¿Investigación sobre tecnología automatizada para tuberías de acero a presión a gran escala en cuevas?
Resumen: En el proyecto de instalación de una central hidroeléctrica, el diseño y la fabricación de la instalación de tuberías de acero a presión es siempre uno de los eslabones clave en el control de ingeniería. Este artículo se centra en la investigación sobre el proceso moderno de automatización mecánica del acero. construcción de tuberías en la cueva, y brinda soluciones para la central hidroeléctrica Brindar soporte técnico para la planificación y diseño y optimización del diseño de la organización de la construcción.
I. Prólogo
Tras los proyectos de construcción nacionales como Shisan y Ertan y los principales proyectos hidroeléctricos en construcción como las Tres Gargantas y Longtan, grandes centrales eléctricas de transmisión de agua con tuberías de acero a presión y Los tubos de acero de revestimiento (en lo sucesivo, tubos de acero) tienen cambios estructurales obvios. En primer lugar, son de gran tamaño. El diámetro de los tubos de acero en la presa de las Tres Gargantas del río Yangtze es de 12,4 m y el diámetro máximo del acero. Las tuberías de la central hidroeléctrica Urumqi Hepanshui tienen más de 14 m. En segundo lugar, la resistencia de las placas de acero de las paredes de las tuberías es alta, se ha utilizado ampliamente el grado de 500 MPa y también se ha promovido en gran medida el acero templado de grado 600 MPa. Tercero: el volumen del proyecto es grande, el período de construcción es corto y la intensidad de producción de fabricación e instalación es alta. Para adaptarse a los cambios en esta situación, la tecnología de fabricación e instalación de tubos de acero ha avanzado mucho sobre la base de los procesos tradicionales. La tecnología de soldadura automática se ha utilizado ampliamente en la fabricación de tubos de acero a presión a gran escala. Se utiliza equipo en la instalación de tuberías de acero para presas. En términos relativos, debido a las limitaciones de espacio de construcción, la aplicación de grandes tuberías de acero en túneles de tuberías preenterradas se ha restringido, especialmente para proyectos hidroeléctricos a gran escala ubicados en montañas y valles. Hay muchos problemas en el transporte y la instalación de tuberías de acero en el sitio. La principal dificultad es que los métodos de construcción actuales todavía dependen demasiado del transporte tradicional de movimiento de tierras y la soldadura manual, lo que llevará a un largo período de construcción y puede costar millones. más en apoyo a la excavación de túneles y otros aspectos. Por lo tanto, en vista de los proyectos de tuberías de acero de cuevas a gran escala que se han desarrollado y construido a gran escala en los últimos años (como Pugou, Xiluodu, Xiangjiaba, Jinping, etc.), combinados con las características técnicas avanzadas de la ingeniería moderna. , Se ha estudiado el proceso de fabricación e instalación de tubos de acero cueva.
2. Estado de desarrollo de las industrias relacionadas en el país y en el extranjero
Para mejorar la eficiencia de la producción y reducir la intensidad laboral de los trabajadores, la producción de soldadura extranjera se ha mecanizado y automatizado en alto grado. . El grado de mecanización y automatización de la soldadura en los países industrializados ha alcanzado más del 65% de la cantidad de metal fundido. Como método de soldadura de alta eficiencia, alta calidad y ahorro de energía, la soldadura con protección de gas se ha utilizado ampliamente en el extranjero. En Japón, la cantidad de metal fundido alcanzó 77,6 en 1998. Los grandes astilleros extranjeros han comenzado a aplicar la tecnología de máquinas de soldadura de costura longitudinal de acero tipo pórtico, utilizando tecnología de soldadura por arco sumergido de alta velocidad con múltiples cables, combinada con plataformas de ventosa de vacío o plataformas electromagnéticas. La carrera máxima de soldadura puede alcanzar los 12 m y la placa. El espesor se puede soldar hasta 40 mm en una sola pasada. Algunos métodos de soldadura de alta eficiencia y alta calidad, como la soldadura por haz de electrones, la soldadura por láser, la soldadura por plasma, las estaciones de trabajo de robots de soldadura, los sistemas de producción flexibles de soldadura, la tecnología de soldadura de espacio estrecho, la tecnología de soldadura de doble alambre de alta eficiencia con protección de gas, etc. Se ha aplicado en China, pero nuestro país La tasa de automatización de la soldadura es de aproximadamente el 30-50% de la cantidad de metal fundido, y la amplitud y el nivel de aplicación aún están por detrás de los de los países industrializados.
En la actualidad, el marco de rodillos soldado de alta resistencia internacionalmente avanzado tiene una capacidad de carga máxima de 1600T, y el marco de rodillos antidesmontaje automático tiene una capacidad de carga máxima de 800T. mediante PLC y sensor de desplazamiento de alta precisión, y la precisión antidesmontaje alcanza ±0,5 mm. La capacidad de carga máxima de la aleta de soldadura del marco y de la aleta del marco de cabeza a cola alcanza los 160T. La capacidad máxima de carga de la plataforma giratoria de soldadura puede alcanzar los 500T. Los operadores de postes, vigas y pórticos tienen un alcance de recorrido máximo de hasta 12 metros. El tamaño máximo de la mesa de operaciones tipo pórtico es de 8m×8m. Nuestro país ha podido producir operadores de soldadura por arco sumergido de columnas y vigas a gran escala o operadores de soldadura por arco sumergido de espacio estrecho de 6 m × 6 m y superiores, soportes de rodillos de alta resistencia de 500T y soportes de rodillos anticanalización automáticos, pesados y livianos, con anti- precisión de canalización de ±1,5 mm, y posicionadores grandes de 100T y tornos grandes y medianos. Las líneas de producción de soldadura de vigas de caja y acero en forma de H producidas en masa y varios juegos completos especiales de equipos de soldadura personalizados según las necesidades del usuario utilizan una gran cantidad de tecnología de ajuste de conversión de frecuencia de motor de CA, tecnología de control PLC, servoaccionamiento y sistemas CNC. Se ha mejorado enormemente el grado de automatización del equipo de soldadura. Gran mejora, algunos operadores también están equipados con sistemas automáticos de seguimiento de cordones de soldadura y sistemas de monitoreo de televisión industrial.
En los últimos años, en la producción de tubos de paredes gruesas, el rango de aplicación de la soldadura MAG de espacio estrecho, la soldadura TIG con alambre caliente de espacio estrecho y otros procesos se ha ampliado cada vez más, proporcionando así condiciones favorables para el desarrollo de equipos de espacio estrecho. A partir de la caldera de 600 MW, se utilizó una prensa hidráulica de 8.000 toneladas para prensar las tejas del cilindro del tambor y se utilizó el proceso de soldadura automática de arco sumergido de espacio estrecho para soldar las costuras longitudinales del cilindro, logrando una sección del cilindro larga y de paredes gruesas ( longitud máxima de una sola sección 7000 mm, espesor máximo 250 mm) proceso de prensado de automatización y alta eficiencia del proceso de soldadura. Los nuevos calentadores de gas y equipos de calefacción eléctrica se utilizan ampliamente, por ejemplo, los calentadores de gas infrarrojos y los calentadores de gas licuado con eyector tienen una eficiencia térmica que es más de 30 veces mayor que los calentadores de gas tradicionales y son más seguros y convenientes.
La aplicación generalizada de la tecnología de control automático en la industria manufacturera ha cambiado por completo la faz de la industria manufacturera tradicional. La automatización total del proceso de producción de soldadura se ha convertido en una necesidad urgente, que no solo puede mejorar en gran medida la soldadura. eficiencia de producción, pero lo más importante es que puede garantizar la calidad de la soldadura y mejorar el entorno de trabajo. Con la mejora del nivel general de fabricación, la filosofía empresarial de las empresas también ha experimentado grandes cambios. La alta producción ha dado paso a la alta calidad, y el uso intensivo de mano de obra ha sido reemplazado gradualmente por el uso intensivo de conocimiento. El uso extensivo de máquinas de soldadura automatizadas, líneas de producción y sistemas de fabricación flexibles se ha convertido en una tendencia irresistible, que también es la dirección de desarrollo de la profesión de estructuras metálicas hidroeléctricas.
3. Análisis de la estructura de tubos de acero de grandes agujeros y la tecnología existente
El tipo de estructura de los tubos de acero de grandes agujeros lo determina el diseñador en función de los requisitos estructurales y las condiciones geotécnicas de el centro de generación de energía, combinado con los requisitos de construcción. Generalmente, hay cuatro estructuras básicas para el diseño de una sola tubería y una sola máquina:
1. Tubería horizontal, que incluye tubería recta horizontal o casi horizontal y tubería cónica (. sección de gradiente); 2. Tubo curvado, que se divide en tubo curvado superior y tubo curvado inferior. Curvas superiores e inferiores. Tubo recto de eje oblicuo. Tubo recto de eje. La estructura de tubería de acero real es principalmente una combinación de tuberías horizontales y otras estructuras, formando un diseño tipo "? N", de pendiente única o de pendiente múltiple, y también hay diseños de tubería completamente horizontales. No es difícil entender que las tuberías horizontales son las más ventajosas para la construcción. Esta estructura se utiliza a menudo en la optimización de proyectos de túneles de transmisión de agua en centrales eléctricas, pero la construcción de tipos multigradiente es más difícil. La estructura del túnel requiere que el diámetro interior de cada tubería cambie gradualmente, pero el tamaño nominal de la parte principal es el mismo y no cambia mucho. Esto muestra que la estructura de la tubería de cada proyecto es unitaria y el diámetro cambia aproximadamente. 30 en relación con el valor máximo. Y cada proyecto de tubería grande se compone de cientos o incluso miles de baldosas de dimensiones estructurales similares.
En lo que respecta a la tecnología existente, tomando a Longtan como ejemplo, todo el proceso de fabricación e instalación de una típica tubería de acero de caverna a gran escala es:
① Adquisición de materiales; ② Transporte de acero; ③ Instalación de tubos de acero ④ Bisel; ⑤ Placa enrollada: 1/3 (o 1/4 de arco); ⑥ Montaje de tubos de acero; ⑩ Instalación de soporte interno; 11 Inspección de soldadura; 12 Anticorrosión en fábrica; 13 Aceptación en fábrica; 14 Transporte por carretera con carro central cóncavo (el eje de la tubería de acero es paralelo al eje del carro, la altura es mayor que el ancho, de ahí el nombre) transporte en túnel (transporte en carro); 16 transporte en túnel principal (transporte en carro); 17 instalación en el lugar; 18 instalación de soldadura de anillo; 20 instalación de relleno de hormigón, tubería de acero anticorrosión; Entre ellos, ① ~ ② son directamente responsables del propietario, ③ ~ 12 los completa el contratista de fabricación en la fábrica de tubos de acero en el sitio y 14 ~ 20 los implementa el contratista de instalación. Para algunos proyectos (como las Tres Gargantas, el Puente Tiansheng, etc.), la soldadura de ensamblaje a gran escala y la soldadura de costura circunferencial de secciones de tubería se realizan en la fábrica de tubos de acero del sitio.
Según la secuencia de construcción y las condiciones de trabajo de la tubería de acero, todo el proceso de fabricación e instalación se puede dividir en cinco eslabones:
(1) Adquisición y suministro de material, (2 ) Transporte, (3) Fabricación, (4) Instalación, (5) Anticorrosión, análisis de procesos específicos se llevan a cabo a continuación.
(1) Adquisición y suministro de materiales
Generalmente, las condiciones para la adquisición se cumplen después de que los planos formales de diseño de construcción estén disponibles. La longitud y el ancho de la placa de acero deben estar determinados por el proceso de fabricación e instalación.
Se puede ver en el cálculo que la longitud total de la soldadura de la tubería de acero es la suma de la costura longitudinal y la costura del anillo de refuerzo en la pared de la tubería, es decir,
F = mLπDL/B2πDn (1 )
m es la potencia de fabricación de tubos de acero, L es la longitud del tubo de acero, D es el diámetro del tubo de acero, B es el ancho de la placa del tubo de acero,
n es el número de anillos de refuerzo de la tubería de acero
El número de tubos de acero grandes. La cantidad de vatios es de 2 a 5 piezas y la longitud de la placa de acero es de 2 a 5 piezas. La longitud de la placa de acero es 1/3 o 1/4 de la circunferencia, lo que es más conveniente para el transporte de material y garantiza la velocidad de rodamiento. Cuando se determinan el diámetro, la longitud, el anillo de refuerzo y otras dimensiones estructurales de la tubería de acero, la cantidad de trabajo de soldadura es proporcional al ancho de la placa de acero. En el pasado, la base industrial de mi país era pobre y las capacidades de los equipos de soporte para el laminado y bobinado de placas de acero eran insuficientes. La mayoría de las placas de acero con un ancho de aproximadamente 2 m se utilizaban. Ahora, nuestro país no sólo cuenta con modernas máquinas laminadoras de placas CNC en las industrias hidroeléctrica, petroquímica, metalúrgica y otras, y el ancho de las placas laminadoras está diseñado para ser de 3 a 4 m, sino también materiales de tubos de acero con un ancho de placa laminadora superior a 3 m producidos en casa. y en el extranjero se pueden adquirir en el mercado. Cuando las condiciones del equipo lo permitan, el aumento en el ancho de la placa de la tubería de acero conducirá naturalmente a un aumento proporcional en la eficiencia de la construcción. Si se utiliza el ancho de la placa de 2 m como punto de referencia, por cada 10 aumentos en el ancho de la placa, el número de juntas de anillo en cada una. la tubería de acero se puede reducir en aproximadamente 10. Tasa de reducción Q
Q=(B-2)/B×100 (2)
El número real de soldaduras que se pueden ahorrar W
W=L× πD×(B-2)/B (3)
La situación actual es que podemos gastar 10 dinero menos en la compra de placas de acero, pero la producción y Los costos de instalación han aumentado en un 30 y el tiempo de construcción ha aumentado en un 50. Actualmente, este es un punto ciego. Desde la perspectiva del valor macroeconómico en la economía social, podemos formular los estándares técnicos industriales correspondientes para mejorar los niveles de conservación y reducción del consumo de energía de mi país desde un aspecto. Se puede considerar que la determinación del ancho de la tubería de acero solo está limitada por la capacidad de producción de la planta siderúrgica y el transporte terrestre (como automóviles, trenes). Un análisis completo muestra que para la mayoría de los proyectos de tuberías de acero, un ancho de placa de. 2,5 m-3,2 m es un rango de selección de ancho adecuado.
(2) Fabricación de tubos de acero
Los procesos de fabricación más utilizados son: trazado, corte, afeitado, laminado de placas, redondeo, soldadura de costura longitudinal, enderezamiento de costura longitudinal y detección de defectos. , laminado, instalación de anillos de refuerzo, soldadura de anillos, eliminación de óxido, pintura, montaje de grandes secciones, soldadura de anillos, inspección de fábrica.
Los diferentes métodos de planificación de las fábricas de tubos de acero dan como resultado diferentes procesos de producción. Hay dos tipos principales: uno es un modo en el que todos los tubos de acero se procesan en el sitio y el otro es un modo en el que todos los de cerámica. Las tejas se laminan en una planta acuática. La práctica de Gongkou, Geshuiyan y otras centrales hidroeléctricas ha demostrado que el plan desde el marcado hasta el laminado se completa en la fábrica, lo cual es un enfoque muy distintivo, especialmente bajo las condiciones de mercado y tecnología existentes, tiene más ventajas. es que Los principales son:
Primero, el proceso de producción de baldosas cerámicas es simple y la calidad es fácil de garantizar, lo que proporciona condiciones favorables para mejorar la calidad del ensamblaje de tubos de acero y los procesos de soldadura automática;
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En segundo lugar, en el contenido de la fábrica, es fácil lograr una producción a gran escala. La tasa de utilización de las máquinas laminadoras de placas a gran escala, las máquinas cortadoras CNC y las máquinas cepilladoras de bordes se puede mejorar enormemente, con alta eficiencia y bajo costo. La producción anual de una gran máquina laminadora de placas CNC puede alcanzar unas 20.000 toneladas, mientras que en la actualidad, la tasa de utilización es generalmente sólo del 20%.
3;
4. Reducir la inversión en proyectos de construcción, reducir el personal de construcción y acortar el período de construcción.
Reducir la cantidad de personal de construcción y la adquisición de terrenos durante la construcción del proyecto se reducirá en consecuencia. Es beneficioso para el ahorro de energía en la producción de tubos de acero y la protección del medio ambiente en la construcción, y tiene una importancia de referencia importante para la planificación de la construcción de centrales eléctricas en zonas montañosas y de valles.
El laminado de tubos de acero utiliza tradicionalmente un grupo de boca plana (boca superior), que tiene las ventajas de una baja inversión, soldadura y enderezamiento simultáneos en múltiples posiciones, fácil instalación del anillo rígido de soporte interior y su adaptabilidad a Una amplia gama de tamaños y aplicaciones. Muy común.
Sin embargo, no podemos ignorar las posibles ventajas del ensamblaje vertical de tubos de acero (eje horizontal). Las uniones longitudinales y circunferenciales de la pared del tubo son soldaduras planas. En el estado de ensamblaje vertical, se puede lograr fácilmente una producción automática más eficiente. La tubería de acero en el círculo completa gradualmente la soldadura y el enderezamiento de la costura longitudinal con una máquina completamente automática que funciona longitudinalmente, y completa la instalación y soldadura del anillo de refuerzo. La mecanización se puede formar en la etapa de fabricación de la tubería de acero, y todo longitudinal. Las costuras y las costuras circunferenciales se realizan mediante soldadura automatizada y pueden reducir eficazmente los trabajos de elevación, como los volteos. Otra ventaja es el tamaño reducido. Tomando como ejemplo una tubería de acero con un diámetro de 10 metros, cada plataforma ocupa un área de 120 metros cuadrados cuando se coloca verticalmente, pero sólo 50 metros cuadrados cuando se coloca de manera plana. Los tubos de acero se pueden ensamblar fácilmente incluso en espacios de trabajo estrechos. del túnel. Esto proporciona las condiciones necesarias para mejorar la tecnología de los tubos de acero de pozos a gran escala. Por supuesto, la clave para realizar el ensamblaje vertical de tubos de acero es diseñar y fabricar una plataforma giratoria vertical profesional a gran escala, que requiere una estructura estable, fácil operación, tamaño compacto y un mecanismo de accionamiento giratorio que sea fácil de usar. para transportar, instalar y desmontar, y está equipado con soportes móviles especiales, abrazaderas y múltiples equipos de soldadura automática están equipados para completar trabajos de soldadura como redondeo de tuberías de acero, soldadura longitudinal, enderezamiento de costuras longitudinales, detección de fallas, redondeo e instalación de anillos de refuerzo.
En cualquier caso, el equipo de soldadura automática de alta eficiencia es la primera opción, porque el espesor de la pared de la mayoría de las tuberías de acero está diseñado para estar entre 20 y 50 mm. El proceso rápido de soldadura por arco sumergido que se aplica a la soldadura de tubos de acero en centrales hidroeléctricas, en comparación con el proceso automático de soldadura por arco de argón popular en la industria de estructuras metálicas hidroeléctricas, tiene grandes ventajas en eficiencia y costo. La soldadura automática protegida con gas CO2 es un proceso eficiente y económico.
(3) Transporte de tubos de acero
El trabajo de transporte incluye el transporte de materiales, el transporte por carretera de secciones de tubos y el transporte por túneles. Los medios de transporte son automóviles, trenes o barcos, de los cuales el transporte en automóvil es esencial. El transporte de materiales se puede realizar mediante medios de transporte ordinarios. Los proyectos hidroeléctricos nacionales utilizan principalmente trenes y automóviles para el transporte. Algunos proyectos con buenas condiciones de transporte acuático utilizan barcos para el transporte a larga distancia, y luego los automóviles o trenes los transportan de regreso al sitio de construcción. . Después del transporte hasta el lugar de construcción en coche o en tren, excepto en algunos proyectos, los tramos de tubería se transportan mediante remolques especiales. La etapa final del transporte se realiza mediante camiones de plataforma (a excepción de los tubos verticales), que son remolcados por cabrestantes.
De hecho, el transporte in situ de tubos de acero es un punto clave en la planificación y construcción de proyectos. La gran mayoría de los caminos de construcción de proyectos hidroeléctricos están diseñados como caminos secundarios de acuerdo con las normas técnicas de carreteras nacionales, su ancho es de entre 7 y 9 m. Cuando el tamaño exterior de la tubería de acero es inferior a 9 m, el tramo de camino tiene las condiciones para. El transporte fluido de tubos de acero, pero debe estar dentro. La sección de transporte de tubos de acero está sujeta a control de tráfico y es transitada por vehículos de transporte especiales. Sin embargo, se puede utilizar un carro con un centro de gravedad cóncavo para la tracción. Debido al alto centro de gravedad del transporte de tubos de acero, la escasa rigidez, la dificultad de carga y la baja velocidad de transporte, rara vez se utiliza en los últimos años. Si el diámetro de la tubería de acero es superior a 9 m, se puede mejorar la calidad de diseño de la carretera. Por supuesto, la calidad del túnel de tráfico de construcción también debe aumentarse en consecuencia cuando la tubería de acero se transporta a través de la carretera y el túnel. Se generará una gran cantidad de trabajos de expansión de tierra y piedra y relleno de concreto. El costo directo se cuenta en millones. Por el contrario, minimizar la escala del transporte por automóvil puede generar millones de valor económico, al tiempo que reduce la interferencia del tráfico, ahorra tiempo de construcción y favorece la protección del medio ambiente, lo que sin duda es muy beneficioso para la construcción del proyecto.
(4) Instalación de tuberías de acero
Un gran número de prácticas de ingeniería han demostrado que el punto de control clave para la calidad y el progreso de la instalación de tuberías de acero es la soldadura de sus soldaduras, que Es más evidente en tubos de acero grandes y medianos. Por primera vez en la construcción de la central eléctrica de Yunfeng, mi país combinó la soldadura automática por arco sumergido y la soldadura con carro de soldadura por costura para la soldadura circunferencial de tubos de acero. Se pueden transportar dos secciones de tubos de acero en una sección transversal grande, lo que reduce efectivamente la carga. La instalación suelda y mejora la eficiencia de la soldadura circunferencial. Con alta eficiencia y calidad, se usa ampliamente en la fabricación de tubos de acero en sitio en fábricas de tubos de acero. Sin embargo, debido a las limitaciones del volumen y peso de las herramientas de transporte, los carros de soldadura de costura y. Las tecnologías de equipos de proceso de soldadura automática por arco sumergido no han estado disponibles en la industria hidroeléctrica durante más de 40 años. El enorme desarrollo ha formado una enorme brecha con el nivel de desarrollo tecnológico de las industrias relacionadas en el país y en el extranjero, lo que también muestra que existe un enorme potencial. para el desarrollo de tecnología de instalación de tuberías de acero.
Podemos imaginar que se pueden instalar camiones de soldadura por rodillos a gran escala directamente en sitios de construcción, como el orificio principal de un túnel de conducción de agua, de modo que se puedan ensamblar dos o más segmentos grandes y se puedan unir costuras circunferenciales de más de 70 grados. Las tuberías de acero soldadas automáticamente e instaladas se pueden reducir a menos y, al mismo tiempo, se puede seguir reduciendo el tamaño de la tubería de acero fuera del orificio principal y el tamaño de la tubería de acero dentro del orificio principal. De hecho, cuanto mayor sea el tamaño de la tubería de acero, mayor será el tamaño de la tubería de acero. De hecho, cuanto mayor es el tamaño de la tubería de acero, más necesaria es la utilización de automóviles para el transporte fuera del orificio principal. Cuanto más pequeño es el tamaño, mejor es la estabilidad y la velocidad se puede aumentar en consecuencia. El tráfico de construcción también se reduce. Debido a la restricción de la estructura del túnel, el transporte solo se puede realizar verticalmente. La relación de aspecto de la sección grande del conjunto de tubería de acero aumenta exponencialmente y su estabilidad mejora. ya sea en la sección de transporte del túnel plano o en el túnel inclinado, propicio para la seguridad de toda la construcción. La seguridad de toda la construcción. Se imagina además que si se instala un mecanismo de accionamiento móvil en el carro de soldadura de costura para reemplazar el carro de transporte anterior con una estructura y función simples, se espera que la eficiencia del transporte horizontal de tubos de acero mejore fundamentalmente y el efecto de un carro Se pueden lograr múltiples usos. Esto es para estructuras horizontales. El proyecto principal de tuberías de acero es, sin duda, el equipo de construcción más ideal.
(5) Anticorrosión
En la actualidad, el trabajo anticorrosión de las tuberías de acero en la mayoría de las centrales hidroeléctricas se lleva a cabo en dos etapas: anticorrosión en fábrica de gran superficie y anticorrosión después de la instalación de tuberías de acero. En la actualidad, los estándares técnicos anticorrosión de mi país son básicamente los mismos que los del extranjero. La vida útil anticorrosión de proyectos similares en el extranjero puede alcanzar entre 20 y 30 años, mientras que en mi país es generalmente de 3 a 5 años. enorme brecha. En proyectos como Yantan, la calidad de las tuberías de acero anticorrosión es obviamente mejor después de que se completa la instalación y el vertido de concreto, que es exactamente lo mismo que la experiencia exitosa en el extranjero. Dado que las piezas que estaban protegidas de la corrosión antes de salir de fábrica inevitablemente se dañarán durante el proceso de instalación y la construcción del relleno de hormigón, estas piezas, al igual que las soldaduras instaladas, se han convertido en los eslabones débiles de la protección anticorrosión de la pared interior del acero. tubo. Analizando desde la perspectiva de la "teoría del cucharón", mejorar la calidad anticorrosión durante la fase de instalación es la deficiencia clave para mejorar su vida útil. Ahora, cada vez más expertos en ingeniería coinciden en que el trabajo de revestimiento anticorrosión debe completarse de una vez por todas después de la instalación. Para mejorar aún más el nivel de construcción de tuberías de acero en nuestro país, no sólo debemos aclarar las especificaciones en el diseño. y construcción de proyectos de tubos de acero, pero también aprender de las industrias nacionales. Utilizando tecnologías y procesos avanzados de petróleo extranjero, industrias químicas y otras industrias relacionadas, así como experiencia en la aplicación de equipos, se pueden desarrollar equipos de chorro de arena y pulverización automáticos eficientes y limpios para resolver los largos -Problemas a plazo de la anticorrosión de las tuberías de acero y resolver los eslabones débiles de la pared interior de las tuberías de acero. El uso de equipos simples ha resuelto la situación a largo plazo de la operación manual a gran escala de la anticorrosión de tuberías de acero, que causa alta contaminación y baja eficiencia, y cumple con los requisitos de calidad anticorrosión y los requisitos de progreso del proyecto.
Cuatro. Requisitos básicos para proyectos modernos de tuberías de acero a gran escala.
1. Cumplir con el cronograma de diseño del proyecto y los requisitos de calidad.
En vista de la tubería de acero actual. Requisitos de fabricación e instalación en términos de cantidad y calidad. Para la tendencia de altos requisitos, se deben seleccionar en la medida de lo posible equipos de proceso con tecnología madura y un alto grado de automatización. Debe reflejarse tanto en la adquisición de materiales como en los procesos de fabricación, instalación, soldadura, anticorrosión y pruebas correspondientes de los tubos de acero.
En el contexto del desarrollo a gran escala de centrales hidroeléctricas grandes y medianas en mi país, para cumplir con los requisitos de unicidad, alta resistencia y alta calidad de las estructuras de ingeniería de tubos de acero, es muy Es necesario desarrollar máquinas independientes de soldadura automatizadas para la fabricación de tubos de acero de gran tamaño. La tecnología avanzada de máquinas de soldadura en el país y en el extranjero, utilizando tecnología de soldadura por arco sumergido de alta velocidad con múltiples cables, puede resolver fundamentalmente los problemas de eficiencia de la soldadura y control de calidad en acero de gran tamaño. proyectos de tuberías.
2. Reducir el costo total del proyecto
Según las características del proyecto de tubería de acero en el túnel, el costo incluye principalmente costos directos como adquisición de material, fabricación e instalación. Al mismo tiempo, se deben calcular los costos temporales incurridos por el proyecto, el tamaño de la inversión del proyecto y tratar de minimizar los costos posteriores de operación y gestión.
3. El sistema de producción es flexible y puede adaptarse a las necesidades de estructuras y tamaños de tubos de acero similares.
La función del sistema de seguimiento de soldadura adaptativo consta de una o varias máquinas de soldar y sujeción de piezas de trabajo. Es una combinación de centros de mecanizado y es adecuada para la producción de lotes pequeños con especificaciones de producto cambiantes.
La inversión en equipos de soldadura automatizados o líneas de producción a gran escala es relativamente alta al diseñar dichos equipos de soldadura, se debe considerar la flexibilidad y se puede formar un sistema de fabricación flexible para utilizar plenamente la eficiencia del equipo y satisfacer las diferentes necesidades de producción del mismo. proyecto o proyectos similares.
4. Reducir las operaciones cruzadas y evitar la interferencia mutua en la construcción:
Esto es particularmente crítico en la construcción de túneles. El diseño irrazonable de la línea de proceso no solo afecta la seguridad de la instalación y la calidad de las tuberías de acero. Y es muy probable que afecte el progreso de la construcción de todo el proyecto del túnel.
5. Lograr una producción equilibrada y evitar altibajos en el uso de mano de obra, equipos de construcción y otros recursos puede lograr fácilmente el control del proceso, lo que puede reducir eficazmente la dificultad de la gestión de la construcción.
6. Crear un buen entorno de construcción, que no sólo cumpla con las leyes nacionales pertinentes ("Ley Laboral", "Ley de Protección Ambiental", etc.), sino que también sea un reflejo directo de la orientación a las personas. Valores culturales de las empresas modernas.
5. Nuevo proceso y características de la automatización de tuberías de acero en cavernas a gran escala.
Basándonos en el análisis del proceso anterior y combinado con los principios del proceso moderno, podemos determinar una caverna de tan gran escala. automatización de tubos de acero El nuevo proceso se divide en tres etapas:
1. Procesamiento y laminado de placas de acero; 2. Montaje del grupo de tubos de acero y soldadura redonda; 3. Anticorrosión de tubos de acero.
1. Procesamiento y laminado de placas de acero
Primer corte, corte y cepillado de tubos de acero: el ancho de la placa de acero es de aproximadamente 3 metros, lo cual es más razonable;
Producción de segunda bobina de tubo de acero (haciendo 1/2, 1/3 o 1/4 de arco según la situación);
Producción de tres anillos de refuerzo: corte CNC disponible;
Cuarto transporte de tubos de acero en forma de arco, incluido el transporte de larga distancia hasta el orificio de construcción, o el transporte secundario al orificio de construcción después del almacenamiento, o la instalación de tubos de acero anticorrosión después del almacenamiento. O transpórtelo al pozo de construcción por segunda vez después de guardarlo.
2. Soldadura por laminación e instalación de tubos de acero
Soldadura de costura longitudinal y laminación de un orificio: la laminación utiliza una gran plataforma giratoria de laminación vertical y el método de soldadura es por arco sumergido completamente automático. Soldadura o soldadura con protección de gas;
Dos rollos de tubos redondos de acero, utilizando una máquina enderezadora hidráulica semiautomática móvil;
Tres soportes móviles de instalación de tubos de acero;
Cuatro taeles Laminado y sellado de anillos de una o más secciones de tubería.
Soldadura de costura circular y circunferencial de cinco o más secciones de tubería de acero: soldadura por arco sumergido completamente automática o soldadura con protección de gas en un carro de soldadura de bobina grande;
Instalación de cinco anillos reforzados de tubería de acero y soldadura;
6. Transporte el carro al lugar de instalación para su calibración, soldadura e inspección.
"Este es el eslabón más crítico del nuevo proceso. Utilizando el método de agrupación en la cueva, combinado con una plataforma giratoria vertical, carros de soldadura de costura grandes o supergrandes y un eficiente equipo de soldadura automática, se formó un conjunto Se formará un equipo de soldadura móvil. La línea de producción de soldadura y ensamblaje de tubos de acero reemplaza las funciones de la fábrica de tubos de acero existente en el sitio de construcción. Al mismo tiempo, se ajusta el proceso de instalación existente y el grado de automatización del ensamblaje y. La soldadura se mejora enormemente. No se requiere el transporte y elevación de una gran cantidad de piezas grandes de tubos de acero complejos, así como el trabajo de giro y cambio. Se reduce la intensidad de mano de obra de elevación, instalación, soldadura y detección de fallas, y se mejora la seguridad de la construcción. Se mejora la confiabilidad de la calidad y la resistencia de la fabricación e instalación de tuberías de acero se mejora fácilmente. Este proceso rompe las limitaciones de la tecnología existente y promoverá las tuberías de acero a presión en las centrales hidroeléctricas. La fabricación y la instalación han logrado un salto del cambio cuantitativo al cambio cualitativo. , que puede reflejar mejor los conceptos de diseño moderno de alta tecnología, alta calidad, alta eficiencia y baja inversión de personal (construcción) en la planificación de la construcción de grandes centrales hidroeléctricas de mi país "
3. Anticorrosión de tuberías de acero: El exterior de la pared de la tubería se rellena con hormigón y se le aplica lechada, y la pared interior es anticorrosión, utilizando equipos de pulverización y chorro de arena automáticos, eficientes y limpios.
Las características de la nueva tecnología de tubos de acero son:
1. El procesamiento inicial de los tubos de acero puede completarse mediante plantas de maquinaria bien equipadas o plantas de fabricación de estructuras de acero, que incluyen el recorte. , marcado, corte y cepillado de bordes, placa rodante para formar una operación de línea de montaje. Las placas de acero curvadas especiales para tubos de acero grandes forman un método de procesamiento de fábrica centralizado, lo que promueve el desarrollo de la fabricación de tubos de acero hacia la estandarización, la especialización y la escala. Puede formar un estado de distribución de la red de mercado de una fábrica a múltiples proyectos pequeños y medianos o de varias fábricas a un proyecto grande para lograr una asignación razonable de los recursos del mercado.
2. La fabricación e instalación de tubos de acero in situ se lleva a cabo mediante equipos mecánicos especializados, lo que mejora enormemente la automatización de los trabajos de laminado, soldadura y anticorrosión, lo que no solo garantiza la calidad de la construcción, sino que también acelera el progreso general de la construcción.
3. Se mejora la seguridad de la construcción. El transporte de tuberías de acero solo se realiza en el túnel principal. La carga de trabajo de transporte y elevación de componentes grandes se reduce considerablemente. La eficiencia del transporte es fácil de mejorar, evitando por completo. Factores que suelen existir en proyectos existentes. El transporte de grandes tubos de acero provoca la interrupción del tráfico de construcción.
4. Ahorra la construcción de una fábrica de tubos de acero en el sitio, y las carreteras relacionadas, los túneles de construcción, etc. se pueden diseñar de acuerdo con los estándares ordinarios para reducir el nivel de construcción, lo que puede ahorrar mucho. de inversión inicial. No solo eso, también ahorrará los costos de construcción de la fábrica de tubos de acero en el sitio de construcción y la inversión única en equipos grandes como máquinas de corte CNC, máquinas cepilladoras de bordes y máquinas dobladoras de placas CNC. En la actualidad, el costo de construcción temporal de una fábrica de tubos de acero de tamaño mediano en el sitio es de más de 3 millones, la inversión en equipo correspondiente es de aproximadamente 10 millones y el área total es de más de 10,000 metros cuadrados.
5. Una mayor inversión en equipos especiales requiere el diseño y fabricación de una gran plataforma de montaje giratoria vertical de tubos de acero, la selección de un carro de soldadura de rodillos adecuado para tubos de acero grandes y el desarrollo de equipos de automatización especiales para Sin embargo, la anticorrosión de la pared interior de las tuberías de acero no presenta dificultades técnicas importantes y los costos de equipo relacionados se pueden distribuir entre varios proyectos. La inversión total en equipo es equivalente o se reduce adecuadamente en comparación con el proceso existente.
6. Mejorar el ambiente de trabajo, reducir la intensidad de la mano de obra y reducir el personal de construcción en el sitio. Esto se refleja principalmente en la reducción del número de trabajadores del proceso de soldadura y elevación. La fábrica de tubos de acero requiere alrededor de 200 personas, pero según el flujo del proceso, solo con alrededor de 50 a 60 personas, la productividad laboral de los trabajadores de la construcción aumentará de 2 a 4 veces y la carga de trabajo de gestión se reducirá en consecuencia.
7. Se reducirá la cantidad de excavaciones civiles y construcciones temporales relacionadas con este proceso y, en consecuencia, también se reducirá el impacto en el entorno natural del área de construcción.
8. Con la mejora de la mecanización y automatización de todo el proceso de construcción, especialmente cuando la soldadura por arco manual solo se utiliza en una pequeña cantidad de costuras circunferenciales y costuras circunferenciales rígidas, el grado de automatización de la soldadura alcanzará más. del 70%, y el metal fundido El volumen de producción y el consumo de energía de producción son relativamente bajos, lo que ha mejorado enormemente la tecnología del proceso de fabricación e instalación de tubos de acero, alcanzando o incluso superando el nivel avanzado de los países desarrollados.
9. No solo es adecuado para grandes proyectos de tuberías de acero de centrales hidroeléctricas con transporte o condiciones de sitio limitadas, sino también muy adecuado para proyectos de tuberías de acero de centrales hidroeléctricas pequeñas y medianas con diámetro pequeño y pequeña cantidad. de tubos de acero.
VI.Conclusión
El proyecto de tubería de acero de la central hidroeléctrica es un proyecto sistemático que involucra muchos aspectos como la planificación, el diseño y la construcción de la central hidroeléctrica. Su desarrollo está estrechamente relacionado con. La metalurgia moderna, la fabricación de maquinaria, el transporte, etc., están estrechamente relacionados con el desarrollo de industrias básicas como el transporte y la construcción de energía hidroeléctrica. El desarrollo de nuevos procesos de automatización de tuberías de acero no solo se ajusta a los principios de construcción rápida y de alta calidad del desarrollo. construcción de grandes centrales hidroeléctricas en mi país, pero también puede mejorar en gran medida el nivel de tecnología de construcción moderna de fabricación e instalación de tubos de acero. Puede integrar una serie de tecnologías de ingeniería maduras nacionales y extranjeras, como el procesamiento de placas de acero, el bobinado CNC y la soldadura automática. Puede aplicar máquinas laminadoras de placas CNC avanzadas a gran escala, carros de soldadura de bobinas de tubos de acero a gran escala, procesos y equipos de soldadura por arco sumergido de alta velocidad con múltiples cables, etc. Y al mismo tiempo propuso nuevos temas como el desarrollo de plataformas giratorias circulares verticales de tubos de acero a gran escala, el pulido automático de paredes interiores de tubos de acero de gran tamaño, equipos de pulverización automática y otros equipos de pulverización automática y chorro de arena.
La nueva tecnología de tuberías de acero en los orificios de las centrales hidroeléctricas es muy adecuada para el creciente nivel de industrialización actual de mi país y los requisitos de la economía de mercado y está en línea con las ideas de la energía hidroeléctrica moderna de mi país. construcción y gestión en las condiciones de reforma y apertura A través de un mayor desarrollo y uso tecnológico, no solo proporciona soporte técnico para optimizar los planes de construcción hidroeléctrica, lo que favorece el ahorro de inversiones en centrales eléctricas, mejora el entorno de construcción, mejora la eficiencia del trabajo y el proyecto. control de calidad y eficiencia de la gestión de la construcción Después de la promoción y aplicación a gran escala, los recursos del mercado se pueden utilizar plenamente. Mejorar la eficiencia de utilización de la energía, demostrar el nivel de modernización de la construcción de centrales hidroeléctricas de mi país y llevar la tecnología de fabricación e instalación de tuberías de acero a las centrales hidroeléctricas de mi país. al nivel líder internacional.
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