预应力钢筒混凝土管配件在水利工程建设中的质量控制

预应力钢筒混凝土管 (PCCP) 由于具有抗渗、抗拉、耐腐蚀、抗压、抗震、可以制作形管, 使用寿命长、运行维护费用低等优点而被广泛用于水利工程中的输水管线建设。PCCP管配件是指用于PCCP管线建设中链接关键部位构件, 总量一般要占管线总长度的4%左右, 对PCCP管配件进行质量控制, 采取有效的控制防范措施, 对有效保证PCCP管道工程的安全性和耐久性具有十分重要的意义及实际应用价值。

1 PCCP配件质量控制内容总体要求

PCCP配件钢筒按《钢管设计安装指南》 (AWWA M11) 设计, 制造及验收应执行 (GB/T 19685-2005) , 钢管工艺设计主要执行《水电水利工程压力钢管制作安装及验收规范》 (DL5017或GB50766-2012) 标准。PCCP配件应建立完善的质量管理体系, 包括业主、监理, 、承包人, 政府的质量监督体系等, 通过一系列的措施促使质量管理体系的有效运行。PCCP配件质量控制主要内容是有几何尺寸 (形位公差, 角度) 、焊接缝、钢丝网、水泥砂浆衬砌、裸露钢件表面防腐涂层、承插口双胶圈、与PCCP标准管安装连接。

2 PCCP配件原料的质量控制

2.1 钢材

压力钢管使用的钢板应符合设计文件规定。插口钢圈断面形状及几何尺寸应符合设计要求。配件所用焊接钢丝直径应小于4mm, 网格尺寸不超过50×100mm。进场钢板是否准确的按设计所规定的要求的部位。检查审核、到场材料、的质量证明书及其力学性能和化学成分。检查其规格, 尺寸、厚度、外观、钢板表面的标识、炉批号。合格后登记入库并合理标识、存放。要防雨、防锈、防变形、叠放, 分发有记录并报验。可按炉号, 按要求取样, 送有资质的检验单位, 检验力学性能, 和化学成份。

2.2 焊接材料

根据钢种的类别选用合适的焊接材料, 焊接材料现购置现用, 严禁将存放时间过长的焊接材料用在工程上。焊接材料在质量方面严格控制。焊材的采购。登记, 入库、存放、烘焙、发放、回收应有完整的规章制度。焊材到场应有材质证明书、说明书、规格、型号、检查材料规格型号, 使用说明书、合格证, 登记并报验。焊接材料设专人负责保管、烘干和发放。焊条使用前, 检查批号、合格证及外观质量状况, 严格按照使用说明书规定进行烘干;烘干后的焊条保存在100-150℃恒温箱内, 随用随取, 焊工应备有焊条保温筒。

3 焊接的质量控制

焊接工艺规程是检查产品焊接质量主要技术文件, 必须制定焊接工艺规程及相应的焊接工艺, 通过焊接工艺评定、试验。

3.1焊接的规范和工艺要求

1.焊缝的类型按:可分为三类焊缝。一类焊缝管壁纵缝, 厂房明管环缝, 预留环缝, 闭合节合拢管环缝, 坝内弹性垫层环缝, 岔管环缝, 对接焊缝, 管壁与加强构件组合焊缝。闷头焊缝、人孔颈管对接焊缝, 人孔颈与颈口与管壁连接焊缝。二类焊缝不属于一类焊缝的次要受力焊缝, 环缝, 加强环, 阻水环, 止推环的对接焊缝、泄水洞、钢衬、纵, 环缝。三类焊缝不属于一、二类的焊缝。

2.焊工资格:从事一、二类焊缝的焊工, 应按DL/T679, SL35, GB/T50766;锅炉压力容器压力焊工考试与管理规则。考试合格, 并具有相应主管部门签发的焊工合格证, 焊接钢材种类方法, 位置均应焊工本人考试后取得的合格项目相符合。

3. 无损探伤人员:

应持有电力、水利行业, 质量技术监督部门及无损探伤检测学会签发的并与其工作相适应的技术资格证书。操作, 评定应有Ⅱ级以上的2名人员担任。

4.焊缝内部探伤:可选用超声波或射线。

5.焊缝处理外观检查:采用目测、样板、量规、5倍放大镜检查。裂纹、表面夹渣、咬边、未焊满、气孔、焊溜、飞浅、焊缝余高, 对接接头焊缝宽度, 角焊缝, 焊角尺寸等测项项目都应符合规定。

3.2 控制环节和控制点

(1) 焊接设备的完好状态, 资源条件所用仪表的周检。 (2) 焊接材料:采购、验收复检、保管、烘焙、发放与回收。 (3) 焊接工艺评定。 (4) 焊接工艺:编制工艺文件后, 需试验、变更, 到贯彻实施。 (5) 焊工管理要:培训、考试、持证上岗、建立焊工的业绩档案。 (6) 产品施焊接管理要求:环境、焊接工艺纪律、施焊过程与检验。 (7) 焊接试板:由试板制备、切割与试板拼装焊接检验。 (8) 焊接如有缺陷的需返修:一、二次返修再有缺陷的;超次返修需专门审批, 母材有缺陷的应修复。

3.3 焊接结构设计的控制

1.应满足实用性, 可靠性, 工艺性, 经济性等要求。

2.结构设计原则:合理选择材料;利用好材料;合理设计;结构形式;有利焊接自动化;减少焊量;合理布置焊缝;施工方便;有利于生产组织管理、运输、焊接变形, 焊前预热、消应处理、质量检验、组装等。

4 钢管制造的质量控制

1、钢板下料:长、宽±1mm、对角线小于等于2mm, 对应边小于等于1mm, 矢高±0.5。

2、筒节纵缝不应设置在水平轴线与铅垂直线上与轴线应大于10。以上, 弧线距离应大于300mm及10倍的板厚。

3、相邻管节纵缝大于5倍板厚且不小于300mm。

4、同一管节上, 相邻纵缝不应小于500mm。

5、环缝间距, 直管不应小于500mm;弯管, 渐变管为10倍壁厚;300mm, 3.5√R·S;取大值。一般经验弯管, 管节小节距离应大于300m。

6、钢板划线, 切割破口应采用半自动切割机。由数控下料机, 刨边机加工。切割面沟槽≤2mm打磨。大于2mm、补焊、打磨平。

7、卷板方向应于压延线方向一致, 卷板造成的直线段应采用, 压头机, 胎具或万能卷板机移动辊压头。保证纵缝出的弧度, 500mm的弦长样板≤2mm。

8、焊纵缝:应单坡口或不对称双坡口, 双面焊接。二保焊打底或自动二保焊打底焊, 用埋弧焊焊接, 电流不能超过800℃时为宜。纵焊缝后, 不易再回圆, 纵缝焊后用样板检查弧度间隙, 样板弦长500mm, 直径小于5m, 间隙小于4mm。筒体, 弯管管节瓦片要三线对齐, 可立组拼装, 或卧式拼装, 保证角度, 小于0.2度, 直管, 弯管环缝焊接应双面焊接, 二保焊打底, 尽量用埋弧自动焊接, 或二保焊, 焊接。速度快, 成形好, 焊缝余高0~4mm。弯管相邻两管节, 转角15℃以下, 也都可以采用自动埋弧焊接, 焊后外观, 检查合格后100%超声波探伤, 5%X射线复检。

5承插口圈制造要求和质量控制

承插口圈制作, 承插口圈对接焊后经过涨圈, 超过共弹性极限到塑性极限某点也是屈服强度点, 涨园机, 涨得工作面尺寸。承插口板, 涨园前长度是根据经验, 理论计算和焊接试验, 确定的下料长度。应对接焊后, 卷园, 涨园后工作面园度, 用弦长300mm样板, 间隙小于1mm, 工作面尺寸应不大于其公称尺寸公差上限增加0.5-0.7mm, 预留焊接收缩, 热整形收缩。

控制运到现场的承插口钢圈直径、椭圆度误差不超过规定, 根据厂内随件带来的质量检验报告, 逐件进行尺寸核对;对运输吊装过程损伤的承插口环进行仔细的修复, 合格后方可投入使用。

钢配件和承插口焊接完成后, 仔细进行尺寸检测, 对发生变形的再一次校正其椭圆度, 合格后焊上米字形型钢支撑加固管口, 以防止其在堆放、运输过程中发生变形。承插口圈与其焊接的过渡环 (也是加强环) 过渡环尽量宽些, 增加钢性, 稳定性。过渡环由几块拼袋, 焊接组成。其为对焊缝焊透为二类焊缝, 需超声波检测。

摘要：预应力钢筒混凝土管 (PCCP) 配件在水利工程 (PCCP) 输水管线建设中起重要作用。本文PCCP配件质量控制总体要求入手, 分别阐述了配件原料、焊接、钢管、承插口圈等方面的质量控制, 这对保证PCCP管道工程的安全性和耐久性具有非常重要的意义及实际应用价值。

关键词：PCCP,配件,原料,焊接,钢管,质量控制