CCS水電站壓力鋼管環型焊縫全位置焊接技術分析

肖冉

摘 要：CCS水電站是我國目前在國際項目上做到的施工規模最大，而且技術要求最高的水電站，屬于EPC水電站，因為在CCS水電站的建立上我國不但承包了具體的設計工作，而且進行了對整個施工工程的總體把握以及施工過程中的策劃和組織工作;建筑材料的購買方面選用的是專業的設備以及材料;建設過程包括有施工，安裝，調試以及技術培訓等全部工作都由我國承擔，并且做到全部的達標。這個水電站所要承受的水壓大概在6.83MPa，對于水電站而言，所有的水壓都加注在壓力鋼管上，所以壓力鋼管所能承受水壓的情況對于水電站是非常重要的，因此就對水電站壓力鋼管的焊接工藝提出了更多的要求。所以本文對水電站中壓力鋼管所用到的環型焊縫全位置焊接技術做了簡要的分析。

關鍵詞：壓力鋼管;環型焊縫;全位置焊接

一、CCS水電站簡介

1.水電站建設背景

CCS水電站是科卡科多辛克雷水電站的簡稱。CCS水電站是我國與厄瓜多爾的合作項目，由中國水利水電建設集團公司承建。該水電站位于厄瓜多爾的東北部，是厄瓜多爾進行基礎設施建設的重要工程，也是厄瓜多爾當前最大的水電站。它的建成將滿足厄瓜多爾大約三分之一人口所需要的電量要求，并且也可以給厄瓜多爾國家提供更多的就業機會，以及進行能源建設的參考建議。它不僅是厄瓜多爾投入外資最多的水電站項目，也是目前中國所對外承建的最大水電站項目。

2.CCS水電站的運行

CCS水電站現在一共有8臺187.5MW的發電機組，水電站總裝機容量150萬千瓦，每年的發電量約為88億千瓦時。有兩條從水庫到廠房的壓力管道，外面包有的混凝土管道長1400米，內徑5.80米。壓力鋼管選用的是高強度鋼板，分為主管、支管和岔管三個部分，這些鋼管結合在一起所安裝的焊縫的長度總計為508米。

二、CCS水電站壓力鋼管所面臨的問題

因為壓力鋼管的使用貫穿于整個項目的全程，所以壓力鋼管一定要按時安裝，從而保證整個施工進度的正常進行。壓力鋼管要承受6.83MPa的水壓，所以對壓力鋼管的焊接工藝要求是十分嚴格的。CCS水電站采用的是高強度的鋼，它的焊接工藝更為復雜，而且在焊接的過程中還容易造成有其他的缺陷，這些不符合要求的缺陷要立即進行修補，修補這些帶有缺陷的鋼管會更多的增加施工所需要的時間。

三、水電站壓力鋼管面臨問題的解決方案

1.壓力鋼管環型焊縫全位置焊接技術

要解決這些需要重新進行修補的鋼管所浪費的人力和物力問題，根源的方法就是要保證每一次的焊接質量提高，提高焊接的技術，從而減少重復操作所浪費的資源問題。

中國水利水電建設集團第十四工程局工程部對于CCS水電站中壓力鋼管所面臨的問題進行了技術創新，他們通過對現場實際焊接情況的勘察和對焊接工藝的改良，從操作方法和施工人員兩個方面著手，提出了新的焊接技術手段，也就是環型焊縫全位置焊接技術，這種改良的焊接方法有了比之前更高的焊接合格率，從而減少了不合格的壓力鋼管需要重新進行修復浪費人力物力的問題。這種新型焊接技術不僅是對施工過程的保障，同時也給施工人員提供了更為安全的焊接方法。

2.施工方法

首先從最為重要的施工材料的選擇上開始，選用高強度的鋼，然后根據施工部位的不同選擇不同長寬的鋼板;第二步就是要進行設計，對鋼板進行劃線和標記;第三步是對鋼板的坡口進行切割;第四步，把鋼板卷成鋼管的雛形組成一個圓柱形，然后進行焊接;第五步，把大段的鋼管進行焊接組裝;第六步，把初步組裝好的鋼管輸送到它對應的位置;接下來就是采用環型焊縫的全位置焊接技術，對運送到各個區域的鋼管進行正面背面環縫焊接;最后一步，其實也是最重要的一步就是對安裝好的壓力鋼管的焊縫進行檢測，合格的可以投入使用，不合格的則要進行返工重新焊接。

四、CCS水電站壓力鋼管環型焊縫全位置焊接技術施工要點

1.材料切割

水電站的壓力鋼管對材料進行切割時采用的是數控切割機，要根據設計好的圖紙對鋼板進行切割，切割的過程中要保證圖紙的準確性以及切割工具的正確選擇。切割之后要進行檢查。

2.畫線和標記

在切割好鋼板上畫出鋼管的x軸y軸和坡口切割線所處的位置，然后對需要進行標記的編號，方向等進行標記。

要保證線條的準確，誤差范圍在0.5mm之內，所作出的標記要方便辨認;坡口的切割線采用普遍規定的60°角度。

3.坡口的切割

對水電站壓力鋼管的坡口角度切割，一般采用氧乙炔半自動切割機。

切割前首先要對照前邊做好的劃線標記，在切割的過程中，應當選擇合適的割嘴來避免出現切割痕跡。切割之后要對產生的凹槽進行后續的打磨處理，消除，在切割過程中產生的其他雜物。

4.鋼板卷成鋼管、焊接

先用卷板機對鋼板進行卷曲，然后在拼裝平臺上把卷曲后的鋼管組成圓柱形，檢查合格后進行下一步工序。

對鋼板進行卷去的過程，要避免出現過度或欠缺的情況;對組裝所用的平臺要進行加固的處理以保證在使用過程中不會使鋼管發生變形;在卷曲鋼板的過程中一定要仔細核實對應的編號以及方向是否正確，不要在細節上出現失誤;焊接的過程中要嚴格執行水電站壓力鋼管的焊接技術要求;焊接之后要進行打磨處理。

5.鋼管組裝

鋼管的組裝要采用環型焊縫全位置焊接技術。

焊接的過程中要仔細核實對應的編號和方向，避免出現錯誤;組裝的過程要嚴格執行焊接技術的要求;焊接之后要進行打磨處理。

6.運輸到相應位置組裝

鋼管在進行卷曲、組裝和焊接之后要運送到相應的位置匹配當前施工要求所需的鋼管。

首先，一定要確保每一個位置對應的鋼管是正確的編號;安裝過程中一定要保證在符合要求的前提下進行;坡口的切割角度要嚴格根據技術要求進行操作;焊接之后要進行打磨處理。

7.鋼管環型焊縫全位置焊接

在鋼管運送到相應位置之后就要對鋼管進行焊接。因為環型的鋼管背面和側面在進行焊接時都不很方便，所以新采用的環型焊縫全位置焊接技術就解決了這個問題。

焊接的過程要嚴格執行焊接技術的操作要求;要保證進行焊接的技術人員的操作水平，避免因為一些技術問題導致焊接出現缺陷;要對焊接過程隨時記錄并且進行分析，同時提高焊接人員的技術水平。

8.鋼管安裝焊接之后的檢測

鋼管焊接之后的檢測是焊接中比較重要的一步。檢測過程要檢測的項目包括有對鋼管外觀的檢測、焊接之后打磨處理的檢測以及有無破損情況的出現。

要對焊接之后的鋼管周圍出現的雜物清理工作進行檢測，以保證鋼管表面的整潔;檢測過程中還要對儀器進行校準;對返工進行修復的焊縫要執行更嚴格的要求。

五、總結

CCS水電站中采用的環形焊縫全位置焊接技術解決了在施工過程中其他位置不方便工作的情況，并且降低了焊接過程中產生缺陷的鋼管數量，從而提高了水電站壓力鋼管的焊接技術的合格率，保證了施工工期的正常進行。CCS水電站的良好建設不僅促進了中厄兩國的貿易關系，同時也推動了中國資金參與厄瓜多爾基礎項目建設的力度，被厄瓜多爾提供了更多的就業機會。相信通過CCS水電站的成功建設，會更多的促進中厄兩國的合作。

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