江西洪屏抽水蓄能电站水泵水轮机座环、蜗壳现场焊接作业指导书.doc

(完整版)江西洪屏抽水蓄能电站水泵水轮机座环、蜗壳现场焊接作业指导书
目 录

一、 概述 2
二、 编制依据 3
三、 焊接措施 3
3.1 焊工 3
3.2 无损检测人员 4
3。3 焊接工艺评定 4
3.4 焊接方法及焊接设备 4
3.5 焊接材料的选用及管理 5
3。6 焊接施工作业的一般规定 5
3.7 蜗壳焊缝的正式焊接 7
3.8 焊缝检验 10
3。9 缺陷的处理和焊补 10
3.10 焊接变形监控 10
四、主要施工设备、工机具与材料配置 11
附件：水泵水轮机座环/蜗壳安装焊缝开焊申请单 13

水泵水轮机座环/蜗壳现场焊接工艺作业指导书
一、 概述
江西洪屏抽水蓄能电站安装4台套单机容量为300MW的可逆式立轴水泵水轮机,水泵水轮机设备由上海福伊特水电设备有限公司提供.水泵水轮机座环、蜗壳与进水法兰焊接为整体发货，受运输条件限制，座环/蜗壳分为3段运输至工地，这3段为蜗壳进口第1节与蜗壳第1～6节（简称蜗壳下游段）、蜗壳第12～16节（简称蜗壳上游段）、座环与其它节蜗壳（蜗壳进口第2~4节、蜗壳第7～11节、蜗壳第17～21节)（简称座环蜗壳段），其中蜗壳上、下游段各预留30mm配割余量.蜗壳材质为B610CF，座环上、下环板材质为ASTMA216WCC，固定导叶和鼻端导叶材质为S550Q，座环/蜗壳外形尺寸为：12640×9061×2840mm，重量为97.38吨，其中座环蜗壳段运输尺寸为12640×6460×2840mm，重量为78。14吨;蜗壳下游段重量约19.6吨(板厚55~60 mm）,蜗壳上游段重量约3.3吨(板厚28~38 mm）。
底环/锥管为整体结构，就位后四周无混凝土填实。座环与顶盖、底环采用螺栓连接，座环与机坑里衬用焊接连接，座环和蜗壳采用保压浇筑混凝土方案.

图1 座环/蜗壳结构图
二、 编制依据
2。1 国网新源控股有限公司抽水蓄能机组安装工艺示范手册（机械工程分册，第2章 水泵水轮机座环蜗壳安装工艺)
2。2 《水轮发电机组安装技术规范》(GB8564-2003）
2。3 《工程建设标准强制性条文 电力工程部分 2011年版》
2。4 《水轮机金属蜗壳安装焊接工艺导则》（DL/T5070-2012）
2.5 《焊接工艺评定规程》(DL/T868-2004)
2。5 《江西洪屏抽水蓄能电站机电设备安装工程合同文件》（合同编号： JXHP-JHB-DGCSG—［2013]-18号）
2.6 上海福伊特水电设备有限公司座环/蜗壳设计图纸
2.7 上海福伊特水电设备有限公司技术文件：2432—001159
2.8 华东勘测设计研究院提供的设计图纸
2。9 我单位在其他类似水电工程水泵水轮机座环/蜗壳安装项目上的施工经验。
三、 焊接措施
3.1 焊工
凡参加蜗壳焊接的焊工，均应经专门技术培训并取得与产品焊缝类别相适应的焊工合格证(在有效期内），方可上岗施焊，焊工应熟悉工艺要求,明确焊接工艺规范参数；焊接前10天将焊工名单、资质报送监理部。
3.2 无损检测人员
无损检测人员由业主委托的第三方担任,应通过国家专业部门考试，并取得无损检测资格证书.评定焊缝质量由II级或II级以上的无损检测人员担任.
3.3 焊接工艺评定
依据厂家图纸、技术文件及相关标准，结合本电站蜗壳现场安装焊接的施工特点及现场条件，本项目蜗壳现场安装焊缝均采用传统的焊条电弧焊（SMAW）工艺。洪屏抽水蓄能电站水轮机蜗壳钢板B610CF为调质型低焊接裂纹敏感性钢。依据厂家焊接技术文件、ASME《锅炉及压力容器规范》第Ⅸ卷《焊接及钎焊评定》、DL/T868-2004《焊接工艺评定规程》等标准，在焊接前进行如下项目的焊接工艺评定试验。
序号
母 材
板 厚
（mm）
焊 接
方 法
接头形式
坡口形式
焊接
位置
焊 接 材 料
1
B610CF+B610CF
50+50
焊条电弧焊
对接
接头
对称X型
立焊
E6015-G
现场焊接工艺评定前，先编制焊接工艺评定设计书与焊接工艺评定指导书，然后根据其工艺做焊接工艺评定,若焊接工艺评定结果均符合要求，则将焊接工艺评定成果与焊接作业指导书一起报送监理。B610CF钢化学成分见表1。

3.4 焊接方法及焊接设备
(1) 现场焊缝采用手工电弧焊（SMAW）。
(2） 焊接设备的选用
ZX7-400逆变式手工电弧焊机
AX5—630焊机（碳弧气刨用）
（3） 焊接设备应处于完好状态，焊前应检查焊接设备情况，所用焊接设备上的电流、电压表应能正确显示读数。设备必须参数稳定、调节灵活和安全可靠、并能满足焊接规范要求。
(4） 对设备及相关设施,应有专人管理,由专业人员定期维护、保养与检修.
3。5 焊接材料的选用及管理
(1） 焊材采用制造厂提供的四川大西洋自贡焊条，GB E6015（相当于AWS E9015)，直径Φ4.0、Φ3。2。
(2) 焊接材料必须是有质量保证的生产厂家生产的合格产品，附有出厂材质证明书和质量保证书。
(3) 焊材进场时,应严格检查验收。对材质有怀疑时，应进行复验，合格后方可使用.
(4） 焊条的烘焙与领用
1)焊条应严格按生产厂家说明书规定的温度和时间进行烘焙，并做好实测温度和时间的纪录。
2） 施焊时，待用焊条应放在专用焊条保温桶内，随焊随取，并随手盖好桶盖,焊条在保温桶内的保存时间不宜超过4小时,否则应重新烘焙，重复烘焙次数不宜超过两次。
3。6 焊接施工作业的一般规定
(1） 焊前准备
1) 施焊前应对焊件的组装质量进行检查，如发现尺寸超差或坡口及其附近有缺陷,应及时进行处理或修复，最后经验收合格后方可施焊。
2） 组对焊缝局部间隙超过3mm，但长度不大于焊缝长度的15％时，允许在坡口两侧或一侧作堆焊处理，但应符合下列规定:
a.严禁在间隙内填入金属材料。
b。堆焊后应用砂轮片打磨修整。
c.根据堆焊长度和间隙大小，对堆焊部位的焊缝应酌情进行磁粉（MT）探伤检查.
d。施焊前应将坡口表面及两侧至少100mm范围内的水份、油、毛刺、铁锈、氧化皮及夹渣等清除干净。
e.夜间施工现场应有足够的照明，安全人员应对施工脚手架等设施的安全性能予以确认验收，同时施工现场应有足够的消防设施。
3） 焊接前做好通风措施,在蜗壳进口段布置1台小型轴流风机，将蜗壳焊接烟雾排出蜗壳以外。
（2) 对焊接的有关规定
1）定位焊的质量要求及焊接工艺与正式施焊工艺相同；并由合格焊工承担。
2）定位焊前必须预热，定位焊预热温度比正式焊接的温度高30℃～50℃,可用火焰预热，并采用远红外测温仪检测预热温度。定位焊焊缝位置应距焊缝端部30mm 以上，定位焊缝应有足够强度，但其厚度一般不应超过正式焊缝的二分之一，通常为8～10mm，长度一般为50mm～80mm,间距300mm 左右.点焊缝应最终打磨去除而不应被焊缝覆盖。点焊必须不中断地在一次操作中完成所有的层。目视检查点焊焊缝，任何缺陷，如裂纹，气孔必须在焊接正式焊缝前采用打磨的方法去除，背部清根时清除定位焊焊缝.
3）定位焊的引弧和熄弧应在坡口内进行。
4）严禁在母材上引弧和熄弧，引弧和熄弧应在坡口内进行。
5）每焊完一层后，应及时清除焊渣、飞溅,认真检查焊缝表面质量，合格后方可进行下一层焊缝的焊接。
6）焊接完毕，焊工应进行自检，焊缝自检合格后应在焊缝附近用钢印打上焊工工号,并做好记录.
7）管壁表面缺陷修整
a.管壁内面的突起处，应打磨清除；
b.管壁表面的局部凹坑，若其深度不超过板厚的10%,且不超过2mm时，应使用砂轮打磨，使钢板厚度渐变过渡，最终板厚度不得小于原厚度的90％.
c.超过上述深度的凹坑，按监理工程师批准的修补程序进行补焊。
8）焊前预热和层间温度(包括固定块）：焊前应进行预热。应预热至100℃，除了小区域的修补可采用火焰预热外，必须使用电加热法进行预热并使温度从焊接开始到消氢开始时保证不低于预热温度。预热范围应至少覆盖从坡口边缘起100mm 和或板厚的3倍，取两者的较小值。测温点应设在加热的背面。层间温度不超过220℃。测温可采用远红外测温仪，热电偶测温仪或测温笔.
9）仰焊和立焊的焊接方向必须是向上，即爬坡焊接。
施焊过程中，严格执行分段、多层、多道的焊接工艺，焊缝层间打磨是一项重要焊接质量保证措施，焊工必须认真执行；每层焊接前必须将上一层焊渣彻底清除干净，层间接头应错开30mm～50mm。
10)背缝清根采用碳刨气刨完成,清根后砂轮机打磨焊缝直至清除渗碳层,然后进行MT 探伤检查。
11）焊接过程中应力消除：对于现场焊缝，在每一道焊缝焊后必须立即锤击消除应力，打底层焊缝不得锤击。为了避免锤击产生裂纹，锤击用的榔头头部必须是圆的,其圆弧半径不小于5mm，锤击部位必须在焊道的中间，不得锤击焊趾部位,锤击应沿着焊缝方向进行，直到焊缝表面出现均匀麻点为止。
12）没有特殊规定焊缝均应采用分段退步焊，分段长度为200mm～400mm。
13）调节焊接线能量和预热温度应兼顾各方面的影响,一般线能量控制在20000J/cm～35000J/cm 为宜.
14）焊缝出现裂纹时应进行质量分析，找出原因，订出措施方可处理。
15）临时工卡具、吊耳等不应使用锤击的方法，应用碳弧气刨切割（或氧-乙炔焰切割)，再用砂轮磨平，严禁损伤母材。
16）每条焊缝均应连续焊完，若确需中断焊接，则应采取有效的保温措施，保温温度不得低于预热温度；但当焊缝没有达到足够强度时,严禁中断焊接.
（3） 焊接环境
焊接环境出现下列情况时，应采取有效防护措施，无防护措施时，停止焊接作业。
1）风速：大于8m/s
2）空气相对湿度:大于90%
3）环境温度：低于-5℃
4)焊接区周围发现有洞内滴漏水现象。
3.7 蜗壳焊缝的正式焊接
（1) 焊接规范参数
采用多层多道焊,打底层焊道采用φ3。2mm焊条焊接，其焊接规范参数为：平焊：110—140A、立焊：100-120A、横焊：100—120A、仰焊：90—120A；填充及盖面层焊道采用φ4.0mm焊条焊接，其焊接规范参数为：平焊：150-190A、立焊：140—170A、横焊：150—180A、仰焊:120—160A。
打底层及填充层每层焊道厚度应控制在4-6㎜（立焊位焊层厚度不得超过8mm），每道焊道宽度不超过20㎜，当坡口面较宽时，必须分道焊接.焊接速度控制在每分钟65～116mm，并尽量减少焊条的横向摆动幅度，使焊条摆动幅度不大于4 倍焊条直径。
（2） 蜗壳焊缝分类
蜗壳焊接焊缝分类：一类焊缝有凑合节、蝶形边焊缝，其他焊缝（不属于一类焊缝的拉紧器、千斤顶等）为二类焊缝。
(3) 焊接顺序
焊接顺序：先焊接蜗壳环焊缝,再焊接蜗壳和蜗壳过渡板之间的焊缝。焊接环缝时，应先焊填充量大的一条环缝，然后焊接另外一条环缝，两条焊缝不得同时施焊。蜗壳和蜗壳过渡板之间的焊缝应由至少两名焊工沿着座环圆周方向作对称焊接，焊接顺序见图3。

图3 蜗壳焊接平面图
(4） 蜗壳焊接
蜗壳环焊缝：坡口形式见图4

图4蜗壳环缝坡口图
施焊时，每条环缝由2~4名焊工同时对称施焊，环缝焊接顺序如图（5）所示,环缝的焊接先焊完内环缝内侧焊缝后，再对外侧环缝即背缝清根打磨，接着焊接背缝.蜗壳环缝焊接过程最好连续进行，中断焊接前最小焊接厚度不得小于板厚的三分之二。

图5 蜗壳环缝焊接顺序图
凑合节第二条环缝为封闭焊接,应力较大，封底焊时宜采用叠焊，如图6 所示,焊缝焊接应连续完成.

图6 叠焊打底图
蜗壳和蜗壳过渡板之间的焊缝：坡口形式见图7

图7 蜗壳与过渡板焊缝坡口图
首先4人对称按照图3焊接顺序进行焊接上、下碟形边对接焊缝过流面侧坡口，然后外侧清根、打磨并按图3焊接顺序进行焊接.
(5） 消氢处理
每条焊缝焊接完成后,均应在热态下立即进行焊后消氢热处理，焊后消氢规范为：250℃×4h。

3。8 焊缝检验
（1） 外观检查
所有焊缝均应按压力钢管制造安装技术规范要求进行外观检查。
（2) 无损探伤
焊接完成后，按照图纸技术要求提请监理协调第三方进行无损探伤检查，打磨焊疤、连接块、骑马块处应进行PT检测.蜗壳焊缝进行100％超声波探伤检查和100%RT或TOFD 探伤检查
1）焊缝探伤方法为PT、UT、RT或TOFD
2）进行探伤的焊缝表面的不平整度应不影响探伤评定.
3)焊缝无损探伤应遵守图纸和技术文件的规定。
4）检验完成后应及时提供检验结果,报送审批。
3.9 缺陷的处理和焊补
（1) 焊缝内部或表面发现有裂纹时，应进行分析，找出原因，制订措施后方可焊补.
(2） 焊缝内部缺陷应用碳弧气刨或砂轮清除。焊补前应认真检查。如缺陷为裂纹，则应用磁粉或渗透探伤，确认裂纹已消除，方可焊补。
（3) 返修后的焊缝，做超声波探伤复查，同一部位返修次数不宜超过2次,超过2次后的焊补时，应制订可靠的技术措施，并经施工单位技术负责人批准，并经监理单位认可后方可焊补,并做好记录。
（4） 管壁表面凹坑深度大于板厚10%或超过2mm的，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,焊补后应用砂轮机磨平,并认真检查有无微裂纹。
（5） 在母材上严禁有电弧擦伤，如有擦伤应用砂轮将擦伤处打磨处理,并认真检查有无微裂纹.
3.10 焊接监控
焊接过程中应随时监视座环水平尺寸的变化情况,采用内径千分尺对座环上下镗口每天测量1次，采用精密水准仪测量座环上环板法兰面水平,并用游标卡尺测量座环上下环板间距，并做好监测记录.根据监测记录数据分析座环变化情况，以便调整焊接方法,改变焊接顺序来保证座环尺寸的变化。
四、主要施工设备、工机具与材料配置
表2 主要施工设备与工机具配置表
序号
名 称
规 格
单位
数量
备 注
1
钢支墩
1200mm
个
4

2
求心器架

个
1

3
求心器

个
1

4
精密水准仪
DA3003
台

5
铟钢尺
3m
把
1

6
内径千分尺
5m
把
1

7
外径千分尺
800 mm
把
1

8
耳机

副
1

9
焊缝外观检查尺

1
把

10
逆变焊机
ZX7-400
4
台

11
气刨焊机
AX—630
1
台

12
角磨机
φ125mm、φ150mm
台
各2

13
线锤

个
4

14
重锤

个
2
自制
15
空压机
0.9m3
台
1

16
风铲

把
4

17
焊条保温桶

个
8

18
焊条温控干燥箱
ZYH-100
1
台

19
电焊钳

7
把

20
远红外线测温仪

1
台

21
接长线

米
800

22
履带式加热板
220V 5KW,800mm
块
20

23
履带式加热板
220V 10KW，1200mm
块
30

24
插接件

套
22

25
焊把线
70mm2
米
600

26
烘箱

台
1

27
快速接头
70
对
10
与焊机配套
28
合像水平仪
0.01 mm/m
台
1

表3 主要消耗性材料、工装与加固材料表
序号
设备名称
型号、规格
数量
单位
备 注
1
防护眼镜

5
付

2
温湿计

2
个

3
钢琴线
0。3—0。4mm
10
Kg

4
粉线

10
卷

5
线锤

4
个

6
粉笔
白
盒
4

7
8
石笔

6
盒

9
毛笔

4
支

10
毛刷

4
支

11
记号笔

10
支

12
铁丝
10＃
50
Kg

13
钢锯条

100
根

14
砂轮片
φ150、φ125、φ100
各100
片

15
竹跳板
2500×300
60
块

16
钢管
DN40
100
根

17
卡扣

60
个

18
氧气

8
瓶

19
乙炔

4
瓶

20
风铲
CZ2
4
把

附件：水泵水轮机座环/蜗壳安装焊缝开焊申请单
附件:
水泵水轮机座环/蜗壳安装焊缝开焊申请单
承建单位：中国葛洲坝集团股份有限公司 合同编号：JXHP-JHB—DGCSG—［2013］—18号
监理单位：中国水利水电建设工程咨询西北公司 单元编号: NO:
单位工程名称

分部工程名称

单元工程名称

开焊时间

焊缝检测位置及数量

材 质

接头形式

坡口形式

检 查 项 目
检 查 结 果
焊条型号

焊接设备

焊缝清理工具

坡口组对尺寸

坡口面及两侧清理

定位焊缝

焊条烘烤与领用

技术交底

焊接脚手架

施工照明

结 论：

初检：
日期：
复检:
日期:
终检：
日期：
监理:
日期：

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