超聲波探傷儀、磁粉探傷儀、全站儀、經(jīng)緯儀；1.2.4壓力鋼管制造廠的布置實例水電七局向家壩金結制作廠水電七局向家壩金結廠位于距云南省水富縣城約3公里的向家壩蓮花池ZB8渣場，總占地面積約20000m2。金結廠月制造能力1500t，主要由材料存放場、生產(chǎn)車間、防腐車間、鋼管及設備存放場、生活區(qū)、辦公區(qū)、道路及綠化七大區(qū)域組成。生產(chǎn)車間由兩個單跨輕鋼結構廠房交叉組成，形狀為“Γ”，總面積為6600m2。其中靠下游側部分廠房尺寸為59m×26m×15m(長×寬×高)，主要進行鋼管的下料和坡口的加工。另一側廠房尺寸為180m×28m×15m(長×寬×高),主要進行鋼管瓦片的卷制、組圓及焊接。金結廠環(huán)繞四周均為入場公路。金結廠承擔了向家壩右岸地下電站壓力鋼管及排沙鋼管、水輪機埋件、及溪洛渡電站進水口攔污柵等金屬結構制造任務。向家壩右岸電站引水鋼管總工程量3600t，為超大型地下埋管，最大直徑達金結廠主要配置見表2-2-表2-2-4水電七局向家壩金結廠主要設備配置表序號設備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1龍門起重機16t（軌距22m）臺12龍門起重機20t（軌距24m）臺13龍門起重機50t（軌距24m）臺14龍門起重機60t（軌距36m）臺15三輥卷板機140mm×4000mm臺16刨邊機B81120A臺17搖臂鉆床普通搖臂鉆50型臺18半自動切割機GCDD2-100A臺49數(shù)控切割機PHOENLXDP-5臺110萬向切割機IK-72T臺111空氣壓縮機W-9/10-/5、0.9m3/min、臺612防腐臺車15t臺2水電七局向家壩金結廠現(xiàn)場布置見圖見2-水電四局向家壩金屬結構廠中國水利水電第四工程局向家壩金屬結構廠布置在ZB9渣場內，占地面積約3萬m2。金屬結構廠主要承擔全部向家壩左岸電站引水壓力鋼管、沖沙孔鋼襯的制作、防腐以及攔污柵槽埋件等其它金屬結構的制作，按5000t/年的生產(chǎn)能力設計布置。金屬結構廠內主要布置有鋼管車間、結構車間、焊接車間、金加工車間、防腐車間、MQ1260門機等。鋼管車間尺寸60m×21.5m×16m（長×寬×高），采用輕型鋼結構型式，兩側采用彩板圍護。車間內布置有刨邊機、數(shù)控切割機、壓力機、劃線下料平臺及其它焊接、切割設備。1臺80mm×3000mm水電四局向家壩金結廠主要配置見表2-2-表2-2-5水電四局向家壩金結廠主要設備配置表序號設備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1半自動切割機G1-100A臺42數(shù)控切割機BODA5000*1600臺13壓力機315t臺14縱縫矯正機臺15卷板機80mm*3000mm臺16搖臂鉆床Z3063臺17普通車床CA6140臺18刨邊機B81120A臺19橋式起重機30t/5t臺110高架門機SDMQ1260臺111移動式空壓機0.9m3/min臺412加勁環(huán)自動角焊縫跟蹤儀臺313推拉式廠房28m×18m個214防腐臺車15t臺3水電四局向家壩金結廠現(xiàn)場布置見圖見2-水電八局湘陰金結廠水電八局湘陰制造廠位于湖南湘陰縣城，水陸交通便利。廠區(qū)面積124畝，包括5個生產(chǎn)車間和1個防腐車間。車間1、2、3、5及防腐車間為鋼結構封閉車間，車間4為露天車間，設計有2個活動工棚。在車間1主要進行鋼管下料、坡口加工等工作；車間2布置有140mm卷板機和50t橋機，主要在此車間進行卷板和鋼管組圓、焊接工作；車間4為露天車間，布置有100t龍門吊1臺，滿足超大件的組裝和焊接，沿車間縱向布置了2個活動工棚，用于大件組裝和焊接時的防雨、防風。此制作廠設計月生產(chǎn)金屬結構強度1200t。該金結廠主要承擔了馬來西亞沫若電站1.2萬噸鋼管的制作任務。水電八局湘陰金結廠主要配置見表2-2-表2-2-6水電八局湘陰制造廠主要設備配置表序號設備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1龍門起重機50t+50t（軌距19.5m）臺12橋式起重機50t（軌距23m）臺13橋式起重機15t（軌距23m、21m）臺各14橋式起重機15t（軌距15m）臺25橋式起重機5t（軌距15m）臺16三輥卷板機140mm×4000mm臺17刨邊機B81120A臺18搖臂鉆床普通搖臂鉆50型臺19油壓機800t臺110數(shù)控切割機EXA-5500臺111活動工棚20m×20m個212空氣壓縮機3L-10/8臺213防腐臺車60t臺1水電八局湘陰金結廠現(xiàn)場布置見圖見2-1.3壓力鋼管制作1.3.1技術準備工作鋼管制作前，技術人員應充分熟悉設計圖紙、技術規(guī)范和相關標準，為鋼管材料采購、下料、組裝、焊接、消應、防腐、產(chǎn)品交付等提供技術支持。鋼管制作所需技術文件一般包括：施工組織設計、工廠制作工藝圖、鋼板采購清單、制作工藝文件、鋼管質量檢驗檢測計劃、發(fā)貨清單、鋼管安裝說明等。施工組織設計鋼管制作施工組織設計一般根據(jù)合同要求、設計圖紙、現(xiàn)場條件等由企業(yè)管理層結合項目綜合成本來決策。施工組織設計應包括制作場地和成品堆放場的規(guī)劃、生產(chǎn)設備、器材、人員等資源投入清單、組織機構配置、鋼管主要制作方案、成品交貨計劃等。鋼管展開圖鋼管展開圖是工廠制作工藝圖的一部分，在此基礎上可以繪制下料圖、加工圖、拼裝圖、焊接圖等。根據(jù)不同的鋼管結構，可采取相應的方法繪制展開圖。直管展開圖繪制。直管是鋼管的主要結構形式。如圖2-3-1，假設鋼管進、出口直徑為φ(中性層直徑)，鋼管即為標準圓柱，其展開圖是寬度為的矩形，矩形長度等于鋼管周長，即。錐管展開圖的繪制如圖2-3-2所示，錐管小口直徑為，大口直徑為，錐管垂直高度為，母線長為，則此錐管的錐頂角α值計算見公式（2-3-1…（2-3-1）錐管展開圓心角θ值計算見公式（2-3-2）：…（2-3-2）扇形區(qū)域abcd即為單節(jié)錐管展開圖。漸變段展開圖繪制漸變管是銜接閘門后的矩形斷面過渡到圓形斷面的連接管段，采用圓角過渡，即在方形斷面的四個角上，以小圓弧連接并使圓弧半徑逐漸變大，以至四個圓弧最后連成一個圓。通常漸變管圓弧的中心位置和半徑按直線規(guī)律變化。如圖2-3-3,漸變管從進水口矩形截面（B×H）通過圓弧過渡到直徑為D的出水口圓形截面。漸變管中間任一橫截面為帶圓角的矩形，其圓角半徑值為線性變化的一組數(shù)據(jù)。如圖2-3-4圖2-3-3漸變管單線圖圖2-3-4漸變管展開圖彎管段展開圖繪制彎管段進、出口的斷面為圓形截面，彎管段一般由等分的多節(jié)組成，其進、出口管節(jié)為其他管節(jié)的二分之一，且各截面中心在同一設計圓弧上，管節(jié)兩管口截面成一定角度，如圖2-3-5所示為一電站壓力鋼管彎管段部分單線圖及單節(jié)彎管單線圖。圖2-3-5彎管段單線圖根據(jù)素線展開原理，可按如圖2-3-6所示方法繪制單節(jié)彎管的展開圖。根據(jù)投影規(guī)律可畫出進、出水管口在管節(jié)對稱中心面上的投影，形狀為圓形。圖2-3-6彎管段展開圖分別在兩圓周上取等分點1~16（等分點數(shù)量可根據(jù)實際展開需要確定），量取其對應素線長度，平移至對應位置，即得1/2單節(jié)彎管展開圖，根據(jù)對稱性，進一步可畫出整節(jié)彎管的展開圖。下料圖繪制以單節(jié)展開圖為基礎，按照單節(jié)鋼管詳細分塊方案確定單節(jié)縱縫位置（包括現(xiàn)場焊縫和廠內焊縫），繪制鋼管下料單元的外形圖，同時，對所需材料進行優(yōu)化組合，確定所需采購鋼板等材料的規(guī)格、尺寸。在下料圖中應標注出單元編號、外形尺寸、水流方向、滾壓線位置、坡口角度、拼裝基準線等內容。全套的下料圖還需包括環(huán)肋、進人孔配件等附件。鋼管管節(jié)總體分塊方案由施工組織設計確定，單節(jié)的詳細分塊方案應在此基礎之上制訂，并注意分縫位置滿足：管節(jié)縱縫與鋼管水平軸線和鉛垂軸線圓心夾角大于10°，且相應弧線距離大于300mm及10δ（管壁厚度）。相鄰管節(jié)的縱縫錯開距離大于板厚的5倍且不小于300mm。同一管節(jié)的相鄰縱縫間距大于500mm。直管環(huán)縫間距大于500mm，彎管、方圓漸變管等環(huán)縫間距不宜小于下列各項值中的最大值：①10倍管壁厚度；②300mm；③3.5，其中r為鋼管內徑，δ為鋼管壁厚。鋼板采購清單的編制鋼板采購清單編制是一項重要的技術工作，必須保證準確和完整。以下料圖為主要依據(jù)整理出鋼管制作所有需要下料鋼板的尺寸、數(shù)量和牌號即為采購鋼板的清單。清單所列鋼板應與管節(jié)及瓦片一一對應，并且考慮切割、坡口加工、卷板壓頭、焊接收縮等工藝預留量和材料復驗、商檢、焊接工藝評定、生產(chǎn)性試板等對材料的需求量。鋼板采購需求量與設計重量一般符合表2-3-1的要求。表2-3-1鋼管材料損耗率表管節(jié)形式直管段彎管段錐管段漸變段材料損耗率（%）2～58～258～158~25鋼板采購清單應有技術說明，說明采購鋼板的牌號、探傷比例、探傷合格級別、執(zhí)行的探傷標準、鋼板交貨狀態(tài)等。壓力鋼管制作用鋼板如需超聲波檢查應按JB/T4730.3標準進行無損檢測。合格標準為：低碳鋼和低合金鋼應符合Ⅲ級。高強鋼應符合Ⅱ級。而厚度方向（Z向）受力的月牙肋或梁等所用的低碳鋼、低合金鋼和高強鋼鋼板均應符合Ⅰ級。其他技術文件的編制鋼管制作的其他技術準備工作，是用來指導鋼管制作和檢驗各道工序的操作性強的文件，是實施過程控制的主要依據(jù)。包括制作工藝、焊接工藝、防腐工藝及質量檢驗計劃等工藝和質量控制文件。2.3.2鋼管制作工藝工藝流程壓力鋼管通常制作工藝流程見圖2-3-7。采購清單編制、審核采購清單編制、審核材料采購材料進廠、登記入庫材料檢查、復驗焊接工藝評定劃線、切割下料瓦片壓頭瓦片對圓、縱縫拼裝坡口制備瓦片卷板焊縫檢驗安裝內部支撐環(huán)肋、吊攀、灌漿孔背板拼裝、焊接焊縫檢驗單節(jié)鋼管驗收壓頭余量切割弧度檢查相鄰管節(jié)組裝環(huán)縫焊接表面預處理底漆噴涂中間漆、面漆噴涂嘜頭填寫、中心線標識焊縫檢驗表面質量檢查涂層檢查縱縫焊接變形矯正涂裝工藝試驗驗平板圖2-3-7壓力鋼管制作工藝流程圖工藝細則材料進廠與保管鋼板按鋼種、厚度分類堆放，墊離地面，并注意灰塵、油脂及酸性有機物等的污染；如戶外堆放，可架設防雨棚，防止腐蝕污染和變形。材料進廠檢查和復驗材料進廠檢驗主要是檢驗鋼材的材質證明是否齊全，同時按照合同及技術標準的要求對材料進行復驗，以確保原材料符合要求。鋼板到貨后，要求提供每塊鋼板的材質證明書，材質證明書內容應齊全，其中應包括證書號、尺寸重量、爐批號、化學成分、機械性能、交貨狀態(tài)、外觀檢查和探傷結果以及其他采購合同要求檢測條目等。外觀質量檢查檢查鋼板長度、寬度、厚度、牌號等與材質證明書的一致性。鋼板表面不允許存在裂紋、氣泡、結疤、折疊和夾雜等使用有害的缺陷。鋼板不得分層。鋼板表面如有上述表面缺陷，可以清理，清理深度從鋼板實際尺寸算起，不得大于鋼板厚度公差之半，同時保證清理處鋼板的最小厚度不小于鋼板允許最小厚度，缺陷清理處應平滑無棱角。鋼板如出現(xiàn)其他缺陷，缺陷深度從鋼板實際尺寸算起，不得超過鋼板厚度允許公差之半，并保證缺陷處鋼板厚度不小于鋼板允許最小厚度。內部質量抽查采取超聲波抽樣檢查：每批鋼板按比例進行超聲波探傷復查，執(zhí)行JB4730標準。如發(fā)現(xiàn)有探傷不合格者，再加倍抽查，如此類推。同一爐罐號、同一厚度、同一熱處理制成的鋼板為一批。材料復驗按鋼板比例對材料取樣、復驗化學成分、力學性能等。鋼板取樣尺寸為230×400，取樣位置見圖2-3-8所示。圖2-3-8鋼板復驗取樣位置圖試板取樣完成后，將鋼板的爐號、批號和板厚用油漆醒目標識在試驗塊和余料上，并在試驗塊上標出鋼板的軋制方向，并做好記錄。試樣的檢查由具備資質的單位進行，檢查項目包括：材料化學成份、材料的抗拉強度、屈服強度、彎曲及延伸率、沖擊功等力學性能指標的實驗測定。鋼板抽樣檢驗結果如有任一項不符合標準要求，都應進行再復驗，若復驗仍不符合標準要求，鋼板報廢不得使用。試樣復驗合格后，由復驗單位出具試樣復驗報告存檔保存。平板鋼板在使用前，檢查有無急彎、卷角、扭曲等變形，假如變形會影響劃線、下料、加工出現(xiàn)較大偏差，則應對鋼板進行平板矯正。常見平板設備有平板機、三輥卷板機以及壓力機。在鋼管制造廠沒有平板機條件下，一般采用三輥卷板機來矯正鋼板不平度。剛性較強的厚板或較厚板可直接在三輥卷板機上進行，利用上下輥筒的互相滾壓，使鋼板反復彎曲延展，從而使不平度得到矯正。薄板在三輥卷板機上矯正可采用較大面積的厚鋼板（通常稱為胎膜板）作墊，在厚板上擺放薄板或厚度相同的多塊小鋼板一起滾壓。平板矯正應按小進輥量滾壓，防止壓壞鋼板，在平板過程中，用平尺檢查矯正效果。劃線下料劃線下料圖和配料圖是車間工人劃線的主要依據(jù)。目前大多數(shù)鋼管制作廠布置有數(shù)控切割機，如采用數(shù)控切割，則不需進行手工劃線工作，但應對切割完的構件進行手工標示工作。劃線在專用劃線平臺上（平臺應經(jīng)常修整平齊，確保劃線準確）進行。劃線所用鋼尺精度達到Ⅱ級以上，且有計量檢定機構檢定誤差表，在有效檢定期內使用。開始劃線前，核對所用鋼板尺寸、牌號是否與工藝圖一致。正式劃線嚴格按配料圖、下料圖進行。用鋼尺、角尺按矩形的平面畫圖法劃出鋼板四周切割線、坡口切割線、加工基準線。鋼板劃線極限偏差應符合表1-2中的規(guī)定。表2-3-2鋼板劃線的極限偏差序號項目極限偏差（mm）1寬度和長度±12對角線相對差23對應邊相對差14矢高（曲線部分）±0.5劃線完成后用油漆和樣沖眼標識出各部件序號、坡口角度、加工基準線、拼裝基準線（頂、底、腰位置）、卷板半徑等。劃線工作必須經(jīng)車間班組質檢人員檢查合格，并記錄部件編號、鋼板爐批號、劃線時間、劃線人員等基本數(shù)據(jù)，確保鋼板切割、卷板的正確無誤及所用材料的可追溯性。切割鋼管下料采用數(shù)控切割機或半自動切割機火焰切割。制造廠為了提高效率，一般采用自動化程度高的數(shù)控切割機切割非直線形構件，如彎管段、錐管段、天方地圓曲線部分、岔管段、鋼管外圈環(huán)肋等，而直管段瓦片則采取半自動切割機下料。數(shù)控切割前，應輸入切割機識別的數(shù)控程序。在CAD軟件環(huán)境下，按1:1比例繪制出構件下料圖，然后通過專門的轉換軟件即可形成切割程序。程序輸入控制系統(tǒng)后，應參照配料圖復核程序的正確無誤并按鋼板位置找正圖形。正式切割前還需選擇合適的起割點以避免在切割過程中產(chǎn)生較大的熱變形同時進行試割以校正割嘴角度。切割應一次連續(xù)切割完成一個完整的部件。切割中密切監(jiān)視鋼板熱變形，通過比較割嘴與預切割位置偏差來確定變形量，如果發(fā)生較大的變形，暫停切割，排除引起變形的原因后方繼續(xù)切割。鋼管直管段瓦片在劃線完成并經(jīng)檢查后，鋪設直線型軌道，調整軌道方向使其與鋼板所劃切割線平行，然后將半自動切割機置于軌道上。開啟切割火焰和電機，使切割機沿軌道方向切割。此種半自動切割方法的速度由操作人員通過手動控制。鋼板切割完成后切割面的熔渣、毛刺用砂輪機打磨。切割時造成的坡口溝槽深度小于0.5mm，可以不處理，如果溝槽深度在0.5mm～2mm范圍內，需用砂輪打磨光滑過渡，當溝槽深度大于2mm時，須進行補焊和磨平，必要時進行表面探傷檢查。坡口制備下料完成后，按工藝圖進行坡口制備。鋼管本體的焊縫要求高，焊接坡口的形式應嚴格按照設計圖紙、規(guī)范、焊接工藝評定等執(zhí)行，一般為V型、X型，厚板焊接可采用U型坡口。鋼管瓦片坡口的制備一般采取火焰切割和機械加工兩種方法，焊縫為直線的坡口（V、X型）采用半自動切割機切割，通過調整割嘴角度，切割出不同的坡口。焊縫為曲線的坡口（V、X型）切割，也采用半自動切割，在材料表面鋪設類似靠模軌道（可采取多種形式的軌道，滿足切割機行走軌跡接近焊縫邊緣形狀），切割機在軌道上行進的同時，操作人員需要少量調節(jié)割嘴位置，保證切割精度。此種坡口切割方法需由經(jīng)驗豐富的操作人員進行，以保證切割精度，滿足拼裝和焊接要求。此種曲線坡口切割方法簡單可行，效率較高，可減少設備投入。直線焊縫的坡口如需采機械加工，下料時材料應留有加工余量，并標識加工基準線。將材料調平、對正、夾緊在加工平臺上，啟動機床分多次切削，調整刀具角度，按順序加工出V型、X型和U型坡口。加工設備有刨邊機、銑邊機等。如果曲線焊縫采取U型坡口形式，則需要采用數(shù)控或立車等加工設備。實際焊接中很少采用此種坡口形式。鋼管材料如是淬硬傾向大的高強鋼，其坡口一般應采用機械加工成形，因條件限制無法進行機械加工時，可采取氧氣切割坡口，但切割后應用砂輪磨光機將坡口表面的淬硬層、過熱組織打磨，最小打磨厚度應在0.8mm以上。坡口制備完成后，在坡口表面刷涂坡口漆，防止生銹。卷板鋼管的卷板一般都在三輥卷板機等壓力設備上進行。利用設備沿滾壓方向對鋼板瓦片施加外力，使其發(fā)生彈性和塑性變形，同時用樣板控制和調整瓦片弧度，多次反復滾壓，直至瓦片弧度滿足設計要求。鋼管卷板方案鑒于鋼板常溫卷制會出現(xiàn)材料屈服、塑性降低現(xiàn)象，如果卷制曲率過大、材料偏厚，鋼板卷板后塑性會大大降低，降低鋼板實際使用強度。根據(jù)《水電水利工程壓力鋼管制造安裝及驗收規(guī)范》的相關規(guī)定，鋼板常溫卷制應滿足表2-3-3中最小徑厚比的要求。表2-3-3鋼板冷卷的最小徑厚比屈服強度（N/mm2）鋼管內直徑D與壁厚δ關系Rel（Rp0.2）≤350D≥33δ350＜Rel（Rp0.2）≤450D≥40δ450＜Rel（Rp0.2）≤540D≥48δ540＜Rel（Rp0.2）≤800D≥57δRel（Rp0.2）＞800由試驗確定注：ReL(Rp0.2)——為所卷鋼板實際的屈服強度。如果鋼管徑厚比數(shù)據(jù)小于表格數(shù)據(jù)，則卷制方案應慎重制訂，避免出現(xiàn)返工甚至材料報廢現(xiàn)象。一般可從以下方面考慮：熟悉、了解所使用鋼板的基本性能，根據(jù)鋼材生產(chǎn)廠家的建議，制訂卷板成形工藝措施及配套的熱處理方案。熱卷或冷卷后進行去應力熱處理是很費工的和高風險的。由于溫度不易控制，容易出現(xiàn)因操作不當，使材料的金相組織惡化、鋼板強度下降的現(xiàn)象。因此在條件不充分時，與卷板有關的熱處理應設法避免。在鋼板采購時，可與鋼廠協(xié)商，對卷板曲率大的鋼板可作特殊要求，便于鋼廠采取必要的處理工藝。壓頭在卷板機上卷板后鋼板兩端不可避免的會出現(xiàn)直邊，需采取措施使鋼板端頭弧度滿足要求。通常采用壓頭法或預留直邊余量的方法。壓頭法常采用胎壓法和預壓彎法。在鋼板厚度小、制造廠壓制成形能力弱的情況下，采取胎壓法是一種有效的解決辦法：即先用較厚的鋼板卷制成一塊胎具（弧度曲率比鋼板所需弧度曲率稍大），再將需要滾壓的瓦片材料放在胎板上滾壓兩端頭，滾壓過程中用標準樣板檢查弧度，直至合格。預壓彎法就是在卷板前利用壓力設備將鋼板兩端壓制成所需弧度。板厚和屈服強度高的鋼板，可采用預壓彎法實現(xiàn)兩端圓弧成形。如圖2-3-9所示，為鋼管制造廠利用大型卷板機壓制鋼板端頭弧度的方案，卷板機兩個下輥筒位置可水平移動。壓頭時，移動下輥筒，三個輥筒成不對稱結構，將鋼板的一端頭置于位置接近的上下輥筒之間，在保證鋼板不打滑的前提下，利用上輥筒沿壓制方向施壓，使鋼板在小幅受壓范圍內發(fā)生塑性變形，并用樣板檢查鋼板端頭弧度；一端弧度合格后，將鋼板換向進行另一端頭的壓制。用此壓頭方案，鋼管兩端直邊長度可控制在50mm左右。圖2-3-9三輥卷板機壓制鋼板端頭示意圖由于壓頭是鋼板局部變形過程，需要的壓力遠遠高于正常卷板所需，根據(jù)三輥卷板機壓頭原理，影響壓制力大小(P)的主要因素：鋼板板厚(δ)；鋼板有效壓制寬度(b)；鋼板屈服強度(Rel)。針對一指定的三輥卷板機，可以參照公式2-3-3…（2-3-3）在厚板壓頭過程中，設備負荷大，設備操作人員應注意“點動”控制輥筒下降量，對鋼板進行少量、多次反復壓制，用壓頭樣板檢查，當鋼板與樣板間隙小于0.5mm時，壓頭即為合格。預留直邊余量的方法也是常用的保證鋼板兩端弧度的一種方法，下料時，在瓦片凈料兩端增加下料長度，并標出基準線。下料完成后，在卷板機上直接卷板成形。此方法雖然簡單，但材料浪費偏大，適合量少、設備成形能力弱的情況。在實際生產(chǎn)中，預留直邊余量和壓頭法可以合并進行：特別是對厚板、超寬板、高強板的壓制，預留一定的直邊余量在卷板機上壓制，既可以保證弧度質量，也可以大大減少設備負荷，提高生產(chǎn)效率。卷板鋼管的卷板在卷板機上進行，卷板所需壓力（P）與鋼板板厚(δ)、鋼板有效卷板寬度(b)、鋼板屈服強度(Rel)及其卷板機設備自身結構等有關,可以參照公式2-3-3用類比法來判斷設備卷制能力是否滿足。鋼板的壓頭、卷板按照下料圖等工藝文件進行，只有當確認鋼管瓦片的滾壓線方向、卷板曲率半徑等基本參數(shù)正確后才可以開始壓頭和卷板。通過壓頭使鋼管瓦片兩端弧度合格后，調整鋼板擺放方向，使瓦片滾壓線方向與輥筒中心線方向位置一致，然后啟動設備卷板。標準的直管段鋼管的展開圖是矩形，其滾壓線是一組互相平行的素線，只需要在卷板前調整滾壓方向即可一次性卷制完成。錐管、彎管、方圓漸變管等結構的鋼管展開圖是曲線圖形，其滾壓線是互不平行的，卷板過程中需要不斷調整鋼管瓦片方向。操作人員應根據(jù)卷板設備性能和鋼板成形特性確定調整次數(shù)、調整位置。瓦片卷板時輥筒應采用小進輥量進給，反復3～5次卷制，防止彎曲過度。并在卷板過程中經(jīng)常用弧度樣板檢查卷制成形情況。在卷板過程中應及時消除氧化皮等雜物，卷制過程中發(fā)現(xiàn)有拉痕、毛刺現(xiàn)象應停止卷板，用拋光機去除雜物后再進行卷制。對于長而且板薄的鋼管瓦片，在卷板過程中應采用吊車起吊配合，防止瓦片重力作用而產(chǎn)生局部急彎，見圖2-3-10。圖2-3-10吊車配合卷板示意圖卷制好的瓦塊在無約束狀態(tài)下豎立于平臺上，用弧度樣板檢查管口弧度，樣板與瓦片間隙不超過表2-3-4表2-3-4樣板與瓦片間隙偏差表鋼管內徑D（m）樣板弦長（m）樣板與瓦片的極限間隙（mm）D≤20.5D（且不小于500mm）1.52＜D≤51.02.05＜D≤81.52.5D＞82.03.0瓦片卷板后不符合要求的，應根據(jù)情況采取處理措施。如果鋼管材料（非調質鋼、非復合鋼板）允許加熱，可由有經(jīng)驗的員工用氧氣乙炔火焰對瓦片表面局部加熱，利用鋼板的熱脹冷縮使局部弧度達到要求。對于調質鋼等不宜熱處理的鋼管瓦片則須采取機械校正。瓦片卷板后的校正一般只適合于局部弧度的修整，如果瓦片整體扭曲，需重新在卷板機上校正。需要開設灌漿孔的瓦片，應在卷板后定位并制備。方圓漸變段瓦塊成形方圓漸變管段從進口到出口曲率半徑由0漸變到鋼管設計半徑，一般情況下當半徑大于500mm時可直接利用卷板機卷板，當半徑小于500mm時，此管節(jié)圓弧段需熱壓成形。在正式熱壓前應進行熱壓工藝試驗以確定熱壓工裝與工藝參數(shù)。瓦塊下料尺寸應考慮熱壓引起的收縮量，收縮率按δ=α×△t×100%計算（α——材料的線膨脹系數(shù)、△t——脫模溫度與室溫之差℃）。熱壓模具設計應考慮瓦塊的收縮量，脫模方法應簡單、方便、可靠，模具結構設計時應考慮受熱變形因素，模具定位裝置應使操作簡單、迅速、準確。模具分上、下模，可采用鋼板拼焊而成。上模安裝在油壓機活塞桿上，為動模；下模安裝在油壓機底座上，為固定模。模具形狀如圖2-3-11所示。圖2-3-11熱壓模具熱壓在油壓機上進行，附近布置一臺電加熱爐進行瓦塊加熱。瓦塊熱壓起始溫根據(jù)材料性質確定，加熱后利用專用夾具將瓦塊吊入下模定位裝置，迅速找正后落下上模進行壓制。脫模溫度應小于150℃鋼管組裝鋼管組裝在剛性平臺上進行，一般鋼管制作廠采取鋼結構平臺或混凝土支墩平臺。平臺是鋼管組裝的基礎，除應具備足夠的強度和剛性外，還要保證與鋼管接觸處水平度在允許范圍內，一般要求≤2mm。將同節(jié)鋼管的單塊瓦片按順序在平臺上組裝成圓，對縱向焊縫進行拼裝。一般采取碼子、楔鐵對圓和專用工裝對圓。用碼子、楔鐵裝置調整錯牙適應于各種厚度的鋼板，操作性也較強，但需要采取去除碼子的消缺、打磨措施。一般只用于普通材料的鋼管組裝。如圖2-3-12為采用專用工裝對圓示意圖，在將瓦片1、2縱縫底端調整固定后，將夾卡裝入瓦片上口，用撬棍撬動瓦塊，由下往上，逐步調整焊縫間隙和錯牙，并點焊固定。這樣可以避免工裝的焊接，鋼管表面沒有焊疤。一般情況下鋼管特別是鋼管材料為調質鋼的鋼管對園，都采用此種組圓的方法。圖2-3-12工裝拼裝縱縫示意圖鋼管最后一條縱縫對圓時，需復查管節(jié)周長，符合要求才可以最后合攏。單節(jié)鋼管縱縫拼裝具體質量控制要求見表2-3-5。表2-3-5鋼管組圓允許偏差表管口平面度周長偏差縱縫對口錯邊量內徑Dm極限偏差mm實測值與設計值偏差mm相鄰管節(jié)周長差鋼管材質極限偏差mmD≤52±3D/1000極限偏差±24板厚mm極限偏差mm碳鋼10%δ且不大于2D＞53δ＜106不銹鋼、復合鋼板10%δ且不大于1.5δ≥1010縱縫焊接鋼管組圓且經(jīng)檢查合格后，先進行定位焊加固，后進行縱縫的焊接，縱縫焊接工藝必須是經(jīng)焊接工藝評定合格的，參與焊接的焊工必須經(jīng)相關部門考試并持有有效合格證書。鋼管調圓由于鋼管縱縫焊接時通常處于無約束狀態(tài)，焊接時的熱輸入會使鋼管縱縫局部變形及鋼管的圓度發(fā)生較大變化，因此需采取校正措施以滿足要求。鋼管縱縫焊后弧度校正縱縫焊接后縱縫處的弧度用樣板檢查，當樣板與縱縫的間隙超過4mm時，應校正。校正方法分機械冷校法與火焰熱校法兩種，當材料不宜采用火焰熱校時可采用機械校正的方法，如圖2-3-13所示為簡易移動式鋼管縱縫校正裝置。圖2-3-13移動式鋼管縱縫校正裝置橢圓度調整米字型支撐調圓采用米字型內部活動支撐調圓是常用的方法，如圖2-3-14所示，米字型活動支撐為整體焊接結構，由焊管和支架焊接而成。單根支撐端部為活動螺旋結構，可作徑向調整。在調圓前，將米字型支撐整體裝配、焊接完成，并旋轉螺旋結構使支撐徑向尺寸最小，然后吊至鋼管內部臨時支架上，開始調圓。調圓應遵循先下層后上層、先粗調后微調的原則。待各支撐點位置圓度合格后，復查支撐受力情況，確保圓周各點均勻受力，不出現(xiàn)滑落事故。圖2-3-14米字型活動支撐調圓圖如果鋼管剛性小，從廠內至現(xiàn)場安裝完畢全過程都有支撐加固時，采用米字型內支撐調圓和加固是非常有效的。由于鋼管在調整過程中實際上是處于一種彈性受力狀態(tài)，一旦支撐拆除，鋼管很有可能就恢復成原始形狀，因此剛性大的鋼管，如果不設計安裝內支撐，則可采用單支撐來矯正鋼管圓度。單支撐調圓如圖2-3-15，徑向支撐管與法蘭套管為一剛性焊接結構，兩端帶有千斤頂。法蘭套管可沿平臺中心鋼管立柱上下移動，法蘭套管通過法蘭與立柱連接。調圓時，首先將整節(jié)鋼管置于調圓平臺上，根據(jù)鋼管圓度實際，確定校正的高度、周向位置，隨后將支撐管套入中間立柱、鎖緊，然后開始調圓。在用千斤頂調圓過程中，調節(jié)量應考慮鋼管的回彈量，同時也不能局部調整過量。由于鋼管是一個封閉結構，在調整過程中，會出現(xiàn)變形移位現(xiàn)象，所以應經(jīng)常復查周向各點的尺寸，有針對性的調整。圖2-3-15單支撐調圓示意圖單支撐調整和米字型支撐調整也可以根據(jù)需要配合使用，提高生產(chǎn)效率。鋼管圓度的調整還有采用其他工裝、設備的方法，特別是針對鋼板板厚、強度大的情況，用千斤頂和螺旋裝置無法實現(xiàn)，需要采用大型的壓力設備與輔助工裝進行調整。環(huán)肋拼裝鋼管環(huán)肋是為增強鋼管抗外壓的穩(wěn)定性而采取的設計形式，是鋼管的重要組成部分。包括加勁環(huán)、支承環(huán)、止推環(huán)、阻水環(huán)等結構。鋼管環(huán)肋一般采用數(shù)控切割下料，以保證內圈弧度與鋼管外表面吻合。除止水環(huán)外，加勁環(huán)、支承環(huán)、止推環(huán)與鋼管外表面接觸位置的灌漿串通孔和避縫孔也一次性下料成形。當單塊環(huán)肋弧度檢查合格且鋼管圓度符合要求后才可以拼裝。將環(huán)肋拼裝位置進行去銹處理，然后單塊定位、拼裝。拼裝時要使各對接焊縫位置錯開鋼管本體縱縫位置200mm以上，環(huán)肋內圈與鋼管間隙小于3mm，環(huán)肋與鋼管表面的垂直度也應滿足相關要求。環(huán)肋拼裝的同時可以進行灌漿孔結構、安裝吊耳、支座的拼裝工作。完成后進入焊接程序。環(huán)肋焊接后，復查鋼管圓度、直線度等尺寸，剛性較大的鋼管可以拆除內部活動支撐。管節(jié)環(huán)縫拼裝管節(jié)環(huán)縫拼裝方案是根據(jù)現(xiàn)場安裝需求、運輸條件、制造廠制造能力等因素來確定的。管節(jié)環(huán)縫拼裝前應對單節(jié)鋼管的幾何尺寸、焊縫質量、附件等進行全面驗收，單節(jié)合格后方可以進行環(huán)縫組拼。將管節(jié)在組圓平臺上按鋼管基準線（頂、底、腰線）組拼，調整管口水平、管口同心度、環(huán)縫間隙等。根據(jù)管節(jié)同一端面的周長偏差確認環(huán)縫管口的平均錯牙值后，利用單支撐調圓工裝分區(qū)、對稱調整，每調整合格一處就點焊加固一處，旋轉支撐，調整整圈環(huán)縫。如圖2-3-16為單支撐壓縫示意圖。圖2-3-16單支撐壓縫示意圖由于方圓漸變管結構較特殊，為了檢查結構整體制作效果，一般都需要在制造廠內進行整體預組裝檢查或相鄰管節(jié)預組裝檢查。為了減少高空作業(yè)及便于組裝，常采取先小拼后大拼的工藝。首先進行管節(jié)分組組裝工作，最后將各分組單元進行整體組裝。分組組裝采取與鋼管直管段相鄰管節(jié)組裝相同的壓縫工藝，各單元整體組裝時，由于位置偏高，可以采用少量壓碼和楔鐵調整管口錯位。方圓漸變管車間組裝是臨時組裝，環(huán)縫不進行焊接，在環(huán)縫調整合格后應同步焊接節(jié)間臨時連接裝置。吊攀裝焊鋼管吊攀的拼裝和焊接是必不可少的，用于鋼管在制造廠內和現(xiàn)場安裝時的吊裝、翻身、轉運等。吊攀一般在制造廠內焊接完成。吊攀的具體設計可根據(jù)制造、安裝方案來進行，單節(jié)鋼管制作時，鋼管呈豎立狀態(tài)，可沿管口周向均布3個滿足起吊負荷的吊攀即可；而單節(jié)鋼管現(xiàn)場安裝時的吊攀一般布置在鋼管水平安裝狀態(tài)頂部，2組（4個）對稱布置。表面缺欠處理鋼管管節(jié)尺寸、焊縫質量驗收合格后，按照出廠單元逐個仔細檢查在鋼管制作過程中出現(xiàn)的刮痕、夾印、焊疤、毛刺等表面缺欠，采用砂輪磨光機打磨處理，如需要補焊，則應按照正式補焊工藝選擇焊材、焊接方法及預熱措施。鋼管防腐鋼管管節(jié)或瓦片驗收合格后，轉運至噴砂（丸）、防腐車間進行防腐施工處理。防腐施工主要包括表面處理和涂料噴涂兩過程。表面處理鋼管的表面處理包括手工處理、機械處理、火焰處理、化學處理、噴射處理等。一般施工采用噴射處理為主其他方法為輔的表面處理工藝。噴射處理是通過壓縮空氣的高速流動，帶動鐵（鋼）砂（丸）磨粒高速噴射鋼管表面，產(chǎn)生強烈沖擊和摩擦，從而去除金屬表面的灰塵、鐵銹、焊接飛濺物以及舊的防蝕層等各種污染物的一種施工工藝。噴射處理系統(tǒng)需要空氣壓縮機、氣水分離器、干砂容器、噴砂槍等設備。根據(jù)使用磨料種類不同，噴射處理可分為噴丸處理和噴砂處理。噴丸處理使用的是丸狀磨料如鐵丸、鋼丸等；噴砂處理使用的為石英砂、金剛砂、鐵砂、鋼砂等棱角狀磨料。鋼管表面噴射處理時需注意的要點表面預處理前，將鋼管內外表面的焊渣、毛刺、油脂等污物用手工或機械清掃方法清除干凈。表面噴射處理應使用無塵、潔凈、干燥、有棱角的鐵（鋼）砂（丸），磨料粒度范圍應為0.5mm～1.5mm；噴射用的壓縮空氣需過濾，除去油、水。噴射時，噴射方向應與自然風向一致，噴槍與工件表面呈70°左右的夾角，距離工件10～15cm為宜。當空氣中相對濕度超過85%、環(huán)境氣溫低于5℃和鋼材表面溫度低于大氣露點以上3噴刷后的表面不應再與人手等物體接觸，防止再度污染。施噴涂料前，應使用鋼刷和真空吸塵器清除殘留砂粒等雜物。作業(yè)人員應帶纖維手套，若不慎用手觸及己清理好的表面，應立即用溶劑清洗岔管表面。表面質量驗收鋼管表面處理質量驗收標準根據(jù)設計防腐方案來確定。一般規(guī)定為：明管、埋管內表面除銹等級應達到GB/T8923標準規(guī)定的Sa2.5級；其內表面粗糙度數(shù)值與涂料方案有關：常規(guī)防腐涂料內應達到Ry40μm~Ry70μm，厚漿型防腐涂料或金屬熱噴涂應達到Ry60μm~Ry100μm。明管外壁（涂料噴涂）除銹等級應達到GB/T8923標準規(guī)定的Sa2.5級，表面粗糙度數(shù)值應達到Ry40μm~Ry70μm。埋管外壁（改性水泥膠漿）除銹等級應達到GB/T8923標準規(guī)定的Sa1級。鋼板表面除銹等級用照片目視評定，各除銹等級的要求內容見表2-3-6。表2-3-6鋼材除銹等級標準除銹等級除銹等級要求的內容Sa1輕度的噴射除銹：鋼材表面無可見的油脂和污垢，并且沒有附著不牢的氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著物Sa2徹底的噴射除銹：鋼材表面無可見的油脂和污垢，并且氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著物基本清除，其殘留物應是牢固附著的Sa2.5非常徹底的噴射除銹：鋼材表面無可見的油脂和污垢，氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著物，任何殘留的痕跡應僅是點狀或條狀的輕微色斑Sa3使鋼材表面潔凈的噴射除銹：鋼材表面無可見的油脂和污垢，氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著物，該表面應顯示均勻的金屬色澤鋼管表面粗糙度數(shù)值用觸針式輪廓儀測定或比較樣板目視測定。涂料噴涂鋼管涂料施工有人工涂刷、空氣噴涂和高壓無空氣噴涂、電弧噴涂。常采用成形質量好、效率高的高壓無空氣噴涂方法。高壓無空氣噴涂系統(tǒng)主要由無氣噴涂機、空氣壓縮機、空氣油水分離器、噴槍等組成。涂料噴涂理注意事項表面處理合格后應在4小時內噴涂，晴天和正常大氣條件下，最長不應大于12小時。噴涂應盡量在密閉車間內進行。使用的涂料應符合設計圖樣規(guī)定，涂裝層數(shù)、每層厚度、逐層涂裝間隔時間、噴涂壓力、涂料調配方法和涂裝注意事項應按油漆說明書、涂裝工藝實驗結果進行。當空氣中相對濕度大于85%，鋼管表面溫度低于大氣露點以上3℃或高于60℃以及環(huán)境溫度低于鋼管管節(jié)或瓦片現(xiàn)場安裝焊縫兩側各200mm范圍內和灌漿孔及排水孔周邊100mm范圍內，應預涂焊接底漆，完成后貼上保護膜。涂裝質量檢驗涂裝質量檢驗包括外觀、漆膜厚度、附著力等的檢驗。涂裝時若發(fā)現(xiàn)有漏涂、流掛、皺皮等缺欠應及時處理，并用濕膜測厚儀測定濕膜厚度。每層涂裝前應對上一層涂層進行外觀檢查。涂裝后涂層表面應光滑、顏色均勻一致，無皺皮、起泡、流掛、針孔、漏涂等缺欠。水泥漿涂層厚度應基本一致，黏著牢固，不起粉狀。涂層漆膜厚度用涂鍍層測厚儀測定，漆膜厚度應滿足85%的測點厚度達到設計要求，達不到厚度的測點，最小厚度值應不低于設計厚度的85%。厚漿型涂料用針孔檢測儀檢查針孔，如發(fā)現(xiàn)針孔，用砂紙、彈性砂輪片打磨處理后涂裝。進行漆膜的附著力檢查。金屬噴涂與涂料噴涂金屬噴涂與涂料噴涂是鋼管防腐的另一種形式，包括金屬熱噴涂和封閉漆涂裝兩過程。金屬熱噴涂是利用金屬噴涂裝置，將熔化的金屬絲液體噴成霧狀射向鋼管表面，在鋼管表面形成一層金屬保護層的工藝過程。封閉漆涂裝是在金屬保護層表面再噴涂一層涂料的過程。金屬熱噴涂設備主要為電弧噴涂設備，電弧噴涂無法實施部位可采用火焰噴涂設備。噴涂金屬絲包括鋅絲、鋁絲、鋅鋁合金絲、鋁鎂合金絲等。金屬噴涂注意事項噴涂金屬絲純度及合金含量、噴涂金屬層厚度應滿足設計及相關標準要求。表面處理合格后應在2小時內噴涂，晴天和正常大氣條件下，最長不應大于8小時。當空氣中相對濕度大于85%，鋼管表面溫度低于大氣露點以上3℃以及環(huán)境溫度低于5噴涂應均勻，分多次噴涂，每次噴涂層厚25μm～60μm。封閉層涂裝應在涂層尚有余溫時進行，也可以將涂料加溫后噴涂。金屬涂層質量檢查目測金屬涂層表面，應均勻，無雜物、起皮、鼓泡、孔洞、凹凸不平、附著不牢固的金屬熔融粗顆粒、掉塊、底材裸露的斑點及裂紋等現(xiàn)象，并緊系金屬涂層的厚度測定和結合性能檢查。2.3.3鋼管制作質量控制質量保證措施技術工作工程技術人員必須認真熟悉和閱讀圖紙，理解設計意圖。最大可能優(yōu)化施工方案，切實起到指導生產(chǎn)的作用。認真做好技術交底，使每個職工心中有數(shù)，明確任務和內容，技術要求，技術關鍵，技術難度，質量要求。施工人員必須接受技術交底工作，并嚴格按圖紙、工藝等技術文件施工，未經(jīng)監(jiān)理單位批準不得進行更改。在施工中，嚴格質量管理和完善施工記錄，隨時向監(jiān)理提供竣工資料，以備查閱。建立可靠的檢驗和實驗程序，并將其活動形成文件和（或）以質量記錄的形式予以保留，對從進貨到交貨的全過程嚴格控制，包括：進貨檢驗、過程檢驗、最終檢驗、包裝運輸檢驗、人員、儀器設備控制及分包、外協(xié)件檢驗等。計量器具使用使用的計量器具，必須在檢驗期限內，否則不得使用。使用的檢測儀表、儀器、量具都要有保證其精度在有效期內的質量保證書，否則不得使用。質量檢查制度強化質量意識，嚴格執(zhí)行“三檢制”，對每道工序進行質量驗收，上道工序沒有合格證不得轉入下道工序，實行質量否決權。施工過程中，接受監(jiān)理工程師的指導和監(jiān)督檢查，對監(jiān)理工作積極配合。如必須更改設計時，需經(jīng)監(jiān)理工程師同意并簽字或有修改通知書后方能更改。施工中必須作好施工記錄、階段性驗收資料及階段性竣工資料。實行工序傳遞卡制度。施工過程中認真填寫工序傳遞卡，記錄相關施工及檢測數(shù)據(jù)，該工序完成后由本道工序負責人、下道工序負責人、專職質檢人員簽字后，方可進行下道工序。工藝控制采用壓縫工裝進行鋼管組園及環(huán)縫壓裝，嚴禁采用在管壁上任意焊接附件進行組圓及壓縫。嚴禁冷作工和未經(jīng)培訓的焊工進行組圓的點固焊。去除管壁附件時，應避免對母材的傷害。成品鋼管管節(jié)應采取可靠支承，以防變形，堆放時用方木或混凝土支墩（離地面200mm以上）。鋼管運輸時，制作運輸托架，制定好綁扎方案，嚴禁用鋼絲繩直接綁扎鋼管，確需綁扎時應用木塊墊高，以防損傷噴涂表面。質量檢查和驗收質量檢查質量檢查包括原材料檢查、制作質量檢查、防腐質量檢查等以及過程控制中的工序間質量檢查。鋼管制造和安裝所需的鋼材、焊接材料、連接件和涂裝材料等均應按有關技術條款及國家規(guī)范進行檢驗和驗收。應加強鋼管制作、焊接以及防腐過程中各重點工序以及制造完成后的自檢工作，合格后提交質量檢查及驗收資料。檢測記錄檢測記錄是督促施工者重視質量的重要手段，也是評定工程質量的重要依據(jù)。每個施工者、質檢員和管理人員都要事實求是地認真填寫。做到資料齊全，不漏項，鋼管制作的質量檢測記錄內容見表2-3-7。表2-3-7鋼管制作質量檢查內容表檢驗項目檢驗內容配套資料名稱備注鋼板原材料證明生產(chǎn)廠家材質證明外形尺寸及表面質量檢查記錄鋼板化學成份抽驗試驗報告鋼板機械性能抽驗試驗報告超聲波探傷抽驗探傷報告焊接材料原材料證明生產(chǎn)廠家試驗報告和材質證明焊材烘烤烘烤記錄熔敷金屬復驗試驗報告鋼管制作焊接工藝試驗評定試驗報告劃線、下料尺寸檢查檢查記錄瓦片尺寸檢查檢查記錄組圓尺寸檢查檢查記錄焊接質量檢查檢查記錄加勁環(huán)等附件尺寸檢查檢查記錄防腐涂料材質及說明檢驗報告除銹質量檢查檢查記錄、報告底漆檢查檢查記錄、報告面漆檢查檢查記錄、報告表面質量檢驗檢查記錄、報告焊工技能考試成績登記表資料設計變更和修改通知以及有關會議內容等。2.4壓力鋼管岔管制作2.4.1簡述采用聯(lián)合供水或分組供水時，即一條管道需要供應兩臺或更多機組用水時，需要設置岔管，這種岔管位于廠房上游側。有時，一根引水道需要分成二根以上的壓力管道，也需設岔管，通常位于調壓井底部或調壓井下游。幾臺機組的尾水管往往在下游合成一條壓力尾水洞，匯合處也設岔管，不過水流方向相反。岔管的典型布置有以下幾種：卜形布置(見圖2-4-1)。對稱Y形布置(見圖2-4-2)。三岔布置(見圖2-4-3)。圖2-4-1卜形布置圖2-4-2對稱Y形布置圖2-4-3三岔布置岔管結構型式主要有：三梁岔管：典型結構布置有Y形、卜形和三分岔三種。Y形為常用型式（見圖2-4-4）。圖2-4-4三梁岔管(a)Y形；(b)卜形；(c)三分岔內加強月牙肋岔管：典型結構布置有Y形、卜形二種(見圖2-4-5)。圖2-4-5月牙肋岔管(a)卜形；(b)Y形貼邊岔管：典型結構布置為卜形(見圖2-4-6)。圖2-4-6貼邊岔管b=45°～60°；a1=0°～7°a2=5°～10°r/R≤0.7無梁岔管：典型結構布置為Y形、卜形。也可布置為三分岔形(見圖2-4-7)。圖2-4-7無梁岔管(a)卜形；(b)Y形球形岔管：典型結構布置有Y形和三分岔二種(見圖2-4-8)圖2-4-8球形岔(a)Y形；(b)三分岔2.4.2岔管的特點由于其特殊的功用和所處的位置，一般岔管有以下特點：水流條件較差，引起的水頭損失較大。岔管由薄殼和剛度較大的加強構件組成，管壁厚，構件尺寸大，有時需鍛造，焊接工藝要求高，造價較高。受力復雜，所承受的靜動水壓力最大，又靠近廠房，其安全性十分重要。我國已經(jīng)建成的水電站岔管大多數(shù)屬于地下岔管，但大多按明管設計，即不考慮周圍巖體分擔荷載。也有依靠圍巖承載的地下岔管。2.4.3岔管設計施工要求從設計和施工來說，岔管應滿足下列要求：運行安全可靠。水流平順，水頭損失小，避免渦流和振動。試驗表明，當水流通過岔管各斷面的平均流速接近相等，或水流緩慢加速（岔管斷面面積大于岔管后斷面面積之和）時，可避免渦流，減少水頭損失。分岔管宜采用錐管過渡，岔襠角和順流轉角一般宜采用較小值。結構合理簡單，受力條件好，不產(chǎn)生過大的應力集中和變形。制作、運輸、安裝方便。經(jīng)濟合理。2.4.4月牙形內加強肋岔管制造月牙形內加強肋岔管由于主、支管連接過度平緩，肋板與管內水流流向交角較小，岔管水流流態(tài)好，水頭損失小，其結構相對簡單，且空間尺寸較小，對埋管而言可以減少基礎開挖和混凝土回填工作量，因此在大中型水電站中得到廣泛應用，見圖2-4-9。圖2-4-9月牙形內加強肋岔管示意圖制造工序如圖2-4-10所示。圖2-4-10岔管制造工序岔管展開與排料岔管展開與排料的工作流程為：管節(jié)整體規(guī)劃→各個瓦片展開→展開圖形排料→材料定尺采購計劃管節(jié)整體規(guī)劃是岔管展開與排料的基礎,只有首先進行合理的規(guī)劃,才能避免展開排料的工作重復。由于岔管主材一般較厚，首先根據(jù)卷板機的卷板能力、材料的寬度系列規(guī)格，確定管節(jié)的最大分節(jié)高度。然后再根據(jù)管節(jié)焊縫分布盡量錯開，材料利用率高的原則，確定管節(jié)的瓦片分塊位置和瓦片數(shù)量。為了避免材料利用率過低。所以建議是先規(guī)劃，后按照規(guī)劃圖進行材料采購，這樣可以大大提高材料利用率和減少焊接工程量。根據(jù)規(guī)劃圖，將所有的瓦片逐一展開，然后進行瓦片排料和鋼板定尺采購計劃。排料時，單個瓦片盡量采用整塊鋼板卷制，避免接料。保證相鄰管節(jié)的縱縫錯開300mm左右。預留長度和寬度方向切割余量為50mm左右。根據(jù)展開圖形，搭配下料，盡量減少損耗。岔管展開計算原理岔管展開計算，主錐、過渡錐和圓柱管的展開計算原理和公式是相似的。對于主錐展開與計算，首先根據(jù)設計提供圖，進行各條母線長度Li的計算，各個截面特征點i的軌跡描述了母線長度的變換，由公式A、B、C確定。公式A，描述點的軌跡。具體各角度和參數(shù)的意義，見圖2-4-3。，其中；公式B，描述點底部橫切點的軌跡。具體各角度和參數(shù)的意義，見圖2-4-3。，其中；公式C，描述錐體點上部橫切點的軌跡。具體各角度和參數(shù)的意，見圖2-4-3。，其中；對于過渡錐，只要將上述公式的邊界條件進行替換，就可以得到過渡錐各個特征點的母線長度計算公式。由于過渡錐相對主錐比較簡單，下面只討論主錐的具體展開步驟，過渡錐的步驟與之相同。主錐展開步驟：1） 以RD0為半徑作圓，將該圓的0～AD0之間的圓心角等份為N1等份，得到aiA，將圓的AD0～1800之間的圓心角，同樣等分為N2等份，得到aiB。等份N1和N2數(shù)量，根據(jù)實際工程情況，對于數(shù)控切割下料，可以取得大些，對于手工下料，則只要等分弧長控制在50mm左右就可以了。2） 將aiA代入公式A，將aiB代入公式B，分別求得0～180度之間的各i點的素線長度L1（i）。3） 同樣將對應點i的角度，帶入公式C中，求得上部各點的素線L2（i）。圖2-4-11主錐關系示意圖4） 在各素線上，截取各對應點的素線長度L1（i）和L圖2-4-11主錐關系示意圖5） 將展開后的圖形進行坐標變換，首先由極坐標變換為直角坐標，然后進行坐標平移和旋轉，以鋼板兩條邊為直角坐標系，計算各個點的坐標值。（4）展開具體方法1）畫法幾何方法展開根據(jù)畫法幾何原理，將每一根素線旋轉到母線位置，然后求上下截面特征點，將各個特征點閉合連接，形成展開圖形（下圖示出一半，另一半對稱），如圖2-4-12所示。圖2-4-12展開圖形解析方法展開根據(jù)設計圖紙?zhí)峁┑母鱾€已知參數(shù)，見圖2-4-13，通過解析計算，推導出計算公式，然后可以采用計算機，很方便的將各個不同類型的岔管進行編程展開。岔管主錐管計算公式已知：圓錐半角為Q；上平面為正垂面，斜截圓錐，與圓錐軸線交于S點，與圓錐回轉軸線的夾角為SA，其中過S點，正截圓錐的圓半徑為RS；。左平面為正垂面，斜切圓錐軸線于F點，F(xiàn)點的半徑為RF，該平面與圓錐回轉軸線的夾角為FA，并與右斜截平面相交于A0點。右平面為正垂面，斜切圓錐軸線于K點，K點的半徑為RK，該平面與圓錐回轉軸線的夾角為KA，并與左平面交于A0點。各個參數(shù)的意義如圖2-4-14所示。對于圓周上的0~360°上的任意點，其中的角度為，通過點與回轉軸垂直的平面截得的圓錐的半徑為：…（2-4-1任一素線，過上截面為點，通過下截面為點。則通過點的母線長度為：…（2-4-2通過點的母線長度計算為：當位于0≤≤A0(360－A0)≤≤360時，采用下面公式計算半徑…（2-4-3當A0＜＜（360－A0）時：…（2-4-4）；…（2-4-5）根據(jù)公式（2-4-1）~（2-4-5）可以計算出圓周角度為的任意點的素線長度：…（2-4-6按照錐體被平面斜切計算建立的坐標系，可以得到A0角度計算公式：A0＝180－cos-1()…（2-4-7）計算平面展開角度：＝sinQ…（2-4-8），其中Q為錐半角。為圓周上等分點對應的圓周角。圖2-4-13岔管主錐管計算模型圖圖2-4-14岔管展開計算模型計算編程原理根據(jù)計算機編程原理，將該展開程序分為以下三個模塊：參數(shù)輸入模塊；計算模塊；繪制展開圖模塊。參數(shù)輸入模塊根據(jù)岔管主錐管計算模型圖中各個參數(shù)示意圖，輸入岔管錐體設計的7個幾何形體特征參數(shù)，由這7個參數(shù)可以確定岔管的體型圖。這些參數(shù)是通過設計圖紙獲取的，對某一具體岔管，是不變量：①半錐角Q；②S點半徑RS；③角度SA；④K點半徑RK；⑤角度KA；⑥F點半徑RF；⑦角度FA。計算模塊①計算角度A0，計算公式參見（2-4②以RA0為半徑畫圓，將圓周角分為2個區(qū)間，其中區(qū)間一為：（360-A0～A0），區(qū)間二為：（A0～360-A0）。③將區(qū)間1等份為N1（N1為自然數(shù)，根據(jù)工程技術需要確定）等份，得到各個等份點的圓周角，根據(jù)公式（2-4-1）得到各個等分點上截面素線的長度，同時根據(jù)公式（2-4-2）、（2-4-4）得到對應的下截面的素線的長度。④將區(qū)間2等分為N2（N2為自然數(shù)，根據(jù)工程技術需要確定）等份，得到各個等份點的圓周角，根據(jù)公式（2-4-1）、（2-4-3）、（2-4⑤對每個特征點，根據(jù)公式（2-4-8）計算出各個等分點⑥對每個特征點的數(shù)據(jù)（、、）按照數(shù)據(jù)結構的組織形式，保存到指定文件中。繪制展開圖模塊將文件中保存的特征點的數(shù)據(jù)表（、、），根據(jù)、、循環(huán)執(zhí)行繪制各個特征點展開的素線，則得到該岔管的展開圖形。切割下料基本錐可根據(jù)岔管瓦塊展開及排料圖，在計算機上用進行數(shù)控編程，將編好的程序輸入數(shù)控切割機，并在編程時將基本錐三個管口各預留300mm切割余量，該余量在水壓試驗后再切除，支管與月牙肋板連接處預留50mm配割余量，切割前在數(shù)控切割平臺上鋪好鋼板，利用數(shù)控噴粉對岔管瓦塊切割程序進行對板、切割預演，并對噴粉軌跡尺寸進行檢查，檢查合格后開始正式切割。切割時數(shù)控切割機操作人員隨時觀測切割軌跡的變化，確保瓦塊各切割尺寸在控制范圍內。瓦塊垂直邊切割完成后，利用半自動切割機開坡口。坡口切割前由下料人員根據(jù)岔管瓦塊下料圖，劃出瓦塊滾壓線，岔管軸線、水流方向、兩管口卷板半徑、瓦塊編號以及坡口角度等，坡口切割完成后用角向磨光機進行打磨處理，清除遺留的氧化渣（皮）及切割鋸齒等。月牙肋下料分兩步進行，為提高材料利用率，第一步根據(jù)月牙肋尺寸分若干塊下料，下料尺寸應留有適當?shù)挠嗔希?jīng)組裝、焊接、調平并檢查合格后再進行第二次下料切割，第二次下料按設計尺寸進行。同時對月牙肋板迎水面留5mm余量切割出圓弧雛形，切割后用角向磨光機和弧度樣板配合打磨出迎水面圓弧角。瓦塊卷制瓦片在卷板機上冷彎卷制成型，卷板所用樣板弧度誤差小于0.5mm。在瓦塊卷板前清掃瓦塊上雜物，防止損壞設備和瓦塊表面；首先將管節(jié)瓦塊兩端頭在卷板機上進行壓頭處理，以保證鋼管縱縫處弧度滿足要求。壓頭過程中采用弦長為500mm的樣板檢查，當樣板與瓦片間的間隙≤1.0mm時，將壓頭余量切除后就進入卷板工序。卷板時分別對各區(qū)域按照素線滾壓線進行卷制，卷板同時不得錘擊鋼板，以免在鋼板上出現(xiàn)任何痕跡。卷板過程注意采用較小的輥壓量，反復3～5次卷制成形，每次卷制逐漸減少輥壓量，在卷制過程中不斷用樣板檢查比較，以免卷制過量。卷板完成將瓦塊吊離卷板機，自由狀態(tài)直立于拼裝平臺上，用樣板檢查弧度不超過2mm，瓦塊無急彎，并檢查瓦塊的弦長和三維對角線長度，以保證瓦塊扭曲不超標。岔管單節(jié)組拼根據(jù)岔管展開排料規(guī)劃，將卷制好的瓦塊吊到預先放好地樣的拼裝平臺，進行對縫、組圓,檢測合格后轉入焊接工序，縱縫焊接完成檢查縱縫處弧度，并對管節(jié)圓度、錐度等進行檢查，各小節(jié)檢查合格后,由小節(jié)再組成大節(jié)。根據(jù)地樣控制大節(jié)的幾何尺寸，組拼好后檢查各節(jié)尺寸，各節(jié)管口錯邊，考慮適當焊接收縮余量后，定位焊加固并焊接。岔管基本錐整體組拼岔管基本錐可采用直立狀態(tài)拼裝和水平狀態(tài)拼裝。首先在拼裝平臺上放出岔管基本錐直立狀態(tài)或水平狀態(tài)（保持月牙肋板垂直地面）地樣，然后將岔管主管錐吊上平臺，利用鍥形板調整好并加固牢靠。再根據(jù)岔管基本錐拼裝圖將支管吊裝就位，利用經(jīng)緯儀（或吊線錘）對地樣調整支管角度及相關尺寸，檢驗合格后加固定位；隨后根據(jù)月牙肋板地樣線，利用經(jīng)緯儀（或吊線錘）在支管上畫出月牙肋板實際切割線。檢查合格后用磁力切割機將余量切除，開具焊接坡口并打磨干凈。月牙肋板可最后就位，通過月牙肋板上控制輪廓線及肋板垂直度等調整肋板位置，檢驗合格后加固定位，再次檢查岔管基本錐整體組拼尺寸，檢驗無誤后定位焊加固，轉入焊接工序，并在焊接過程中專人監(jiān)測焊接變形，實時調整焊接順序，有效控制岔管基本錐幾何尺寸。岔管焊接岔管焊接首先根據(jù)JB4708-2000《鋼制壓力容器焊接工藝評定》以及DL5017-93《壓力鋼管制作安裝及驗收規(guī)范》6.1條款規(guī)定要求，進行相關的焊接工藝評定試驗。對焊接試板進行拉力、彎曲、沖擊試驗，硬度及殘余應力測試。焊縫坡口型式采用60°，不對稱X坡口，焊接方法采用手工焊條電弧焊、氣體保護焊等，焊縫坡口型式見圖2-4-15圖2-4-15注：1、2、3為焊接順序焊縫焊接前清理坡口兩側各20mm范圍內的油污、鐵銹、水跡等污物。對拼裝焊縫進行定位焊，定位焊預熱溫度應比主焊縫的預熱溫度高25℃，焊縫焊接時預熱采用履帶式紅外線加熱墊，預熱時必須均勻加熱，預熱區(qū)的寬度為焊縫中心線兩側