水电站压力钢管-8 介绍(清晰详实)

第八章水电站压力管道第一节压力管道的功用、类型一、功用和特点压力管道是从水库、压力前池或调压室向水轮机输送水量的水管，一般为有压状态。

其特点是集中了水电站大部分或全部的水头，另外坡度较陡，内水压力大，还承受动水压力的冲击(水锤压力)，且靠近厂房，一旦破坏会严重威胁厂房的安全。

所以压力管道具有特殊的重要性，对其材料、设计方法和加工工艺等都有特殊要求。

压力管道的主要荷载为内水压力，管道的内直径D(m)和其承受的水头H(m)及其乘积HD值是标志压力管道规模及技术难度的重要参数值。

目前最大直径的钢管是巴基斯坦的塔贝拉水电站第三期扩建工程的隧洞内明钢管，直径为13.26m。

HD值最高的常见于抽水蓄能电站，已超过5 000m2。

二、分类压力管道可按照布置型式和所用的材料分类，见表8-1。

其中，明管适用于引水式地面厂房，地下埋管多为引水式地面或地下厂房采用，混凝土坝身管道则只能在混凝土坝式厂房中使用。

由于钢材强度高，防渗性能好，故钢管或钢衬混凝土衬砌管道主要用于中、高水头电站；而钢筋混凝土管适用于中小型电站。

图8-1 焊缝布置图(一) 钢管钢管按其自身的结构又可分为：(1) 无缝钢管。

其直径较小，适用于高水头小流量的情况。

(2) 焊接钢管。

适用于较大直径的情况。

焊接钢管由弯成圆弧形的钢板焊接而成，焊缝结构如图8-1所示，一般相邻两节管道的纵缝应错开一定角度，以避免焊缝薄弱点在同一直线上。

(3) 箍管。

当HD>1 000m2时，钢板厚度一般会超过40mm，其加工比较困难，因而在这种情况下常采用箍管。

箍管是在焊接管或无缝钢管外套以无缝的钢环(钢箍，称为加劲环)，从而使管壁和钢箍共同承受内水压力，以减小管壁钢板的厚度。

钢管所使用的钢材应根据钢管结构型式、钢管规模、使用温度、钢材性能、制作安装工艺要求以及经济合理等因素参照设计规范选定。

(二) 钢筋混凝土管钢筋混凝土管具有造价低、刚度较大、经久耐用等优点，通常用于内压不高的中小型水电站。

第八章水电站压力管道第一节压力管道的功用、类型一、功用和特点压力管道是从水库、压力前池或调压室向水轮机输送水量的水管，一般为有压状态。

其特点是集中了水电站大部分或全部的水头，另外坡度较陡，内水压力大，还承受动水压力的冲击(水锤压力)，且靠近厂房，一旦破坏会严重威胁厂房的安全。

所以压力管道具有特殊的重要性，对其材料、设计方法和加工工艺等都有特殊要求。

压力管道的主要荷载为内水压力，管道的内直径D(m)和其承受的水头H(m)及其乘积HD值是标志压力管道规模及技术难度的重要参数值。

目前最大直径的钢管是巴基斯坦的塔贝拉水电站第三期扩建工程的隧洞内明钢管，直径为13.26m。

HD值最高的常见于抽水蓄能电站，已超过5 000m2。

二、分类压力管道可按照布置型式和所用的材料分类，见表8-1。

其中，明管适用于引水式地面厂房，地下埋管多为引水式地面或地下厂房采用，混凝土坝身管道则只能在混凝土坝式厂房中使用。

由于钢材强度高，防渗性能好，故钢管或钢衬混凝土衬砌管道主要用于中、高水头电站；而钢筋混凝土管适用于中小型电站。

(一) 钢管钢管按其自身的结构又可分为：(1) 无缝钢管。

其直径较小，适用于高水头小流量的情况。

(2) 焊接钢管。

适用于较大直径的情况。

焊接钢管由弯成圆弧形的钢板焊接而成，焊缝结构如图8-1所示，一般相邻两节管道的纵缝应错开一定角度，以避免焊缝薄弱点在同一直线上。

(3) 箍管。

当HD>1 000m2时，钢板厚度一般会超过40mm，其加工比较困难，因而在这种情况下常采用箍管。

箍管是在焊接管或无缝钢管外套以无缝的钢环(钢箍，称为加劲环)，从而使管壁和钢箍共同承受内水压力，以减小管壁钢板的厚度。

钢管所使用的钢材应根据钢管结构型式、钢管规模、使用温度、钢材性能、制作安装工艺要求以及经济合理等因素参照设计规范选定。

(二) 钢筋混凝土管钢筋混凝土管具有造价低、刚度较大、经久耐用等优点，通常用于内压不高的中小型水电站。

DLT5141-2001-水电站压力钢管设计规范-2019年文档1.前言本规范是为了保证水电站压力钢管设计的质量和安全性，按照相关法律法规进行制定的。

本规范适用于水电站压力钢管的设计、制造、安装、验收等工作。

2.术语和定义2.1 水电站压力钢管：指用于承受水电站系统内流体及运输中产生的压力的钢质管道。

2.2 最大允许压力：水电站压力钢管能够承受的最大内部压力。

2.3 许用应力：最大允许压力下的钢管允许承受的应力状态。

2.4 强度计算：根据钢管的材质、壁厚、直径等因素计算出钢管在内部压力作用下的强度。

2.5 安全系数：为保证设计质量和钢管的安全性，采用的一种保险系数，通常要求大于1。

2.6 可靠度：钢管在使用寿命内，实际承受压力与最大允许压力间的比值。

3.性能要求3.1 钢管的许用应力应符合下表：管道类型许用应力非合金管137Mpa合金管171Mpa3.2 钢管的强度计算应符合下表：管道类型计算公式非合金管(S=0.55*T/D)+6合金钢及高合金钢(S=0.72*T/D)+53.3 钢管的安全系数应符合下表：压力等级安全系数CLASS I 1.5CLASS II 1.45CLASS III 1.44.制造和验收4.1 钢管的制造应符合国家标准或行业标准，材质应符合设计要求，壁厚应符合下表要求：管道类型最小壁厚(mm)非合金钢管 6合金钢及高合金钢84.2 钢管的质量证明文件应具备合格证书、进厂检验报告等相关证明文件。

4.3 钢管的验收应按照国家标准执行，验收合格后方可使用。

5.安装和使用5.1 钢管的安装应符合相关法律法规和国家标准，应遵循以下要求：•避免钢管弯曲、崩裂、变形等问题。

•钢管连接应迎向管流方向，防止倒流。

•钢管的固定应牢固、稳定，且不应对钢管造成额外的损伤。

5.2 安全使用钢管应符合以下要求：•钢管的使用压力不应超过最大允许压力。

•钢管的密封应符合设计要求。

•钢管使用过程中，应定期检查和维护，并做好相应的记录。

水电站工程压力钢管施工简介本文结合新疆开都河小山口二级水电站工程压力钢管的现场管理，从本电站压力钢管制作的原材料准备、现场制作与安装、焊接及焊缝检测等方面做了简要阐述，在类似的工程压力钢管施工中可供参考、借鉴。

标签：压力钢管；制作与安装；焊缝检测1、工程简介新疆开都河小山口二级水电站工程位于巴音郭楞蒙古自治州和静县境内开都河下游，电站引水渠道总长6096.0m，流量196.5m3/s，渠道底坡i=1/5000，装机容量49.5MW，保证出力11.42MW，多年平均有效发电量2.16亿kW·h。

压力钢管由上弯段、斜直段、下弯段及下平段组成，起点为压力前池引水口之后，上与混凝土的渐变段相连，下与机组前的钢管相连，引水管段进出口的高程落差23.2m，坡度为1：1.75。

压力钢管采用明敷形式布置，一管一机共三条，进口段三条压力钢管中心间距10.8m，接机组段管中心间距15m；制作材料采用Q235C钢板，壁厚12mm，加劲环厚度为16mm，内径3900mm，机组段钢管内径4000mm；压力钢管制安总长度为249m，总重量为326.43 t，总管节数为135节。

2、制作场地布置小山口二级水电站工程压力钢管制作场布置为：加工制作区、防腐区及其它工作区等，总占地面积约2400m2（20m×120m），其中加工制作区面积为1600m2（20m×80m），划分钢板划线下料区、卷板工作区、纵缝焊接区、钢管组圆区、校正工作区、加劲环安装焊接工作区（兼作纵缝探伤使用）、钢板存放区、半成品存放区等，其余800m2为压力钢管防腐区及其它工作区。

3、压力钢管制作本电站工程压力钢管制作包括直管、弯管及其加劲环等制作、焊接和防腐，主管内径为3.9m～4.0m，采用整张钢板卷制而成，可单节或2节拼接（拼接最长为4.0m）出厂。

3.1 制作工艺流程制作工藝流程为：钢板检验→排料划线→钢板及坡口切割→钢板端头预弯→钢板卷制→纵缝焊接、检测→调圆→装焊加劲环→环缝拼装、焊接→检测、整体验收→除锈及涂装→标记→验收出厂。

设备管理与维修2018翼11（上）瑞丽江水电站压力钢管综述高淑颖（北京中唐电工程咨询有限公司，北京100040）摘要：压力钢管应按照成熟的技术、规范的工艺、可靠的检测等来总体考虑，是确保压力钢管安全运行的关键。

通过归纳总结瑞丽江水电站压力钢管设计、制造及安装情况，说明压力钢管总体质量满足规范要求可确保安全运行。

关键词：压力钢管；无损检测；接触灌浆；瑞丽江水电站中图分类号：TM623.3文献标识码：B DOI ：10.16621/ki.issn1001-0599.2018.11.261工程概述瑞丽江一级水电站，位于缅甸北部掸邦境内紧邻中缅边界的瑞丽江干流上，为引水式开发工程项目，工程以发电为主。

电站采用2管6机的布置方式，由2根主管分为3支，连接6台100MW 水轮发电机引水发电。

压力钢管由主管、主岔管、主支管、次岔管和次支管组成。

压力钢管道主管内径5.2m ，相应平均流速5.395皂/s ，由上平段、上斜井（倾角60毅）、中平段、下斜井（倾角60毅）及下平段组成。

主管回填悦20混凝土，厚60cm 。

主管后接主岔管，由主岔管分成主支管和次支管，直径分别为4.2皂和3皂。

主支管接支岔管，支岔管接2条支管，直径2.8皂，支管后接锥管分别进入主厂房。

支管直径在厂房上游墙侧渐变为1.8m 后接球阀。

使用钢板厚度（18耀100）mm ，材料品种有16MnR ，WDB620，结构形式和生产组织较为复杂。

2条压力钢管道，每条1200m ，2条管道钢管工程量共约7672t 。

2钢管制作与安装瑞丽江水电站工程根据实际情况，压力钢管及岔管的钢板下料、瓦片卷制、加劲环分块制作，在昆明进行。

钢管瓦块通过汽车运输到工地，工地现场设置钢管拼装场，承担瓦片组圆、纵缝焊接、探伤、大段组对、环缝焊接、环缝探伤、内支撑和加劲环装焊、去锈防腐等，并设置成品钢管临时堆放场地。

2.1钢管瓦块制作、运输（1）划线及数控放样切割。

淤下料排版图。

水电站工程压力钢管施工简介本文根据我国某二级水电站现场高层压力钢管实际勘测和管理管控的情况，通过分析其在原材料储备、水电站现场安装工作以及检验检测等几个方面进行了分析，旨在给同类型的施工工作提供借鉴和帮助。

标签：水电站；现场管理；工程压力钢管1、水电站工程项目介绍本文讨论的水电站西北地区，电站的水源通道总体长度为6096米，河流的水流量为196.5米/秒，其工程压力管是四部分组成，分别是上-下弯段、下平段和一部分的斜直段。

从前池引流端口为初始位置，上下端分别和混凝土渐变段以及钢管直接衔接。

其坡度是1：1.75，管段上下相差接近23米。

管段采用的材料是Q235C的钢板，板材厚度是1.2厘米，环内部直径是3.9米，其管道的总节段数量是135，总重326.43吨。

2、现场场地的制作及布置具体的现场工程压力管道布置可以分成三块区域，分别是制作加工区、防腐处理区和其他工作区，共计使用的土地面积接近2400平方米。

制作及加工的区域占地最多，解决总面积的67%。

制作及加工的区域可以按照不同的工作类型再具体细分为钢材下料、板材卷板、焊接加工、组装及校准、材料堆放保存等区域。

3、压力钢管的制作该二级水电站的工程压力管道搭建主要包含用整张钢板材料制成的弯管、直管和部分加强环的焊接安装以及防腐校准等。

这些管道的内部直径基本在3.9米至4米之间。

3.1制作工艺流程搭子该工程管道的步骤首先是对检查钢板的质量，对合格的板材进行划线排料，接下来就是根据划线对其进行切割，随后再跟进具体的直径要求进行卷板焊接，在完成所有拼装以后一一进行校准检验，然后做好防腐工作，交付验收。

3.2工程管道搭建的钢材准备根据施工的具体设计图样和相应的主材、耗材的采买规划，挑选数家质量过关、品质过硬的供应商，经过筛选和核定之后选择一个最优的供应商进行合作。

所有入库的主材和耗材都需要经过统计和验收，进入仓库的所有钢材需要进行详细的分类，放置到不同的区域，并做好标记方便拿取。

浅谈水电站压力钢管各类型岔管的特点及适用说明发表时间：2019-02-13T16:28:43.703Z 来源：《建筑模拟》2018年第32期作者：蒋国菊王占海[导读] 当水电站采用联合供水或分组供水时，即一根管道需要供应两台或更多机组用水时，需要设置岔管，这种岔管位于厂房上游侧。

从设计和运行来说，岔管必须运行安全可靠。

蒋国菊王占海陕西省安康市水利水电勘测设计院摘要：当水电站采用联合供水或分组供水时，即一根管道需要供应两台或更多机组用水时，需要设置岔管，这种岔管位于厂房上游侧。

从设计和运行来说，岔管必须运行安全可靠。

水流平顺，水头损失小，避免涡流和振动。

结构合理简单，受力条件好，不产生过大的应力集中和变形。

制作、运输、安装方便。

经济合理。

关键词：岔管加强梁导流板水头损失岔管是一种由薄壳和刚度较大的加强梁组成的复杂的空间组合结构，其受力状态比较复杂。

又因岔管用以分配水流，通过岔管的水流流向和流态发生较大变化，因此产生较大水头损失，在整个引水系统的水头损失中占很大比例。

因此如何优化岔管受力条件和降低水头损失是岔管设计中的一个重要问题，合理的岔管应具有较好的应力状态和较小的水头损失，因此水电站设计中选择何种型式的岔管显得尤为重要。

在我国水电站建设中，压力管道的岔管按其加强方式的不同可分为贴边岔管、三梁岔管、月牙肋岔管、球形岔管、球形岔管和无梁岔管，现详细说明各种类型岔管的特点：一、贴边岔管，贴边岔管在相贯线的两侧用补强板加固，补强板与管壁焊接，可加于管外，也可同时加于管内和管外。

贴边岔管的特点是补强板的刚度较小，不平衡区的内水压力由补强板和管壁共同承担。

适用于中、低水头的“卜”型地下埋管，特别适用于支、主管之比在0.5以下的情况，此比值大于0.7时不宜采用贴边岔管。

贴边岔管在国内中等压力地下埋管中应用较多，已积累一定得实践经验，可以较好地发挥与围岩共同受力的优点。

适用于中、小型水电站的地下埋管。

二、三梁岔管，三梁岔管是国内外普遍采用的成熟管型，是用三根首尾相接的曲梁作为加固构件的岔管。

水利水电工程压力钢管生产设备压力钢管（中型）1、卷板机（宽2000×厚16）2、平台面积10㎡3、起重设备100KN4、焊接滚轮架5、焊机种类焊条电弧或气体保护6、矫形设备50KN7、半自动切割机、焊接材料烘干装置压力钢岔管（中型）不要求焊接滚轮架，其它同中型水利水电工程压力钢管要求。

压力钢管、压力钢岔管必备的检测设备1、DS3级以上水准仪（含DS3级）规格0°~360°精度DSZ3级2、DJ2级以上经纬仪（含DJ2级）规格0°~360°精度DJ2级3、1级钢卷尺规格0-20m、0-10m、0-30m 精度1级4、钢直尺规格0-500mm5、直角尺6、涂层测厚仪规格0-600μm 精度1μm7、表面粗糙度样板（Rz）规格6.3μm精度Urel=3.07HLD k=2规格3.2μm精度Urel=3.07HLD k=2规格1.6μm精度Urel=3.07HLD k=2规格0.8μm精度Urel=3.07HLD k=28、结合力划格器9、焊缝检验尺规格0 ~40mm精度合格10、超声波探伤仪规格8 ~5000mm精度U=0.12Db k=2规格2~5000mm精度合格规格2 ~5000mm精度合格11、标准试块1套12、X射线探伤机（能透照所生产产品相应厚度的材料）13、暗室及显定影设备14、磁粉探伤仪规格大于等于44N精度Urel=10% k=2规格大于等于177N精度Urel=10% k=215、磁粉检测器材1套16、渗透检测器材1套压力钢管、压力钢岔管执行的标准1、SL 432-2008《水利工程压力钢管制造安装及验收规范》2、DL/T 5017-2007《水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范》3、GB/T12777-2005《金属波纹管膨胀节通用技术条件》4、GB/T9445-2008《无损检测人员资格鉴定与认证》5、GB/T5616-2006《无损检测应用导则》6、GB/T2970-2004《厚钢板超声波检验方法》7、GB/T6402-2008《钢锻件超声检测方法》8、GB/T5677-2007《铸钢件射线照相检测》9、GB/T18851.2-2008《无损检测渗透检测》10、GB/T18851.3-2008《无损检测渗透检测》11、JB/T6061-2007《无损检测焊缝磁粉检测》12、JB/T6062-2007《无损检测焊缝渗透检测》13、压力钢管、压力钢岔管检验项目周长、节长、角度、直径、圆度、焊缝间距、涂料涂层质量、中心距、高度、间隙、弧度与样板间隙、焊缝外观质量、焊缝内部质量、错边、平面度、表面清洁度及粗糙度、曲率半径、防腐蚀涂层质量。