1、xxx電站工程土建及安裝施工 引水壓力鋼管岔管安裝專項(xiàng)施工方案第 PAGE II 頁 共15頁xxx電站工程土建及安裝施工 引水壓力鋼管岔管振動(dòng)時(shí)效施工方案xxx電站工程土建及安裝施工 引水壓力鋼管岔管振動(dòng)時(shí)效施工方案第12頁 共13頁第13頁 共13頁xxx電站工程土建及安裝施工引水壓力鋼管岔管振動(dòng)消應(yīng)及焊接殘余應(yīng)力測試施工工藝1概述1.1概述xxx電站工程引水壓力鋼管段壓力鋼管安裝分為主管壓力鋼管、岔管及支管壓力鋼管安裝。工程范圍為：樁號99+596.8699+724.311。電站主壓力鋼管（DN7200）與主隧洞出口的壓力鋼管在樁號99+596.86m處相接；主壓力鋼管后分成6根鋼支管，

2、右側(cè)二根DN4000經(jīng)漸變后分別接DN2200調(diào)流消能閥、中間兩根DN3000經(jīng)漸變后分別接軸流式水輪機(jī)DN3400進(jìn)口閥、左側(cè)兩根DN4000經(jīng)漸變后分別接混流式水輪機(jī)DN2600進(jìn)口閥。引水壓力鋼管段共計(jì)5個(gè)岔管，分別為66DN6000/DN4000岔管2個(gè)，50DN6000/DN4000岔管1個(gè)，70 DN7200/DN6000岔管1個(gè)，66漸變 DN6000/DN4000岔管1個(gè)。1.2工件概況主要工程量 表1序號項(xiàng) 目單位合同工程量備注1岔管 DN6000/DN4000(2個(gè)，66）t2002岔管 DN6000/DN4000(1個(gè)，50）t1003岔管 DN7200/DN6000(1

3、個(gè)，70）t1634岔管 DN6000/DN4000(1個(gè)，66漸變）t100 每個(gè)岔管單獨(dú)焊接，進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理及應(yīng)力檢測。2參考標(biāo)準(zhǔn)（1）招投標(biāo)文件；（2）水利工程壓力鋼管制造安裝及驗(yàn)收規(guī)范(SL432-2008)；（3）水工金屬結(jié)構(gòu)焊接通用技術(shù)條件(SL36-2006)；（4）無損檢測焊縫磁粉檢測(JB/T6061-2007)；（5）無損檢測焊縫滲透檢測(JB/T6062-2007)；（6）鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級（GB3323-2008）（7）鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果的分級（GB/T11345-2013）；（8）焊接構(gòu)件振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)選擇及技術(shù)要求JB/T1037

4、5-2002（9）振動(dòng)時(shí)效效果評定方法JB/T5926-2005（10）鉆孔應(yīng)變法測量殘余應(yīng)力的標(biāo)準(zhǔn)測試方法SL499-2010（11）機(jī)械式振動(dòng)時(shí)效裝置GB/T25713-20103振動(dòng)消應(yīng)及焊接殘余應(yīng)力測試施工工藝3.1技術(shù)目標(biāo)用振動(dòng)時(shí)效處理兩個(gè)三岔管對接焊為一體的焊接件，在構(gòu)件不受任何損傷的情況下，要求消除焊接殘余應(yīng)力、控制變形，減少裂紋產(chǎn)生，提高岔管焊接件使用壽命的目的。消除焊接殘余應(yīng)力符合標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)到30%以上。3.2振動(dòng)消應(yīng)及焊接殘余應(yīng)力測試設(shè)備振動(dòng)消應(yīng)及焊接殘余應(yīng)力測試設(shè)備采用3BN2012-C振動(dòng)時(shí)效設(shè)備、BN-SM200應(yīng)力應(yīng)變檢測系統(tǒng)及BN-ZK1打孔裝置進(jìn)行效果評估。

5、3.3振前準(zhǔn)備工作 3.3.1焊縫采用X射線、TOFD衍射時(shí)差超聲波、超聲波、表面著色聯(lián)合檢測方法進(jìn)行。對梁、梁與主支管的焊縫采用100%超聲波加10%著色進(jìn)行檢測，梁與主管焊縫、拉桿與梁、梁、梁對接焊縫采用100%超聲波加10%著色進(jìn)行檢測。梁、梁對接焊縫采用TOFD衍射時(shí)差超聲波及超聲波檢測。檢測完畢或焊縫缺陷處理完畢后不存在超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的縮孔、夾渣、裂紋及虛焊等缺陷。3.3（1）工件表面制備；預(yù)制備的表面用120粒度砂輪或砂布打磨除銹、除氧化皮，再用砂（160粒度）交叉打磨，達(dá)到5-6，粘接（吸附）鉆具固定腿處表面可粗糙一些，范圍約120120mm，用劃針輕輕刻出貼應(yīng)變花的測點(diǎn)位置（刻十

6、字線）。酒精（清洗油污，為除凈表面殘留細(xì)鐵粉沫建議用白棉花球或砂布多次擦洗直至棉花球或砂布上無污點(diǎn)為止。（2）應(yīng)變花的粘貼；應(yīng)變花粘貼前應(yīng)作外觀檢查，不允許有折皺。應(yīng)變花粘貼面用棉花球蘸少許酒精輕輕擦洗以保證粘貼面無油污，并嚴(yán)禁與手指接觸。短時(shí)測量應(yīng)選用快速固化的502膠（建議采用北京化工廠廠內(nèi)剛出售的新鮮膠，平時(shí)儲存在冰箱中，一般最好在3個(gè)月內(nèi)使用）。每涂一次膠立即蓋上瓶蓋。在應(yīng)變花粘貼面上滴上一小滴膠液（也可以涂在工件上面），薄薄一層，以1號應(yīng)變片對準(zhǔn)參考軸，放置在工件表面上，應(yīng)變花上面覆蓋一張聚四氟乙烯薄膜指壓1-2分鐘。室內(nèi)固化時(shí)間一般5-6小時(shí)即可進(jìn)行測量，為提高粘接強(qiáng)度，室內(nèi)固化2

7、4小時(shí)可達(dá)最大粘接強(qiáng)度（3）焊接導(dǎo)線；將粘貼好的應(yīng)變花進(jìn)行檢查，用萬用表檢查應(yīng)變片是否在貼片中被損壞，檢查絕緣電阻一般在500M以上即可。將應(yīng)變花6根引出線輕輕拉起，在接近應(yīng)變片部位粘上絕緣層（建議采用滌綸絕緣膠帶）。在絲柵部位覆蓋一小塊滌綸絕緣膠帶，將引出線蓋住一部分，一方面鉆孔時(shí)防止鐵屑損傷絲柵或引起短路，另一方面加固引出線不被拉斷。建議采用0.157的多股塑料鍍錫銅線（三種顏色）固定于工件上，用35W內(nèi)熱式電烙鐵將導(dǎo)線與引出線焊接。將導(dǎo)線連接到相應(yīng)的靜態(tài)應(yīng)變儀接線箱的插頭上，無需另貼補(bǔ)償片，只要將另一待測的應(yīng)變花作為補(bǔ)償片。導(dǎo)線相應(yīng)地接到接線箱的插頭上。鉆另一孔時(shí)，原來的應(yīng)變片作為補(bǔ)償片

8、，不需要更換接線。 應(yīng)變儀調(diào)零，檢查應(yīng)變片是否穩(wěn)定，有無漂移或擺動(dòng)，否則要重新檢查應(yīng)變片的焊接點(diǎn)是否焊好或絕緣電阻是否達(dá)到規(guī)定的要求?；蛘吲懦渌脑?，如有嚴(yán)重漂移應(yīng)廢棄不用重新貼片。應(yīng)變儀靈敏度都應(yīng)按應(yīng)變儀說明要求。（4）鉆具安裝于工件上對準(zhǔn)應(yīng)變花中心；將鉆具放在工件表面并吸附牢固。將鉆具中心初步對準(zhǔn)應(yīng)變花中心位置。將顯微鏡的目鏡和物鏡裝在專用套筒上，安裝好高度固定環(huán)后放入鉆具，在顯微鏡里觀察，上下調(diào)整顯微鏡套筒，找到合適的高度（能清晰的看到應(yīng)變花）后，將高度固定環(huán)的固定螺絲擰緊以便進(jìn)行橫向調(diào)整。松開鎖緊壓蓋，微調(diào)鉆具周圍的3個(gè)調(diào)節(jié)螺絲，一面轉(zhuǎn)動(dòng)一下放大鏡使放大鏡里的十字線中心處在應(yīng)變花中

9、心標(biāo)記上，鎖緊壓蓋。取出顯微鏡并將應(yīng)變儀重新調(diào)零。（5）鉆孔；取出鉆桿，將頂端的固定螺絲松開，將1.5的麻花鉆頭裝入另一端的小孔內(nèi)，將鉆桿頂端的固定螺絲擰緊，是鉆頭牢固的夾持在鉆桿內(nèi)。將裝好鉆頭的鉆桿擦干凈滴上潤滑油插入鉆具套筒里，松開深度定位卡圈，塞入深度控制塊，之后固定卡圈，取出深度控制塊。將專用萬向節(jié)裝入手電鉆內(nèi)，調(diào)整好手電鉆的旋轉(zhuǎn)方向，是萬向節(jié)和鉆桿頂端的固定螺絲接觸良好后開鉆，手持電鉆盡可能保持垂直工件表面，壓力適中直鉆到預(yù)定孔深，拔出鉆桿。待1-2分鐘后測讀應(yīng)變儀讀數(shù)。3.4振動(dòng)時(shí)效工藝3.4振動(dòng)工藝設(shè)備如圖所示：它是將一個(gè)具有偏心重塊的電機(jī)系統(tǒng)(激振器)用卡具安放在工件上并將工件

10、用膠墊等彈性物體支承。通過主機(jī)控制電機(jī)并調(diào)速，使工件處于共振狀態(tài)。一般工件經(jīng)30分鐘的振動(dòng)處理即可達(dá)到調(diào)整均化殘余應(yīng)力的目的。主機(jī)：控制電機(jī)的啟動(dòng)及調(diào)速、信號的收集、處理、顯示及打印參數(shù)；激振器：強(qiáng)迫工件振動(dòng)并將電機(jī)轉(zhuǎn)速及激振頻率反饋回主機(jī)；拾振器：把振動(dòng)響應(yīng)如加速度幅值等反饋回主機(jī)；卡具：將激振器牢牢固定在工件正確位置上。膠墊：隔振、降噪，防跑件3.4（1）激振頻率：選擇共振區(qū)別明顯處，我部岔管焊接件選用手動(dòng)尋找共振頻率，在進(jìn)行半自動(dòng)或全自動(dòng)消除應(yīng)力。（2）激振力：根據(jù)廠家說明書岔管支撐完畢后，手動(dòng)開始激振器，在掃描過程中顯示器有峰值點(diǎn)出現(xiàn)，并且峰值點(diǎn)的加速度應(yīng)超過60 m/s2 并且小于1

11、40 m/s2，此時(shí)峰值點(diǎn)即為激振力點(diǎn)。（3）激振時(shí)間：振動(dòng)的前10分鐘殘余應(yīng)力變化最快，20分鐘后趨于穩(wěn)定，我部根據(jù)下表重量選擇處理時(shí)間為30-50分鐘。 工件重量與消應(yīng)時(shí)間表 表6工件重量（T）11-33-66-1010-5050振動(dòng)時(shí)間（min）101215202530-50（4）激振點(diǎn)和支撐點(diǎn)：岔管支撐點(diǎn)選擇據(jù)主岔管管上、下游及支管形體尺寸1/4位置處支撐2點(diǎn)、4點(diǎn)或8點(diǎn)，每個(gè)支撐點(diǎn)支撐時(shí)，在混凝土墊層墊枕木2塊，尺寸為200*200*600，枕木上部放置鐵板一塊尺寸為400*600鋼墊板，支撐點(diǎn)支撐時(shí)隨鋼管安裝時(shí)直接作為加固支撐加固牢靠，待振動(dòng)時(shí)效消應(yīng)完畢并合格后，選擇其余支撐點(diǎn)將岔

12、管加固牢靠后，將振動(dòng)時(shí)效支撐點(diǎn)支撐局部用氣焊割除，撤出枕木及鋼墊板后重新加固牢靠。激振點(diǎn)位置選擇在岔管管節(jié)上游管口處。（根據(jù)現(xiàn)場共振效果可以靈活選擇）。（5）用振動(dòng)時(shí)效過程中測出的動(dòng)態(tài)參數(shù)曲線，根據(jù)曲線的變化、現(xiàn)場判斷振動(dòng)效果。3.我部根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況選用BN2012-C振動(dòng)時(shí)效設(shè)備儀器消除應(yīng)力。（1）BN2012-C振動(dòng)時(shí)效設(shè)備儀器消應(yīng)過程： L 工件總長 1/3L 激振器 1/3L 傳感器 工件 橡膠墊 BN2012-C液晶型控制器（2）設(shè)備工作過程：振前處理：設(shè)備自動(dòng)尋找工件的共振峰，并把振前a-n過程曲線存儲起來，由分析程序確定激振頻率，過程和曲線會(huì)顯示在液晶屏上。 A N時(shí)效處理：設(shè)

13、備自動(dòng)進(jìn)行，根據(jù)不同工件自動(dòng)決定處理時(shí)間，并把a(bǔ)-t過程曲線存儲起來，過程和曲線會(huì)顯示在液晶屏上。 A T振后處理：設(shè)備自動(dòng)對處理后的工件進(jìn)行振動(dòng)掃描，并把振后a-n曲線存儲起來，過程和曲線會(huì)顯示在液晶屏上。 A N打印處理：把a(bǔ)-t，振前a-n，振后a-n曲線打印出來，供對比、判斷和留存。 A N3.5焊接殘余應(yīng)力的測試 焊接采用盲孔法，對兩個(gè)三岔管焊為一體的整體焊接構(gòu)件焊縫進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效前、后殘余應(yīng)力檢測。3.5.1本系統(tǒng)可以測量各種材料不同狀態(tài)下的靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變，從而能夠幫助用戶分析被測材料在受力或自然狀態(tài)下力的大小、方向及產(chǎn)生的位移等參數(shù)及曲線。本系統(tǒng)可以測量金屬材料內(nèi)部的殘余應(yīng)力的大小，

14、從而幫助客戶分析出被測材料的殘余應(yīng)力分布情況，及本材料的負(fù)載能力。并繪制出殘余應(yīng)力的大小、方向坐標(biāo)圖及分布曲線圖。全數(shù)字化智能設(shè)計(jì)，操作簡單，測量功能豐富，熱拔插USB計(jì)算機(jī)接口，配置計(jì)算機(jī)操作軟件可讀取儀器內(nèi)部存儲器中存儲的數(shù)據(jù)，亦可組成虛擬儀器測試系統(tǒng)。組橋方式多樣，如1/4橋、半橋、全橋、混合組橋和1/4橋單端補(bǔ)償接橋方法。方式自動(dòng)掃描平衡。各測點(diǎn)參數(shù)單獨(dú)設(shè)定時(shí)，能同時(shí)測量拉壓力、應(yīng)變、位移。該儀器適合多參數(shù)測量的測試現(xiàn)場使用。該儀器內(nèi)置數(shù)據(jù)存儲器，可隨時(shí)對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和數(shù)據(jù)回放。BN-SM200靜態(tài)應(yīng)變檢測儀配套的數(shù)據(jù)采集分析軟件，具有數(shù)據(jù)采集、表格、T-Y圖、X-Y圖、應(yīng)力分布圖

15、、棒圖顯示、應(yīng)變花應(yīng)變分析等強(qiáng)大的軟件分析功能?？梢酝瑫r(shí)測量4個(gè)點(diǎn)的殘余應(yīng)力，計(jì)算顯示殘余主應(yīng)力及角度（1、2、），并能繪制應(yīng)力應(yīng)變大小及角度示意圖，直觀明了手動(dòng)輸入測量殘余應(yīng)力需要的釋放系數(shù)A,B值3.5.2主機(jī)測點(diǎn)：12點(diǎn)（應(yīng)力應(yīng)變測量）；4點(diǎn)（殘余應(yīng)力測量）測量單位：，kN，mm，MP, 測量范圍：應(yīng)變 038000；位移 1.000099999mm； 殘余應(yīng)力：60000MP 拉壓力 1.000099999kN平衡范圍：38000分辨率：應(yīng)變：1；殘余應(yīng)力：0.01MP；拉壓力及位移：0.01%/F.S平衡方式：自動(dòng)掃描平衡掃描速度：12通道/1秒靈敏度設(shè)置范圍： 1.000-9.99

16、9（單點(diǎn)設(shè)置，統(tǒng)一設(shè)置）供橋電壓：DC 2V自動(dòng)檢測計(jì)算顯示殘余主應(yīng)力及角度（1、2、）, 在線或離線打印存儲適用橋路電阻：601K顯示窗口:1顯示方式：液晶顯示操作方式：觸摸屏操作組橋方式：1/4橋、半橋、全橋、混合組橋、1/4橋單端補(bǔ)償接橋方法。零點(diǎn)漂移：3/4小時(shí)；1/精度：0.1%非線性：0.02%F.S測量功能：數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)回放數(shù)據(jù)存儲容量：1000頁（12通道數(shù)據(jù)頁）工作模式：本機(jī)自控/計(jì)算機(jī)外控計(jì)算機(jī)接口：USB2.0溫度：-10+45電源：AC220V 50Hz3.5.3測試點(diǎn)的選擇根據(jù)鋼岔管設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)型式、安裝焊接工藝及現(xiàn)場焊縫組合情況，殘余應(yīng)力主要集中在焊縫及焊縫附近的熱影

17、響區(qū)，所以殘余應(yīng)力的的測量布點(diǎn)應(yīng)選擇在焊縫附近距焊縫30mm左右的熱影響區(qū)，此處多為拉應(yīng)力，對應(yīng)力消除效果的評價(jià)很重要。每個(gè)測點(diǎn)兩個(gè)應(yīng)變花，一個(gè)作為振前殘余應(yīng)力測量用，一個(gè)作為振后殘余應(yīng)力測量用。時(shí)效后檢測點(diǎn)要選擇在時(shí)效前檢測點(diǎn)的相同位相隔3mm-8mm距離。其中高應(yīng)力區(qū)2點(diǎn)，低應(yīng)力區(qū)6點(diǎn)，高應(yīng)力區(qū)盲孔鉆孔測點(diǎn)位于1梁對接焊縫2點(diǎn)、2梁對接焊縫2點(diǎn)、拉桿焊縫2點(diǎn)，低應(yīng)力盲孔鉆孔位于1梁及2梁與主、支管角焊縫部位。3.6振動(dòng)時(shí)效合格判定標(biāo)準(zhǔn) 在平面殘余應(yīng)力場中，為方便比較各點(diǎn)殘余應(yīng)力大小或判定某點(diǎn)的屈服狀態(tài)，可把二維狀態(tài)的殘余應(yīng)力等效成一維殘余應(yīng)力，然后直接用它去對各點(diǎn)進(jìn)行比較或評判屈服狀態(tài)，該

18、一維殘余應(yīng)力即殘余應(yīng)力等效值，記為，其中為殘余應(yīng)力最大主應(yīng)力，單位為兆帕(MPa)；為殘余應(yīng)力最小主應(yīng)力，單位為兆帕(MPa)。 把岔管上振動(dòng)時(shí)效前的殘余應(yīng)力等效值按一定原則取平均值為岔管振動(dòng)時(shí)效前的殘余應(yīng)力水平，單位為兆帕(MPa)。同樣，振動(dòng)時(shí)效后的殘余應(yīng)力水平也可計(jì)算得到。振動(dòng)前的殘余應(yīng)力水平減振動(dòng)后的殘余應(yīng)力水平與振動(dòng)前的殘余應(yīng)力水平的比值就是振動(dòng)時(shí)效殘余應(yīng)力相除率。本次方案的三岔管焊接構(gòu)件的焊接工藝及材料性能分析，進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理，選擇合理的工藝參數(shù)，亞共振、各節(jié)頻率相互合理組合的處理工藝控制動(dòng)應(yīng)力大小。消除焊接殘余應(yīng)力達(dá)到30%以上。4質(zhì)量控制措施4.1工藝編制（1）工藝編制的依據(jù)

19、工藝編制的依據(jù)是安裝圖紙、國家、部頒布標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)文件以及合同的特殊要求。（2）工藝編制的程序設(shè)備安裝前將編制完整的安裝工藝文件報(bào)送監(jiān)理人審批，監(jiān)理人批準(zhǔn)后下達(dá)開工令。4.2 質(zhì)量停止點(diǎn)和關(guān)鍵工序的設(shè)置（1）質(zhì)量停止點(diǎn)的設(shè)置根據(jù)施工中的不可逆轉(zhuǎn)性，設(shè)置質(zhì)量停止點(diǎn)，在質(zhì)量停止點(diǎn)上，認(rèn)真進(jìn)行檢查，確認(rèn)無誤后，進(jìn)行下一工序的施工。（2）關(guān)鍵工序的設(shè)置根據(jù)工序?qū)Π惭b工程的影響程度，將下列工序設(shè)置為關(guān)鍵工序：應(yīng)變花粘貼；振動(dòng)消應(yīng)前應(yīng)力應(yīng)變檢測；振動(dòng)消應(yīng)后應(yīng)力應(yīng)變檢測；4.3 質(zhì)量檢查制度設(shè)備安裝過程中實(shí)行過程控制，嚴(yán)格實(shí)行“三檢制”，即班組一檢、 施工隊(duì)二檢、質(zhì)安部三檢，保證該道工序不合格不轉(zhuǎn)入下道工序。出現(xiàn)工序不合格時(shí)，做到“三不放過”（原因未查明不放過、責(zé)任未明確不放過、措施未落實(shí)不放過），采取必要的措施，及時(shí)糾正并防止再次發(fā)生。（三檢制造檢驗(yàn)程序見下圖）返修或返工班組自檢返修或返工班組自檢施工隊(duì)質(zhì)檢員二檢質(zhì)安部三檢監(jiān)理工程師終檢進(jìn)入下道工序不合格不合格合 格合 格不合格不合格合 格合 格合 格不合格合 格不合格