蜗壳施工方案.doc

丰满水电站全面治理（重建）工程机电设备安装工程蜗壳施工方案中国水利水电第六工程局有限公司丰满水电站机电安装工程项目部二一五年十二月十四日批准：校核：编制：目 录1 概述12 编制依据13 蜗壳安装工艺流程14 施工准备35 蜗壳施工工艺35.1 蜗壳拼装35.2 蜗壳挂装46 蜗壳焊接工艺66.1 一般工艺要求66.2 蜗壳拼装焊缝焊接76.3 蜗壳挂装焊缝焊接77 质量保证措施及控制要点117.1 质量保证措施117.2 质量控制要点118 施工资源投入128.1 人力资源配置128.2 施工设备配置139 施工安全保证措施14蜗壳施工方案1 概述丰满水电站全面治理（重建）工程蜗壳部分共26节，其中24节为“C”型壳板，进口第1、2节为“”型壳板，每节分两个瓦片到货，蜗壳需在工地现场拼装成整节后进行挂装。蜗壳拼装成整节后的最大直径为8800mm，蜗壳总重量约399.5吨。蜗壳材质为低合金热轧钢板Q345R，板厚为3650mm，蜗壳各节的对接缝为“X”型坡口。2 编制依据（1） 中水东北勘测设计研究有限责任公司图纸：蜗壳单线图（1/1）（2） 哈尔滨电机厂有限责任公司图纸：蜗壳单线图L1a002931蜗壳装配图Z1a005709蜗壳装配单级明细表Z1a005709M上部基础Z1a005707上部基础单级明细表Z1a005707M（3） 丰满水电站全面治理（重建）工程机电设备安装工程招标文件第三册技术规范（通用）（4） 丰满水电站全面治理（重建）工程机电设备安装工程招标文件第四册技术规范（专用）（5） 丰满水电站全面治理（重建）工程机电设备安装工程施工组织设计（6） 水轮发电机组安装技术规范GB/T8564-20033 蜗壳安装工艺流程蜗壳安装工艺流程图见图1-1施工准备蜗壳的拼装蜗壳定位节的挂装蜗壳其余节的挂装蜗壳环缝的焊接蜗壳凑合节的安装蜗壳凑合节纵缝的焊接测量管路的安装、实验蜗壳凑合节环缝的焊接座环导流板的装焊蜗壳与座环过渡板环缝的焊接 蜗壳与座环舌板焊缝的焊接蜗壳焊缝的探伤蜗壳支撑的安装蜗壳弹性层安装蜗壳混凝土浇筑图1-1 工艺流程图4 施工准备（1） 施工前，对施工人员进行技术交底、安全生产措施交底、文明施工教育，组织施工人员认真学习、熟悉厂家图纸、设备安装说明书、国家标准、安全文明施工等。（2） 设备安装前进行全面清点、检查，并复核蜗壳到货尺寸，如有缺陷或损坏及时上报监理、厂家。（3） 准备拼装及挂装用的工器具、焊接设备、焊接材料等。（4） 根据上部基础设计图纸，在混凝土施工过程中埋设相应的基础板、锚钩等。5 蜗壳施工工艺5.1 蜗壳拼装（1） 蜗壳拼装从定位节第5节、第14节开始，在安装间临建区的拼装平台上，按图纸要求放出相应蜗壳断面圆的尺寸。（2） 拼装前用角向磨光机对蜗壳瓦片焊口及焊口两侧50mm范围内的铁锈、油污、水分及保护性油漆等杂物清理干净，直至露出金属光泽。（3） 用90t汽车吊将蜗壳瓦片吊至平台就位，内壁根据放样线以挡板定位，外侧用楔子板、千斤顶调整纵缝错牙，对接缝件留3mm的间隙。在蜗壳开口处设置2个调整套，用来调整蜗壳的开口尺寸，开口尺寸、管口周长、焊缝错牙、平面度等拼装数据调整符合要求后，按照设计图纸安装蜗壳内部支撑。表5-1 蜗壳拼装允许偏差表 单位：mm序号项目允许偏差说 明1G+2+62K1-K2103e1-e20.002e4L0.001L，最大不超过95D0.002D（4） 蜗壳内部支撑安装完成后进行蜗壳纵缝焊接，焊接完成24小时之后对焊缝进行TOFD及MT（磁粉）检测（拟在机坑同环缝一块进行）。5.2 蜗壳挂装5.2.1 定位节安装蜗壳挂装从定位节第5节、第14节、第27节（第27节已同座环在厂内装配）开始，整个挂装遵循对称挂装的原则，从定位节开始分别进行相邻的普通节的挂装，直至凑合节。蜗壳的挂装分为三个工作面进行，具体安装顺序见图5-2蜗壳装配示意图。图5-2 蜗壳装配示意图蜗壳定位节测量放线：在蜗壳定位节外侧焊接一线架，在座环上环板及线架上测量放出定位节断面的平行线的测点，平行线与断面线的测量距离预留为100mm。蜗壳吊装前在蜗壳管节开口外部焊接两块临时挡板，用200t履带吊吊装蜗壳定位节第14节挂在相应蝶形边，用千斤顶、导链调整最远点高程、管口倾斜度、管口与基准线偏差及最远点半径，调整符合规范要求后，用连扳连接蜗壳与蝶形边，蜗壳与蝶形边之间留3mm间隙。利用蜗壳下部千斤顶（点焊固定）、拉紧器及增加外部支撑对蜗壳定位节进行加固。同样方法安装定位节第5节。之后安装普通节时出现环缝错牙、间隙过大时，严禁割断定位节内支撑。表4 蜗壳安装允许偏差表 单位：mm序号项目名称允许偏差1直管段中心到机组Y线的距离0003D高程52最远点高程15（10）3定位节管口倾斜值54定位节管口与基准线偏差55最远点半径0.004R5.2.2 普通节安装定位节安装完成后分别对相邻普通节的安装，为保证座环水平在蜗壳的挂装过程中保持不变，蜗壳挂装时应注意座环的受力平衡、尽量采用中心对称挂装蜗壳，安装顺序见图5-2蜗壳装配示意图。在蜗壳挂装过程中及时安装相应的千斤顶及拉紧器，将蜗壳的重量尽量转移到蜗壳支撑上，同时，在蜗壳的挂装、调整过程中应监视座环的水平，如有必要应调整挂装顺序，。用200t履带吊将蜗壳普通节吊装就位，用千斤顶及拉紧器调整最远点高程和最远点半径，用压码进行压缝，因蜗壳板厚不一致，以过流面接头平滑连接为基准进行压缝，将钢板间错牙位置留在外侧。对接缝处留23mm间隙，过流面错牙不超过2mm。调整蜗壳直管段中心线与机组Y线的距离偏差不大于5mm，高程偏差不大于5mm。若压力钢管先安装完成，则蜗壳直管段应平顺过渡至压力钢管。调整蜗壳各节对接环缝处内表面的错牙量不大于2mm，坡口间隙25mm应均匀，否则进行长焊处理。单节蜗壳挂装完成后应进行必要的支撑和加固，完成后开始焊接或进行下一节的挂装。蜗壳连续挂装3节后，必须进行焊接。5.2.3 凑合节安装普通节全部安装完成后进行凑合节的安装，凑合节共两节（不包含蜗壳与压力钢管之间的凑合节），凑合节两侧留有50mm的配割余量，为方便凑合节挂装，先安装配割腰线以下的瓦片。用履带吊吊起就位，尽量靠近两侧划线，划线后放至地面，测量凑合节部位相邻两节之间的实际距离，测点间间距为100mm，测出对应点之间的距离，核对凑合节上的尺寸划线，校核后割去两侧余量挂装，凑合节配割时应开出坡口，坡口尺寸见图5-3。图5-3 凑合节坡口配割示例5.2.4 其他安装工作蜗壳焊接经无损探伤合格后，复测蜗壳的方位及座环的水平度、圆度应符合座环安装要求，如有超差应进行处理。蜗壳安装完成后应将外部蜗壳中心线以上的焊接用搭板、吊耳等清除干净、磨光，将千斤顶、拉紧器等附件按图纸要求进行焊接固定。按图纸要求装焊测压头及管路、蜗壳排水阀、蜗壳弹性层排水槽及管路等。6 蜗壳焊接工艺为提高焊接工艺，丰满电站蜗壳焊接采用手工焊和二氧化碳气体保护焊相结合的方式进行焊接，手工焊工艺采用厂家评定的工艺执行，二氧化碳气体保护焊将重新进行工艺评定，评定合格后按照相关参数执行。6.1 一般工艺要求（1） 焊接材料的贮存库应保持干燥，相对湿度不得大于60%。（2） 焊条必须按照焊条说明书上要求的温度和时间进行烘干、保温。焊条烘干后放入120焊条保温箱内，随用随取，焊工领焊条时，需将焊条放入焊条保温筒。焊条的烘干数量与每天使用的数量近可能相同，避免焊条多次重复烘干，焊条重复烘干的次数不得超过3次。（3） 焊前预热：所有板厚部件预热温度均不小于50，使用履带式加热板对待焊区域及其附近100mm范围内按要求进行预热，并在整个焊接过程中不低于预热温度。（4） 焊接层间温度：Tmax260（J507焊条）。（5） 焊接前将焊接坡口及其周围50mm范围内的锈蚀、水渍、油污和油漆等可能影响焊接质量的杂质清除干净。（6） 焊接前应对各焊缝进行适当的定位焊，定位焊长度为100mm150mm，间隔为500mm1000mm，焊缝深度为10mm15mm。（7） 焊接工艺规范：见表6-1。表6-1 J507焊条（GB 5015-G AWS E7015）焊条直径电压（V）平、横焊电流（A）立焊（A）仰焊（A）焊接速度（mm/min）3.2mm2124901408012090130602004.0mm2225140200120170130185602006.2 蜗壳拼装焊缝焊接（1） 单节蜗壳焊前清理、焊接材料、预热要求、焊接工艺规范、定位焊等应符合焊接工艺一般要求。（2） 焊接大坡口侧焊缝至1/2，背面清根、打磨，内外侧坡口交替施焊。要求焊接采用分段多层多道退步焊接方法，每300mm400mm分一段，层间焊接接头至少错开50mm，纵缝焊接顺序见图6-1。图6-1 拼装纵缝焊接顺序6.3 蜗壳挂装焊缝焊接（1） 根据焊接工艺一般要求对蜗壳焊缝进行焊前清理、焊接材料选择、焊前预热等。（2） 焊接顺序：先焊管节间的环缝，最后焊接蜗壳与过渡板焊缝；环缝焊接顺见图6-2、整体焊接顺序见图6-3。（3） 蜗壳各节对接环缝的的焊接顺序按图6-3蜗壳整体焊接顺序进行焊接，由48名焊工（蜗壳小头焊缝长度较短由4名焊工焊接，其他较长部分焊缝由8名焊工焊接）在蜗壳内外表面分段施焊。在焊接过程中除第一层和最后一层焊道外，其余各层焊道应进行充分锤击。图6-2 环缝焊接顺序图6-3 蜗壳整体焊接顺序（4） 焊接时采用分段多层多道退步焊，在大坡口侧焊满坡口深度1/2后，背面清根打磨，进行背缝焊接，完成后进行正缝剩余部分的焊接。（5） 装焊凑合节。根据实际尺寸，分块配割、装配凑合节并搭焊固定。首先施焊凑合节的纵缝，再焊凑合节与其相邻进水口侧蜗壳节间的环缝，最后焊凑合节与其相邻出水口侧蜗壳节间的环缝。（6） 环缝焊缝的焊接必须连续进行，不得间断。凑合节的最后一条环缝焊接后立即加热升温到250，保温2小时，并缓慢冷却至常温，冷却速度控制在3050/小时之内。凑合节的焊接过程中除第一层和最后一层焊道外，其余各层焊道必须进行充分锤击。（7） 蜗壳与上、下过渡段的焊缝需816名焊工，分上下两层按图6-3顺序沿圆周方向对称施焊。（8） 蜗壳与压力钢管焊缝焊接前，蜗壳凑合节纵缝和与蜗壳一侧的环缝已经焊接完成，检查蜗壳与压力钢管焊缝的间隙和错牙，对于间隙超过3mm和错边大于2mm（以过流面对齐为准）的位置要求进行长焊和打磨处理。（9） 焊缝焊接时，由8名焊工在圆周方向对称分段退步焊，焊接示意图见图6-4，要求对称部位的焊工焊接参数基本一致。焊接过程中遇到挂装过程中的定位焊焊缝，需将其清除后再继续施焊。图6-4 蜗壳进口段焊接示意图（10） 焊接顺序：先在大面坡口焊接2/3，然后进行背面清根，打磨去除1mm2mm渗碳层，进行背面焊缝焊接，完成后将剩余正缝焊接完成。（11） 焊接采用多层、多道、分段退步焊，每段500mm长，采用小规范施焊，严格控制预热温度和层间温度。环缝焊接先用3.2mm焊条进行打底焊，焊10mm（2层）深后，改用4.0mm焊条填充焊，盖面焊用3.2mm焊条焊接，除第一层和最后一层外要求逐层进行锤击以消除焊接应力。（12） 焊后立即进行200250*2h的保温处理。（13） 焊接完成24小时后，按图纸要求对所有纵向焊缝、T型接头及座环与蜗壳连接焊缝进行100%TOFT探伤，所有环向焊缝进行100%UT检查，所有焊缝表面进行100%MT检查。7 蜗壳加热方案蜗壳焊缝加热采用履带式加热板进行加热，配备自动温控箱，实现加热自动控制。加热板选型及温控箱选型由专业厂家进行设计并制作，详见专项施工方案。8 质量保证措施及控制要点8.1 质量保证措施（1） 开工前和施工过程中，定期不定期对施工人员进行质量责任教育和质量管理意识教育。（2） 施工前组织施工人员，对施工人员进行技术交底工作，对手工焊标准化工艺进行宣贯。（3） 对焊工等特种作业入场前进行考核，考核通过后方可进行施工，特种操作人员必须持证上岗。（4） 施工过程中，严格执行项目质量三级自检制度，发现质量问题及时督促施工人员进行纠正，缺陷未处理完善前不得移交下道检验，质检人员对施工过程应做到严格把关。（5） 每道焊缝焊接完成后，焊工应逐层进行自检，发现缺陷或焊缝尺寸不符合要求要及时进行处理。焊接过程中技术人员建立蜗壳施焊台账，详细记录焊接人员的焊接位置，对焊条烘干、焊条领用、施焊前焊缝加热等进行详细记录并建立台账，以便于缺陷追溯。（6） 蜗壳安装、焊接及浇筑混凝土时，使用电子水准仪及百分表对座环变形进行检测，并按实际情况随时调整相关施工的顺序。（7） 混凝土浇筑上升速度不超过300mm/h，每层浇高一般不超过1m2m，浇筑应对称分层分块。液态混凝土的高度一般控制在0.6m左右。（8） 强化工程质量岗位责任制，明确技术质量负责人。8.2 质量控制要点蜗壳安装质量评定标准项次检查项目评定等级检验方法合格优良1直管段中心与Y轴线距离偏差0.003D0.002D挂钢琴线用钢卷尺检查2直管段中心高程偏差54用水准仪、钢板尺检查3最远点高程偏差1512用水准仪、钢板尺检查4定位节管口与基准线偏差54挂钢琴线，用钢板尺检查5定位节管口倾斜度54挂线用钢板尺检查6最远点半径偏差0.004R0.003R钢卷尺检查7焊缝TOFT探伤环缝级级一次合格率90%以上用TOFT仪器检查纵缝与蝶形边级级一次合格率90%以上8焊缝超声波探伤环缝级级一次合格率95%以上用超声波探伤仪检查纵缝与蝶形边级级一次合格率95%以上9焊缝外观裂纹无用渗透检查表面夹渣无用渗透检查咬边深度不超过0.5，连续长度不超过100，两侧咬边累计长度不大于8%全长焊缝未焊满不允许表面气孔不允许焊缝余高h手工焊1225，h=02.5；2580，h=05对接焊缝宽度手工焊盖过每边坡口宽度24，且平滑过渡飞溅清除干净目测检查焊瘤不允许各节间、蜗壳与座环连接的对接焊缝间隙一般为2mm4mm，过流面错牙不应超过板厚的10%，但纵缝最大错牙不应大于2mm，环缝最大错牙不应大于3mm；坡口局部间隙超过5mm处，其长度不超过焊缝长度10%，允许在坡口处作堆焊处理。9 施工资源投入9.1 人力资源配置表8-1 蜗壳安装人力资源配置表工种技术人员起重水轮机工测量司机质检焊工电工人数226222201合计379.2 施工设备配置表7-2 蜗壳安装施工设备配置表序号名称规格型号数量备注1.载重汽车40t1台2.汽车吊90t1台3.履带吊200t1台暂定4.轻型货车3t1台5.叉车5t1台6.电焊机ZX6-400B16台普通交流7.二氧化碳气体保护焊机4台8.电焊机1000A2台直流焊机9.气泵3m34台10.焊条烘干箱2台11.焊条保温桶20个12.螺旋千斤顶32t4台13.螺旋千斤顶16t4台14.螺旋千斤顶10t4台15.手拉葫芦5t2台16.手拉葫芦3t2台17.角向磨光机1504台18.气割工具2套19.风 铲16套用于锤击消除应力及层间清理20.全站仪1台21.水准仪1台22.超声波探伤仪1台23.磁粉探伤仪1台24.红外线测温枪2把25.履带式加热片50片26.钢琴线0.3mm100米27.大锤20磅2把28.角钢50*50*518米线架使用29.马道板4000*200*50200块30.成品脚手架1套用于蜗壳外围搭设10 施工安全保证措施（1） 施工人员进场前需对施工人员进行安全培训及安全考试，施工前需对施工人员进行安全技术交底，特种作业人员必须持证上岗。（2） 在施工前操作人员必须认真检查施工现场，检查操作架、工具和设备等安全状况，确认安全后方可操作。（3） 施工用的工具及作业用的仪器、设备在上岗作业前，必须进行检查，发现缺陷应停止使用。（4） 施工现场风、水、电、氧气、乙炔等按要求布置，现场必须有相应的通风措施及必要的劳保防护措施。（5） 进入施工现场的人员要穿着整齐，正确佩戴安全防护用品。（6） 蜗壳拼装场及基坑内设置足够数量灭火器材，施工人员应做好防火工作。（7） 施工用电严格按照相关规定及要求，现场用电必须专业维护电工操作。（8） 电动工具应严格按照操作规程进行操作，且应定期进行维护保养，电焊机要具备良好接地，电源线接头绝缘良好。（9） 吊装作业时注意施工人员是否处于安全位置，由专人指挥，确保指挥信号畅通。（10） 高空作业必须系好安全带，做好防坠措施，使用工具必须用工具袋传递，不准上下抛掷。（11） 平台搭设必须按要求装设护栏，马道板铺设两端用铁线绑扎牢固，且马道板探头尽量在200mm左右。（12） 生产过程中，各岗位、工种的人员要严格地按本岗位、工种的安全操作规程进行操作，并应有专职的安全技术人员员进行现场监督。11 蜗壳安装工期控制计划（1） 蜗壳拼装：26天（2） 蜗壳挂装：32天（包含凑合节配割）（3） 蜗壳焊接：环缝焊接27天（2天/1条环缝）上、下过渡板焊接5天（4） 蜗壳探伤及座环水平复测：10天（5） 蜗壳附件安装：9天（6） 尾工处理及验收：7天