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电站管道施工工艺简介

Dec 02,2025

39152.k1体育十年品牌值得信赖专注管道的设计、研发、制造、销售、服务，是西南地区仅有的几家能生产直径三米以上螺旋焊管的企业之一，产品包括螺旋钢管、不锈钢碳钢复合钢管、3PE钢管、涂塑钢管、高频焊管等。今天继续为大家分享管道的相关知识。

火力发电厂的管道安装  

火力发电厂的电站管道以无缝钢管为主，特别是汽水系统的主管道和锅炉范围内管道，都是优质钢的无缝钢管，以满足使用要求。  

主管道，即常说的“四大管道”属重要管道，包括主蒸汽管道（含进入汽轮机的导汽管道）、再热蒸汽热段管道、再热蒸汽冷段管道和主给水管道，其一般的工艺流程如下图。  

主管道一般的工艺流程框图 由于目前“四大管道”使用的钢管大多需要进口，价格昂贵且安全性问题突出，国内电建工程都采用工厂化（见后）结合现场安装的方式施工。

锅炉范围内管道的中大径管道（ф108mm以上）一般由制造厂下料、弯制成形后供货，现场按照锅炉图纸直接组对焊接；锅炉范围内管道的小径管道，制造厂一般不出图纸而只给系统图，现场按照系统图连接，这就要求现场就地配管、现场弯制弯头并组对焊接。为保证锅炉范围内管道的小径管道的安装焊接质量，目前国内很多电建单位在建设单位的支持下对这些管道进行“二次设计”后再施工，使这些管道的安装更加规范、美观，获得用户好评。  

主厂房内其他管道的施工与锅炉范围内管道安装的区别主要在下料和配管环节上，就是管道及管件不是制造厂提供的，而要靠工人在安装现场按照图纸下料（直管段）、加工坡口，并使用施工单位采购的管件（弯头、三通、大小头等标准件或非标件）组装焊接完成。  

管道的下料和坡口加工

（1）下料 由于火力发电厂的管道使用的材料种类较多，管道下料所使用的方法也有区别。 碳钢和低合金钢管道，中大直径钢管一般采用气割下料，小直径管子使用砂轮切割锯（无齿锯）或切管刀。中高合金钢和不锈钢管道，焊接质量要求和标准都规定不准采用气割，现场实际情况是：这类管道的中大直径钢管由于运行参数高，很少在现场下料加工，一般都是制造厂或外委加工厂供货，到达现场已经没有需要下料和坡口加工问题了。现场如遇到需要下料时，一般采用等离子切割加手持砂轮机打磨坡口的方法加工，或直接用手持砂轮机或角向磨光机切割、打磨。 

（2）坡口加工　中大直径管道现场需要坡口加工时，采用专用的坡口机。20世纪80年代之前，国内很多电建单位为满足现场坡口加工的要求，自制了各种形式的坡口加工机械，许多自制坡口加工机械的形成了科技成果，在解决中厚壁管道现场坡口加工问题上作出了贡献。下表中的双V形坡口就是当时的产物。20世纪80年代以后，随着工厂化工作的开展，现场加工坡口的情况已经很少了。这类管道的小直径钢管则采用内胀式小管坡口加工机。 

（3）坡口样式　火力发电厂管道的坡口形式原则上按照DL/T 869《火力发电厂焊接技术规程》的要求进行。标准要求：焊接接头的形式应按照设计文件的规定选用，焊缝坡口应按照设计图纸加工。如无规定时，焊接接头形式和焊缝坡口尺寸应按照能保证焊接质量、填充金属量少、减少焊接应力和变形、改善劳动条件、便于操作、适应无损探伤要求等原则选用。实际操作中，除几个厚壁管道坡口形式是多年的实践经验形成的以外，与GB/T 985.1～4标准的规定基本一致。几个厚壁管道坡口形式见下表，表中的序号为DL/T 869标准中表1中的序号。 

焊接接头基本形式及尺寸  

焊口组对安装  

火力发电厂管道组对一般分地面组合和就位安装两部分工作。 高压管道地面组合一般采用自制的支墩。支墩由角钢焊接而成，支墩上部中心装有丝杠和螺母，使用的是螺旋千斤顶原理。组对时左右方向的调整靠支墩的移动，上下方向依靠螺母转动调整。由于管道重量大，丝杠一般采用直径在40mm以上的螺杆。中低压管道由于管壁薄、重量轻，一般在安装位置附近用道木支垫配合楔形块组对。

管道安装时，吊装就位后采取钢丝绳临时吊挂，组对时采用倒链或电动葫芦调整位置和间隙。采用此种方法安装时，安全问题较为突出，要特别注意不能用倒链或电动葫芦长时间吊挂。当工程条件允许，能够同时安装支吊架时，支吊架的螺杆则成为管道组对调整位置的方便工具。

由于火力发电厂管道大量采用无缝钢管，管子的圆度较好，一般不考虑调整圆度和错边。不过也有例外，就是循环冷却水管道，是大直径现场卷制的管道，组装时除去使用上述支撑和调整的措施外，还要调整内壁错边量。调整内壁错边量一般采用内部千斤顶顶平后进行定位焊，或在外部焊接临时角钢用楔子打平定位焊的方法。应用外部焊接临时角钢只限用在Q235这样的普通低碳钢时，焊缝焊接完毕后要将临时角钢割去并打磨平整。如果管道采用高强钢或耐热钢时，外部焊接临时角钢是不允许的。 

管道支吊架安装

管道支吊架安装是火力发电厂管道安装工作中重要的一环，对水力发电厂的大型管道则重要性没有那样突出。火力发电厂管道中的高温管道，由于运行后管道受热膨胀，支吊架要考虑膨胀位移，所以，设计院都在安装图纸中给出位移方向和位移值，在支吊架安装的过程中必须考虑这一因素。因此，火力发电厂管道的支吊架包括固定支架、固定吊架（吊杆有一定位移能力）、滑动支架、滑动吊架和膨胀支架。这些种类的支吊架在安装的过程中绝对不能装混、装错，否则会在投入运行后由于支吊架的撕裂造成管道破坏。同时，滑动支架的限位和滑动方向也是安装控制的重要内容，如果存在问题其后果与装混、装错一样危险。再有，这些支吊架的弹簧都是安装过程被预压缩固定的，整条管系安装全部完成后才能予以释放。

管道支吊架安装都是焊接连接，焊接专业面对的是以下几个主要问题。 

（1）支吊架生根的焊接，主要考虑的是牢固程度，除去注意与生根板焊接的牢固程度外，还要注意混凝土结构上预埋件的牢固程度。 

（2）支吊架结构的焊接时，要注意以下事项。  

①吊杆、吊环焊接要注意牢固，环间活动应该灵活。 

②高温材料的吊杆、滑动和固定支架、膨胀支架、吊架，如15CrMo、35CrMo等材料要选对焊材，工艺正确。 

③滑动支架和膨胀支架、吊架的导向块要方向正确，焊接牢固，还要注意导向块的内侧因考虑滑动而不能焊接。 

④整条管系设计有死点和冷拉焊口，死点位置支架的角焊缝焊接必须满足设计要求。 

（3）支吊架结构与管道连接部位，由于与管道承受的运行压力和温度有差别，往往形成异种钢接头，在焊接工艺方面，如焊材选择、预热和焊后热处理的执行方面更应该被重视。目前，由于高温管道工厂化，这些连接贴板在制造厂焊接，与管道一起进行了炉内热处理，这类问题不再突出。

但是，由于各种原因还有可能在现场进行个别连接件的焊接，这就需要充分重视。特别是焊材选择时，不能按照常规焊材选用原则选择相匹配或介于两者之间的焊材，而是只能按照管道材料选择焊材。这是因为，若使用低匹配或介于两者之间的焊材，势必使下图中灰色部分金属（被焊接过程熔化的母材）的化学成分低于管道金属学成分，影响这部分金属的性能，因此必须采用与管道金属同材质焊材焊接。

异种钢焊缝示意图

电站管道的预制  

上文提到，火力发电厂的循环冷却水这类大直径薄壁管道的现场施工均有管道预制这一环节，由于这类管道均为圆筒形薄壁结构，均存在纵向焊缝，同时也由于其是由管道安装队伍完成而不是由专业制造的队伍完成，故一直为管道质量控制的重要环节。

管道预制过程包括钢板检查验收、下料和坡口加工、卷制、纵焊缝焊接、无损检测、组对环焊缝、环焊缝焊接、无损检测。 

①钢板的检查验收是管道预制质量控制的第一环节，特别是水力发电厂压力钢管使用的高强钢，必须重视这一环节的控制，其根本目的是通过对钢板的检查验收保证使用在钢管预制中的钢材符合设计要求。钢板的检查验收包括检查钢材的质量证明，目测和测量钢板的外观及规格尺寸，还有采用化学成分分析和力学性能试验确认材质的复验。 

②由于这些管道使用的都是强度钢，火焰切割是下料的主要手段。坡口加工有采用火焰切割的，也有采用刨边机这类专用设备加工的。 

③钢管的卷制采用卷板机，在压力钢管的卷制中，由于钢材的强度已经达到较高的程度，如X100钢的抗拉强度已经达到800MPa以上，而X120钢的抗拉强度已经达到1000MPa以上，这样高强度的钢板在卷制成形的过程中，对卷板机能力、对口时间隙和错边量的调整能力等要求要高得多。 

④纵焊缝焊接主要采用埋弧自动焊双面焊接，这是因为埋弧自动焊效率要比焊条电弧焊高得多。火力发电厂循环冷却水管道由于一般采用Q235钢，如果工作量不大时也有采用焊条电弧焊的。对于高强钢，焊接工艺要包括预热与焊后热处理的要求。 

⑤纵焊缝的无损检测一般采用射线探伤，γ射线探伤因其使用方便应该是首选，也有采用X射线探伤机检测的。针对不同压力等级的钢管，射线探伤的数量不同。火力发电厂循环冷却水管道因工作压力一般在0.3～0.4MPa，故标准要求无损探伤抽查数量为1％，目前一些建设单位在合同中规定为5％。 

⑥环焊缝组对主要是将前述管节组装成为较长的管道安装。组装后管道的长短决定于运输条件、运输能力和吊装能力。由于组装场地的组装及焊接条件较安装现场好得多，原则上管道应该组装得越长越好。其中，运输条件指组装场地至安装现场道路状况，如道路宽度、承载能力、转弯半径等，如果达不到条件管道不能组装很长；运输能力一般指运输设备长度和能够运输的重量，达不到要求管道同样不能组装很长；吊装能力指吊装设备能够吊起的重量，随着管道长度增加，对吊装能力要求越高，同样制约着管道组装的长度。实际上，管道组装长度一般为8～10m。 

⑦环焊缝焊接方法也是采用埋弧自动焊居多，但与纵焊缝相比焊条电弧焊应用更多些，这是因为环焊缝实现自动焊较纵焊缝开展自动焊的难度要大。环焊缝焊接需要管道转动、自动焊机头不动实施焊接，管道的转动需要较大功率的转动设备，实施相对困难。采用焊条电弧焊时，为提高生产效率，常在现场吊车的配合下进行管道翻身，保证焊工在效率高的焊接位置焊接。 

⑧环焊缝的无损检测也是一般采用射线探伤，重要的区别是在现场采用γ射线探伤周向一次曝光提高效率，或采用周向X射线探伤机周向一次曝光提高效率。  

电站管道的工厂化

电站管道的工厂化是指在管道工程开工前，由建设单位出面组织和协调，管道制造厂、设计单位、管道材料供货单位和施工单位一起按照安装要求把四大管道的地面组合部分工作交由管道制造厂来做。四大管道的地面组合部分工作与施工单位的施工吊装方案密切相关，与施工单位的运输、吊装能力及施工习惯相关。所以，电站管道的工厂化深度及范围要协商而定。原则上，工厂化的范围应该越大越好，反过来说就是现场焊接的部分应该越少越好。

20世纪70年代之前，火力发电厂的大直径厚壁管一般在安装现场下料，加工坡口，地面组合焊接后，经吊装进入工程的安装阶段。在此之后，有三个状况使这种情况发生变化。一是全位置自动焊在这类管道工程中的应用，由于这类管道形状复杂，开展埋弧自动焊一类自动化高效焊接方法比较困难，这个阶段电力行业在全国开始全位置自动焊的科研活动，使得电站管道的工厂化成为可能。二是中高合金耐热钢的应用，如F11、F12等12Cr钢，切割极为困难，工厂化则能很好解决下料、加工问题，也促进了工厂化的开展。三是随着电力工业的发展，机组向高参数、大容量发展，管道壁厚不断增加，现场下料、加工也十分困难，也推动工厂化的开展。 经多年电站管道工厂化工作的开展，电力行业已经积累了丰富经验，其优势主要有以下几个。 

①基于计算机配管的集中下料可大大节约管材，在今天超超临界参数机组工程大量使用进口昂贵的新型耐热钢情况下更有意义。 

②四大管道使用的中高合金钢下料已经使火焰切割不能胜任，等离子切割或机械方法下料工厂化显然具有优势。 

③这些厚壁管道的坡口加工工厂化也较现场加工优势明显。 

④工厂化焊接条件较施工现场要好得多，有利于焊接工艺更加规范、严格地实施，对保证焊接质量、特别是保证工艺要求较高的新型耐热钢的焊接质量创造了更好的条件。特别在今天，先进的、高效的、质量水平更高的焊接方法的应用也有了有利条件。 

⑤工厂化的焊后热处理一般采用对组合完成的管件整体热处理的方式，焊后热处理质量肯定要比现场局部热处理效果好得多。目前，电站管道的工厂化已经形成标准，即《电站配管》DL/T 850—2004，从配管的设计、管段的制造、管道用材料、管段标记、焊接与坡口C值（坡口机械加工内径偏差）、热处理、管道的组合偏差到无损检测、清理与防护及包装等要求都作出具体规定。 综上所述，电站管道工厂化几十年来有了飞速发展，四大管道的工厂化已经能够覆盖全部火力发电厂基建工程。 

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