摘要：蜗壳作为水轮发电机组能量转换的部件，安装质量的好坏将直接影响机组的稳定运行以及机组的使用寿命；阿尔塔什项目主电站蜗壳由36（段）节组成，其中27（段）节由81块瓦片组成，每一节由板厚不同的3块瓦片组成，其中最大板厚64mm，最小板厚32mm，需要现场进行拼焊。如何做好现场拼焊质量控制将成为蜗壳整体质量的根本保证。
关键词：蜗壳、瓦片拼焊、单节、壁厚、不同、质量控制、
1、概述
阿尔塔什水利枢纽是塔里木河主要源流之一的叶尔羌河流域内最大的控制性山区水库工程，位于新疆维吾尔自治区南疆喀什地区莎车县霍什拉甫乡和克孜勒苏柯尔克孜自治州阿克陶县的库斯拉甫乡交界处。水库总库容22.49亿m3，正常蓄水位1820m，最大坝高164.8m，主电站装机容量700MW。本枢纽为大（1）型Ⅰ等工程。主电站安装4台单机17.5mw混流式水轮发电机组，蜗壳由36段节组成，进口段由3段节整圆节，末端6段节为C型节，其余27段节由81块瓦片组成，单节由壁厚不同的3块瓦片组成；需现场进行拼装焊接。 （图1：蜗壳示意图）
2、拼焊准备
（1）焊接工艺评定
1)焊前准备
根据相关图纸及作业指导书要求对现场焊接进行工艺评定，厂家单位将蜗壳母材同批试块发送至施工现场，项目部组织蜗壳焊接人员进行现场焊接，焊接试块由三部分组成，最大板厚，中间板厚，最小板厚，分别进行仰焊、立焊、平焊的焊接方式进行试块焊接，焊接严格按照相关作业指导书进行，焊前进行母材加温、焊条烘培、焊接面清扫。
2）试块焊接
焊接前由专业技术人员对焊接人员进行技术交底，焊接过程设置专人进行过程跟踪并将加温记录、焊条烘培记录、焊接过程焊接电流、现场温度、湿度等记录在册，焊接采用多层多道、退步对称焊，焊接过程观测试块变形情况，及时调整焊接顺序。
3)探伤检测
对焊接完成的试块冷却48小时后，进行探伤检测，探伤采用超声波检测（UT）全检，对检测过程中发现的问题进行全面处理，检测完成后出具检测报告。
4）理化实验
对探伤完成的试块连同探伤报告、焊接过程记录资料等进行整体，委托相关单位进行力学性能试验，试验主要进行冲击、弯曲、拉伸试验项目并将完成后的数据记录在册，出具实验报告。
5）焊接评定
根据相关单位出具的理化实验报告结合焊接过程中的相关记录、探伤报告制定本项目蜗壳焊接工艺评定并上报监理单位批准。
（2）C型节拼焊准备
1) 技术准备：根据已报批的焊接工艺评定以及施工技术方案、厂家作业指导书对现场蜗壳C型节拼焊前先对作业人员进行详细的现场技术、安全交底工作，现场焊接必须按照焊接工艺评定的相关要求执行，焊接过程控制严格按照厂家相关说明书执行，由质检人员全面监督过程实施。
2）人员准备：选配有相关经验的焊接人员进行施焊作业，焊接实施人员必须持证上岗，证件在有效期范围内。
3) 实施准备
清扫打磨：利用汽车吊将编号相应的瓦片依次吊装至拼焊施工平台上，依次进行拼焊纵缝打磨，打磨至金属光泽出现，焊接部位不允许出现油漆等杂质。
焊材准备：做好现场焊材统计与准备，做好现场焊材加温措施，对现场焊材进行详细检查，确保焊材质量合格，未出现受潮或过期现象。
焊接设备准备：现场清点焊接设备，对焊接、加温等设备进行详细检查，确认焊接设备焊机不属于带病上岗，加温柜、加温包为合格产品。
瓦片到货清点：瓦片采用散装、叠装的方式到达施工现场，现场需采用汽车吊与夹紧器进行到货卸车，现场清点数量，临时存放与拼焊平台处。
3、拼焊质量控制
3.1质量控制重点
C型节瓦片拼焊的质量将直接决定蜗壳整体焊接质量，焊接过程严格按照施工方案、焊接工艺评定、厂家现场作业指导书，杜绝焊接过程质量缺陷，减少返修次数至关重要，成为C型节瓦片拼焊的质量控制重点。
3.2质量控制难点
本项目蜗壳C型节瓦片拼焊的破口形式为X型坡口，由于板厚不同，焊接过程必须执行多层多道对称焊的原则加之C型节瓦片拼焊质量的将直接影响蜗壳C型节整体质量，控制焊接电流、做好组装过程加固措施等相关工序减少焊接变形成为本项目C型节拼焊的质量控制难点。
4、蜗壳C型节拼焊
3.1 瓦片拼装
瓦片拼装采用拼装平台配合地样的方式进行，先将C型节地样尺寸按照图纸要求放出，平台之上焊接定位挡块，再将C型节3块瓦片按照编号依次吊装至拼装平台，过程控制好C型节开口尺寸与进口段、末端的尺寸，将C型节瓦片拼装组合缝点焊；再采用槽钢按照C型节中心加固加固完成后复测各项参数，确保拼装质量满足要求。
C型节焊接过程中不定时复测C型节开口尺寸与进口段、末端的尺寸，发现某项参数出现较大偏差时及时调整焊接顺序，纠正误差。
3.2 C型节焊接
拼装加固好的C型节焊接采用手工焊焊接，焊前打磨焊组合缝亮出金属光泽，对组合焊缝进行焊前加温，加温严格按照要求控制，不同板厚具体加温要求如下：
3.3 C型节拼焊质量影响因素及处理措施
1）风的因素
当风速高于10米/秒时不允许再进行焊接，风速大易造成偏弧产生气孔。
2）湿度因素
相对湿度大于90%时，不允许焊接，湿度太大易出现焊接母材存在冷凝水现象，造成焊接出现未融，产生夹渣。
3）雨、雪恶劣天气因素
当出现雨、雪恶劣天气时，停止焊接，雨、雪恶劣天气进行焊接时由于温差太大，母材散热太快，易出现焊接冷裂纹。
4）零摄氏度以下气温因素
零摄氏度以下整体气温太冷，焊接过程中母材在施焊时与外界直接接触，容易造成母材施焊部位温差太大而形成冷裂纹或延迟裂纹应停止焊接或指定相应的保温措施。
5）焊前清根因素
焊接作业之前，应当对焊接部位进行清根处理，待焊坡口两侧各5cm处均应进行打磨除锈、除漆，防止出现焊接杂质，造成焊接缺陷。
6）焊接顺序因素
采用多层、多道、分段、对称、退步的焊接方式，在整个焊接过程中应随时监测焊接变形，以便调整焊接顺序和焊接量，否则将造成焊接结晶裂纹或C型节变形。
7）焊条烘焙因素
焊条必须按照说明书要求的温度和时间进行烘焙，焊条的烘焙和管理应有专人负责，对每箱焊条的烘焙温度和时间应作记录，未经烘焙的焊条严禁使用。经烘焙的焊条置于保温箱内，随用随取。
5、总结
通过严密的策划以及详细的过程控制，阿尔塔什项目首台机组共27段节蜗壳C型节组焊全部顺利完成，经检测焊缝焊接质量一次合格率98%以上，C型节各项数据全部满足要求且高于优良标准。
结束语 下一步项目部将坚持首台机组的施工方法与经验持续改进不足，力争将焊缝质量一次合格率提升只100%，为其他3台机组C型节拼焊质量提供有利的保障。
论文作者:田旭鹏 , 白绪长
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第08期
论文发表时间:2019/9/2
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