大内径输水钢管的制造工艺与质量控制至关重要。

一、制造工艺

1. 原材料选择

   • 首先要精选优质钢材，其应具备良好的强度、韧性和可焊性。例如，采用符合相关标准的碳素结构钢或低合金高强度钢，以确保钢管能承受输水过程中的压力。

2. 成型工艺

   • 常用的成型方法有卷制和压制。卷制时，将钢板通过卷板机逐步卷曲成圆筒状。对于大内径钢管，可能需要多次卷制和调整，以保证圆度。压制则是利用模具将钢板压制成所需形状，这种方法对于一些特殊形状或精度要求高的部位较为适用。

3. 焊接工序

   • 焊接是制造大内径输水钢管的关键环节。采用自动或半自动焊接设备，如埋弧焊或气体保护焊。焊接前需对坡口进行精心处理，保证坡口的角度、光洁度等符合要求，以确保焊接质量。焊接过程中要严格控制焊接参数，如电流、电压、焊接速度等，避免出现焊接缺陷，如气孔、夹渣、未焊透等。

4. 防腐处理

   • 输水钢管需要进行有效的防腐处理。常见的方法有涂覆防腐漆或采用防腐涂层。在涂覆前，要对钢管表面进行除锈、除油等预处理，使表面达到一定的清洁度和粗糙度，以增强防腐层与钢管表面的附着力。

二、质量控制

1. 原材料检验
   • 对进厂的钢材进行严格的检验，包括化学成分分析、力学性能测试等。例如，通过光谱分析检测钢材中的元素含量是否符合标准，进行拉伸试验、冲击试验等测定其强度和韧性，确保原材料质量合格。
2. 过程检测
   • 在制造过程中，要对钢管的尺寸精度进行实时监控。例如，使用量具测量钢管的内径、外径、壁厚等尺寸，确保其偏差在允许范围内。对于焊接质量，采用无损检测方法，如超声波检测、X射线检测等，及时发现焊接内部的缺陷并进行修复。
3. 成品检验
   • 钢管制造完成后，要进行全面的成品检验。包括外观检查，确保钢管表面无裂纹、划伤等缺陷；进行压力试验，模拟输水时的压力状况，检验钢管的承压能力，只有各项检验指标都合格的钢管才能投入使用。

    深圳市东部引水工程包括东部供水水源工程和供水网络干线工程，总长104.57km.近期引水11m3/s，远期可达30m3/s.大坝河倒虹吸工程是该项工程的一个重要组成部分，它采用了双排压力钢管，内径3.1m，双排管各长832.9m.其中作为管桥的明管，管壁厚t＝30mm，双排管各长208.1m；埋地管管壁厚t=24mm，双排管各长624.8m.

    直径3.1m输水钢管的施工分两个阶段进行，先在工厂加工制作成长6m（t=24mm）或5.4m（t＝30mm）的管节，然后运到工地进行对接。（参考《建筑中文网》）

    一、技术文件

    施工图纸、设计说明书、现行的国家标准和行业标准。

    二、选材

    钢管用Q235镇静钢。钢板尺寸按长宽双定尺-24×9870×2050和-30×9870×1850订货。对到货的钢板要求牌号清晰、合格证齐全，并进行了5%的检查。

    焊材：埋弧自动焊的焊丝采用HO8A，焊接采用HJ431，手工焊焊条采用J427.

    防腐材料：钢管内防腐采用镀锌铁丝网水泥砂浆衬里；外防腐埋地管采用特加强级环氧煤沥青涂料，明管采用STIC重防腐涂料。

    三、钢板的下料、卷板和组装

    1.钢管制作的下料

    钢管纵缝和环绕坡口，设计采用“V”形和“U”形。根据施工单位现有加工设备的具体情况，经设计单位同意，改为埋弧自动焊对称“X”形，将工地手工焊接坡口改为“偏X”形——即环缝水平中心线以上外侧和水平中心线以下内侧均开大“V”形坡口，对应相反方向开小“V”型坡口（见图）。

    “偏X”坡口，便于先焊仰脸焊的小坡口，接着采用电弧气刨正面清根，再焊上部大焊缝。

    钢板采用自动火焰气割枪切割，先割直边，再加割坡口。切割氧气压力O.6MPa，乙炔气压力O.5MPa.然后使用高速角式磨光机，清除坡口内的熔渣、毛刺、氧化铁、磨光焊缝坡口。

    2.卷板

    卷板机的卷板能力为板厚25mm×板宽4000mm.

    首先用卷板机压出钢板两端头的弧度，再卷中间部位。一般要卷碾4～5次，不断用样板检查弧度，弧度合格后，点焊纵缝接口。

    为了达到规范要求的圆度，当每小节（t＝24mm长度2000mm或t=30mm长度1800mm）的接口纵缝焊完之后，再次套入卷板机进行复卷，确保质量合格。

    3.管节的组装

    考虑工地起吊和运输能力，减少工地焊缝，将3个短节组装成一个长节，即壁厚24mm，长度6000mm，重量11094kg；壁厚30mm，长度5400m，重量12625kg.

    组装是在长度7m的弧形转动台车上进行的。控制相邻管节纵缝错开1800mm，组装的焊缝错边量纵缝控制在2mm以内，环缝不超过3mm，定位焊的长度是每250mm焊50mm.

    4.钢管组装后的检验

    经检查，管口平面性<2mm，圆度<3D‰=9mm，周长＜3D‰=9mm，都达到了规范要求。

    四、钢管的焊接

    1.首先进行焊接工艺评定

    以厚度30mm的钢板作焊接工艺评定。钢板材质是Q235镇静钢，采用自动埋弧焊，焊丝牌号H08A，焊丝直径5mm，焊剂牌号HJ431，环缝和纵缝均采用对接平焊，坡口型式是对称“X”形，一边先开坡口角60°，坡口深度8mm，钝边14mm，焊机为MZ-1-1000A自动弧焊机，焊接电流900～950A，电弧电压38V，焊接速度200～250mm/min.正面焊完后，背缝采用电弧气刨清根，再行焊接。焊缝经外观检查和内部无损检测，均达一类焊缝标准，机械性能试验结果符合GB700-88要求。

    2.钢管的焊接

    埋地钢管：材质Q235、厚度t＝24mm.焊接参数为电压36V、电流850～900A、速度35mm/min.

    焊接顺序：每个小节长度2m，纵缝内侧先开60°坡口，深度6mm，焊件固定后，由焊机臂伸缩，进行自动焊接；纵缝外侧用电弧气刨，开60°坡口，深度6mm，清根到底，再用高速角式磨光机清除熔渣、毛刺和受热层，进行自动焊接。

    将3个小节拼起来为1个大节，长度为6m.先焊内侧，后焊外侧。方向同上。所不同的是，这时钢管放在滚焊台车上，作旋转运动，而装在焊臂上的焊机作送丝焊接。

    明管的焊接：管材用Q235，厚度t=30mm.严格按照焊接工艺评定报告中所确定的焊接电特性执行，电压38V，电流900～950A，速度200～250mm/min.

    3.钢管焊缝的质量检查

    焊缝的外观检查：根据DL/T5017-93钢管制造安装及验收规范，对工厂内焊接的纵缝和环缝，属于一类和二类焊缝，重点检查有无裂纹、气孔、未焊满、表面灰渣等缺陷，经检查达不到规范要求的，必须进行处理。

    焊缝内部的无损检测：由于该管道在供水工程中属于特大型钢管，特别是厚度t=30mm的钢管是作为管桥使用的，既要承受内水压力，又要负担由钢管自重和水体形成的弯矩，所以对焊接的质量要求特别高。对于管桥用的t=30mm厚的钢管，其纵缝和环缝均属于一类焊缝，要求进行100%的X光射线拍片检查和100%的超声波探伤检查；而对厚度t=24mm的埋地钢管，纵缝属于一类焊接，进行20%的X光拍片检查和50%的超声波探伤检查。X光射线探伤仪型号为XXH-3005，超声波探伤仪型号为CTS-22.

    五、钢管的防腐

    1.埋地管外防腐

    喷丸除锈：除锈按Sa2.5控制，采用喷钢丸除锈，金属表面全部露出银白色金属光泽，粗糙度为40～70μm.

    喷涂防腐层：特加强级环氧煤沥青防腐，即底漆1道，面庞5道，中间夹4层环氧玻璃丝布，厚度达到0.9～1mm，涂每层漆的间隔时间以涂上的漆干燥达不粘手为准。

    质量检查：外观检查：漆表面均匀、平滑、无流挂、无泡、无折皱。使用测厚仪，抽检5%，全部测点要达到设计厚度，否则，补漆加厚。用5000V电火花针孔检漏仪，进行针孔和绝缘检查，以不打火花为合格。附着力检查，将防腐层切三角口，用力进行撕拉，应不易拉起；若被拉起来，但第一层底漆必须附着在钢管金属表面上，这样才算合格。

    2.明管的外防腐

    采用STIC重防腐涂料。

    喷丸除锈：同埋地管除锈。

    喷涂防腐涂料：当除锈合格，采用无气高压喷枪，喷第一层红色底漆，待漆干不粘手，再喷第二道底，漆膜厚度达到300μm.

    油漆的检验：外观检查，同埋地管厚度测量采用磁性测厚仪进行测量，漆膜总厚度应达600μm以上。

    3.钢管的内防腐

    埋地管和明管的内防腐，均采用挂镀锌铁丝网，喷涂抗压强度不小于30N/mm2的水泥砂浆衬里。其水泥砂浆配合比是，水：水泥：砂子＝22：200：270；采用生活用水；#525硅酸盐水泥；坚硬、洁净、级配良好的天然砂，含泥量小于2%最大粒径小于1.2mm.

    除锈：在钢管安装、焊接、回填覆土、竖向变位等验收合格后，用钢丝轮刷彻底清除管道内部的浮锈、氧化皮、焊渣、油污等。

    梆扎镀锌铁丝网：铺设直径3mm铁丝网，网格尺寸50mm×50mm，网片间隔10mm，钢管底部弧长1380mm范围内不铺设铁丝网，以便于喷涂小车行走；铁丝网与管壁之间垫直径φ6、长7mm的Q235钢筋，点焊连接，间距350mm，钢管内壁距铁丝表面9mm.

    机械喷涂水泥砂浆：分两层喷涂，第一层喷10～12mm厚，第二层喷8～10mm，确保刮磨平整光滑。

    养护：一段钢管喷涂完毕，立即封堵所有通气孔，使管内保持湿润，进行养护。

    检查验收：测量防腐厚度、表面平整度，检查是否有裂纹、空鼓现象，水泥浆抗压强度要达到30N/m㎡，对超标部位要进行处理使之达到规范要求。

    六、整条钢管水压试验

    根据设计要求：试验压力为0.481MPa，渗水要求全长827m不大于2.41/min.2000年4月，进行了打压后渗漏降压和打压后放水降压试验，结果两根钢管渗水量分别为O.1051/min和0.281/min，符合设计要求。

    倒虹吸钢管从设计到制造安装，都严格按照设计和规范要求，克服了钢管制作和施工安装的种种技术难题，严把质量关。通过质量验收，单元工程优良品率为96%，达到了较满意的效果，为工程的安全运行打下了坚实基础。

原文网址：http://www.pipcn.com/research/200801/9715.htm