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某水電站岔管采用“一分為二"的月牙肋形式，岔管鋼材采用07MnMoVR調質鋼或Q500CF-C級低焊接裂紋敏感性高強度鋼。根據設計要求，鋼岔管出廠交付使用時應按相關要求進行水壓試驗。

由于岔管的板厚大、結構剛性拘束大，焊接時會產生較大的焊接殘余應力。為檢驗鋼岔管結構設計的合理性，驗證鋼岔管焊接接頭性能的可靠性，并確定通過水壓試驗部分消除鋼岔管焊接殘余應力的實際情況，在岔管水壓實驗過程中，同時對其進行應力測試。

岔管檢測點布置及安裝

共18個測點，其中，管壁2*8點，肋板2點。布置方式：內側點環向布置，外側點橫向布置，相對應的測點呈垂直方向。

根據該水電站鋼岔管壓水試驗技術要求，本試驗采用電阻應變片檢測鋼板在壓水過程中的應力變化，采用電阻應變儀采集應變。

鋼岔管水壓試驗

試驗壓力

岔管水壓試驗*大壓力2.1MPa。試驗壓力分為如下四個階段：P₁=0.8MPa，P₂=1.2MPa，P₃=1.7MPa、P₄=2.1MPa。岔管水壓試驗的加壓速度為不大于0.05MPa/min。

試驗步驟

1. 首先向岔管內充水，直至水從排氣管溢出，岔管充水工作即告結束。

2. 用壓力泵向岔管內分級加壓，順序加壓至預定級別壓力后，停止加壓，穩壓30min，并對岔管進行應力測試。

3. 加壓至*大工作壓力1.7MPa時，關閉加壓泵的進水閥門，維持壓力30min。壓力表指示的壓力應保持穩定，不應有指針顫動現象，測試應力、應變，并對岔管進行認真檢查，用木錘敲擊管壁及焊縫，檢查焊縫情況。

4. 若步驟3正常，則繼續加壓至p₄，關閉加壓泵的進水閥門，維持壓力30min，壓力表指示的壓力應無變動。測應力、應變。然后將壓力再回降至P₃，并在維持此壓力的情況下，對岔管進行詳細檢查。

5. 完成步驟4且壓力正常，開始逐級減壓，各級穩壓30min，對岔管進行應力測試。

6. 岔管水壓試驗按照規定的程序完成后，應隨即通過增壓系統的溢流控制閥將系統外壓力卸至鋼管內水的自重壓力；在確認管段上端的排氣閥門打開后。方可進行鋼管內水的排放作業。

水壓試驗測試結果及分析

測試結果

表1所示為鋼岔管外側測點應力觀測結果。因現場條件復雜，觀測時外側4^#、8^#測點測試值無效。根據表2制作岔管水壓試驗岔管外側測點應力與加壓過程線圖可知，外測6^#測點及擬合線匹配良好，卸壓過程線與加壓過程線基本擬合。

表2是鋼岔管內側及肋板內緣測點應力分布，根據表2制作鋼岔管水壓試驗岔管內側測點應力與加壓過程線圖可知，內側5#、10^#與擬合線匹配良好，卸壓過程線與卸壓過程線基本擬合。

結果分析

1. 鋼岔管在加壓過程中，表現為管內受拉較大。管內、外測點應力值與試驗水壓呈良好的線性對應關系。試驗表明測試系統穩定可靠，且水壓試驗過程中岔管各測試部位均處于彈性變形狀態。

2. 當水壓達到1.7MPa時，岔管管殼上各測點的應力水平不高，說明岔管本體有足夠的安全儲備。

3. 水壓在達到2.1MPa時，管內測點受拉，肋板部位測點*大拉應力達到187.89MPa。盡管發頭上未布置應變片，但可以推測該焊縫內側所受的拉力值不低。

總結

試驗過程中未發生岔管滲漏和焊接開裂現象，說明鋼岔管的制造質量良好，滿足使用要求。鋼岔管腰部及月牙肋板所受應力值較大，在水壓試驗及發電運行時應注意監測。