引水系统高压支管末端设置有直径为2.0m,长度为3.0m的压力钢管,共计八节(每个高压支管两节)。此部分压力钢管采用WSD690E钢板,板厚46mm,共计55.7t。高压支管的钢管直径为3.2m渐变成2.0m。由于钢管直径小、钢板厚、板材强度高,在卷制后瓦片两端头直边长度过长(单边直边长度大约在110mm左右),不能满足规范要求,并致使在两节钢管组节过程中纵缝处出现错台超标现象(经过计算错台约6mm)。
(1)高压支管段2m直径钢管制造施工难度。
高压支管段钢管所使用钢板强度为790MPa,其屈服强度δs=685MPa,相当于16MnR钢板δs=345MPa的两倍,即卷制同样厚度的钢板,卷板机的能力要按16MnR钢板的两倍计算。采用CDW11X-140mm×3000mm型卷板机,设计最小卷板能力为直径2.5m。而高压支管末端钢管直径为2.0m,管长3.0m,由于钢板宽、板材厚、管径小、屈服强度高,瓦片卷制有很大的施工难度。
(2)高压支管段2m直径钢管制造措施。
高压支管段2m直径钢管制造部分压力钢管画线、下料、组圆、焊接等工序制造方案与压力钢管制造施工工艺措施基本一致,主要需要解决卷板过程的直边问题研究。采用CDW11X-140×3000mm型卷板机,在卷制钢管时,最小直边长度设计为钢板厚度的2~2.5倍,但在实际的卷板过程中达不到这样的效果。采用下述方法解决在钢板压头过程中的直边问题。
1)瓦片端头预弯。端头预弯工装形式为制备的工装垫板采用WSD690E钢板,尺寸为66mm×3000mm×2500mm(高×宽×长),在垫板上部距垫板一端500mm处沿横向焊接一块钢板条,钢板条的尺寸为66mm×100mm×3000mm(高×宽×长)。卷板前将工装放置于卷板机上,根据计算在放置时钢板条位置离出板侧下滚中心线200mm最为合适,工装放置好后将卷板机下滚向进板边侧平移到极限位置。(www.xing528.com)
由于采用的卷板工艺,钢板的直边约为110mm,因此只需将钢板端头150mm范围内预弯即可满足要求,采用上滚向下预压约10mm。
2)压头。钢板端头预弯完成后,将工装取出,将卷板机的两下滚平移到进板边的极限位置,再在卷板机的出板端的下滚上平行放置一个钢板条(用于减小上滚与下滚之间的距离),将待压头的钢板端头放置在此钢板条上,根据钢管的弧度,来决定上滚的下压量,在下压的过程中尽量减慢下压速度,在压制过程中,随时用样板进行检查瓦片弧度,如不满足要求,再进行压制。重复在不同的位置进行压头,使钢板端头的弧度达到要求为止。在钢管卷制的过程中,采用此种钢板压头工艺,使钢管的直边问题得以改善,使钢管的圆度达到规范要求。同时,两节钢管在组节时纵缝处的环缝的错台问题也得以改善,使之满足规范的要求。
3)卷制。由于790MPa级高强钢屈服强度较高,冷加工需要的能量大,变形回弹量大,卷制过程中采取多次成型并严格控制一次下压量过大。卷制完成后,将卷制好的瓦片立放在平台上,用样板检查其弧度,要求瓦片与样板的极限间隙≤2mm。
(3)压头及卷板过程中注意事项。
1)高压支管段2m直径钢管制造难度较大,在卷制过程中尽量减小一次下压量并增加检查频率,不断修正和完善压头和卷板数据。
2)由于高压支管段2m直径钢管制造用钢板强度高、钢板厚,压头和卷制过程中卷板机出板端30m内不能有施工人员,防止钢板条飞出伤人,卷板操作人员站在侧面,并做好现场的保护。
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