三峡工程4＃机压力钢管下平段拢缝焊接过程中座环变位监测

1、三峡工程4机压力钢管下平段拢缝焊接过程中座环变位监测摘要：采用工业三坐标测量系统，在压力钢管合拢缝焊接过程中首次对座环变位进行实时监测。本文着重介绍对监测过程的实现及数据分析处理过程。关键词：三峡工程合拢焊缝工业三坐标测量系统监测1.概述三峡工程4#机压力钢管在设计形式上取消了伸缩节，其下平段凑合节与下游钢管之间的最后一道环缝即合拢焊缝是在强约束条件下施焊，高强度大厚板压力钢管在强约束条件下施焊，会产生很大的焊接应力和变形。为了保证机组安装质量，三峡总公司厂坝2筷001第109号文要求：在合拢缝施馈焊过程中，座环变位不应超出的允许范俪围。为了考察环缝焊接收缩时，是否会因畹焊接应力的影响，对座环

2、产生较大的拉动妊作用，使座环变位，造成机组中心出现较囹大的偏差。受业主委托，组成检测组，对呱4#机压力钢管下平段合拢缝焊接施工全孵过程中对座环进行实时监测。监测采用崤工业三坐标测量系统TCAXX，测量系旃统由主机、便携电脑、测量目标、数据线醍等四部分构成。测量精度：测角；测距稗近距离优于。测量系统主机通过对测量目标的测量得到测量目标所在点的三维坐优标，电脑通过软件采集测量数据，进行坐标系的生成与转换，最后通过分析计算得嗅到所需的测量结果。工业三坐标测量系枫统是通过建立几何模型将检测项目转化成辎空间点、线、面的相互关系，确定测量点哭的数量及其布置位置，进而根据采集的数葬据按照已建立的几何模型进行

3、分析计算，斯得到测量结果。2.监测过程坐标系挟：以机组轴线为坐标系的X轴且正方向孽指向左岸，以上下游方向为Y轴且正方向指向上游，Z轴为铅垂方向且正方向向上，坐标原点位于厂房4#机上游墙面消防齄栓部位。监测点：在座环上环面布置四个监测点P1、P2、P3、P4，并雌将其固定，监测点位置及点号如图1所示。图1监测点布置示意图监测时间：2001年11月17日对4#机座环蠕上环板的圆度进行了检测。2001年由11月22日21:00至12月2日15:00，即开始焊接前进行的第一次测搓量至焊接完毕(焊缝温度冷却至环境温度望)后进行的最后一次测量。2001年捱11月22日23:00起，每间隔4小丸时测量一次。

4、2001年12月2日下缡午对4#机座环上环板的圆度进行了检测蟑。测量结果准确性的保证措施：将测攵量主机固定在特制的并与基础焊牢的金属支架上，以保证在整个监测过程中所有监耩测数据在同一测站内；在厂房的上下游墙赓壁上布置5个公共测点，每次对监测点P1、P2、P3、P4进行测量时，同时驿对5个公共测点也进行测量，通过比较5攸个公共测点相对于其原始值变化情况以核查全站仪的测站是否发生变化。测量时根据白天、夜晚温度变化的实际情况来调轧整仪器的温度修正值以减小温度对测量系统产生的误差。对监测点及公共测点进行双面测量以减小系统的轴系误差，对每嵯个监测点还进行3次循环测量取其平均值暧以减小视觉偶然误差。监测数

5、据的记录与保存：对所有监测点采用统一的数据惚记录格式，在便携式电脑中对原始测量数据备份保存。每次测量完毕，及时将测锹量数据手工输入压力钢管下平段合拢缝曷焊接过程中座环变位监测记录表。3役.几何模型及数据处理座环圆度：在略座环上环板的端面上均匀布置了16个测靳量点，11月17日、2001年12月旯2日下午分别对这16个测点进行了测量蹲，对测得的两组数据分别进行圆拟合，计良算出合拢缝焊接前、后座环的圆度。座溃环变位：座环上各点的三维坐标值在合拢缝焊接过程中相对于合拢缝焊接前的变蛘化即为座环的变位。监测过程中以座环上四个监测点的三维坐标值的变化情况，以拚及座环圆度在合拢缝焊接前、后的变化情鞣况来反映

6、座环的变位情况。四测点坐标变哙化量为各次测量的平均值与初始值的差值。4.监测结果对4#机压力钢管下廛平段合拢缝焊接过程中座环变位的监测共呙进行了705次测量，对公共测点进行了璺244次测量。各监测点坐标初始值表1各监测点坐标初始值单位：m已m点号监测点坐标初始值环境温度备注XiYiZi呀P1-P2-P3-比P4-各监辑测点监测结果的综合情况表2各监测简点三维坐标变化情况单位：mm点号坐标轴坐标变化量环境温度备注最大值最小值变化范围鞯P1XYZ-1歹9坐标变化量为各次测量的平均值与初始值的差值。-P2XYZ-曾P3XYZ-婕-P4XYZ-喋-4#机座甙环上环板的圆度测量结果表34菡#机座环上环板

7、的圆度测量数据表单位夂：mm检测项目实测结果备注4#机座环上环板的圆度合拢缝焊前合拢缝焊后5.监测结论公嘀共测点的测量数据显示，在监测全过程中惋公共测点的三维坐标值的变化量均在测量泷系统的系统误差范围之内，可以认为在监曜测全过程中测站的位置没有发生变化，且鹛测量系统状态正常。通过对监测点测量瑜数据的统计分析，可以认为：四个监测点的三维坐标值的变化量均未超出“厂坝呵2001第109号文”所要求的的耷允许范围。4#机座环上环板的圆度在呓合拢缝焊接前、后无明显变化。主要参考资料1实时经纬仪工业测量系统笼于来法测绘出版社【1996年】2锛工业测量系统李广云解放军出版社【1囟996年】Howtosupervisethestay-ringsdi落splacementwhilepen湿stockslastannuali缵nterfaceweldingAbstract：Itsthefirs蕞ttimethatthestay-r痣ingsdisplacement鹆issupervisedinthedomestichydroelectr孢icengineeringwhilepenstockslastannualinterfaceweldingbyindustrialmeasur舶ementsystem.theart辔icleemphasizesonho纳wtosuperv