引汉济渭水利枢纽供水工程贴边斜岔管制作工艺浅析

摘 要：引汉济渭工程三河口水利枢纽供水系统钢岔管采用贴边斜岔管。本文对贴边斜岔管的制作工艺，从岔管下料、卷板、组拼各工序工艺质量控制，在实际制作过程中出现的工艺和质量问题进行了分析和经验总结，类似工程可以借鉴。

关键词：引汉济渭；贴边斜岔管；制作工艺；经验总结

中图分类号：TV732+.43 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）19-0120-02

1 工程概况

陕西省引汉济渭工程为Ⅰ等大（一）型工程，三河口水利枢纽为引汉济渭工程的两个水源工程之一，枢纽水库总库容为7.1亿m3，调节库容6.5亿m3，主要由大坝、坝身泄洪放空系统、坝后引水系统压力钢管制造包括坝内钢管、“S”弯管、坝后钢管，末端岔支管等组成。

地面厂房临河侧设有6个贴边斜岔管，岔管共分3种规格，主管接可逆机组支管的2个岔管（主管内径φ4500mm/支管内径φ1600mm）、主管接常规机组支管的2个岔管（主管内径φ3800mm/支管内径φ2600mm）、主管接供水阀支管的2个岔管（主管内径φ3000mm/支管内径φ2000mm）；6个岔管均采用内外贴边。钢岔管承受内水头（含水击压力）160m（1.6MPa），最大岔管的HD值为720m·m。

本文以可逆机组岔管为例。主管内径φ4500mm，支管内径1600mm，主、支管均采用内外贴边板加强，主、支管板厚均为Q345C、δ32mm，贴边加强板板厚均为Q345C、δ28mm，分岔角60°。从瓦片下料、卷圆、组拼、焊接各工序工艺质量控制，在实际制作过程中出现的工艺和质量问题进行了分析和经验总结。其岔管体型结构布置及参数见图1。

2 关键工艺难点

（1）根据图1示意，岔管相贯线处焊缝过于集中，最大宽度达104mm，焊接应力大，其焊缝内部质量和焊接变形控制，直接影响岔管制作的整体质量。（2）根据图2示意，岔管主、支管的纵缝、环缝，以及相贯处的内、外贴边板的纵缝、对接缝、塞焊，其焊缝都集中在主、支管的相贯线周围，其相邻焊缝必须错位（以下简称“错缝”）布置，满足规范要求。

3 关键技术解决方案

（1）由于岔管外形尺寸超过了公路运输限制，主、支管及其贴边加固板在制造厂须采取满足公路运输的分节、错缝工艺设计，因此分节、错缝工艺设计必须相互兼顾，若工艺设计不当，将出现违反规范标准的要求，导致材料报废。优化设计后的错缝见图2，其相贯线处的纵缝呈放射型布置，各构件错缝间距均在规范要求之内。（2）岔管相贯线处焊缝过于集中，焊缝最大宽度达104mm。为减少焊接应力，按照焊接工艺评定和焊接规程执行，严格控制焊接线能量。在主、支管及其相贯线处的焊缝焊接完成后，进行高频振动消除应力后进行无损检测，合格后方可组拼贴边加固板和焊接。

4 钢岔管制作工艺

4.1 放样

岔管采用Auto CAD与Auto POL for Windows相结合的方式对岔管进行展开放样。首先用Auto CAD软件根据图纸按1：1比例做出岔管及其内、外贴边的三维图形，检查无误后，按需将构件以钢板中性层的三维图导入Auto POL for Windows放样软件中，输入相关参数后进行平面展开，并通过此种方法完成对展开放样的校核，同时也可在Auto CAD三维图中进行岔管的模拟组拼，根据以往的施工经验，此方法展开放样误差极小，且能在Auto CAD软件模拟组拼中发现缺陷并及时纠正消除。

4.2 切割下料

为提高岔管组拼尺寸精度以满足焊接质量，所有单元节钢板均采用数控切割机下料。在工藝编制阶段就事前对主、支管与水压试验用闷头焊接处预留150mm修割余量。

由于支管、贴边加固板展开放样后均为异形，为便于卷板时操作便利和卷板受力均匀，在下料时有意先用数控切割机进行曲线划线而不切割，等待卷板后再进行切割。

为避免转入卷板工序时出现错误，在下料后一定要根据工艺图纸划出瓦片的轴线，并标记内、外弧面及水流方向，避免卷制方向错误。

4.3 单元件卷制成型

由于板宽限制，最大卷板宽度不能超过制造厂现有卷板机3.0米有效工作范围。工艺设计时按照图3“切角补边法”进行贴边加固板下料和拼焊，以便于卷板。这样既提高了材料的利用率，又使贴边加固板在卷制时不易出现矢圆，更好的保证其与管壁的贴合度。

4.4 组拼

由于受到公路运输限制，在制造厂仅进行瓦片卷制，最后在工地组拼场地进行岔管整体组拼、焊接、水压试验。为保证岔管在工地组拼顺利，在制造厂需按照工地正式拼装一样的工序进行预拼装。预拼装时，需注意的事项如下：

（1）Auto POL for Windows软件在输入板厚后，按照板厚中心不发生近似变化的原理对个单元件进行平面展开，并不能全面考虑到岔管各相邻单元件对接存在一定的角度，而导致对接处因壁厚存在空隙和误差，（见图1中的详图A和详图B），因此在预拼装时需要根据相贯线部位的环缝对接角度情况进行坡口修切，使之满足坡口尺寸要求，便于工地焊接。（2）预拼装验收合格后应安装定位板，以方便工地快速组拼和几何尺寸到位。同时对单元件采用型钢进行加固，以防止运输和组拼是变形。

5 结语

本文从Auto CAD和Auto POL for Windows对岔管的展开，到岔管各单元节的下料、卷板和组拼中应注意的技术工艺，以及如何节约原材料等，对贴边斜岔管制作工艺中的关键控制点进行了简要的介绍，总结了一点实践经验。有不足之处，欢迎同行们批评指正。

参考文献

[1]曾令宜主编.Auto CAD2010工程绘图技能训练教程[M].北京：高等教育出版社，2011.

[2]辛爱军，李平旺.基于AUTOPOL的非标管道部件下料技术[J].工业建筑，2013，（s1）：734-735.