蜗壳焊接工艺
大型水电站水轮机蜗壳闷头拼焊与整体吊装施工工法(2)
大型水电站水轮机蜗壳闷头拼焊与整体吊装施工工法大型水电站水轮机蜗壳闷头拼焊与整体吊装施工工法一、前言大型水电站水轮机的蜗壳是保证水轮机正常运转的重要部件之一，其施工对于水电站的建设至关重要。
蜗壳的拼焊与整体吊装是一种常用的施工工法，能够将蜗壳的拼接与整体吊装并行进行，提高施工效率，保证施工质量。
二、工法特点该工法的主要特点是通过预制蜗壳的各个分段，然后将其细密拼接，并使用各种专用焊接设备对焊缝进行高质量的焊接。
同时，为了保证蜗壳整体的稳定，采用整体吊装的方式将拼接好的蜗壳一次性安装到位。
三、适应范围该工法适用于大型水电站水轮机蜗壳的施工，特别是那些蜗壳比较复杂、尺寸庞大、形状曲线较多的情况。
四、工艺原理该施工工法将蜗壳的施工过程分为预制、拼接和吊装三个阶段。
（1）预制阶段：根据设计要求，将蜗壳分成若干个适当大小的分段进行预制。
预制过程中需注意分段的尺寸、曲线形状的准确度，并对焊缝位置进行标记。
（2）拼接阶段：将预制好的分段蜗壳进行拼接，根据焊缝位置进行高质量的焊接。
拼接时要注意加强焊缝的支撑，并采取适当的焊接工艺，确保焊接强度和质量。
（3）吊装阶段：利用大型起重设备将拼接好的蜗壳整体吊装到位，然后通过校正与调整，使蜗壳与水轮机的连接位置和旋转中心保持一致。
五、施工工艺（1）预制：根据蜗壳设计图纸，将分段蜗壳进行预制，并在焊缝位置进行标记，确保后续拼接时的准确度。
（2）拼接：将预制好的蜗壳分段进行拼接，使用专用焊接设备对焊缝进行高质量的焊接。
拼接时需注意保持焊缝的平整和稳定，确保焊接质量。
（3）吊装：利用大型起重设备将拼接好的蜗壳整体吊装到位，并通过校正与调整，使蜗壳与水轮机的连接位置和旋转中心保持一致。
六、劳动组织根据工程实际情况，需要组织一支合适的施工队伍，并明确各个工作岗位和任务，确保施工工作的有序进行。
七、机具设备该工法需要使用大型起重设备、脚手架、焊接设备、检测设备等一系列机具设备，以保证施工过程的顺利进行。
三峡右岸地下电站机组蜗壳焊接工艺
２ ． 存在 问题
２ ． １ 局部安装 间隙造成的焊接 困难 。蜗壳在安装组对
过程 中，由于管节在制造与现场安装过程 中存在 累计误
差 ，造成管节组对间隙不均匀 的现象时有发生 。管节组
４ ． 蜗 壳焊接 工艺
地下电站蜗壳 布置在 主厂房 ，根据现场条件 ，主要
ｔ Ｎ Ｓ Ｔ Ａ Ｌ Ｌ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
２ ７ ＃、２ ８ ＃机每 台蜗壳 的安装焊缝熔敷金属 总量约 １ ２ ＿ ３ 吨 ；２ ９ ＃、３ ０ ＃机每 台蜗壳 的安装焊缝熔敷 金属总
２ ． ５ 射线 为传统 的最有效 地检验焊缝 内部质量 的 无 损检 测方 法 ，但 其对 人体有 伤 害 ，造成 施工 组织 复
杂 ，对 工期 影 响大 ，不 能满 足三 峡地下 电站 蜗壳 的复
纹 。为此 ，必须控制焊接工艺规范参数 ，并采取适当 的 焊前 预热 和焊后消氢工艺措施 。
焊成 ２ 瓣供货 ，其他管 节在制造 厂拼焊 成整节供货 。蜗 壳焊接工作 主要包括 ：管节 安装纵 缝焊接 ；管节安装环 缝焊接 ；蜗壳 与压力 钢管的凑合节纵 、环缝焊接 ；大舌 板安装缝焊接 ；蜗壳蝶形边 焊接 ；排水阀 、导水机构供 水管 、蜗壳进人 门等 附件 的安装焊接 。
杂施工 ，需 找到一种新型 的无损检测方法代替 ＾ ｙ 射线 。
３ ． 蜗壳焊缝组装质量 的控制
组 装时应 当使 蜗壳 瓦片间 隙及错 牙达 到标 准规 范
值 ，减 少强力 组装 ，以尽量减 少焊 接拘束 应力 ，对 于 厚板 的高强钢 ，组 装调 整将显 得相对 困难 ，因此对 拼 装 时点 焊要求 特别 高 ，点焊工 艺 与正规焊 接 时一致 ， 同时 点 焊 的高 度 及 长 度 有一 定 要 求 ， 以防 点 焊 处 拉
蜗壳管节组装焊接的数值模拟及工艺优化
平
刘 健
葛
凤
韩利 哲
郑振太
焊 接 残 余 应 力 对 水 轮 机 蜗 壳 结 构 安 全性 的 影 响 ， 要 是 疲 劳 强 度 和 脆 性 断 裂 ， 分 布 关 系 到 水 轮 机 运 主 其
行工作的稳定性与安全性。文中在建 立 Ｇ Ａ 温度场复合 焊接热 源模型 的基础上 ， Ｎ Ｗ 采用大 型有 限元 软件 Ａ Ｓ Ｓ ＮＹ 对蜗壳管节组装焊接的残余 应力进行 了数值模拟 。并通过进一步 的分析 ， 出了蜗壳管节组 装焊接 的工艺优 化方 提
ｑｒ （ ）＝
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Ｄ ｒ＞Ｊ
式 中 ， 为 电弧 热输 入到 焊件 中 的热效 率 ； 为熔 滴 叼 输入 到焊件 中 的热 效率 ； 为 熔滴 铺 散 范 围 直径 ； ｒ为
熔 滴 热源作 用 区 ； Ｕ为 电弧 电压 ； 为 焊接 电 流 ；ｒ ， Ｏ 为热
图 ２所 示 。
２ １ 数值模 拟 的具体 焊接条 件 ． 焊件为 Ｑ ４ ３５钢 ， 用 ｃ ： 采 ｏ 气体 保 护 焊 （ 选择 热 与 源模 型及热效 率值有 关 ） 电弧 电压 ｕ：２ 电流 ， ， ４ｖ， ：
机蜗壳 管节 组 装 焊 接 过 程 进行 了数 值 模 拟 ， 并据 此 提
出 了优化 的工艺 方案 。 １ 数学模 型 的建立
焊接 结构 件 ， 其结 构 复杂 ， 面 尺寸 大 。大 型机 组 蜗 壳 断
通 常 南几 十余节组 成 ， 南现 场 进行 拼 装 ， 再 工作 量 相 对
布模 式可 由下 式表 示 ：
接 工艺及 其焊 接 过 程 中产 生 的残 余 应 力进 行 研 究 ， 并
[湖南]抽水蓄能水电站蜗壳及座环安装焊接工法
![[湖南]抽水蓄能水电站蜗壳及座环安装焊接工法](https://img.taocdn.com/s3/m/d66a909f27284b73f3425023.png)
抽水蓄能电站蜗壳、座环安装焊接工法XXXXXX1 前言随着我国水电事业的发展，抽水蓄能电站所占水电站的比例也日益增加，而抽水蓄能机组均为高水头、大容量机型，其座环和蜗壳的安装，对机组的安装、运行起着至关重要的作用。
2 工法特点座环是安装水轮机的基准，其水平度将直接影响底环、顶盖等的水平度和垂直度，蜗壳是为了使由压力管道引进来的水流能够以较小的水力损失，均匀而呈轴对称地进入转轮。
而座环和蜗壳的安装质量关键是在于焊接控制，其工法特点具体表现在以下方面：1）座环分瓣吊入机坑进行组装、调整和定位焊接；2）座环定位焊后进行座环焊接，同时挂装蜗壳，进行蜗壳调整和焊接；3）由于座环和蜗壳采取了平行施工法，在机组安装工期紧张的情况下，可以大大缩短工期，生产人员可以均衡施工；4）座环不在安装间组装和焊接，可以为后续设备安装提供工位（这在地下厂房，安装间空间不大情况下，有利于施工）；5）由于座环在机坑内安装，除有临时支墩支撑外，在轴线方向还可以用拉紧螺杆固定座环，这样有利于控制座环的水平，如果制造的精度高，其座环水平可以避免日后加工处理，或加工处理量很小。
3 适用范围适用于抽水蓄能电站现场蜗壳和座环的安装焊接。
4 工艺流程及操作要点4.1 工艺流程座环蜗壳安装施工流程为：座环吊入机坑组合、调整→座环定位焊→蜗壳定位节挂装调整验收→蜗壳普通壳节对称挂装→蜗壳普通壳节截面焊接→蜗壳凑合节挂装→蜗壳蝶形边焊接→蜗壳丁字头焊接→座环尺寸调整验收→延伸段安装调整验收→延伸段焊接→延伸段安装焊后调整验收→闷头挂装焊接验收→蜗壳焊缝返修（如有）→蜗壳水压试验→蜗壳混凝土保压浇注→质量评定。
4.2操作要点4.2.1座环吊入机坑组合、调整座环到货后，在安装间进行组合面清扫及打磨毛刺，配好定位销钉。
先吊装带有大舌板的分瓣座环吊入机坑就位，根据放好的样点粗调座环位置，在大舌板的位置用千斤顶支撑；吊入另一瓣座环就位，调整合缝错牙合格后，打紧合缝螺栓，检查座环组合缝间隙应符合图纸要求。
20水轮机金属蜗壳安装焊接工艺导则【DL T5070-1997】
中华人民共和国电力行业标准水轮机金属蜗壳安装焊接工艺导则发布实施中华人民共和国电力行业标准水轮机金属蜗壳安装焊接工艺导则主编部门中国水利水电第七工程局中国水利水电工程总公司批准部门中华人民共和国电力工业部批准文号号前言本标准是根据电力工业部本标准是水电站水轮发电机组安装一系列工艺导则的一部分导则的内容和要求是在总结国内大型水电站水轮机金属蜗壳安装施工经验的基础上提出尤其是归纳了近期投产的口等新一批百万千瓦级水电站的施工设备的成熟工艺并加以总结提高而编写的对工程施工和质量保证具有一定的指导意义和它主要包括以下基本内容般技术要求蜗壳管节的组装与焊接与蜗壳焊接检验蜗壳关于蜗壳的水压试为了统一多年来施工中经常采用的技术名称和术语赋予其真实的物理概念和工程单列一章给出了语的定义同时规定了标准的适用本标准制订工作始于年代当水利水电建设局提中式水轮机分瓣转轮组装焊项标准交中国水利水电第七工程局中国水利水电第七工程局按计划时间提出了征求意分发各单位征求意该征求意见稿编写的依据是基于当时已建成的以口等为代表的几个大型电站的施工经验和实由于机构变任务的影响及主要编写人员的人事变使上述两项工艺导则的编制工作中站水轮发电机标准化技术靠在中国水利水电工程总公于行政业务和施工技术归口管理的为按照电力工业部标准化体系表的要求水轮发电机组安装系列工艺导则已基本制订和分发下上述两项工艺导则应该在补充峡等电站施工经验的基础上重新列计划制发投入使在中国电力企业联合会标准化部的领导下在电力工业部水农司的大力支持新制订工作由中国水利水电工程总公司和电力工业部水电站水轮发电机标准化技术委员会负责组织在制订过程中电力工业部水电站水轮发电机标准化技术委员会对标准的报批行了多次的技术审查和规范化整理及校对使得制订工作能按计划完本标准的附录提示的本标准由中国电力企业联合会标准化部提本标准由电力工业部水电站水轮发电机标准化技术委员会和水电站水轮机标准化技术委员会本标准起草单位本标准主要起草人李国本标准由电力工业部水电站水轮发电机标准化技术委员会负责目次前言范围引用标准术一般技术要求蜗壳管节的拼装与焊接蜗壳焊接蜗壳焊接检验蜗壳蜗壳水压试验附录示的蜗壳安装推荐控制测点及布置范围本导则规定了大中型竖轴式水轮机金属蜗壳现场组合安及本导则适用于以低合金结构钢为基本材料其抗拉强度等级小于或等于小型水轮机金属蜗壳的安装和焊接可参照本导则执本导则系根据有关范并结合实践中行之有效的施工经验和工艺方法而制执行中不排斥先进施工技术的推广和应引用标准下列标准的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条本标推出版本均为有所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能钢制压力容器附录钢制压力容器渗透探伤钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级钢制压力容器磁粉探伤水轮发电机组安装技术规范钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级压力钢管制造安装及验收规范水工金属结构焊工考试规则劳人号关于颁压力容器焊工考试通知中华人民共和国劳动人事部术语定义蜗壳瓦片组成单节蜗壳的最小基本单元一般由一片或多片瓦片组成一个蜗壳蜗壳单节组成蜗壳的基本单一台水轮机金属蜗壳由多节蜗壳单节组纵缝与蜗壳环向水流方向一致的焊蜗壳瓦片间组合焊环缝与蜗壳环向水流方向垂直的焊蜗壳单节间的组合焊蝶形边焊缝端与座环相结合的环形焊接定位节首先安装的起确定位置作用的第一节蜗壳凑合节蜗壳安装中最后合拢的大舌板蜗壳进口部接带过渡板管节和座环固定导叶的舌形耳板蜗壳进口部称设置在座环面连接座环与带过渡板管节的导流环设置在无蝶形边结构的座环环与蜗壳连接的环形焊缝内水环状弧形一般技术要求蜗壳瓦片质量蜗壳瓦片用样板检查弧度其偏差应符合表弧度偏差超过规定时应进行修表蜗壳瓦片弧度允许偏差蜗壳瓦片应进行外观检有或锈蚀等缺陷应经有关部门研究处理使蜗壳瓦片坡口几何尺寸应进行检查坡口应磨出金属光泽坡口边缘不小于范围的等应清除干蜗壳瓦片坡口不能立即组装焊接的部位应在干燥状态下涂上虫胶漆片或坡口装虫胶漆片溶液或坡口漆的瓦片存放时应垫上方焊接材料检查厂家提供的焊剂牌号是否符合图纸其质量和焊接工艺性能应符合有关合格证或标号不清者禁止使施工单位首次使用的焊剂应做焊接工艺评并根据评定成果制订出焊接工艺规程方可焊剂必须按照说明书要求的温度和时间进行当温度降至转入保温箱内保焊剂烘焙和管理应有专人每箱焊剂的烘焙温度和时间应作出记经烘焙的焊条严禁使焊工每次携带的焊条应放于保温筒内随用随取严禁露天使用后剩余的焊条应存入干燥箱内再次烘焙才准使重复干燥后没有用完的焊能再用于重要焊缝焊工凡参加蜗壳焊接工作的焊工应按照中华人民共和国劳动人事压力容器焊工考试的规定考试凡参加新钢种蜗壳和新焊接材料经过一段时间的操作其焊接工艺并作焊接试板试其焊缝外观质量应符合表焊工必须携带和保温筒等焊接工具每条焊缝焊接完后焊工应进行自检并打上钢施工技术人员负责员应由从事金属结构施工参加过型电站蜗壳或钢管安装的人员担施工技术人员除负责安装工程有关技术工作外应及时对安装尺寸误焊工焊接部工现场条度出记焊缝分类蜗壳焊缝按重要性分为一类焊缝蜗壳蜗壳凑合节蜗壳与钢管连接的凑合节纵缝及环缝蝶形边焊二类焊缝蜗壳与座环固定导叶的连接焊三类焊缝不属于类焊缝的其它焊焊接工艺一般规定在新钢种蜗壳焊接前应按第节的规定进行焊接工艺评定并根据评定成果报告的要求制订蜗壳应采用多层多道度一般不超过道宽度应根据焊接方式和焊接材料确每层焊前必须将上一层焊渣彻底间接头应错开蜗壳不预热焊接的最低环境温度应符合表的规定但应加温除焊接环境温度低于表使壁厚小于规定不应预热的蜗壳焊件也应适当予以表蜗壳允许不预热焊接的最低环境温度厚钢板焊前可参照表的规定缝每侧预热宽度应不小于板厚的要求焊前预热的焊件在焊接过程层间温度不应低于预热温度且不高于表蜗壳厚钢板焊前预热温度焊接时环境条件如有下列情况之一无特殊可靠防护措不得进下雪或有滴下低气高湿以上的强没有特殊规定焊缝均应采用分段退步焊分段长度为焊缝装配间隙为配间隙若大于应先进行补焊完才允许整条焊缝进行封底严禁在钢板表面引弧点和收弧点均应熔化在焊缝内且不应有未填满的弧定位焊缝长度为发现有等缺陷均应清除重焊需预热焊接的焊位焊时也应要求与主缝焊接相高强钢蜗壳正式焊接时应将定位焊缝焊后应清根的高强钢焊缝焊后应清用碳弧气刨清根应用砂轮机磨掉渗封底焊后不清根的焊缝应用软质焊焊条或直径下焊条进采用单面焊双面成型工调节焊接线能量和预热温度应兼顾各方面的般线能量控制在蜗壳焊缝外观质量应符合表的规定表焊缝外观质量标准焊缝出现裂纹时应进行质量分出出措施方可处理同一部位焊缝缺陷返修次数一般不应超过两次特殊情况下超过两次以上的焊缝返修处理应经施工监理工程师做好记焊接对装拉板所用的焊条及工艺方法应与主缝焊接要求相去除各种拉板时不应使用锤击用碳弧气刨切氧一乙炔再用砂轮磨禁损伤母蜗壳表面防腐蜗壳安装全部结束对焊缝部位及安装中表面受损部位进行机械清按设计规定补刷底漆注蜗壳管节的拼装与焊接单节蜗壳拼装与焊接单节蜗壳拼装应在钢平台上进行瓦片拼成单节形坡口纵缝处用弧度样板检查其偏差应符合表形坡口纵缝应预留反变形值一般可参照表表蜗壳变形推荐值蜗壳纵缝接头要求内壁完整齐其错牙值不得大于装间隙蜗壳拼装的允许偏差应符合表表蜗壳拼装允许偏差图蜗壳单节图蜗壳拼装后管口平面度应符合五月表蜗壳拼装后管口平面度坡口纵缝应先在使角度变形值向继续增加的一侧打底图焊接两遍后进行清根后纵缝两面应对称焊接每焊接一遍后用样板检查弧度变角变形程度调整其焊接顺形坡口纵缝焊接两遍后进行清根据角变形程度调整焊接顺焊缝表面及内部质量检查合格后进行圆度和开口尺寸的调应符合表后根据管节大小在单节内焊上各型支在高强钢蜗壳上焊接支撑材料应与主缝焊接相在蜗壳单节内外侧用油漆标明节中心箭头指示为先焊接图图坡口始焊侧示意图凸凹状态点还应打上对装找正用的标蜗壳对装与焊接为加快安装进度减少现场安装和焊接工作量可根据现场安装具体条件预先将两个单节蜗壳对装焊接在一一大蜗壳对装宜在钢平台上进行环缝对装应先从上下蝶形边开始向腰线压相邻管节的周长差应均匀分布在整个周长上蜗壳内壁错牙值不应大于板厚的应特别注意单节内不同厚度瓦片对周长值的环缝对装间隙为蜗壳环缝对装后用样板检查蝶形边的弧偏差不应大于检查时注意样板与蝶形边的角度变化同时校核对装后蜗壳蝶形边的弦长和开口处尺寸以及对装后蜗壳开口处对角线环缝焊接应根据焊缝长度确定焊接人般每位焊工施焊长度不宜超过从腰线开始向蜗壳与座环连接的开口处对焊如图环缝开口处宜先留出焊或只根以减少蜗壳与座环蝶形边对装时的刚蜗壳与座环蝶形边对装后再补焊满补焊前应彻底清理干净并检查有无裂纹以免留下示前进方示退焊方向图组装环缝焊接方向示意图拼装和对装后的纵和环缝经无损探伤检验合格后焊接吊耳焊接应由合格焊工施采用与蜗壳焊接相同注焊条注焊蜗壳安装蜗壳安装应具备的条件座环安装完期混凝土浇筑后回填灌浆养护合格座环基础螺栓已板已点焊固座环水平重新复顶盖或特制的座环内支蜗壳安装的控制点线已按座环安装后的实际中心和高程测附录座环内应搭好平盖应采用防护措施防止碰伤加工部施工具已备应正焊接环境条件应满足和蜗壳安装顺序蜗壳如有两个凑合分个工作面进图第工作面应从与十方向轴线重合的第一定位节开向顺时针方向安装至第一凑合第工作面从第一定位节进口向上游安装至与钢管连接的凑合工作面从座环特殊导叶由小舌板向逆时针方向安装至第二凑合面两个凑合节之间的安装顺序和方向可根据第两个工作面的进度而为防止环缝焊接应力过环缝条数不应超过正在焊接的环缝两部单节安装允许增加一安装凑合槽流环及其附凑合凑合口渐变段图蜗壳安装顺序图蜗壳安装方法及要求定位节安装在定位节进口断面座环上下蝶形边上各点焊一块挡板与控制点用钢线连成控制图蜗壳定位节吊装就位座环和蜗壳上蝶形边的对装间隙和错时要求过水面齐平局部错牙最大值应少于蜗壳板厚的且不大于隙为加以固一般先对装上蝶形根据蜗壳开口情况和高程起落定位节用与上蝶形边相同的对装方法和要求固定下蝶形调整定位节几何尺寸和安装误调整时按下列数据控制定位节进口断面中心偏差在高程偏差十管口与控制线倾斜应小于远点半径偏差小于好为负因为一般当加固后取去吊具蜗壳高程稍降低最远点半径稍增定位节出口断面只测量挡图定位节安装示意图高程和最远点半定位节必须加固后再松去吊装工后应有足够的刚最后复测安装尺寸符合表做好记录进行验表蜗壳安装允许偏差其它管节安装用与定位节相同的方法和要求固定好蝶形用吊式起重机和拉紧器等初调环缝对装间隙在间隙过大压缝时拉不拢或间隙过小压缝时顶不对装环缝应先由蝶形边开始向腰线进行压对装间隙应为牙应均匀地分布在整条环缝最大错牙值不应大于板厚的调整管口的高程和最远点半径直到符合表的规安装永久千斤顶和拉紧复测高程和员远点半做好记带过渡板管节的安装在带过渡板管节出口断面和定位节进口断面管口腰线各点焊一块定位挡中心点焊两对托板将带过渡板管节吊装就调整间隙按测量的周长和计算修正值预留错腰线开始向蜗壳开口处压此时应特别注意制造厂组装标调整高程和中心至符合表的规定安装永久螺旋千斤顶和拉紧小块过先进行试认板块位置无误时再根据实际情况修出坡缝安装也可安装固定后再修正坡尾节安装由座环特殊固定导叶向上游安装尾节导中心线和环固定导叶对注意制造厂组装时的标安装时导板座环蝶形边过渡区的角缝应边修正边拉拢同时要照顾进口断面的最远点半径和座环上蜗壳分度点对当蜗壳进口管节安装焊接后即可安装尾盖板和筋图座环盖盖板图尾部上下盖板和筋板图一般情况盖板尺寸偏配时一般修正靠蜗壳进口一侧不允许修割靠座环蝶形边一盖板安装后割出混凝土浇筑凑合节安装蜗壳凑合节应在其它环缝焊接完再下料时将瓦片覆盖缝器和相邻管节压紧凑合节板块应尽量向出口断面放环向长度较切割时应细致操作以满足装配间隙不致过出口两侧同时按实际尺寸用碳弧气刨修正坡从蝶形边向腰线方向切割压缝切割一段即压一段缝不宜整块板切完再压缝以防止切割时变形引起间隙过最后一条纵缝切割时应特别注纵缝对口间隙过蜗壳与钢管联接的凑合节下料方法与蜗壳凑合节下料方法相在焊接蜗壳侧环缝时与钢管联接一侧的拉板应断以便在焊接时能自由收引起座环在安装蜗壳与钢管联接段时应充分考虑平滑过加强板安装座环与蜗壳上蝶形边的加强板应按实际情况做样板下加强板运至现场后再按实际部位试装修座环蜗壳蝶形边贴加强板应在蝶形边焊接检查合格后再装配点附件安装蜗壳进入孔应按图纸放考虑廊道的实际位置必须保证入孔盖板座焊接和盖板门开关的方开孔装环缝检查合格后安装蜗壳排水槽钢用棉布临时封堵排水性层时必须取出封堵堵塞排水系装配时应力求与水流方向坡度一蜗壳焊接蜗壳环缝焊接蜗壳环缝焊接顺定位节开始按顺时针方向进行尾部自导板向逆时针方向进根据周长不同确定同时施焊人与组装环缝焊接相同焊接方法采用多图图蜗壳环缝焊接示意图环缝开形坡口时一般先焊仰焊一蜗壳环缝焊接过程最好连续进行中断焊接前最小焊接厚度不得小于板厚的三分之采用预热焊接中断焊接应采取保温措高强钢焊接应连续焊完并按设计要求作后热消氢处耳板焊接与座环固定导叶的连接焊缝焊接难度较质由经验丰富和焊接质量一贯优良的焊工施焊前应仔细加固点焊的拉清理坡口的氧化铁等切割为防止焊接面焊缝焊接两遍后进行清根焊接背采用焊接工艺措施控制焊接变形为焊接顺序见图耳板立焊中间横焊与固定导叶的立焊缝带过渡板的渐变段与带过渡板渐变段的横焊缝带过渡板渐变段下游带过渡板渐变段上游环缝图焊接顺序图凑合节焊接蜗壳凑合节的纵缝和第一条环缝焊接方法与蜗壳其它纵缝和环缝焊接要求相凑合节第二条环缝为封闭力较焊时宜采用叠图缝焊接应连续完第二条环缝从第二层焊接开始到盖面前最后一层焊接止应配合锤击锤头应磨成圆形其圆弧半径不应小于击的非过水后在内侧清焊接内蝶形边焊接应连续进行直至焊对高强钢焊缝应作后热消氢处蝶形边焊接前后均应测量座环水平焊接过程中宜应加强对座环水平的监加强板焊接加强板与座环筋板先焊座环一焊与蜗壳相接的一侧见图蜗壳蝶形边焊板加强图加强板焊接顺序图加强板与座环筋板搭应先焊接蜗壳一侧后焊接与座环筋板搭接一侧的角焊加强板与蝶形边焊缝十字相交处应在蝶形边焊缝两侧各断开不免焊缝交图导流环焊接导流环焊接在蝶形边焊缝焊接检查合格后进与座环下环板的联接应平滑过渡与座环蝶形边的焊缝按角焊缝的规范要求施焊焊后一般进行外观检查或磁粉探伤检蜗壳焊接检验蜗壳焊缝应作无损探伤检焊缝内部质量可选用射重要焊缝按设计要求可增加磁粉探伤或着色查长度环缝为纵缝和蝶形边为缝质量按应达到级纵缝和蝶形边焊缝应达到级射线透照质量为发现不合格不能确定缺陷深度时应用超声波探伤进行深度定位以免增加焊缝返修范围和次采用超声波探伤时检查长度和蝶形边均为缝应达到级纵缝和蝶形边焊缝应达到级检验等级为对超声波探伤有怀疑的部位应酌情进行复磁粉探伤和着色探伤分别按和钢制压力容器渗透探伤执蜗壳焊缝的无损探伤具有一定基础知识和相应方法探伤经验的级或级以上持证资格人员担蜗壳焊缝的探伤应在焊后或热处理结束后进对怀疑有延迟裂纹的部位应在后再进行复焊缝中缺陷返修后应按原探伤条件进行复探复探时应向返修段两端各延长至少扩大蜗壳探伤工作结束记录整理成册并按规范要求的内容及时编写出探伤报蜗壳加固与变形监测蜗壳安装焊接结束后应进行全面检测和加固加固前应编制加固方案然后保证加固具有足够的强度和刚在蜗壳混凝土浇筑对蜗壳和座环进行蜗壳水压试验如设计有特殊要求应按设计要求进行蜗壳水压试当仅仅以检验钢板材料性能或质量为主要目的而要求水压试验多台机组相同结构和同种材质采用的钢板性能温韧性好施工时能严格按评定的统一焊接工艺施及蝶形边焊缝按损焊后热处理的焊缝进行了热处理则可仅做其中一台的水压试验或不做水压试附录蜗壳安装推荐控制测点及布置表蜗壳安装推荐控制测点表连线应与钢管轴线校核蜗壳安装控制测点布置图。
云南金安桥水电站机组蜗壳组焊技术
云南金安桥水电站机组蜗壳组焊技术摘要：云南金安桥水电站机组容量600MW共四台混流式机组，是云南省目前最大的水轮发电机，体现了容量大、尺寸大，技术含量高等特点。
其蜗壳材料为60公斤级的高强度调质钢，温控要求严，是较难焊接的钢种，现将该电站1#-4#机组蜗壳的组装焊接工艺技术、质量控制等方面进行介绍以供大型机组蜗壳埋件安装施工人员参考。
关键词：蜗壳、组装、焊接一、概述金安桥水电站位于云南省金沙江中游丽江市附近，机组蜗壳瓦片由东方电机厂制造，运送到进行拼装，组装完成后对蜗壳的纵环缝进行焊接，单台机组蜗壳重量为500t。
机组引水压力钢管内径10米，采用单元供水的方式通过蜗壳导流后进入转轮。
该蜗壳截面由进水口端半径为5000mm沿座环渐变至尾部出水口端半径为1397.5mm。
单台蜗壳由37节组成，钢板厚度为δ=25-65mm由我国鞍钢生产的ADB610D高强度调质钢制造。
二、安装前的管节组焊蜗壳安装前首先要将到货的瓦片在工地拼装场地，将分块瓦片组焊成单节蜗壳，在组园平台上按蜗壳单线图，将蜗壳每分段的进水口作为基准面，按截面中心为原点校核出水口的控制尺寸。
组对时先用样板检测瓦片弧度，调整各块瓦片的进水过流面与地样线相重合，偏差不大于2.0mm。
其次调整瓦片组合纵缝间的间隙与错牙，瓦片与地样平台的间隙，瓦片与地样平台的间隙应控制在2mm以内。
调整各瓦片纵缝的间隙和错牙，过流面错牙应小于2mm，间隙应小于4mm，对于局部间隙大于4mm的部位，应采用堆焊修补，直至焊缝间隙小于4mm为止。
单节蜗壳组装后按蜗壳组装主要尺寸检查图进行。
三、蜗壳纵缝焊接蜗壳钢材为600MPa低合金高强度调质钢，高强钢焊接工艺及温控要求严格，施工难度较大，蜗壳的焊缝质量将直接影响电站的长期安全运行。
高强调质钢冶炼采用淬火及回火即调质的工艺方法，使淬火后强度较高而塑性较低的淬火马氏体经回火加温使其转变为回火马氏体、回火索氏体及下贝氏体的混合组织呈现钢材强度高，且低温缺口韧性和焊接性能良好的高强调质钢。
水电站金属蜗壳安装与焊接工艺分析
水电站金属蜗壳安装与焊接工艺分析摘要：对水电站金属蜗壳安装与焊接工艺进行了阐述与分析，希望能够从理论层面上为提高金属蜗壳安装与焊接工艺水平提供参考与借鉴，同时为推动水电站的建设与发展提供支持。
关键词：水电站；金属蜗壳；安装；焊接引言：水电站发电机组的特点在于流量大、水头高，在大部分情况下，其水轮机组蜗壳都会选择金属材料。
目前，在很多大型水电站中，金属蜗壳的应用非常广泛，其特点就在于具有较大的结构尺寸，重量重且钢板厚度较大。
与此同时，金属蜗壳需要采用现场安装与焊接工艺，这结构参数决定了这项工作的难度较大。
此外，金属蜗壳安装与焊接的质量要求也非常高，因此我们有必要针对水电站金属蜗壳的安装与焊接工作进行探讨与研究。
一、水电站金属蜗壳安装工艺分析1 安装准备在水电站金属蜗壳安装之前，首先要对蜗壳附件进行清理；摆放蜗壳并对支墩进行调整与加固；进行座环上下环施工平台搭设以及施工安全通道设置；对蜗壳焊接防雨棚进行制作；对施工设备进行布置，对蜗壳管节尺寸进行检查2 吊装方法蜗壳吊装应该对单元重量与安装位置予以考虑，合理设置起吊设备的距离、布置位置，并根据实际情况选择合适的管节吊装设备。
确保现场拼装量与焊接工程量控制在合理范围内，优化现场蜗壳拼装工序。
例如超过2个的管节可以焊接到一起然后进行吊装。
如果蜗壳呈瓦块状，那么应该焊接后在进行吊装。
3 挂装原则与工序蜗壳挂装应该遵循对称挂装的原则，如此可以使座环的稳定性得到提升，避免座环发生偏心问题。
在挂装过程中，应该对座环中心与高程进行实时监测。
关于挂装工序，首先应该对定位节进行挂装，然后以定位节与凑合节位置为依据，基于各定位节，按照单向或双向对其余各节进行以此挂装，最后进行凑合接的配割作业。
4 定位节安装在定位节吊装之前，应该在坐标上下过渡板上标记定位节的两个截面位置，并将两块搭接板焊到蜗壳管节开口的上下部分。
管节掉入机坑后，应该通过搭接板在座环上下的过渡板上挂好管节。
浅谈百万机组水轮机埋件蜗壳780MPa材料焊接技术
浅谈百万机组水轮机埋件蜗壳780MPa材料焊接技术摘要：前期国内水电站水轮机埋件蜗壳基本采用的610MPA级别钢材制造，在水电站中采用国产780MPA级别97MM超厚钢材尚属首次，780MPA级别钢板为目前国内外最高级别水电用钢，此种板厚及高级别钢材实物应用于蜗壳在国内外也极为罕见，由此780MPA级别钢材的超厚板焊接技术将为国产780MPA级别超厚钢材今后大批量应用奠定基础，更好地为我国后续高水头机组的流道设计提供系统可借鉴的参考资料。
关键词：百万机组；蜗壳；超厚板；780MPa；焊接一、引言作为世界首台单机容量百万机组的白鹤滩水电站，其水轮机埋件蜗壳额定水头202m，瓦块最大卷板半径和最小卷板半径分为4300mm和1500mm，最大宽度为2500mm，最大板厚97mm，共34节管节，蜗壳为管节整节交货，单节最大运输尺寸为φ8744-2200mm。
蜗壳材料为SX780CF，材料要求低碳(≤0.09%)、低碳当量(≤0.52)、低焊接裂纹敏感型指数(≤0.25%)，但同时又必须具备780MPa级的高强度和良好的低温冲击韧性，其高强度SX780CF材料在水电行业为首次应用，其焊接要求极高，并无前期经验可借鉴。
作为国家政治工程，其质量要求为精品工程，其焊接成功案例具有较大的推广价值。
二、焊接工艺（1）蜗壳母材为采用宝钢生产的SX780CF，焊材选用伯乐焊条TPhoenix11018。
钢板材料在使用前需取样送第三方检验，入厂需进行无损检测。
（2）焊工资格及焊接工艺评定：按ASME《锅炉和压力容器规程》的有关规定，和合同有关文件规定，采用宝钢钢板分别与伯乐、大西洋和西野高强钢焊材做了焊接工艺评定，经对各参数比较，采用宝钢与伯乐焊材焊接性能均优于其他两家焊材，其焊接线能量最高达到35KJ/cm。
焊前对焊工组织技术要求交底及现场实际操作培训，并经过理论考试和实际操作考试取证上岗，且中途更换焊工均需经过培训及考试上岗。
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水轮机金属蜗壳安装焊接工艺导则前言本标准是根据电力工业部1995 年电力行业标准计划项目(第二批)(技综［1995］44 号文) 的安排制定的，在编写格式和规划上以GB/T1.1《标准化工作导则》为基础，并符合DL/T600 《电力标准编写的基本规定》。
本标准是水电站水轮发电机组安装一系列工艺导则的一部分，对水轮机金属蜗壳在现场的组装、安装、焊接和焊接检验的工艺方法、操作程序、技术要求作出了规定。
导则的内容和要求是在总结国内大型水电站水轮机金属蜗壳安装施工经验的基础上提出的。
尤其是归纳了近期投产的龙羊峡、岩滩、漫湾、五强溪、隔河岩、安康、水口等新一批百万千瓦级水电站的施工设备的成熟工艺，并加以总结提高而编写的，对工程施工和质量保证具有一定的指导意义和实用价值。
它主要包括以下基本内容：(1)蜗壳安装、焊接的一般技术要求；(2)蜗壳管节的组装与焊接；(3)蜗壳安(挂)装与焊接；(4)蜗壳焊接检验；(5)蜗壳加固与变形监测；(6)关于蜗壳的水压试验。
为了统一多年来施工中经常采用的技术名称和术语，赋予其真实的物理概念和工程含义，本标准单列一章给出了有关名称、术语的定义，同时规定了标准的适用范围。
本标准制订工作始于80 年代中。
当时，原水利水电建设局提出了一系列水轮发电机组安装工艺导则的编制计划，其中将《水轮机金属蜗壳安装焊接工艺导则》、《混流式水轮机分瓣转轮组装焊接工艺导则》两项标准交中国水利水电第七工程局负责起草。
中国水利水电第七工程局按计划时间提出了征求意见稿，曾分发各单位征求意见。
该征求意见稿编写的依据是基于当时已建成的以龚咀、刘家峡、丹江口等为代表的几个大型电站的施工经验和实践。
由于机构变动、工程任务的影响及主要编写人员的人事变动，使上述两项工艺导则的编制工作中断。
1995 年，电力工业部水电站水轮发电机标准化技术委员会(挂靠在中国水利水电工程总公司)出于行政业务和施工技术归口管理的原因，认为按照电力工业部标准化体系表的要求，水轮发电机组安装系列工艺导则已基本制订和分发齐全，仅剩下上述两项工艺导则应该在补充龙羊峡、白山、安康、岩滩、漫湾、李家峡等电站施工经验的基础上重新列计划制订，使之早日颁发投入使用。
在中国电力企业联合会标准化部的领导下，在电力工业部水农司的大力支持下，重新制订工作由中国水利水电工程总公司和电力工业部水电站水轮发电机标准化技术委员会负责组织实施。
在制订过程中，电力工业部水电站水轮发电机标准化技术委员会对标准的报批稿、送审稿进行了多次的技术审查和规范化整理及校对，使得制订工作能按计划完成。
本标准的附录 A 是提示的附录。
本标准由中国电力企业联合会标准化部提出。
本标准由电力工业部水电站水轮发电机标准化技术委员会和水电站水轮机标准化技术委员会归口。
本标准起草单位：中国水利水电第七工程局、中国水利水电工程总公司。
本标准主要起草人：李国治、赵丛茂、黎永茂、沈孝杰。
本标准由电力工业部水电站水轮发电机标准化技术委员会负责解释。
1 范围1.0.1 本导则规定了大中型竖轴式水轮机金属蜗壳现场组合安装、焊接及检验的基本工艺方法、技术要求和操作(施工)程序。
1.0.2 本导则适用于以低合金结构钢为基本材料的金属蜗壳，其抗拉强度等级小于或等于600MPa。
1.0.3 小型水轮机金属蜗壳的安装和焊接可参照本导则执行。
1.0.4 本导则系根据有关的规程、规范，并结合实践中行之有效的施工经验和工艺方法而制订，在执行中不排斥先进施工技术的推广和应用。
2 引用标准下列标准的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB150—89 钢制压力容器附录 H 钢制压力容器渗透探伤GB3323—87 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级GB3965—85 钢制压力容器磁粉探伤GB8564—88 水轮发电机组安装技术规范GB11345—89 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级DL5017—93 压力钢管制造安装及验收规范SL35—92 水工金属结构焊工考试规则劳人锅［1988］1 号关于颁布《锅炉压力容器焊工考试规则》的通知中华人民共和国劳动人事部1988-01-033 术语、定义3.0.1 蜗壳瓦片：组成单节蜗壳的最小基本单元，一般由一片或多片瓦片组成一个蜗壳单节。
3.0.2 蜗壳单节：组成蜗壳的基本单元。
一台水轮机金属蜗壳由多节蜗壳单节组成。
3.0.3 纵缝：与蜗壳环向水流方向一致的焊缝，即蜗壳瓦片间组合焊缝。
3.0.4 环缝：与蜗壳环向水流方向垂直的焊缝，即蜗壳单节间的组合焊缝。
3.0.5 蝶形边焊缝：蜗壳上、下端与座环相结合的环形焊接缝。
3.0.6 定位节：首先安装的起确定位置作用的第一节蜗壳管节。
3.0.7 凑合节：蜗壳安装中最后合拢的单节。
3.0.8 大舌板：蜗壳进口部位，连接带过渡板管节和座环固定导叶的舌形板。
3.0.9 耳板：蜗壳进口部位、对称设置在座环上、下面连接座环与带过渡板管节的板块。
3.0.10 导流环：设置在无蝶形边结构的座环上、下环与蜗壳连接的环形焊缝内侧(过水面) 的环状弧形板。
4 一般技术要求4.1 蜗壳瓦片质量4.1.1 蜗壳瓦片用样板检查弧度，其偏差应符合表4.1.1 规定。
弧度偏差超过规定时应进行修弧。
表 4.1.1 蜗壳瓦片弧度允许偏差序号蜗壳单节进口内径 Di m 样板弦长m 样板与蜗壳瓦片之间间隙值mm1 Di＞10 2.0 ≤3.02 6＜Di≤10 1.5 ≤2.53 2＜Di≤6 1.0 ≤2.04 Di≤2 0.5(且不小于500mm) ≤1.54.1.2 蜗壳瓦片应进行外观检查，发现有裂纹、重皮、夹渣或锈蚀等缺陷应经有关部门研究处理合格，方准使用。
4.1.3 蜗壳瓦片坡口几何尺寸应进行检查；坡口应磨出金属光泽；坡口边缘不小于10mm 范围的油、漆、垢、锈、毛刺等应清除干净。
4.1.4 蜗壳瓦片坡口不能立即组装焊接的部位，应在干燥状态下涂上虫胶漆片溶液或坡口漆，防止再生锈；涂装虫胶漆片溶液或坡口漆的瓦片存放时应垫上方木。
4.2 焊接材料4.2.1 检查厂家提供的焊条、焊丝、焊剂牌号是否符合图纸要求；其质量和焊接工艺性能应符合有关规定；无合格证或标号不清者禁止使用。
4.2.2 施工单位首次使用的焊条、焊丝、焊剂应做焊接工艺评定，并根据评定成果制订出焊接工艺规程方可采用。
4.2.3 焊条、焊剂必须按照说明书要求的温度和时间进行烘焙，当温度降至150℃左右再转入100℃～120℃保温箱内保存。
焊条、焊剂烘焙和管理应有专人负责，对每箱焊条、焊剂的烘焙温度和时间应作出记录，未经烘焙的焊条严禁使用。
4.2.4 焊工每次携带的焊条为50 根～80 根，并应放于保温筒内随用随取，严禁露天存放。
4.2.5 使用后剩余的焊条应存入干燥箱内再次烘焙才准使用；重复干燥后没有用完的焊条，不能再用于重要焊缝焊接。
4.3 焊工4.3.1 凡参加蜗壳焊接工作的焊工应按照中华人民共和国劳动人事部《锅炉压力容器焊工考试规则》或SL35 的规定考试合格。
4.3.2 凡参加新钢种蜗壳和新焊接材料焊接工作的焊工，需经过一段时间的操作培训，掌握其焊接工艺，并作焊接试板试验。
其焊缝外观质量应符合表4.6.12 的规定。
4.3.3 焊工必须携带刨锤、扁铲和保温筒等焊接工具；每条焊缝焊接完后，焊工应进行自检并打上钢印。
4.4 施工技术人员4.4.1 负责蜗壳安装、焊接工作的主要技术人员应由从事金属结构施工3 年以上，并参加过大、中型电站蜗壳或钢管安装的人员担任。
4.4.2 施工技术人员除负责安装工程有关技术工作外，应及时对安装尺寸误差、各焊工焊接部位、施工现场条件(如室温、湿度等)做出记录。
4.5 焊缝分类4.5.1 蜗壳焊缝按重要性分为三类。
一类焊缝：1)蜗壳纵缝；2)蜗壳凑合节环缝；3)蜗壳与钢管连接的凑合节纵缝及环缝；4)蝶形边焊缝。
二类焊缝：1)蜗壳环缝；2)耳板、舌板与座环固定导叶的连接焊缝。
三类焊缝：不属于一、二类焊缝的其它焊缝。
4.6 焊接工艺一般规定4.6.1 在新钢种蜗壳焊接前应按DL5017 第6.1 节的规定进行焊接工艺评定，并根据评定成果报告的要求，制订焊接工艺规程。
4.6.2 蜗壳纵缝、环缝均应采用多层多道焊，每层厚度一般不超过5mm，焊道宽度应根据焊接方式和焊接材料确定。
每层焊前必须将上一层焊渣彻底清除干净，层间接头应错开 30mm～50mm。
4.6.3 蜗壳不预热焊接的最低环境温度应符合表 4.6.3 的规定，但应加温除去潮湿。
焊接环境温度低于表4.6.3 的规定，即使壁厚小于规定不应预热的蜗壳焊件也应适当予以预热。
表 4.6.3 蜗壳允许不预热焊接的最低环境温度序号钢种钢板厚度mm允许不预热焊接的最低环境温度℃1 碳素钢(含碳量≤0.22%) ≤38 02 16Mn ≤34 03 15MnV 15MnTi ≤32 54.6.4 厚钢板焊前可参照表4.6.4 的规定预热，焊缝每侧预热宽度应不小于板厚的2～3 倍。
要求焊前预热的焊件在焊接过程中层间温度不应低于预热温度，且不高于 230℃。
4.6.5 焊接时环境条件如有下列情况之一者，若无特殊可靠防护措施，则不得进行焊接工作。
1)下雨、下雪或有滴水；2)0℃以下低气温；3)90%以上高湿度；4)10m/s 以上的强风。
4.6.6 没有特殊规定焊缝均应采用分段退步焊，分段长度为 200mm～400mm。
4.6.7 焊缝装配间隙为2mm～4mm，局部装配间隙若大于4mm 应先进行补焊，补焊完才允许整条焊缝进行封底焊接。
4.6.8 严禁在钢板表面引弧，引弧点和收弧点均应熔化在焊缝内，且不应有未填满的弧坑。
4.6.9 定位焊缝长度为100mm 左右，如发现有裂纹、夹渣、气孔等缺陷均应清除重焊；需预热焊接的焊缝，定位焊时也应预热，其要求与主缝焊接相同。
4.6.10 高强钢蜗壳正式焊接时应将定位焊缝刨掉；封底焊后应清根的高强钢焊缝焊后应清根，若用碳弧气刨清根应用砂轮机磨掉渗碳层。
封底焊后不清根的焊缝应用软质焊条(如纯铁焊条等)或直径3.2mm 以下焊条进行根部焊接，并采用单面焊双面成型工艺。
4.6.11 调节焊接线能量和预热温度应兼顾各方面的影响，一般线能量控制在20000J/cm～35000J/cm 为宜。
4.6.12 蜗壳焊缝外观质量应符合表 4.6.12 的规定。
表 4.6.12 焊缝外观质量标准 mm序号名称允许表面缺陷尺寸1 裂纹、夹渣不允许2 咬边板厚δ≤10，咬边深度不大于0.5；δ＞10，咬边深度不大于1，且连续长度不应大于100；两侧咬边累计长度不应大于焊缝全长的10%3 焊缝余高Δh δ≤10 Δh=0～1.5δ＞10 Δh=0～34 焊缝宽度盖过坡口每边 2～3，并平缓过渡5 气孔一类焊缝：不允许；二类焊缝：φ1.0 直径气孔每米不多于3个，其间距不少于20；三类焊缝：φ1.5 直径气孔每米不多于3个，其间距不少于204.6.13 焊缝出现裂纹时应进行质量分析，找出原因，订出措施方可处理。