马琳
中国水利水电第四工程局有限公司 青海810000
摘要：本文针对钢板厚度对损耗率的影响进行了计算分析。国标《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》（GB/T709-2006）中规定厚度偏差种类分为N、A、B、C类偏差。目前抽水蓄能电站的钢板采购，要求钢板的厚度偏差应符合中国标准《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》（GB/T709-2006）6.1.2条中B类允许偏差的规定，但不能有负偏差。
关键词：抽水蓄能；压力钢管；损耗率
一、现行定额中钢板损耗率规定
水电工程中关于压力钢管制安工程预算单价执行《水电设备安装工程预算定额》。关于钢板损耗，03版定额总说明中表0-2装置性材料操作损耗率表中压力钢管直管损耗率为5%，压力钢管弯管、叉管、渐变管损耗率为15%。
二、案例分析
（一）压力钢管制作方案
1压力钢管单节最大设计长度3m，除特殊管节外，两节压力钢管组合摞节出厂，组合摞节单节最大长度为6m。钢管厂月最低生产能力按内径6.8m，壁厚20mm钢管计算，单节钢管重量12.9t，每天生产1.5节单节钢管，每天平均生产19.35t，月最低生产能力581t，压力钢管厂月最高生产能力按内径6.2m，壁厚50mm钢管计算，单节钢管重量为24.838t每天生产1.5节单节钢管，平均每天生产37.257t，月最高生产能力1118t。综上，压力钢管厂月平均生产强度850t/月。
2钢管制造包括直管、弯管、渐变管、方变圆及加劲环、阻水环和灌浆孔堵头等附件的制造、焊接和防腐等工作。
3引水隧洞、上平段、上弯段、竖井段、下弯段、下平段压力钢管设计内径变化依次为6.8m→6.2m→5.4m；尾水支管段压力钢管设计内径5.0m，该段钢管采用两张钢板分瓦片卷制，卷制完成后两瓦片拼接组圆，高压支管段钢管设计内径变化依次为3.8m→2.5m，该段钢管直径较小，该段钢管采用整张钢板卷制完成。
（二）概况及设计参数
某抽水蓄能电站规划装4台单级混流可逆式水泵水轮机，单机容量300MW。该电站有两套独立的输水系统，采用“一洞双机”的布置形式。压力钢管由引水隧洞段、高压管道上平段、高压管道竖井段、高压管道下平段、高压支管段及尾水支管段钢管组成。主管直径为6.8m→6.2m→5.4m。主管材质为500MPa、600MPa及800MPa级高强钢，钢管壁厚为20mm-60mm，设计随水头的增加选用高级别、大厚度的钢板。钢管设置有加劲环或阻水环，加劲环环高150mm，阻水环高300mm，厚度均为24mm。高压支管段直径由3.8m渐变为2.5m，高压支管段材质为800MPa级高强钢，管壁厚度38mn-60mm，钢管设置的加劲环同主管；尾水支管段直径5.0m，钢管制作安装总量约为1.325万t。
（三）压力钢管制作主要资源配置
依据压力钢管制作的月平均强度、及最高生产能力配置主要设备、人员。
三、钢板损耗研究
在本项目的制作工艺及资源配置情况下，根据设计文件及施工图纸，按设计压力钢管加工图进行下料计算，统计钢板的实际采购量及钢管制作工程量，计算钢板损耗率，分析钢板损耗率的影响因素。
（一）钢板损耗率的影响分析
影响钢板损耗的因素有很多，主要有钢管的设计参数，钢板的出厂质量，下料计算，设备选型，制作工艺等多方面都影响钢板损耗率的高低。技术人员经验丰富，设计压力钢管加工图时，计算的精度准确，裁切的废料就会降低；钢板生产质量好，长度、宽度尺寸偏差小，不用齐边，可直接裁切坡口，可降低损耗；加劲环的生产工艺变化，由原来的的在钢板上裁切扇形圆环，改为裁切钢板带后弯曲成环状，降低了加劲环的钢板损耗；钢板可采用双定尺采购后，施工单位可根据钢管的下料长度报钢板采购计划，大大减少了钢板下料损耗；加劲环的高度及环数影响钢板损耗，损耗率随着加劲环的占比增加而增加。
（二）钢板损耗统计分析
钢管损耗率的计算公式为：损耗率=（消耗量-净用量）/净用量×100%。按照该项目现场实际钢板采购量，钢管制作工程量，钢板及钢管重量均按照理论重量计算，得出各种型号的钢管加工制作损耗率。
（三）压力钢管下料计算
考虑钢板过长会影响运输，因此钢管直径＜5m，可采用整张钢板卷制完成，钢管直径≥5m，采用两张钢板分瓦片卷制，卷制完成后瓦片拼接组圆。钢板下料是由施工单位依据压力钢管设计图纸要求，按照不同管节号、壁厚、管径，计算钢板所需采购量，报物资采购计划，由业主单位负责钢板采购。以3m作为定尺钢板的宽度，钢板长度是以钢管周长计算，直径＜5m按照一张钢板计算，直径≥5m按照两张钢板计算。钢板是根据钢管设计体型展开后加上加工余量确定的双定尺板，以1#尾水支管为例，WZ1-1-WZ1-28，内径5000mm，壁厚28mm的钢管。管节中性层周长C=（5000+28）×3.1416=15796mm，宽度3000mm，每节钢管由两个瓦片组圆，每个瓦片长度为7898mm，考虑裁坡口、长度公差及切割宽度公差等因素，确定钢板的定尺尺寸为7910mm×3000mm。
加劲环采取用钢板切割成条形钢带，然后弯曲卷制成环状的制作工艺。加劲环设计高度150mm，下料按照加劲环尺寸环中周长C=（5000+28×2+150）×3.1416=16355mm，每环以两片组圆，每片长度为8178mm。考虑切割损耗、卷制弯曲收缩量，加劲环高度按照158mm下料。钢板定尺尺寸为2735mm×8200mm，每张钢板可下料17条钢带。
抽水蓄能工程中钢管衬砌所用钢板耗量大，投资高。为减少施工单位的资金压力，保证钢管原材料的质量，钢板由业主负责采购，施工单位根据施工进度及下料情况提出钢板采购计划。为避免浪费，督促施工单位提高合理下料精度，业主对钢板实行核销管理。在核销的过程中双方对于钢板的损耗率有较大差异，通过案例进行实际计算，提出合理的损耗率，保证建设各方的合理利益。
结束语
综上述，由于钢衬结构安全，检修周期长，工程结构安全系数高，运行管理简单，因此越来越多的水电工程的引水系统高压管道采用钢板衬砌。抽水蓄能压力钢管制安工程量主要与引水洞室、尾水洞室钢板衬砌长度有关，占引水工程投资比重较大。据统计，抽水蓄能电站压力钢管工程量约为1.2-2.2万t，现行水电定额虽然明确压力钢管制作损耗率，但是随着施工设备和施工技术、工艺的快速发展，钢板供应可以采取双定尺订货，现行定额钢板损耗率已不能反映现场实际损耗，差异较大，无法满足水电造价在各阶段中相关单价的编制需求。为了更好的满足项目投资决策和成本管控需要，本文以实际案例进行计算，数据统计、分析，提出压力钢管制作中消耗钢板的损耗率。
参考文献
[1]浅析水厂压力钢管制作质量控制措施[J].何细孟.水利建设与管理.2020(11)
[2]水利水电工程压力钢管制作技术[J].张伟.薛伟伟.东北水利水电.2020(05)
[3]水电站低合金高强度钢压力钢管制作及焊接工艺要点[J].张瑞杰.杨元普.水电站机电技术.2020(08)
[4]压力钢管制作安装的质量控制[J].许建良.水利电力机械.2020(03)
[5]水利水电工程压力钢管制作技术及其应用实践略述[J].顾志伟.朱文辰.宋杨.科技风.2017(12)
[6]压力钢管制作过程质量控制之我见[J].王强.山西建筑.2017(31)