CCS水电站压力钢管环型焊缝全位置焊接技术分析

肖冉

摘 要：CCS水电站是我国目前在国际项目上做到的施工规模最大，而且技术要求最高的水电站，属于EPC水电站，因为在CCS水电站的建立上我国不但承包了具体的设计工作，而且进行了对整个施工工程的总体把握以及施工过程中的策划和组织工作;建筑材料的购买方面选用的是专业的设备以及材料;建设过程包括有施工，安装，调试以及技术培训等全部工作都由我国承担，并且做到全部的达标。这个水电站所要承受的水压大概在6.83MPa，对于水电站而言，所有的水压都加注在压力钢管上，所以压力钢管所能承受水压的情况对于水电站是非常重要的，因此就对水电站压力钢管的焊接工艺提出了更多的要求。所以本文对水电站中压力钢管所用到的环型焊缝全位置焊接技术做了简要的分析。

关键词：压力钢管;环型焊缝;全位置焊接

一、CCS水电站简介

1.水电站建设背景

CCS水电站是科卡科多辛克雷水电站的简称。CCS水电站是我国与厄瓜多尔的合作项目，由中国水利水电建设集团公司承建。该水电站位于厄瓜多尔的东北部，是厄瓜多尔进行基础设施建设的重要工程，也是厄瓜多尔当前最大的水电站。它的建成将满足厄瓜多尔大约三分之一人口所需要的电量要求，并且也可以给厄瓜多尔国家提供更多的就业机会，以及进行能源建设的参考建议。它不仅是厄瓜多尔投入外资最多的水电站项目，也是目前中国所对外承建的最大水电站项目。

2.CCS水电站的运行

CCS水电站现在一共有8台187.5MW的发电机组，水电站总装机容量150万千瓦，每年的发电量约为88亿千瓦时。有两条从水库到厂房的压力管道，外面包有的混凝土管道长1400米，内径5.80米。压力钢管选用的是高强度钢板，分为主管、支管和岔管三个部分，这些钢管结合在一起所安装的焊缝的长度总计为508米。

二、CCS水电站压力钢管所面临的问题

因为压力钢管的使用贯穿于整个项目的全程，所以压力钢管一定要按时安装，从而保证整个施工进度的正常进行。压力钢管要承受6.83MPa的水压，所以对压力钢管的焊接工艺要求是十分严格的。CCS水电站采用的是高强度的钢，它的焊接工艺更为复杂，而且在焊接的过程中还容易造成有其他的缺陷，这些不符合要求的缺陷要立即进行修补，修补这些带有缺陷的钢管会更多的增加施工所需要的时间。

三、水电站压力钢管面临问题的解决方案

1.压力钢管环型焊缝全位置焊接技术

要解决这些需要重新进行修补的钢管所浪费的人力和物力问题，根源的方法就是要保证每一次的焊接质量提高，提高焊接的技术，从而减少重复操作所浪费的资源问题。

中國水利水电建设集团第十四工程局工程部对于CCS水电站中压力钢管所面临的问题进行了技术创新，他们通过对现场实际焊接情况的勘察和对焊接工艺的改良，从操作方法和施工人员两个方面着手，提出了新的焊接技术手段，也就是环型焊缝全位置焊接技术，这种改良的焊接方法有了比之前更高的焊接合格率，从而减少了不合格的压力钢管需要重新进行修复浪费人力物力的问题。这种新型焊接技术不仅是对施工过程的保障，同时也给施工人员提供了更为安全的焊接方法。

2.施工方法

首先从最为重要的施工材料的选择上开始，选用高强度的钢，然后根据施工部位的不同选择不同长宽的钢板;第二步就是要进行设计，对钢板进行划线和标记;第三步是对钢板的坡口进行切割;第四步，把钢板卷成钢管的雏形组成一个圆柱形，然后进行焊接;第五步，把大段的钢管进行焊接组装;第六步，把初步组装好的钢管输送到它对应的位置;接下来就是采用环型焊缝的全位置焊接技术，对运送到各个区域的钢管进行正面背面环缝焊接;最后一步，其实也是最重要的一步就是对安装好的压力钢管的焊缝进行检测，合格的可以投入使用，不合格的则要进行返工重新焊接。

四、CCS水电站压力钢管环型焊缝全位置焊接技术施工要点

1.材料切割

水电站的压力钢管对材料进行切割时采用的是数控切割机，要根据设计好的图纸对钢板进行切割，切割的过程中要保证图纸的准确性以及切割工具的正确选择。切割之后要进行检查。

2.画线和标记

在切割好钢板上画出钢管的x轴y轴和坡口切割线所处的位置，然后对需要进行标记的编号，方向等进行标记。

要保证线条的准确，误差范围在0.5mm之内，所作出的标记要方便辨认;坡口的切割线采用普遍规定的60°角度。

3.坡口的切割

对水电站压力钢管的坡口角度切割，一般采用氧乙炔半自动切割机。

切割前首先要对照前边做好的划线标记，在切割的过程中，应当选择合适的割嘴来避免出现切割痕迹。切割之后要对产生的凹槽进行后续的打磨处理，消除，在切割过程中产生的其他杂物。

4.钢板卷成钢管、焊接

先用卷板机对钢板进行卷曲，然后在拼装平台上把卷曲后的钢管组成圆柱形，检查合格后进行下一步工序。

对钢板进行卷去的过程，要避免出现过度或欠缺的情况;对组装所用的平台要进行加固的处理以保证在使用过程中不会使钢管发生变形;在卷曲钢板的过程中一定要仔细核实对应的编号以及方向是否正确，不要在细节上出现失误;焊接的过程中要严格执行水电站压力钢管的焊接技术要求;焊接之后要进行打磨处理。

5.钢管组装

钢管的组装要采用环型焊缝全位置焊接技术。

焊接的过程中要仔细核实对应的编号和方向，避免出现错误;组装的过程要严格执行焊接技术的要求;焊接之后要进行打磨处理。

6.运输到相应位置组装

钢管在进行卷曲、组装和焊接之后要运送到相应的位置匹配当前施工要求所需的钢管。

首先，一定要确保每一个位置对应的钢管是正确的编号;安装过程中一定要保证在符合要求的前提下进行;坡口的切割角度要严格根据技术要求进行操作;焊接之后要进行打磨处理。

7.钢管环型焊缝全位置焊接

在钢管运送到相应位置之后就要对钢管进行焊接。因为环型的钢管背面和侧面在进行焊接时都不很方便，所以新采用的环型焊缝全位置焊接技术就解决了这个问题。

焊接的过程要严格执行焊接技术的操作要求;要保证进行焊接的技术人员的操作水平，避免因为一些技术问题导致焊接出现缺陷;要对焊接过程随时记录并且进行分析，同时提高焊接人员的技术水平。

8.钢管安装焊接之后的检测

钢管焊接之后的检测是焊接中比较重要的一步。检测过程要检测的项目包括有对钢管外观的检测、焊接之后打磨处理的检测以及有无破损情况的出现。

要对焊接之后的钢管周围出现的杂物清理工作进行检测，以保证钢管表面的整洁;检测过程中还要对仪器进行校准;对返工进行修复的焊缝要执行更严格的要求。

五、总结

CCS水电站中采用的环形焊缝全位置焊接技术解决了在施工过程中其他位置不方便工作的情况，并且降低了焊接过程中产生缺陷的钢管数量，从而提高了水电站压力钢管的焊接技术的合格率，保证了施工工期的正常进行。CCS水电站的良好建设不仅促进了中厄两国的贸易关系，同时也推动了中国资金参与厄瓜多尔基础项目建设的力度，被厄瓜多尔提供了更多的就业机会。相信通过CCS水电站的成功建设，会更多的促进中厄两国的合作。

参考文献：

[1]蒋磊，杨嵘，黄东军.龙开口水电站压力钢管预留环缝设计与焊接[J].云南水力发电，2013，01：22-26.

[2]罗忠，陈芳.探讨工程压力钢管的焊接工艺[J].中国建筑金属结构，2013，16：22-23.

[3]童玉龙.自动式回转焊接中心焊接技术压力钢管制作应用[J].技术与场，2013，10：47-48.50.

[4]韩小亮.九甸峡水电站压力钢管安装及焊接[A].陕西省水力发电工程学会第三届青年优秀科技论文集[C]：2013：3.