1、水電設(shè)備制造作業(yè)指導(dǎo)書水電設(shè)備制造作業(yè)指導(dǎo)書抽水蓄能式座環(huán)抽水蓄能式座環(huán)摘要：詳細(xì)說明抽水蓄能式座環(huán)的規(guī)范制造過程適用于新產(chǎn)品- (*) 可獲得的狀態(tài)：PRE-預(yù)先的；GFR-利于審核；GFE-利于實(shí)施水電工程及制造版本日期編制校核批準(zhǔn)修改信息狀態(tài) (*)文件代號(hào)：版本 -文件代號(hào)頁碼2 / 19目錄目錄1 1定義定義 .3 32 2制作流程制作流程 .3 33 3制造細(xì)節(jié).3 33.13.1下料.4 43.23.2焊接.4 4.5 5版本 -文件代號(hào)頁碼3 / 191 1 座環(huán)和蝸殼的作用座環(huán)和蝸殼的作用 座環(huán)的作用是：承受整個(gè)機(jī)組及其上部混凝土的重量以及水輪機(jī)的軸向水推力；以最小的水力損失

2、將水流引入導(dǎo)水機(jī)構(gòu)；機(jī)組安裝時(shí)以它為基準(zhǔn)。所以，座環(huán)既是承重件，又是過流件，也是基準(zhǔn)件。因此，要求座環(huán)必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的水力性能蝸殼的作用是使進(jìn)入導(dǎo)葉以前的水流形成一定的旋轉(zhuǎn)，并軸對稱地、均勻地將水流引入導(dǎo)水機(jī)構(gòu)；2 2 定義定義此標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書主要針對抽水蓄能型機(jī)組座環(huán)而編制，對于其他類型機(jī)組，請酌情參考。此標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書旨在采用更有效的工藝制作方法，來提高抽水蓄能機(jī)組座環(huán)的制造效率。此標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書可適用于分瓣、整圓類型機(jī)組。此標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書所提及優(yōu)化方案并非適用于抽水蓄能每臺(tái)座環(huán)，鑒于各個(gè)機(jī)組有不同要求，僅在相似要求時(shí)方可采用本標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書中的優(yōu)化方案。抽水蓄能機(jī)組模型及圖

3、示見圖1版本 -文件代號(hào)頁碼4 / 19圖1、抽水蓄能機(jī)組座環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖版本 -文件代號(hào)頁碼5 / 193 3 座環(huán)工藝編制前的準(zhǔn)備：座環(huán)工藝編制前的準(zhǔn)備：3.13.1 輸入文件輸入文件1) BOM2) 設(shè)計(jì)圖紙3) 水力型線文件4) ITP5) 特殊標(biāo)準(zhǔn)制造大綱以及圖紙上的各種標(biāo)準(zhǔn)3.23.2 CTQCTQ 要求要求 根據(jù)圖紙中標(biāo)注的 CTQ 圖標(biāo)、CTQ 圖紙或技術(shù)要求中要求的 TI-ED-001A 文件以確定生產(chǎn)中需注意的重要尺寸。3.33.3 生產(chǎn)過程中的特殊的刀具和工裝：生產(chǎn)過程中的特殊的刀具和工裝：1) 復(fù)合鉆（可提高效率）2) 硬質(zhì)合金鉆頭（可提高效率）3) 特殊 R 角刀（可提

4、高效率）4) 250 仿形銑（可提高效率）5) 正 75 度扒皮刀（可提高效率）4 4 座環(huán)制造過程座環(huán)制造過程4.14.1 座環(huán)蝸殼整體制造流程：座環(huán)蝸殼整體制造流程：版本 -文件代號(hào)頁碼6 / 194.24.2 制造細(xì)節(jié)制造細(xì)節(jié)4.2.1 下料 碳鋼鋼板厚度超過 200mm、不銹鋼鋼板厚度超過 70mm 的，需要增加切割前鉗工鉆引入孔工序。碳鋼的引入孔為 150；不銹鋼的引入孔為 90-150。 注意：由于座環(huán)蝸殼可能采用低合金高強(qiáng)鋼 S500Q，特針對高強(qiáng)鋼給出熱切割要求說明，如下： 對于下料鋼材屈服強(qiáng)度460Mpa 時(shí)，必須按照下表執(zhí)行切割前局部預(yù)熱；屈服強(qiáng)度460Mpa 時(shí)則不用考慮

5、切割前預(yù)熱。鋼板厚度預(yù)熱溫度20mm2520mm50mm5050mm100mm100100mm120 作為另一種選擇，可以鏟磨掉由火焰切割所產(chǎn)生在鋼板表面的硬化層，鏟磨深度至少 2mm。對于切割邊緣有后續(xù)成型（折彎、卷筒等）工序的，在鏟磨硬化層之后必須執(zhí)行 PT 來確保無裂紋出現(xiàn)。 注：熱切割包括火焰切割、等離子切割和激光切割。4.2.2 成型 2 mm mini Cutting line Grinding line Deeper undercut 2 mm mini Cutting line Grinding line Deeper undercut 2 mm mini Cutting li

6、ne Grinding line Deeper undercut 2 mm mini Cutting line Grinding line Deeper undercut 版本 -文件代號(hào)頁碼7 / 19 1）對于成型件采用聯(lián)合下料、一次成型工藝，既減少中間割縫的鋼板浪費(fèi)，又減少壓型的重復(fù)操作性。如下圖： 2）蝸殼成型注意開口和拉筋位置，為方便焊接階段的掛裝，建議實(shí)際開口較理論+2mm4mm；安裝立拉筋須座環(huán)環(huán)板外至少+20mm，以免掛裝時(shí)與環(huán)板干涉。如下圖：注意：如果此處成型件材料為低合金高強(qiáng)鋼 S500Q 時(shí)，則需特殊注意一下幾點(diǎn)。版本 -文件代號(hào)頁碼8 / 19 冷成型時(shí)的溫度至少低于鋼

7、板本身出廠時(shí)的回火調(diào)質(zhì)溫度 30來保證寶鋼本身的機(jī)械性能不發(fā)生變化。建議溫度區(qū)間：T150或者 500T550 高強(qiáng)鋼不適用于熱成型（溫度一般在 900 Ac3 線附近，最高不能超過 1050）。 關(guān)于 S500Q 的火焰調(diào)形，允許執(zhí)行火焰調(diào)形，但是調(diào)形過程中鋼板的溫度必須比鋼板調(diào)質(zhì)回火溫度低至少 20C，（例如：如果鋼板的調(diào)質(zhì)回火溫度為 600C，則必須保證火焰調(diào)形中，鋼板不能超過 580C）。實(shí)際操作中要實(shí)時(shí)監(jiān)測溫度。如果想使用更高的溫度進(jìn)行校形，則必須采用做加熱試樣試樣來做通過以下試驗(yàn)來驗(yàn)證：對加熱區(qū)做硬度、UT，圓柱拉伸試驗(yàn)，在加熱表面做一組夏比利沖擊試驗(yàn)（包含 3 個(gè)試樣），實(shí)驗(yàn)成功

8、，方可實(shí)施。 成型后熱處理可由后續(xù)的焊后消應(yīng)力處理取代。4.2.3 環(huán)板制作過程 1）對于環(huán)板類拼接，可采用背靠背拼接，增大焊縫長度，采用 SAW 焊接，提高焊接效率，促進(jìn)高效率生產(chǎn)。版本 -文件代號(hào)頁碼9 / 19注意： 工藝在此處判斷：焊縫長度大于 500mm 采用埋弧焊焊接；若板厚較厚但焊縫長度小于 500mm 的鋼板拼接，可根據(jù)實(shí)際情況考慮是否使用埋弧焊，NDD 座環(huán)這種背靠背的模式即為工藝做的改善 焊接工程中的防變形控制，使用卡具（如上圖標(biāo)識(shí) 1）來加少焊接引起的變形，拼焊完成之后，增加調(diào)形序，使得座環(huán)環(huán)板整體平面度滿足設(shè)計(jì)要求。 2）拼接完成，調(diào)形，焊上拉筋，轉(zhuǎn)走熱處理，為消除焊接

9、產(chǎn)生的應(yīng)力。 3）熱處理完成，進(jìn)行表面加工。原工藝過程為保證出水口 Hd 公差，特在環(huán)板內(nèi)圓設(shè)計(jì)一個(gè)凸臺(tái)來保證出水口公差。新工藝方法優(yōu)化了該凸臺(tái)的形式，既保證了出水口的公差，有減少了后續(xù)消除凸臺(tái)帶的大量鏟磨工時(shí)，見下圖： 4）加工完之后轉(zhuǎn)組裝。版本 -文件代號(hào)頁碼10 / 19注意：由于座環(huán)蝸殼可能采用低合金高強(qiáng)鋼 S500Q，特針對高強(qiáng)鋼給出焊接臨時(shí)附件（支撐拉筋、吊耳等）要求說明，如下： 焊接臨時(shí)附件（支撐拉筋、吊耳等）前，必須有 WPS 支持，必須預(yù)熱，預(yù)熱溫度見下圖：鋼板厚度預(yù)熱溫度20mm2520mm50mm5050mm100mm100100mm120 焊接臨時(shí)附件（支撐拉筋、吊耳等

10、）時(shí)，須在工件表面堆焊一層同等級(jí)焊材的過渡層，過渡層要求，見下圖： 移除臨時(shí)附件（支撐拉筋、吊耳等）時(shí)，也需要預(yù)熱，預(yù)熱溫度等同于焊接前的預(yù)熱要求，接頭處須鏟磨去除，鏟磨區(qū)域進(jìn)行 PT 或者 MT 來避免風(fēng)險(xiǎn)。4.2.4 固定導(dǎo)葉制作過程 下料程序銑型線及坡口鏟磨刀痕組裝。注意：固定導(dǎo)葉可有一種改善實(shí)例，對于圖紙要求有過渡圓角 R2 的固定導(dǎo)葉， 原工藝方法是將此處焊接起來，最后制作圓角樣板鏟磨過渡圓角；新工藝方法在用龍門銑制作固定導(dǎo)葉坡口時(shí)，直接洗一個(gè)過渡區(qū)域，進(jìn)而減少焊接量和焊后鏟磨量，見下圖：版本 -文件代號(hào)頁碼11 / 19 4.2.5 點(diǎn)裝 座環(huán)蝸殼整體點(diǎn)裝，以下環(huán)板為基準(zhǔn)劃出固定導(dǎo)

11、葉點(diǎn)裝線（使用樣板）點(diǎn)裝固定導(dǎo)葉;點(diǎn)裝上環(huán)板高度方向留焊接收縮量.并點(diǎn)裝工藝吊耳（見下圖）。 4.2.6 焊接固定導(dǎo)葉 1）培訓(xùn)焊工，進(jìn)行焊絲適應(yīng)和坡口焊接培訓(xùn)并制做試板練習(xí)。安排體型小和技能高的焊工實(shí)施焊接.2）舌板后焊，定好尺寸。3）焊接參數(shù)見焊接手冊。版本 -文件代號(hào)頁碼12 / 19注意：介于抽水蓄能機(jī)組座環(huán)高度小的特點(diǎn)，此處焊接難度較大，空間較小，對焊工技能要求高；如果選擇酸性焊絲，焊工工藝性更差，特別注意嚴(yán)格按焊接手冊參數(shù)執(zhí)行。4.2.7 焊接舌板 由于抽水蓄能機(jī)組座環(huán)機(jī)組 Had 進(jìn)出水口高度較小的的特點(diǎn)，在每次 IE review的時(shí)候都會(huì)檢查舌板是否是需要斷開焊接來保證內(nèi)部焊

12、縫的可操作性，也需要同車間操作者共同商量定下，實(shí)際操作中選取身材小，但技能突出的焊工和鏟磨工來操作舌板內(nèi)口焊縫。后續(xù)項(xiàng)目根據(jù)實(shí)際情況來判斷是否需要斷開舌板。 4.2.8 蝸殼的掛裝、焊接1） 選擇座環(huán)支撐工裝，把座環(huán)架起來，給掛裝蝸殼留出空間。2） 分別掛裝各節(jié)蝸殼，并點(diǎn)裝。版本 -文件代號(hào)頁碼13 / 193） 焊接鏟磨，焊接參數(shù)參考焊接手冊（此處同樣面對空間小，操作難度大的問題，而且要求過流面平滑過渡）4） 探傷 4.2.9 基礎(chǔ)環(huán)的焊接：1）由于基礎(chǔ)環(huán)法蘭和圓筒之間的焊縫形狀規(guī)則，可選擇 90T 或者 160T 變位機(jī)焊接，更能提高焊接效率。2）在焊接基礎(chǔ)環(huán)之前，為了消除座環(huán)的鋼性，對座

13、環(huán)和基礎(chǔ)環(huán)增加一次熱處理來消除前序中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。熱處理曲線：版本 -文件代號(hào)頁碼14 / 193）對于基礎(chǔ)環(huán)圓筒和座環(huán)下環(huán)板之間的焊縫，總結(jié)規(guī)律如下，需反饋設(shè)計(jì)，在 IE review 審圖階段需注意此信息。圓筒板厚焊縫形式圖示80mm坡口（僅在圓筒上開）圖180mm坡口（圓筒和下環(huán)板環(huán)同開）圖2 （信息有待核實(shí)）注：針對 80mm80mm 時(shí)為什么不能僅在基礎(chǔ)環(huán)圓筒上開坡口呢？版本 -文件代號(hào)頁碼15 / 19答：當(dāng)基礎(chǔ)環(huán)圓筒板厚 80mm 時(shí)，如果還是按照板厚 80mm 的情況對待，由于圓筒鋼性和應(yīng)力原因，很可能造成座環(huán)下環(huán)板的層間撕裂，在 2 處開坡口，增加兩個(gè)部件的融合，來減少工件

14、的剛性和焊接之后產(chǎn)生的應(yīng)力，會(huì)大大降低上環(huán)板產(chǎn)生層間撕裂的可能性。 4.2.10探傷及檢驗(yàn)按照圖紙及 ITP 探傷及檢驗(yàn)。4.2.11調(diào)型按照圖紙尺寸要求校型工件，使其達(dá)到圖紙要求。4.2.12熱處理根據(jù)圖紙中熱處理標(biāo)準(zhǔn)安排工件的熱處理。注意事項(xiàng)：支撐的擺放支撐擺放的高度、與爐頂?shù)木嚯x、工件與燃燒器間的距離等。可參見 TI-IE-010B熱電偶的布置熱電偶的數(shù)量，熱電偶擺放位置及熱電偶之間的距離等。可參見 TI-IE-007 B版本 -文件代號(hào)頁碼16 / 19熱處理曲線根據(jù)板厚按照熱處理標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算升溫和降溫速度及保溫時(shí)間等。可參見 TI-IE-007 B（需在工藝中體現(xiàn)熱處理曲線-NDD 座環(huán)4.2.13熱后鏟磨 修磨熱處理后的探傷表 面。除銹并鏟磨探傷區(qū)域。4.2.14熱后探傷 對所有焊縫按照圖紙及 ITP 要求進(jìn)行探傷檢查。 4.2.15熱后修整 按照圖紙尺寸，對工件調(diào)型以達(dá)圖紙要求。 4.2.16尺寸檢驗(yàn) 檢驗(yàn)按照圖紙要求，對工件進(jìn)行焊接階段的最終尺寸檢驗(yàn)。4.2.17鉚工配合鉗工劃線 鉚工需在鉗工劃線時(shí)予以協(xié)助，以確定焊接后的尺寸可以滿足加工要求。轉(zhuǎn)序至機(jī)加工版本 -文件代號(hào)頁碼17 / 19 4.3