摘要：大型项目中对机械制造的要求不仅需要高效的理论支撑，还需要企业的产品输入。本文结合地方校企合作，为了提高汽轮机连通管产品质量和制造工艺水平，以百万、六十万机组连通管为例，深入开展风险识别（PFMEA），进行制造工艺研究。着重介绍了波纹管的装焊、虾腰管装焊、骑座管装焊、总装、水压试验等关键环节机械制造研究工作。
关键词：大型火电机组；连通管；机械制造研究
1前言
汽轮机百万、六十万机组连通管由中压侧膨胀节（连通管）、A低压侧连通管、B低压侧膨胀节（连通管）及低压进汽管四部分构成[1]。连通管的这四个部套之间通过法兰及螺栓的方式进行连接，其中中压侧膨胀节（连通管）、B低压侧膨胀节（连通管）的法兰基本上是在厂内完成施焊工作，A低压侧连通管的法兰在电厂总装现场施焊[2]。连通管关系机组运行的安全性，其制造具有产品要求严、技术难度大、安全质量风险高等特点。在该工艺研究中，笔者应用了PFMEA（过程潜在失效模式和后果分析）技术进行风险评价和风险预控，本文着重就关键部套关键工艺进行研究分析。
2连通管关键部套关键机械制造模式
2.1波纹管（膨胀节）
1）不允许不锈钢波纹管与其内部的导流板、外部的封板（防护罩）接触。2）在非调节状态下不允许受力，不允许发生变形，在转运、起吊、组装膨胀节时应固定牢固。3）对于波纹管进厂状态未带封板的，安装前应先组装封板。4）波纹管与管道组装时，注意膨胀节标识的气流方向。5）波纹管伸缩量调节，将根据连通管部套图提前计算波纹管拉伸或压缩后的尺寸，在波纹管零件或装焊接管组件状态下调整波纹管长度（相比于部套总装配后调整更安全、便捷），应四周均布对称同时调整，避免波纹管因单侧受力扭曲[3]。6）波纹管装焊于连通管上，并按设计图纸调整好压缩量、伸长量后，可先均布装焊“L”形定位块，然后在进入连通管部套总装时在每个波纹管两侧均布加装“C”型工艺加强筋。7）波纹管径要求波纹管两端直径应按设计图及标准中的要求严格控制。特别是对于外套波纹管结构，要求波纹管两端内径应按设计图样及标准中的上偏差控制，以利于后期的组装。8）连通管水压试验后，去除工艺临时固定搭子，采用压缩空气、棉布等清除波纹管内部积水，清理达JB/T4058中洁-2要求，然后装焊盖板，用氩弧焊焊接。
2.2与波纹管相邻管件的尺寸控制
对于外套波纹管的接管，其工艺下料展开（按中径）尺寸采用负偏差-6mm～-10mm，成型后椭圆度要求≤3mm，以利于后期套装波纹管。
2.3弯管组件（虾腰管）
1）虾腰管段下料时采用多件套料一起下料、成型，校圆后要求椭圆度≤3mm。2）虾腰管中各管段对接型线坡口，因在装配时由于几何关系存在一边夹角较小而另一边夹角较大的现象，且半自动火焰切割无法准确控制变角度坡口尺寸，为减少对焊接的影响，采用减小各管段此处的坡口角度（如设计为30°的坡口则按照20°切割）。在进入组装阶段后，由装配工段用扁平的碳弧气刨条对夹角较小处进行修配处理。3）组装虾腰管时，在平台上放样装配，确保管口尺寸，每条环焊缝先焊接大R侧，然后焊小R侧焊缝，以减少弯管变形。
2.4骑座管
1）骑座于虾腰管背上的弯管或直管，下料时型线处尺寸预留约30mm装配余量，且拼焊可能出现的十字焊缝应布置在型线去除区域，切割型线即将十字焊缝切割去除，以避免管道装焊出现十字焊缝；2）在弯管组件上划出骑缝管的装配位置线，吊装骑缝弯管，修配型线。配装后将骑缝管吊下，对其开制坡口（变向型线坡口）。3）对于超过虾腰管道中心线的骑座结构管件，采取将管件下部A缝撑大外加固定工艺环，装配就位后采用花篮螺栓调节的方式组装。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆4）偏心锥管在圆周方向预留成型余量，按锥管展开图进行展开，在圆周向单边预留500mm滚弯余量，用油压机赶制。滚弯余量在部套装焊时修割。
2.5加强板、支撑板孔加工
加强板和支撑板的内孔及螺柱孔采用数控火焰切割，为满足拉杆螺栓套装要求，其内孔直径公差按上偏差1mm～3mm控制。
2.6总装方案
1）优先采用立装方案，立装时辅以支撑固定，使连通管组件稳固。同时为降低立装高度，利于操作，当弯管（虾腰管）下端直管较长时，可将直管段调至总装后装焊。2）为利于连通管部套总装及转运，增设工艺吊耳，连通管典型结构增设工艺吊耳。
2.7水压试验准备
非法兰连接（在厂内不装焊法兰）接口端的管件，管道端部需预留装焊泵水工装的装焊余量，泵水余量按50-100mm预留，管道端部可不开制坡口，在对接的泵水工装端开制45°、钝边2mm焊接坡口，水压合格后采用磁力管道切割机切割去除。
水压前核实灌水后的部套重量，视情况铺设钢板支撑平台，加装撑筋稳固工件，防止损坏场地及工件移位。连通管装焊泵水工装前，需再次检查连通管的拉杆螺柱（大拉杆）是否紧固到位，螺母应与支撑板贴合且无松动，塞尺不入。以及在水压试验前、试验中及水压试验后均应进行监控并记录。
2.8水压试验要求
1）升压前，各准备措施检查完毕后向连通管灌水，直至最高点（压力表接口或放气口）溢出水，排尽壳体内的空气，然后安装并紧固压力表（或放气口盖板）。测试试验水的温度和与水接触件（筒体）的温度，在10分钟内温度差小于2℃，在进行初步严密性检查后，进行缓慢升压；2）按水压试验曲线图进行升压并记录；3）按水压试验曲线图进行保压，其水压试验压力按连通管总图及工艺规定的水压试验压力进行保压，保压时间30～60分钟。4）按水压试验曲线图进行卸压，缓慢放水至完全卸压（压力表显示压力值达0位）。5）从连通管泵水封头设置的放水接管、以及产品自带的处于下部的接管等处进行排水。由于连通管结构限制，此时不能完全排尽积水，则应在后续泵水封头切割后进行排尽。若条件具备，周边无易燃易爆物品时，可在水压场地去除泵水堵板，就地排除积水，采用压缩空气、清洗剂、棉布等清理内表面，达JB/T4058中洁-2要求。清理时佩戴防护镜及口罩，防止飞溅。6）当泵水现场未排尽积水时，转运前应确认管道放水至最低水位，即在静置状态底部接管已无水流出，然后吊离水压场地，并注意对波纹管的保护。7）拆除泵水工装，拆除过程保护好波纹管。用手工切割或半自动轨道切割设备切割泵水封头时，切割应向泵水封头处倾斜，避免割穿时火花溅上波纹管段。8）按设计图纸主视图位置将连通管吊立，使波纹管内衬窗口位置位于底部，利于清除积水。在平台上立放应确保安全，可在适当位置布置支撑件以确保产品平稳，并注意对波纹管的保护。9）在保证安全的情况下人员进入（此步骤必须在有人监控的情况下进行），通过波纹管内衬窗口彻底清除波纹管波槽内的积水（可用吸管、棉纱等辅助用具），并用压缩空气吹干水分。10）彻底清除水分至干燥后，按设计图纸要求装焊波纹管内衬窗口盖板。施焊采用氩弧焊焊接，操作前应对波纹管实施保护，避免溅上火花、粉尘。11）再次检查拉杆螺柱（大拉杆）、波纹管双头螺柱（小拉杆）是否紧固。
3结论
通过连通管制造工艺的不断进步，对关键部套关键工序的控制，使连通管质量更可靠，降低质量风险，为机组运行提供可靠保障，并为今后制造此类管道校企合作联合攻关奠定了坚实的数据基础和项目落地。
参考文献
[1]大型汽轮机凝汽器后水室连通管设计优化[J].胡昌斌,李彦,王小艳.湖南电力.2014(05)
[2]汽轮机排汽通道耦合流动数值模拟[J].宋震,胥建群,孙利鹏,陈飞翔,周克毅.东南大学学报(自然科学版).2015(04)
[3]凝汽器喉部出口流场分布的试验研究[J].张磊磊.电站辅机.2016(02)
论文作者:章晓沛1,王尧2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/30
标签：连通管论文; 波纹管论文; 水压论文; 余量论文; 总装论文; 拉杆论文; 积水论文; 《基层建设》2019年第14期论文;