工棚水电站压力钢管制安和闸门及启闭安装施工组织设计.doc
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1、工棚水电站压力钢管制、安及闸门和启闭机安装施工组织设计一、 工程概述甘洛县工棚水电站位于四川凉山州甘洛县境内名苟曲河,为尼日河一级支流,大渡河二级支流。电站为径流引水式,设计水头245m,额定引用流量12.34m3/s,装机容量2.48万kW。钢管内径为1800mm,压力管道全线采用16MnR钢板制作,板厚为1030mm。闸门包含冲砂闸工作及检修闸门,进水口拦污栅栅叶,沉沙池出口冲沙闸门及门槽,隧洞进口工作闸门及门槽,支洞封堵闸门及门槽。二、 压力钢管制作和安装(一)压力钢管制作1、材料进场及检验1.1钢管制造材料由专业分包单位负责采购。严格禁止将不合格的材料投料使用,板材的机械性能和化学成分
2、应符合相关规范和满足设计要求。表面质量要求:钢板表面不得有气泡、结疤、拉裂、裂纹、折叠、夹杂和压入的氧化铁皮,钢板不得有分层;钢板表面允许有不妨碍检查表面缺陷的薄层氧化铁皮、铁锈,由于氧化铁皮所引起的不显著的粗糙、划痕、轧辊造成的网纹及其它局部缺陷,但凹凸度不得超过钢板厚度的1/2;钢板表面缺陷不允许补焊和堵塞,应采用砂轮修理成平缓过渡,深度不超过钢板负偏差范围;对于有质量问题的钢板不得用做钢管的任何构件。钢板验收入库时,向监理人提交产品质量证明书并接受监理人的检查。1.2板材进场后在车间内分类堆放,检查合格后方可使用。板材应堆放整齐,垫离地面,并有效遮盖以防雨淋锈蚀。1.3焊丝、焊剂、焊条进
3、场后在专用房间堆放,架离地面以防受潮。焊材应具有合格证明书和使用说明书,其化学成分、机械性能各项指标应符合技术要求的规定,并按监理要求进行抽样检验。只有到达合格标准的焊材方可使用。焊材在二级库存放时应垫离地面,严格控制堆积高度,库房内应通风良好,配备除湿设备,室温不低于50C,相对湿度不高于70,并定时记录室温和相对湿度。1.4防腐用的油漆和稀料应分开堆放,应有出厂合格证和使用说明书,现场存放地点应远离生活区,随用随取。2、钢管加工前应具备的条件2.1设计图纸全部到齐,并进行技术交底。2.2施工组织设计、焊接工艺方案已报监理工程师批准。2.3已向监理提交焊接措施、合格焊工名单及编号,无损检验人
4、员证书等技术文件。2.4板材、焊材、油漆等主要材料已经审验合格。2.5向监理申请开工令。3、钢管主要加工程序:压 头下 料板材验收钢板订货及施工准备合 口圆度调整纵缝探伤纵缝焊接卷 板内、外壁防腐外形尺寸检验加劲环等附件装配验收出厂4、钢管加工工艺措施4.1钢管加工特性:本标压力钢管材质为16MnR,壁厚1030mm。订货时采用双定尺板,钢板宽度2000mm,长度根据管径和厚度不同确定不同的长度,但为了订货方便应尽量统一,订货长度与计算周长一致。钢管加工时应考虑凑合节的位置和长度,凑合节长度应尽量缩短。钢管纵缝在车间采用埋弧自动焊焊接,加劲环采用手工焊或CO2气体保护焊进行。4.2根据设计图纸
5、编制钢管分节下料工艺图,编制工艺图时应考虑焊缝收缩和特殊管节的预留量,并标出管节各中心位置及水流方向等标记。编制工艺图时应兼顾纵缝分布位置:同一管节上纵缝不超过两条,纵缝位置不得设置在钢管中心线上。相邻管节纵缝距离不大于板厚的5倍且不小于100mm。下料图标示如下:说明:第X大节X小节X块水流展开长度标题栏宽度下中心线钢管划线的极限偏差符合下表的规定:序 号项 目极限偏差(mm)1宽度和长度12对角线相对差23对应边相对差14矢高(曲线部分)0.5a. 相邻管节纵缝距离应大于板厚的5倍且不小于500mm。b. 在同一管节上。相邻纵缝间距不小于500mm。C. 低合金钢板,划线后用钢印、油漆和冲
6、眼标记标出钢管分节、分块编号,水流方向,水平和垂直中心线,灌浆孔位置等,高强钢用油漆标注。4.3板材吊上平台后,首先检查板材外观质量和批号,外观不合格的和批号不清的不得进行下料。确认合格后,按照工艺图标示的外形尺寸划线,采用切割机下料、加工坡口,按图示要求用油漆标明钢管分节号,水流方向及上、下、左、右中心线,切割后的坡口用磨光机打磨光滑。钢板划线极限偏差应满足设计和相关规范的要求。4.4压头:下好料的板块首先在卷板机上进行压头,测量压头弧度的样板长度不小于300mm,采用0.751mm的铁皮制作,弧度误差应满足设计和相关规范的要求。4.5卷板采用三辊卷板机进行,卷板机型号为352500mm,可
7、以卷制35mm厚的60级钢板,钢板宽度2.5。卷制方向应与轧制方向一致,管节应多次卷制成型,卷制过程中应随时测量弧度和清扫板料上的铁锈。用样板检查弧度,其间隙应符合设计和相关规范的要求。当弧度不能满足要求时可以采用卷板机修弧,但不允许锤击,以防损伤板材,高强钢严禁用火焰矫正弧度。对于一次卷制成形的钢管,当管口接近合拢时,卷板机要轻微压杠,反复卷制使板材应力全部释放,管口合拢后使用夹具使管口对正,检查钢管周长、椭圆度是否满足要求,合格后进行固定焊。管节周长、管口平面度应符合设计和相关规范的要求。钢板卷板应满足下列要求:a. 卷板方向应与钢板压延方向一致;b. 板料卷制后,将瓦块自由状态立在平台上
8、,用样板检查弧度,其间隙应符合下表的规定:钢管内径(m)样板弦长(m)样板与瓦块的极限间隙(mm)D51.52.5C. 卷板时不允许锤击钢板,应防止在钢板上出现任何伤痕。4.6对圆:卷制好的瓦块在平台上(平台采用工字钢搭设或浇筑混凝土支敦)对圆,瓦块按顺序摆放,测量管口周长和弧度,采用1.5m长的样板测量,将纵缝点焊固定。安装活动内支撑。对圆后在平台上检查管口平面度符合下表的规定:钢管内径D(m)极限偏差(mm)D53钢管对圆后纵缝处的管口轴向错边量不大于2mm;管口周长符合下表的规定:项 目板厚(mm)极限偏差(mm)实测周长与设计周长差任意板厚3D/1000,且不大于24相邻管节周长差10
9、10钢管对圆后其纵缝对口错边量符合下表规定:焊缝类别板厚(mm)极限偏差(mm)纵 缝任意板厚10,且不大于24.7纵缝采用埋弧自动焊进行,焊接时严格按照焊接工艺评定的参数进行,焊前应编制焊接工艺作业指导书,技术人员进行现场指导,发现变形超标应及时采取措施。双面焊接时,正面坡口焊接完成后,背缝采用碳弧气刨清根,磨光机打磨。纵缝焊接后用样板检查纵缝处弧度,其间隙不大于2mm。纵缝焊接后,用样板检查纵缝处弧度,其间隙应符合下表规定:钢管内径(m)样板弦长(mm)样板与纵缝处极限间隙(mm)5D8D/104钢管圆度(指同端管口相互垂直两直径之差的最大值)的偏差不应大于3D/1000,最大不应大于30
10、mm,每端管口至少测两对直径。4.8钢管附件在纵缝检验合格后装配,其偏差应符合下表规定:项 目支承环的极限偏差(mm)加劲环、止推环的极限偏差(mm)与管壁的垂直度A0.01H,且不大于3a0.02H,且不大于5与管轴线的垂直度B2D/1000,且不大于6B4D/1000,且不大于12相邻两环间距偏差10304.9依据工艺图装配加劲环等附件。加劲环、支承环采用数控切割机下料,装配时采用自制夹具将其与管壁顶紧,夹具尽量不与管壁焊接,控制加劲环、支承环与管壁垂直度。加劲环、止水环组装的极限偏差应符合设计和相关规范的要求。4.10附件焊接完成后,对管节各部位尺寸进行检测并做好记录,经监理确认合格后可
11、以进行防腐。5、压力钢管焊接工艺5.1焊接工艺评定:焊接前提交焊接工艺评定报告,经监理工程审查合格后方可进行焊接作业。5.2参加、类焊缝施焊的人员必须持有效合格证书,负责焊缝内部探伤的人员必须持证上岗,评片由级或级以上的人员担任。5.3焊条、焊剂使用前必须按说明书进行烘焙,焊丝应进行清扫,烘干后的焊条应放在有源保温筒内,随用随取。焊条在保温筒内的时间不宜超过4,超过后应重新烘焙,重新烘焙的次数不宜超过两次。焊丝在使用前应清除铁锈和油污。5.4、类焊缝施焊时应严格按事先编制的工艺措施执行,焊接技术参数应与工艺评定参数一致,无论正式焊缝还是定位焊均应由合格焊工施焊,焊工必须接受现场技术人员的指导。
12、5.5施焊前应将坡口两侧1020mm范围内的铁锈、溶渣、油垢、水迹等清理干净。焊缝(包括定位焊)焊接时,应在坡口内引弧、熄弧,严禁在母材上引弧,熄弧时应将弧坑填满,自动焊焊接纵缝时应采用引弧板,多层焊的层间接头应错开。焊接规范参数焊接层次焊条直径(m)焊接电流(A)焊接电压(V)焊接整度(mm/min)备注打底层3.29012022256080填充层4.0120160242880100盖面层3.29012022256080焊接层间温度:层间温度140160,最高不超220焊接线能量:2040KJ/cm焊接变形控制:合理选择焊接顺序,除打底层、第二层和盖面层外,其余焊接层用风铲进行击打,以消除焊
13、接应力。5.6定位焊要求与主焊缝相同,定位焊位置应距离端部30mm以上,焊缝长度50mm以上,间距100400mm,厚度不超过正式焊缝的二分之一,最厚不超过8mm。定位焊缝质量焊接前应进行检查。5.7双面焊接时,单面焊接后用碳弧气刨进行背面清根,将焊在清根侧的定位焊缝清除,并用磨光机打磨,需预热的清根前应预热。5.8组装间隙超过5mm,长度不超过焊缝长度的15时,允许在坡口两侧做堆焊处理,但严禁填入金属材料,堆焊后应用磨光机修整。5.9异种钢焊接时,焊材采用高匹配方式,一律按高强钢焊接工艺施焊。5.10弯管等手工焊缝,每条焊缝由46名焊工分段焊接,焊接方法采用分段退步焊或跳焊,采用相同规范,同
14、时起焊,同时焊完,第二层以后加大分段长度,盖面时可不分段,以利减少接头。5.11多层焊时,每焊完一层将药皮、飞溅清除干净,再焊下一层,相邻两层间接头应错开,每层厚度应控制在0.81.2倍焊条直径范围内,宽度控制在4倍焊条直径范围内。5.12整条焊缝应一次焊完,不允许中途停顿。为了解焊接环境是否满足要求,应安放干湿温度计,一天三次测量车间温度,当湿度大于90,风速超过8/秒的雨天和雪天以及环境温度在50C时,应采取可靠的防护措施,否则应停止施焊。6、焊缝检验与缺陷处理6.1所有焊缝均由专人负责外观检验。外观质量应符合设计和相关规范的规定。焊缝内部缺陷选用超声波探伤X光射线复检。焊缝内部探伤标准超
15、声波一类焊缝100;二类焊缝50。X光复检一类焊缝5;二类焊缝若发现可疑波形超声波不能准确判断时采用X光复检。无损探伤应在焊后24h以后进行。焊缝外观检验质量应符合下表规定:项 目焊缝类别裂纹一二三表面夹渣不允许咬边深度不超过0.5,连续长度不超过100,累计长度不大于10全长焊缝。深度不大于1未焊满不允许不超过1,每100焊缝内缺欠总长不大于25表面气孔不允许直径小于2的气孔每米范围允许4个,间距不大于6倍孔径焊瘤不允许飞溅不允许焊缝余高h(手工焊)1225h02.51212时,K+4(手工焊)K12时,K+4;K12时,K+5(自动焊)注:指钢板厚度6.2焊缝内部或表面发现裂纹时,应进行分
16、析,找出原因,方可补焊。6.3焊缝内部缺陷采用碳弧气刨清除或磨光机清除,磨光机打磨成便于焊接的凹槽,补焊前应认真检查,如焊缝为裂纹,应用磁粉或渗透探伤,确认裂纹消除方可补焊,处理后的焊缝采用超声波复检。6.4射线探伤按DLT506996标准评定,一类焊缝级合格,二类焊缝级合格;超声波探伤按GB1134589标准评定,一类焊缝B级合格,二类焊缝B级合格。6.5焊缝局部探伤时,发现有不允许缺陷,应在缺陷方向或可疑部位做补充探伤,仍发现有不允许缺陷,则应对该焊工在该焊缝的所有焊接部位或整条焊缝进行探伤。6.6每一处焊缝处理不应超过两次,对超过两次的必须报技术负责人制定可靠措施后报监理工程师批准执行。
17、7、压力钢管防腐7.1表面预处理7.1.1钢管表面预处理前将油污、焊渣等污物清理干净。钢管内、外壁除锈采用风砂枪进行,砂料采用石英砂,由两台6m3空压机供风,钢管放置在自制小车上,可以转动除锈。7.1.2钢管内壁除锈等级应符合GB892388标准中规定的Sa2.5级标准,检查用照片目视比较评定。表面粗糙度应达到Ra4070m,用样板目视比较评定或仪器测定。埋管外壁经风砂枪除锈后达到Sa1级。7.1.3钢管除锈后,应用干燥的压缩空气吹净,涂装前如发现钢板表面有污染或反锈的应重新处理。7.1.4当空气中相对湿度超过85,环境气温低于50C和钢板表面温度预计将低于大气露点以上30C时不得进行除锈。7
18、.2涂装7.2.1经除锈后的钢材表面应尽快涂装,一般在4h内涂装,晴天和正常大气压条件下最长不超过24h。7.2.2涂装时应在车间内干燥的环境中进行,每层厚度、间隔时间应满足说明书要求,涂刷前先用样块作漆膜厚度和粘合力试验,涂刷时结合面应清理干净,漆膜厚度采用测厚仪量测,埋管外壁水泥砂漿按要求涂刷。7.2.3制作时安装环缝两侧各100mm范围内,应先涂装不影响焊接质量的防锈漆。环缝焊接后由安装单位进行二次除锈,并采用人工或小型高压喷漆机进行二次涂装。7.2.4涂料具有易燃性和有毒性,施工时应采取必要的安全保护措施,喷施涂料时,10M范围内禁止吸烟和焊接,施工现场应通风良好。7.2.5涂装时空气
19、中相对湿度超过85、钢板表面温度低于大气露点以上30C或高于600C以及低于100C时均不得进行涂装。7.2.6防腐时应注意保护管节上的标记,涂刷完成后立即重新用油漆标。7.3涂层质量检查7.3.1涂装时发现挂流、皱皮等缺陷及时处理。7.3.2涂装后外观应表面光滑,颜色一致,无皱皮、气泡、挂流、漏涂等缺陷。水泥浆涂层厚度应基本一致,粘着牢固,不起粉状。7.3.3涂层厚度采用磁性测厚仪测量估读涂层厚度,做好记录。测量时在单节钢管的两端和中间的圆周上每隔1.5M测一点,涂膜厚度应满足两个85,即85的测点厚度达到设计要求,最小厚度值不低于设计厚度的85。7.3.4涂层结合性能检查采用撕拉法进行,检
20、查时使用硬质刀具在涂层上划一个夹角为600的切口,划透涂层直达基材,用胶带粘贴划口部分,用力撕下胶带涂层应无剥落。(二)压力钢管安装1、安装施工前应具备的条件1.1设计图纸到位并已进行技术交底;1.2安装方案、焊接工艺方案已经监理工程师批准;1.3向监理提交焊接工艺评定、合格焊工名单、无损检测人员资质证书等技术文件;1.4安装用索道安装完成,焊接设备和施工人员已到位。2、压力钢管安装准备2.1安装工作面及首装节的确定第一工作面:以岔管为始装节(已安装),从岔管开始向主管安装。第二工作面:以上平段钢管起始节为始装节,安装10米即进行始装节砼浇筑。2.2通风、供电施工用气自备空压机解决。洞内安装照
21、明借用土建施工照明系统,或配电单独引线,自成独立系统,照明每间隔1020m设一处。2.3施工通讯为确保洞内安装与外界的信息沟通,及时处理可能出现的各种突发事件,为洞内安装工作面现场指挥人员配置程控对讲机与外界联系,及时准确地将各信息传递出去。外面由专人负责,协调处理,密切监视洞内的各状态对安装人员的影响,同时制定相关紧急预案,确保安装工作施工安全。2.4索道和轨道安装业主已将索道的上下站支架基础浇筑完成,明管俯视为直管线,架设索道能够满足钢管运输和施工需要(根据电子版图纸显示,现场支架基础位置偏差较大,不能够满足钢管安装;我部进场后,再现场测量和确定支架基础和设备基础位置)。索道承载绳选40m
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