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1、 三峽永久船閘人字門安裝焊接施工工藝指導一：概述三峽永久船閘為雙線五級船閘，布置在三峽水利樞紐左岸壇子嶺左側，分為南北兩線，每線均有五個閘室，六個閘首，每個閘首布置了兩扇人字門，每扇門葉約重860T，門葉寬為20.2M，高為38.5和37.5M兩種，其幾何尺寸之大，重量之重，堪稱為同類產品之最，每扇門葉由12分節組成，從門葉的焊接結構來說具有如下的特點：1、 門葉的平面尺寸大而厚度小，屬薄壁型焊接結構，焊接變形難于控制。2、 整個門體由12分節拼裝而成，拼焊截面多，焊接工作量大。3、 門葉為立式拼裝，每一拼焊斷面上的焊縫在上節門葉處于自由狀態下焊接，變形需要嚴格控制。 4、 對于板厚大于36m2、m的焊接焊縫需進行焊后消應處理。5、 門葉兩側及中間止水為剛性止水，故對門葉焊接變形控制要求高。6、 門葉結構在門厚方向為不對稱件，門葉面板側焊縫量多，焊接時易產生向上游的傾斜。針對門葉以上結構特點，為了更好的控制人字門的焊后幾何尺寸，在焊接之前特制定以下焊接工藝措施。二：焊接方法采用手工電弧焊三：焊接材料的選擇人字門母材為345B，根椐等強原則，選用E-5015碳鋼焊條。四：焊接人員數根據門葉的結構特點，每扇門葉每班812人。五：焊前準備1、 焊前必須將坡口及坡口兩側20mm范圍清理干凈，無油、脂等污物；坡口內的氧化皮、鐵銹必須打磨顯露出金屬光澤。 2、 焊條在焊前必須在烘烤箱中在350403、0或按焊條說明書上指定的溫度烘烤12小時，在100150下保溫，隨用隨取，以免焊條受潮影響到焊接性能或焊接質量。3、 大于30mm的板厚，焊前須做好預熱準備，預熱溫度為：75100。4、 焊前必須加固定位焊，加固的長度為50mm以上，間距為100400mm，焊接厚度不超過母材的1/2，最大不超過8mm，同時，定位焊處的裂紋、氣孔、夾渣等缺陷在焊前必須清理干凈。 注：加固時必須用噴燈預熱，溫度比正式焊接溫度高30，且8名焊工在門葉寬度和厚度方向對稱進行。5、 焊前準備必要的焊接工器具，如：逆變焊機、角磨機、風鏟等，同時還準備必要的焊接監控量具，具體所需的工器具見附表說明。6、 焊前搭設好防風、防4、雨棚及焊接腳手架，作業平臺周圍應搭設好安全網和防護欄，焊接工位之間設置好隔離擋板等，并由專人對現場環境進行監測，對出現的異常情況立即進行針對性的防護措施。 7、 設置焊接變形監控點，并做好詳細的焊前檢測記錄，以便將焊接過程的監控數據與之進行對比。 六：焊接施工方案及工藝要求 6.1、焊接施工方案的制定 焊接施工方案的制定必須根據人字門門葉的結構特點來確定，人字門門葉的結構為：在門寬方向對稱，在門厚方向為不對稱，其單節門葉橫向結構圖如下： 下游 上游門葉在厚度方向不對稱，且在上游面板側焊接工作量大，必然引起門葉焊接收縮的不均勻，使門葉產生向上游方向的傾斜。根據人字門的運行特點及門體剛性止水的要求5、，焊接過程中，關鍵是控制門體門軸柱、斜接柱、門葉向上游的傾斜值及門葉扭曲，同時坡口的大小不等，對縫間隙不均勻，焊工位置不對稱，焊接線能量不一致等，都會引起門葉焊接收縮的不均勻，影響焊接變形，具體表現為：1、 門體高度方向的收縮變形門體高度方向的收縮主要影響頂樞裝置與門體的配合，在施工過程中，頂樞裝置是在整體門葉已經焊接完成后才進行安裝，頂樞的安裝位置是根據門體高度的具體情況再決定的，頂樞軸孔的中心位置是在門體焊接完成后，制造廠現場進行鏜孔后確定，故門體高度方向的收縮可暫不考慮。 2、門體寬度方向的收縮由于人字門橫向剛性較大，寬度方向又為對稱件，寬度方向的傾斜及收縮可通過門體支枕墊塊的調整來進行6、修正，因此施焊時可不作考慮。 3、門體厚度方向的傾斜角變形門體在門葉厚度方向的傾斜角變形是由于焊縫在門厚方向分布不對稱造成的，焊縫主要分布在面板上，焊接后門體有向上游傾斜的趨勢，為此，可通過預留反變形或調整焊接順序加以控制，三峽永久船閘六閘首人字門焊接已經完成，在拼焊時并沒有預留反變形，施焊時經過合理的焊接順序，使門體的傾斜值得到了有效的控制，在四閘首人字門安裝時，決定不預留焊接反變形，門體的傾斜值通過焊接順序調整加以控制。 4、門體其它方向的變形門體其它方向的焊接變形如：門葉面板波浪度變形等，因為對門葉整體幾何尺寸影響較小或沒影響，焊接控制可不做考慮。6.2、門體的焊接順序根據門體結構及以上7、焊接變形特點分析，焊接時，首先焊接門體門軸柱、斜接柱四個角及端板的對接縫以保證門體的形體尺寸，至于這種焊接順序所造成的焊接應力通過后熱消應給予解決。為了很好的控制變形，特制定以下焊接順序：1、 焊接推力隔板與腹板的組合角焊縫。2、 焊接門體上下翼緣板與端腹板的立焊組合縫。3、 焊接端板的對接焊縫。4、 焊接推力隔板加強筋板與腹板的焊縫。5、 對以上的焊縫進行焊后消應熱處理。6、 焊接端隔板和中間隔板與腹板的組合角焊縫，因為每塊端隔板和中間隔板的長度為3M左右，為保證門葉焊后整體水平，防止門葉的傾斜，焊接時將端隔板、中間隔板與腹板的焊接分為5段，先焊接中間段，再焊接靠下游段，最后焊接靠上游段，整8、體焊接方向朝上游。7、 焊接推力隔板加筋板與主梁上翼、下翼角焊縫。8、 焊接端隔板與主梁上翼、下翼角焊縫。9、 焊接豎隔板與主梁上翼、下翼角焊縫。10、 焊接主梁上翼緣板的對接焊縫。11、 焊接主梁下翼緣板的對接焊縫。12、 焊接節點板的對接縫（與面板的對接縫同時進行）。13、 焊接面板的對接縫。14、 焊接面板下翼緣板與面板的貼角橫焊縫。15、 其它附件的焊接。具體焊接順序圖附后，焊接過程中，焊接質檢員必須跟蹤監控焊接變形，每個部位的焊縫焊接一道后必須進行焊接變形測量，根據焊接變形的實際情況調整焊接順序。6.3焊后消應處理板厚大于36mm的焊縫，焊后立即進行消應處理。消應處理時使用多臺自動控9、溫履帶加熱條同時進行，且通過紅外線控制柜和熱電偶嚴格控制升溫、降溫速度及保溫溫度和保溫時間。消應處理的加熱寬度，在焊縫中心兩側應不小于3倍板厚。在消應處理全過程中根據熱處理規范由專職檢測人員現場跟蹤及時查看各加熱器的溫度并做好記錄，消應后應提供熱處理曲線圖。熱處理規范：加熱速率不超過22025/max/h，加熱溫度580620后保溫2h，降溫速率不超過26025/max/h，降溫300后空冷。6.4、焊接工藝要求1、 板厚大于30mm的一、二類焊縫，按工藝評定的要求進行預熱，焊后緩冷，拼裝定位焊時，其預熱溫度比正式焊縫的溫度高30以上，當焊縫兩側板厚不同時，預熱溫度根據厚板確定，預熱寬度為焊縫10、中心兩側各3倍的板厚。2、 對于一、二類焊縫需焊透的，一側焊后另一側采用碳弧氣刨清根，清根后，必須用磨光機或電磨將氣刨滲碳層清除干凈。3、 對于一、二類焊縫，如間隙過大的按中南院監理中心下發的大間隙焊縫處理方案進行，對于面板與面板之間的單邊V型坡口，如間隙小于4mm，為保證焊透，必須擴大根部間隙至56mm，且焊前對坡口進行仔細打磨處理。4、 面板與后翼緣板之間應接觸緊密，最大間隙不能大于2mm。5、 焊接過程中，為了保證焊接內部質量以及焊縫熱影響區的力學性能，必需嚴格控制焊接線能量的輸入，線能量不大于40KJ/CM，在門葉寬度方向對稱焊接的焊工焊接線能量基本保持一致。6、 為了控制焊接變形，減11、少焊接殘余應力，焊接時采用多層、多道、分段、退步的方法進行施焊，每層厚度不大于6mm，焊條的擺動幅度小于12mm。7、 根據工藝評定書上規定的層間溫度監控焊接施工過程的層間溫度。8、 焊接過程中，層間清理應仔細，為防接頭處夾渣，焊縫的接頭必須錯開30mm以上。9、 為了減少焊接應力，防止產生裂紋，除第一和最后一層焊縫外，中間層的焊縫可使用風錘等錘擊焊縫。10、 對于一類焊縫的對接縫，焊后表面必需打磨平整。11、 門軸柱、斜接柱端板施焊后，應將填注環氧填料的一面磨平 ，以便調整并防止發生注入填料時發生堵塞。12、 嚴禁在非焊接區引弧，引弧和熄弧必須在坡口內，背拉桿對接焊縫組裝焊接時必須設置引弧板12、和熄弧板，焊后割除并將端頭打磨光滑。13、 焊接過程中，焊條保溫桶的電源必須接好，保溫桶蓋必須蓋好，焊接時每次所取焊條不超過3根。14、 焊接完成后，焊工應仔細清理焊縫表面，清除表面飛濺等，進行焊縫自檢，對于一、二類焊縫在焊縫兩端距焊縫中心50mm處打上焊工鋼號，并做好焊接記錄。15、 板厚大于36mm的，焊后必須立即進行消應處理，溫度為580620。16、 安裝過程中，構件中所有的筋板、隔板等的過焊孔及筋板頭均采用包角焊。七：焊縫的分類及焊縫檢測要求1、 一類焊縫：推力隔板與端板的角焊縫，推力隔板與主梁腹板的角焊縫，豎隔板翼緣的對接焊縫，背拉桿的對接焊縫，背拉桿座板與接點板的連接角焊縫，主梁13、上下翼緣板的對接橫焊縫。2、 二類焊縫：面板的對接焊縫，豎隔板的腹板與主梁腹板連接的角焊縫，豎隔板和垂直次梁與面板的組合焊縫，端板的對接焊縫，主梁上翼緣與面板的組合焊縫。3、 不屬于一類和二類的焊縫為三類焊縫。4、 焊縫的檢測：4.1、所有的焊縫焊后立即進行外觀檢查，在焊接過程中，除了焊工自檢外，焊接質檢人員必須跟蹤控制，焊縫表面不允許有表面裂紋、氣孔、夾渣、未熔和等缺陷。檢查標準按DL/T5018-94規范中表4.1.1和三峽工程標準 質量標準匯編進行。具體的檢測標準要求見附后說明。4.2、對于一類和二類焊縫在焊后24小時可進行焊縫內部質量的檢查和表面磁粉或著色滲透探傷，其檢測要求如下：一類14、焊縫：UT100%，MT100%二類焊縫：UT100%, MT100%或PT（磁粉探傷操作不方便的情況下） 超聲波探傷按GB11345標準執行，磁粉和著色探傷按鋼制壓力容器表面探傷標準執行。一類焊縫的對接焊縫表面必須經過打磨處理，門葉組焊完成后，作好組焊記錄，報請監理簽證。八：焊縫的返修8.1、焊縫的外觀檢查發現有裂紋、未熔和等表面缺陷時，必須用角磨機將缺陷磨掉，再對缺陷處進行表面修補，修補的焊接工藝與正式焊縫的焊接工藝相同。8.2、焊縫內部質量發現有超標缺陷時，嚴格按已制定的焊接工藝進行，同時，同一部位返修次數不能超過兩次，對于兩次以上的返修 必須經技術總負責人批準，并經過監理工程師同意后方15、可進行。焊縫返修的部位必須做好詳細的返修記錄。8.3、焊縫返修工藝8.3.1、用碳弧氣刨對缺陷部位處進行刨削，清除缺陷。 8.3.2、用角磨機或電磨對氣刨處進行打磨，除去滲碳層并露出金屬光澤。 8.3.3、用磁粉或著色對氣刨處進行表面探傷，檢查缺陷是否完全清除干凈。 8.3.4、對于板厚大于30mm的焊縫，返修前必須預熱，溫度比正式焊接時高30，焊后緩冷，對于板厚大于36mm的焊后必須經過消應熱處理。 8.3.5、返修的規范與正式焊縫相同。九：焊接質量控制9.1加強焊接材料管理，焊材的驗收、入庫、烘烤、發放、領用均有記錄可查。建立“焊條頭回收制度”領用多少焊條必須交回多少焊條頭，保證不錯用、亂16、用焊條。9.2焊前編寫詳細的焊接工藝指導書或規程，并向全體的焊接人員進行技術交底。9.3施焊時必須嚴格按焊接工藝指導書或規程進行，加強施工過程、變形控制。9.4實行“三檢制”制度，班組自檢、隊部復檢、項目部終檢，附質量檢驗框圖。9.5服從業主、監理指導，發現問題及時上報，并積極參與解決。十：安全文明生產10.1設立專職安全員，對各種安全措施進行檢查，建立安全制度。附安全保障機構框圖。10.2焊前對腳手架、安全網搭設進行檢查，看是否牢固可靠。10.3施工人員要嚴格遵守高空施焊的有關安全規定，系好安全繩，戴好安全帽。10.4焊接工位之間設置隔離板，防止電弧光刺傷眼睛。10.5焊接完畢后必須先切斷電17、源，再收焊把線，并且戴好絕緣手套，防止觸電傷亡。10.6安全員不定期的進行安全巡視，發現問題應及時整改。10.7每天班長組織員工進行班前會，對安全注意事項及時傳達給每位員工。10.8施工期間，作業人員憑證進入，避免閑雜人員進入施工現場。十一：焊工資質 從事人字門焊接的人員必須持有鍋爐壓力容器或水電部系統合格證的焊工。十二：附件一、 人字門焊接順序圖二、 人字門焊縫編號圖三、 人字門焊接工藝卡四、 人字門焊接工藝評定五、 人字門焊接焊縫外觀檢查標準六、 人字門焊縫外觀質量簽證表（單節門焊后認真填寫）七、 人字門現場焊接記錄表（焊接時質檢員填寫）八、 人字門焊接焊條烘烤記錄（焊條烘烤人員填寫）九、 人字門焊接焊條發放記錄（焊條烘烤人員填寫）十、 人字門焊縫探傷報告記錄（探傷檢測人員填寫）十一、 人字門焊接焊縫返修記錄卡（質檢人員填寫）十二、 人字門焊縫熱處理記錄（加溫檢測人員填寫）十三、 人字門施工日志（班長填寫）十四、 人字門焊接人員名單十五、 人字門焊接工器具明細表十六、質量檢驗框圖十七、安全保障機構框圖三峽水利樞紐工程永久船閘第四閘首人字門安裝焊接工藝指導批準：審核：校核：編寫：三 七 八 聯 總 三 工 區2001年4月20日