大板梁制作工艺分解.doc

营口隆仁重工有限公司 大板梁制作工艺编号：LR-ZCGY-DBL-005 编制： 审核： 日期： 目 录1. 概述2. 参考文件3. 大板梁特征4. 大板梁制作工艺流程5. 大板梁制作工艺 5.1 施工前准备 5.2 零件下料 5.3 接料 5.4 大板梁组立、埋弧焊、小件装焊、钻孔工艺 5.5 涂装 5.7 标识、装运发货 附表一：大板梁相关特征参数表 附表二：大板梁制作过程工艺考核吊装方案附图：大板梁制作工艺流程图附件：大板梁吊装方案大同项目大板梁制作专项工艺1、概述大同项目大板梁属于重钢结构件，板梁构件有超长、超宽、超重、制孔数量多、含特厚钢板、焊接量大、吊装困难等显著特点。为了在有限工期内，保质、保量、保安全并且顺利地完成大板梁工程，特制定以下大板梁专项制作工艺。2、 参考文件30.2013.286(I) 金属材料入场验收和检验规则HG5.11.1.1(5) 用高强度螺栓连接或焊接的碳钢和低合金钢钢结构制造技术条件HG30.2007.001(E) 大容量锅炉金属结构焊接技术条件HG30.2012.012(C) 大容量锅炉部件焊后热处理技术条件94-0400 焊接坡口标准GB985-88 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸GB8918-2006 重要用途钢丝绳GB 12602-2009 起重机械超载保护装置3、 大板梁特征 大板梁相关特征参数见附表一所示。4、 大板梁制作工艺流程 材料进厂验收材料预处理下料（含腹板开坡口）接料超声波检测+热处理翼缘板钻孔H型组立埋弧焊焊接H型矫正装配连接板、筋板气保焊焊接焊后二次矫正钻孔（板梁腹板）打磨涂装标识、发货 工艺流程图，见附图5、大板梁制作工艺5.1 施工准备5.1.1 进厂钢材的品种、规格、性能应符合设计要求和哈锅现行有关产品标准的规定，并且应具有产品质量合格证明文件。材料进厂后，公司检测中心应及时对钢材的表面质量、化学成分及机械性能进行送检。钢材进入车间后，应对其规格、表面质量进行复查合格后方可施工作业。5.1.2 本工程所用焊接材料包括焊丝、焊剂和焊接保护气体等；均必须具有产品质量合格证明文件及产品使用说明书等。焊丝和焊剂：埋弧自动焊和气体保护焊焊丝的各项性能指标，应分别符合埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂GB/12470、熔化焊用钢丝GB/T14957气体保护焊用焊丝GB/T8110的各项规定。被选用的焊丝牌号必须与相应的钢材等级、焊剂和保护气体的成分相匹配。CO2气体应符合焊接用二氧化碳HG/T2537的规定。5.1.3配套材料: 引弧、引出板、定位板等。5.1.4主要机具：组装胎架(H型钢垫层)、定位焊用二氧化碳气体保护焊焊机、半自动埋弧焊机、角磨机、烤枪、割炬（含气割小车）、碳刨钳、气泵、热处理设备、无损检测设备、吊装设备及配套用具等。5.1.5主要量具：钢盘尺、水平仪、塞尺、直角尺、焊缝量规等。5.2 零件下料5.2.1 施工前期准备工作。5.2.1.1 下料工具选择准备。对H型钢的翼板、腹板采用直条切割机两面同时垂直下料，对超厚板材件（160、130）采用多台小车两侧同时垂直下料，对不规则件（异形板）采用数控切割机进行下料。4.2.1.2 在割嘴型号选择上，在切割50mm厚度以内材料一般选择1-4#割嘴，50-100mm则建议选择4-5#割嘴，超过100mm厚度材料则为6-7#割嘴。其原因在于：不同厚度的板材宜采用不同的切割速度、切割气体压力和不同的割嘴型号。具体割嘴选型按下表参考选择。表一 机用割嘴选型匹配表割嘴型号0#1#2#3#4#5#6#7#8#氧孔直径0.6mm0.8mm1mm1.2mm1.3mm1.4mm1.6mm1.7mm2.0mm钢板切割厚度7-1010-3030-5050-7070-9090-110110-140140-160160-200氧气工作压（MPa）0.50.50.50.60.60.70.70.70.8丙烷气压（MPa）0.040.040.050.050.050.050.060.070.075.2.1.3 下料前，尤其是按排版图采购的材料，应对其规格、表面质量进行复查合格后方可施工作业。（关键）5.2.1.4 预热和热处理工艺要求 在板梁生产过程中，具体预热和热处理要求见表二、表三、表四。表三 钢材热切割下料和制备坡口时的预热要求序号钢材牌号厚度范围/mm预热范围/预热范围/mm1Q345A、B、C、D、E100100切割处两侧不小于钢板厚度的范围备注：表四 金属结构件焊接最低预热温度及层间温度序号材料编号厚度范围/mm最低预热范围/层间温度/1Q345A、B、C、D、E32100100350100150150350备注：表五 金属结构件焊后热处理要求序号材料编号接头厚度范围/mm最低热处理温度/保温时间1Q235A、B、C38600见热处理工艺2Q345A、B、C、D、E备注：1、对于全焊透的对接焊缝，接头厚度指最薄的钢板厚度。 2、对于局部焊透的对接焊缝，接头厚度指有效焊缝厚度。 3、对于T型角焊缝或T型对接接头，接头厚度指有效焊喉厚度。5.2.2下料质量要求5.2.2.1零件下料采用数控火焰切割机及数控直条切割机进行切割加工，切割质量应符合下表要求：项 目允许偏差备 注零件宽度，长度2.0mm长度最后定尺要求切割面平面度0.05T，且不大于1.5T为板厚割纹深度0.2mm局部缺口深度1.0mm与板面垂直度不大于0.025T条料侧弯不大于3mm注：翼板厚度为70mm、130mm、160mm的板梁，下料时长度方向统一加长3mm。5.2.2.2 超长板梁翼缘板下料，直接按排版图通长下直条料，再转入接料工序。（厚板一般都超重，因此超厚的翼缘板需先下直条，再表面预处理、除锈，最后再接料）5.2.2.3 超长板梁腹板先接料然后再下料，下料时采用“六点法”按起上拱20mm抬弦（即按L/2000比例起拱抬弦）；特别注意，叠层腹板抬弦时，叠层上梁上端起拱，叠层下梁下端端起拱；另外注意，腹板要求开坡口。（可以采用半自动小车开坡口，坡口大小按设计值要求执行）。5.2.2.4 下料后标识。在本项目中，有相当一部分零件尺寸非常接近，因此下料后，严格按照排版图上的编号进行标识并归类存放。5.3 接料 板梁接料属于非常关键的一道工序，也是把握板梁整体质量之根本。本项目超长板梁的翼缘板、腹板都是厚板甚至特厚钢板，另外，接料需要进行焊前预热，焊后热处理，焊后无损检测（UT+MT），从而增加了接料环节的难度。接料时严格按相应工艺文件要求预热、开坡口、打磨、施焊。 特别强调，特厚板开坡口接料时，要求开U型坡口。开U型坡口方法：先开双面不对称V型坡口，然后用气刨方式刨掉V型坡口根部，确保U型坡口根部尺寸不小于30mm。 接料时，除开严格按工艺文件接料焊接，还可以根据坡口大小和焊接顺序适当采取反变形控制焊接变形，反变形角度03为宜。 接料时，应重点保证料长方向直线度（侧弯度）和焊接质量。5.3.1 超长板梁翼缘板接料。翼缘板接料的难点在于板材厚度太厚，焊接量大，焊接质量难以保证。超长板梁翼缘板厚度有26、70、130、160几种规格。5.3.2 超长板梁腹板接料。超长板梁翼缘板厚度为40，腹板接料的难点除开板厚之外，板料宽度比较大（B=3500mm左右）。5.4 大板梁组立、埋弧焊、小件装焊、钻孔工艺5.4.1 施工前准备。5.4.1.1 工具准备。组立环节主要用具有气体保护焊焊机、千斤顶、角磨机、烤枪、卷尺、直角尺、塞尺、销钉、吊装设备及配套用具等。5.4.1.2 材料准备。组立需要准备的材料有主体材料、筋板、连接板、引弧板、定位板等。5.4.2 大板梁组立、埋弧焊、小件装焊、钻孔操作工艺根据叠层大板梁特点综合分析，从H型组立完到最后小件装焊完成，其过程包含组立、埋弧焊、矫正、装焊小件、钻孔和预拼装工序，这整个过程的难点在叠合翼缘板（26）的钻孔问题和焊后变形问题。为了尽可能地减小板梁钻孔误差和焊后变形问题，各工序之间需要穿插作业，根据这一特点，总结出叠层大板梁从H型组立完到最后小件装焊完成有以下三种方案可行。方案一：先将叠层上梁叠合翼缘板（26)上的孔钻完，再进行后续的装焊工作。具体过程如下所示。这一步：也是该方案的关键点，先将叠层板梁上层梁的叠合翼缘板（26）上的孔钻完；第二步：将上下叠层板梁腹板分别与叠合翼缘板（26）组立成两个T型。第三步：用半自动埋弧焊将T型焊接完成，焊接前需先用火焰加热方式对T型翼板板中心位置90mm宽的范围加热（反变形）。第四步：分别将两个T型组成H型，然后埋弧焊焊接至完成。第五步：装配小件。这一步非常重要，需要先将H型板梁的腹板与翼缘板矫正到垂直程度，然后才能装配筋板、连接板等小件；特别强调，要求筋板或连接板必须与叠合翼缘板顶紧装配，且焊接时，只焊接筋板、连接板与腹板的焊道，筋板、连接板与叠合翼缘板顶紧的焊道不焊。第六步：将叠层上下梁装配到一起，配钻下梁叠合翼缘板上的孔。方案一的特点：优点：1.叠层板梁上下叠层螺栓连接孔准确度高；2.整个过程生产过程都只执行单层梁吊装，重量有限，吊装比较安全。缺点：1.焊接变形控制不太理想，需要焊后矫正；2.下叠层板梁的叠合翼缘板上的孔需要将H型站立起来才能钻孔，这给钻孔工作增加很大难度。方案二：先将叠层上、下梁的叠合翼缘板（26)点焊在一起配钻孔，然后再进行后续的装焊工作，一直到最后预拼装完毕之前，两块叠合翼缘板始终不能拆开。具体过程如下所示。这一步：将叠层上、下梁的叠合翼缘板（26)点焊在一起配钻孔；第二步：将上下叠层梁腹板分别与已经钻完孔的叠合翼缘板（26）组立成两个T型，且两个T型是背靠背点焊在一起呈“十”字形。（为了防止点焊强度不够，需要用一部分螺栓拧紧或者销栓将上下叠合翼缘板接上）第三步：用半自动埋弧焊机将呈“十”字形的两个T型结构，共4条焊道焊接完成。第四步：组立叠层板梁的两块厚翼缘板。第五步：用半自动埋弧焊机焊接叠层板梁的4条主焊道。第六步：装配小件。这一步非常重要，需要先将H型板梁的腹板与翼缘板矫正到垂直程度，然后才能装配筋板、连接板等小件；特别强调，要求筋板或连接板必须与叠合翼缘板顶紧装配，且焊接时，只焊接筋板、连接板与腹板的焊道，筋板、连接板与叠合翼缘板顶紧的焊道不焊。方案二的特点：优点：1.能很好地控制叠层大板梁的叠合翼缘板焊接变形；2.钻孔方便快捷，能很好地控制叠层板梁上下叠层螺栓连接孔的准确度。缺点：1.叠层板梁中间与叠合翼缘板相连的4条主焊道在执行埋弧焊时，需要高空作业；2.由于叠层板梁整体制作，总重量高达182t，基本达到本公司起吊能力上限。方案三：先将叠层上、下梁独立制作完成，然后在进行预拼装。具体过程如下所示。这一步：分别将叠层上、下梁组立成H型；第二步：用半自动埋弧焊将H型焊接完成，焊接前需先用火焰加热方式对叠层板梁的叠合翼缘板中心位置90mm宽的范围加热（反变形）。第三步：装焊小件。同样，需先将H型板梁的腹板与翼缘板矫正至垂直程度，然后才能装配筋板、连接板等小件；特别强调，要求筋板或连接板必须与叠合翼缘板顶紧装配，且焊接时，只焊接筋板、连接板与腹板的焊道，筋板、连接板与叠合翼缘板顶紧的焊道不焊。第四步：焊接完成后，先二次矫正，再划线钻孔。钻孔时，将上下叠梁站立起来钻孔（H3600/H1800）。第五步：将叠层上、下梁用螺栓拧上进行预拼装。方案一的特点：优点：1.叠层板梁上下叠层螺栓连接孔准确度比较高；2.整个过程生产过程都只执行单层梁吊装，重量有限，吊装比较安全。缺点：1.焊接变形控制不太理想，需要焊后矫正；2.叠层上、下梁的叠合翼缘板上的孔都需要将H型站立起来才能钻孔，这给钻孔工序增加很大难度。工艺过程强调说明： 以上三种方案，在组立H/T型结构前，都需要事先用H型钢做一个简易平台，高度最好在500mm左右（便于组立时使用千斤顶）； H/T型组立采用立式组立方法进行，组立过程中用直角三角板控制腹板与翼板的垂直度（经过反变形的叠合翼缘板，组立时可能很难保证翼、腹板之间的垂直度，但必须保证腹板两侧角度一样）；每组立完一块翼缘板之后，需用气保焊打底焊至坡口大小的2/3左右，满坡口缝。 板梁埋弧焊焊接：埋弧焊工序使用焊接工装架焊接，将板梁与地面呈45角摆放在焊接工装架，先用二氧化碳气体保护焊打底焊至坡口大小的2/3左右（这道工序在组立过程中进行），整体组立完之后再用埋弧焊盖面焊接至设计值。 矫正：焊接完的H型，在装配小件之前必须先对H型矫正修型。 钻孔：小件手工划线钻孔时，务必事先找好基准划线边；板梁翼缘板钻孔根据以上方案的不同，有不同的钻孔方式；板梁腹板钻孔最好与铆焊工序穿插进行，避免单独工序吊装、翻身麻烦。5.6 涂装5.6.1涂装前需对板梁基面进行处理，基面处理通常包括清理焊接飞溅、焊缝药皮、油污、灰渣等，另外要求对焊瘤、切割边缘毛刺、切割边倒圆角(R2)等进行打磨处理。5.6.2 涂装严格按工艺文件和哈锅标准化通知执行。油漆完成的板梁表面不得有皱纹、垂流、渗色、粉化、回粘、龟裂、针孔、气泡、剥离、附着物等外观不良现象。 5.7 标识、装运发货涂装完之后，对板梁进行喷号标识时，在板梁两侧用字高为80mm的大漏字模进行喷号标识，要求标识之后字迹清晰、醒目。大板梁吊装专项方案 (仅适用于大同板梁项目) 营口隆仁重工有限公司2015年10月10日6目 录1. 适用范围2. 编制依据3. 大板梁基本特征4. 吊装内容5. 公司现有吊装能力6. 吊装工艺吊车位置布置7. 多台吊车共同协作起吊方案 7.1 两台吊车同时作业吊装工艺 7.2 三台吊车同时作业吊装工艺8. 吊装程序及工艺9. 安全技术措施 大板梁吊装专项方案1. 适用范围 大同项目大板梁属于重钢结构件，板梁构件有超长、超宽、超重的特点。为了保板梁制作过程顺利进行，特别制定板梁（含叠层板梁）制作吊装方案，本方案仅适用于大同板梁项目。2. 编制依据设计图纸；锅炉钢结构技术条件；吊车性能一览表；GB8918-2006 重要用途钢丝绳；GB 12602-2009 起重机械超载保护装置。3. 大板梁基本特征 大板梁基本特征数据见附表一。4. 吊装内容接板翻身吊装；组立T型吊装；组立H型吊装；埋弧焊焊接H型板梁整体起升、翻身吊装；装配小件板梁整体翻身吊装；气保焊焊接小件板梁整体翻身吊装；涂装过程板梁整体翻身吊装；装车发运时，对板梁整体进行起升、平移吊装。5. 公司现有吊装能力 公司现有一台125T双梁桥式起重机（副钩32T）、两台50T双梁桥式起重机（副钩20T），并且3台重型吊车分布在车间在同一跨内，能同时作业在同一板梁上。 吊车外形特点分析：125T双梁桥式起重机（副钩32T），跨度30m，双梁的轴距为8.6m，起吊上最大距离为17.5m；50T双梁桥式起重机（副钩20T），跨度30m，双梁的轴距为7.65m，吊车空程起升最大距离为17.5m。根据公司现有吊车能力，按理论计算，三台吊车同时作业时，最大起重量达到225吨。6. 吊装工艺吊车位置布置 吊车布置原则，首先保证125T吊车与厂房钢柱同轴，另外两台吊车尽量靠近钢柱的轴线，具体吊车布置见下图所示。7. 多台吊车共同协作起吊方案根据大同项目板梁的特点分析，单层板梁最大重量约122t，单层板梁最大高度3.6m，板梁总长最长38m；叠层上、下板梁整体起吊最大重量高达182.5t，板梁最大高度5.4m，叠层板梁总长最长38m。根据大同项目板梁特征分析可知，使用两台吊车同时作业，能满足所有单层板梁制作全过程；总重量为182.5t的叠层板梁，整体制作时，必须使用三台吊车同时作业。7.1 两台吊车同时作业吊装工艺 1、起重量计算根据国家标准对起重设备的起重量要求计算，1台125T和1台50T的整合起重量上限为218.75T（125*1.25+50*1.25）。 2、板梁吊点计算根据板梁的特点分析，一般情况下，板梁沿长度方向左右对称，因此板梁重心在长度方向的几何中心线上；由于吊车大小不一样，因此要求两台吊车吊点不能以中心对称分布，具体重心位置及吊点位置见以下吊装示意图。 3、载荷分布计算F=(Q+q)K1K2=(150+1.5)1.11.1=183.3TF1+F2=F, F1*2X=F2*5X, 得出F1=130.9T,F2=52.4T125T吊车起吊量上限：125*1.25=156.25T F1 F250T吊车起吊量上限：50*1.25=62.5T 2X 5X 因此，以上吊装位置满足使用要求。 其中，P:吊装载荷F Q:吊装钢结构重量为150T； q:吊索和钩头重量为1.5T； K1: 动载系数,一般取1.1； K2: 不平衡系数,一般取1.1。 4、钢丝绳计算 根据经验值计算公式：钢丝绳许用拉力f=50*D2/1000k，其中，D为钢丝绳直径，k为安全系数（一般取48）。 F1=131T，用两根钢丝绳吊装，每根钢丝绳受力66T，计算出D=70mm；F2=52.4T，用两根钢丝绳吊装，每根钢丝绳受力26.2T，计算出D=45mm。 5、吊环计算吊环直接与单股钢丝绳许用拉力匹配设置。7.2 三台吊车同时作业吊装工艺 1）起重量计算 根据国家标准对起重设备的起重量要求计算，1台125T和2台50T的整合起重量上限为281.25T（125*1.25+50*1.25+50*1.25）。 2）板梁重心计算根据板梁的特点分析，一般情况下沿长度方向左右对称，因此板梁重心在长度方向的几何中心线上，重心位置及吊点位置见以下吊装示意图。 3）载荷分布计算F=(Q+q)K1K2=(180+2)1.11.1=220.22T F=F1+F2+F3，F1=F2+F3 ， F1 F2 F3得出F1=110.1T,F2=F3=55.1T 125T吊车起吊量上限：125*1.25=156.25T 50T吊车起吊量上限：50*1.25=62.5T 因此，以上吊装位置满足使用要求。 其中，P:吊装载荷 Q:吊装钢结构重量为180T； F q:吊索和钩头重量为2T； K1: 动载系数,一般取1.1； K2: 不平衡系数,一般取1.1。 4）钢丝绳计算 根据许用拉力计算公式：钢丝绳许用拉力f=50*D2/1000k，其中，D为钢丝绳直径，k为安全系数（一般取48）。 F1=110T，用两根钢丝绳吊装，每根钢丝绳受力55T，计算出D=66mm；F2=55.1T，用两根钢丝绳吊装，每根钢丝绳受力27.55T，计算出D=46mm。 5）吊环计算吊环直接与单股钢丝绳许用拉力匹配设置 6）计算起升高度hh=H-(H1+H2)=17.5-(5.7*cos30+5.7)=6.9m；其中，H：吊车总高； H1：两根钢丝绳带角度（小于等于60）吊装时的垂直距离； H2：板梁的最大宽度8. 吊装程序及工艺1吊装基本程序1）吊装前准备工作 A、机具及材料准备： a、吊车125T(1台)、50T（2台）、5T(4台) 共7台 b、吊钩2T、5T、7T、10T吊钩 各2副 c、钢丝绳666M（2根）、555M（4根） 2对 d、二氧化碳气体保护焊焊机（1.6焊丝） 2台 e、半自动埋弧焊机 2台 f、超声波无损检测设备 1套 g、热处理设备 1套 h、气 泵(气刨、12碳棒) 1套 i、U型吊环35吨（4个）、55吨（2个） 4个 j、50T的机械千斤顶（H=450mm） 4个 K、吊耳（T=4050mm） 20块 l、上高钻孔或登高挂钩、卸钩安