專利名稱:核電站常規(guī)島主廠房的防甩擊鋼結(jié)構(gòu)的制作工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于核電站常規(guī)島主廠房的防甩擊鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種核電站 常規(guī)島主廠房的防甩擊鋼結(jié)構(gòu)的制作工藝方法。
背景技術(shù):
在核電廠鋼結(jié)構(gòu)工程中,起著至關(guān)重要的安全作用的結(jié)構(gòu)就是廠房防甩擊鋼結(jié) 構(gòu),該結(jié)構(gòu)處在核反應(yīng)堆和發(fā)電廠之間,主要作用就是防止當(dāng)能量輸送管道突然爆裂時,輸 送管道在巨大的能量的驅(qū)動下甩動,進(jìn)而破壞核反應(yīng)堆結(jié)構(gòu),防甩擊鋼結(jié)構(gòu)就是能有效的 在核反應(yīng)堆外側(cè)形成一道強(qiáng)大的隔離保護(hù)層,避免危害的發(fā)生。遼寧紅沿河核電站一期常 規(guī)島主廠房的防甩擊鋼結(jié)構(gòu)由3組防甩大梁及雙層平臺框架組成,為箱形結(jié)構(gòu),箱形梁的 角焊縫焊接通常采用船形位置焊接,主要是船形位置焊接工藝成熟,焊縫成形美觀。但船形 焊接工藝方案,四條焊縫分四次焊接完成,容易產(chǎn)生扭曲變形。一旦產(chǎn)生扭曲變形,現(xiàn)有設(shè) 備難以矯正,需用火焰經(jīng)多次矯正,矯正成本很高,甚至于矯正不過來造成產(chǎn)品報廢。另外 防甩擊鋼結(jié)構(gòu)連接關(guān)系復(fù)雜,連接節(jié)點多,采用高強(qiáng)螺栓聯(lián)接,且聯(lián)接孔非常多,以往的制 作方法給現(xiàn)場的安裝造成很大的難度,經(jīng)常出現(xiàn)孔聯(lián)接不上,穿孔率無法保證。為此,對以 上難題我們探索新的思路,創(chuàng)新焊接工藝。加強(qiáng)過程控制,從而徹底解決了這些難題。廠房防甩擊鋼結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件為焊接箱型梁、焊接H型柱、梁,所采用的鋼板厚、 焊縫集中、焊接工作量大,且截面尺寸大,牛腿等主要焊縫為全熔透焊縫,焊接變形的控制 尤為重要。通過在箱型梁內(nèi)設(shè)隔板避免箱型結(jié)構(gòu)的扭曲變形,焊接時采用對稱焊、跳焊法等 方法控制變形。所有梁柱構(gòu)件之間的現(xiàn)場連接均采用高強(qiáng)度螺栓連接,鉆孔數(shù)量大,保證現(xiàn)場安 裝的穿孔率又是本工程的難點之一。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述工藝存在的不足,提供一種核電站常規(guī)島主廠房的防甩 擊鋼結(jié)構(gòu)的制作工藝方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案件來實現(xiàn)的。本發(fā)明的核電站常規(guī)島主廠房的防甩擊鋼結(jié)構(gòu)的制作工藝方法,包括放樣過程、 號料與劃線過程、切割加工過程、坡口加工過程、制孔過程、矯正過程、打磨過程、材料的拼 接過程、鋼構(gòu)件的預(yù)拼裝過程、組裝過程、摩擦面處理過程、鋼結(jié)構(gòu)焊接過程、鋼構(gòu)件出廠前 的摩擦面抗滑移試驗,廠內(nèi)噴砂除銹涂刷底漆,所述的鋼結(jié)構(gòu)制作分為焊接H型鋼柱的制 作加工,鋼梁的制作,支撐件的裝配、焊接和組合鋼梁的制作,大梁箱體及下面斜支撐裝配、 焊接,裝焊防甩鍵,其特征在于在型鋼加工流水線上進(jìn)行型鋼的切割、鉆孔,在數(shù)控平面鉆床進(jìn)行連接板的加工, 對連接板一次定位完成鉆孔,組合梁的制作是以小單元制作完成,進(jìn)行組裝后整體運輸,嚴(yán) 格控制工序的操作參數(shù)和尺寸精度,
1)所述的放樣過程為所有構(gòu)件進(jìn)行計算機(jī)放樣,核定所有構(gòu)件的幾何尺寸,制 作樣板,2)所述的號料與劃線過程中的精度要求為(1)劃線公差要求基準(zhǔn)線,孔距位置允許偏差彡0. 5mm,零件外形尺寸允許偏差 (0. 5m,(2)劃線后標(biāo)明基準(zhǔn)線、中心線和檢驗控制點,沖樣標(biāo)記的深度不大于0. 5mm,3)所述的切割加工過程為(1)切割前清理母材表面,(2)進(jìn)行鋼板的數(shù)控自動切割、門切切割或手工切割下料,(3)切割面無裂紋、夾渣、分層和大于1mm的缺棱,(4)所有梁端因連接所需切口及其它凹角處均有內(nèi)圓角,4)所述的坡口加工過程為(1)加工工具選用半自動割刀或刨邊機(jī),(2)坡口加工的精度坡口角度允許偏差A(yù)a = 士5°,坡口鈍度允許偏差A(yù)a = 士5°,5)所述的制孔過程為螺栓孔群采用數(shù)控鉆床鉆模板后套鉆孔,地腳螺栓孔的鉆 孔采用劃線鉆孔的方法,孔中心和周邊打出五梅花沖印,以利鉆孔和檢驗,6)所述的矯正、打磨過程為(1)在常溫下采用七輥矯平機(jī)矯正鋼板,采用火工校正矯正板制H型鋼的焊后角 變形,(2)熱矯正時,溫度不得大于900°C,(3)構(gòu)件的所有自由邊角均有倒角,7)所有材料的拼接均采用等強(qiáng)連接,拼接點選在受力較小部位,上下翼板與腹板 三者的對接焊縫設(shè)置在不同截面上,互相錯開200mm以上,8)所述的組裝過程為(1)在組裝前將組裝焊接處的連接接觸面及沿邊緣30 50mm范圍內(nèi)保持清潔,(2)構(gòu)件的隱蔽部位先行焊接,經(jīng)檢查合格后組裝,(3)在水平工作平臺及裝配胎架上進(jìn)行構(gòu)件組裝定型,(4)組裝焊接構(gòu)件時,依據(jù)焊縫收縮變形情況,預(yù)放構(gòu)件的幾何尺寸收縮余量,(5)使用活絡(luò)夾具及活絡(luò)緊固器具連接及緊固組裝構(gòu)件,9)所述的摩擦面處理過程為高強(qiáng)度螺栓連接的表面采用噴砂處理,處理后基材 表面粗糙度達(dá)到50 70 ii m,10)抗滑移系數(shù)P = 0. 5。所述的大梁箱體及下面斜支撐裝配、焊接過程為1)以上面板為基準(zhǔn),在其上裝焊防甩鍵的補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件,2)以后側(cè)腹板為基準(zhǔn),裝焊中間腹板、隔板和下部加強(qiáng)板,然后在后側(cè)腹板上裝配 上面板及前側(cè)腹板,最后裝配下面板,完成箱體成型,3)將拼裝成型的箱體吊往自動焊機(jī),先同時進(jìn)行上面兩條縱縫焊接,再翻身同時 進(jìn)行另兩條縱縫焊接,采用對稱焊接以減少扭曲變形,焊接矯正后待裝,
4)將拼裝件吊往船型胎架上,采用埋弧自動焊進(jìn)行焊接,5)對焊接完成后的H型鋼進(jìn)行矯正和檢查。所述的鋼結(jié)構(gòu)焊接過程包括焊接過程控制、鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中的焊縫清理及處 理、工藝選用、變形控制、焊后消氫處理、焊縫處理,1)所述的焊接過程控制為采用手工焊、半自動焊接和自動焊接,采用定位焊,對 收縮量大的部位先焊,使焊縫變形及收縮量減少,控制焊接過程的相關(guān)參數(shù)(1)層間溫度不大于230°C,(2)接頭預(yù)熱溫度的選擇以較厚板為基準(zhǔn),保證厚板側(cè)的預(yù)熱溫度,嚴(yán)格控制薄板 側(cè)的層間溫度,(3)預(yù)熱時焊接部位的表面用火焰或電均勻加熱,加熱區(qū)域為被焊接頭中較厚板 的兩倍板厚范圍,但不得小于100mm范圍,(4)采用測溫表或測溫筆進(jìn)行預(yù)熱溫度和層間溫度的測量,對接接頭和T接頭的兩端裝焊引弧板和熄弧板,引弧板和熄弧板的材料及 接頭與母材相同,引弧板和熄弧板的尺寸為手工焊、半自動,50X30X6mm,自動焊, 100 X 50 X 8mm,焊后用氣割割除,磨平割口,2)所述的鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中的焊縫清理及處理包括(1)多層和多道焊時,在焊接過程中嚴(yán)格清除焊道或焊層間的焊渣、夾渣、氧化物,(2)從接頭的兩側(cè)進(jìn)行焊接完全焊透的對接焊縫時,在反面開始焊接之前,清理根 部至正面完整焊縫金屬,清理部分的深度不得大于該部分的寬度,(3)每一焊道熔敷金屬的深度或熔敷的最大寬度不超過焊道表面的寬度,(4)同一焊縫進(jìn)行連續(xù)施焊,一次完成,(5)加筋板、連接板的端部焊接采用不間斷圍角焊,引弧和熄弧點位置距端部大于 100mm,填滿弧坑,3)所述的鋼結(jié)構(gòu)焊接過程的工藝選用(1)不同板厚的接頭焊接時,按較厚板的要求選擇焊接工藝,(2)不同材質(zhì)間的板接頭焊接時,按強(qiáng)度較高材料選用焊接工藝要求,焊材按強(qiáng)度 較低材料選配,(3)對于30mm以上厚板的焊接,為防止在厚板方向出現(xiàn)層狀撕裂,焊接前對母材 焊道中心線兩側(cè)各二倍板厚加30mm的區(qū)域進(jìn)行超聲波探傷檢查,母材中不得有裂紋、夾層 及分層缺陷,4)所述的鋼結(jié)構(gòu)焊接過程的變形控制(1)下料、裝配時,根據(jù)制造工藝要求,預(yù)留焊接收縮余量,預(yù)置焊接反變形,(2)裝配前矯正每一構(gòu)件的變形,保證裝配符合裝配公差的要求,(3)使用裝配和焊接胎架、工裝夾具、工藝隔板及撐桿,(4)在同一構(gòu)件上焊接時,采用熱量分散、對稱分布的方式施焊,5)所述的鋼結(jié)構(gòu)焊接過程的焊后消氫處理(1)消氫處理的加熱溫度為200 500°C,保溫時間依據(jù)工件板厚按每25mm板厚 不小于0. 5小時確定,總保溫時間不得小于1小時,達(dá)到保溫時間后緩冷至常溫,(2)消氫處理的加熱區(qū)域在焊接坡口兩側(cè),寬度各為焊件施焊處厚度的1. 5倍以上,且不小于100mm,在焊件反面測量加熱溫度,測量點離電弧經(jīng)過前的焊接點各方向不小 于75mm處。所述的鋼結(jié)構(gòu)涂裝的涂裝方法為(1)廠內(nèi)涂裝環(huán)氧富鋅底漆,涂層厚度為SOym,(2)對拼裝焊接的部位,必須清除焊渣,進(jìn)行表面處理后,用同種涂料補(bǔ)涂,(3)鋼構(gòu)件整體噴砂除銹,噴涂底漆,對于無法做到全封閉結(jié)構(gòu)的,在端板裝配前, 先進(jìn)行內(nèi)部除銹涂刷底漆,所述的鋼結(jié)構(gòu)涂裝的施工技術(shù)要求1)表面處理(1)在鋼結(jié)構(gòu)制造過程中,清除毛刺、焊渣、飛濺物,清除鋼材表面的油污,(2)鋼結(jié)構(gòu)表面除銹處理采用噴砂的方法,處理后基材表面粗糙度達(dá)到Sa2. 5級,2)涂裝(1)對現(xiàn)場焊接100mm焊縫區(qū)域和高強(qiáng)度螺栓孔周邊50mm范圍內(nèi)不涂裝,(2)鋼構(gòu)件除銹后,涂環(huán)氧富鋅漆80 u m,高強(qiáng)度螺栓摩擦面區(qū)域、埋入砼中的部
分及其接觸部份不涂裝,只除去浮銹,
3)涂裝的檢測
(1)涂裝作業(yè)應(yīng)遵循在相對濕度<85%范圍內(nèi)進(jìn)行施工,
(2)漆膜檢測點,平整表面每10m2隨機(jī)測一點,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的表面每5m2隨機(jī)測一點。 所述的焊接H型鋼柱的制作加工為
1)翼板、腹板下料時長度方向加放焊接收縮余量,
2)翼板與腹板焊接處焊縫30mm范圍內(nèi)用砂輪打磨去氧化皮,去除油污和水,
3)在胎架上或BH拼裝機(jī)上進(jìn)行翼腹板BH拼裝,拼裝時注意不得在焊縫區(qū)域外引
所述的定位焊焊縫的焊接不得在焊縫的起始、結(jié)束和拐角處施焊,填滿弧坑,不得
弧。
在焊接區(qū)以外的母材上引弧和熄弧。 4mm。
所述的鋼結(jié)構(gòu)焊接過程的定位焊長度為
定位焊長度,mm
手工焊 自動焊焊縫間隙
40-50 50-60300-400
50-60 50-60300-400
50-60 60-70300-400
母材厚度t,mm t≤20 20 < t ≤40 t > 40
定位焊的焊腳尺寸小于或等于焊縫設(shè)計尺寸的2/3,且小于或等于8mm,但不小于
所述的焊縫質(zhì)量等級要求為
1)對接焊縫、連接節(jié)點要求焊透的焊縫,橫向受拉全熔透焊縫按一級焊縫超聲波 探傷檢查及外觀檢查,其余全熔透焊縫按二級焊縫進(jìn)行檢查和超聲波探傷,2)焊接H型鋼腹板小于20mm的,采用貼角焊縫,外觀要求為二級,3) 一般角焊縫、貼角焊縫,按三級焊縫檢查,4)焊縫外觀質(zhì)量要求
對接焊焊縫加強(qiáng)高C 當(dāng)焊縫寬度b < 20mm時,一級0. 5彡C彡2. 0,二級0. 5彡C彡2. 5,三級 0. 5 彡 C 彡 3. 2,當(dāng)焊縫寬度b彡20mm時,一級0. 5彡C彡3. 0,二級0. 5彡C彡3. 5,三級 0彡C彡3. 5,貼角焊縫焊腳尺寸hf+Ah 當(dāng) hf■彡 6 時,0 彡 Ah 彡 1. 5,0 彡 C 彡 1. 5,當(dāng) hf > 6 時,0 彡 Ah 彡 3. 0,0 彡 C 彡 3. 0,T接坡口焊縫加強(qiáng)高AS:AS = 1/4,但氺10.0,焊縫咬邊e —級焊縫不允許咬邊,二級焊縫e > 0. 5,深度的咬邊累積總長度不得超過焊縫長度的10%,三級焊縫e > 0. 5,深度的咬邊累積總長度不得超過焊縫長度的20%,表面裂縫一級焊縫不允許表面裂縫,表面氣孔及密集氣孔一級焊縫、二級焊縫,不允許,三級焊縫,直徑彡1mm的氣孔在100mm范圍內(nèi)不超過5個,焊縫錯邊d —級焊縫、二級焊縫,d < 0. It,但氺2. 0mm,三級焊縫,d< 0. 15t,但氺 3. 0mm,焊縫過溢e 所有焊縫,e >90°,表面焊接飛濺所有焊縫,不允許,電弧擦傷、焊瘤、表面夾渣所有焊縫不允許。所述的制孔過程的鉆孔的孔位允許偏差為中心孔偏移允許偏差A(yù)L-1彡AL彡+lmm,孔間距偏移允許偏差A(yù)P-1彡AP彡+lmm(同組內(nèi)孔),孔的錯位e彡1mm,孔邊緣距A彡3mm。本發(fā)明的箱形梁焊接變形的控制的特點箱形梁焊接采用箱型梁自動生產(chǎn)線焊接,先進(jìn)行上面兩條縱縫焊接,再翻身進(jìn)行 另兩條縱縫焊接。采用對稱焊接,減少扭曲變形。由于兩條主焊縫按同一規(guī)范一次焊接完 成,產(chǎn)生的焊接變形可以互相抵消,可以一定程度消除焊接變形的產(chǎn)生。選擇合適的焊接順 序使得構(gòu)件的變形和殘留應(yīng)力等被控制在最小的狀態(tài)。本發(fā)明的箱形梁制孔的特點提高 鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量關(guān)鍵是提高構(gòu)件的穿孔率,提高穿孔率的關(guān)鍵是提高鉆孔精度,提高鉆孔精 度就要用數(shù)控加工代替落后的鉆模鉆孔。節(jié)點板鉆孔加工以前利用普通鉆床和鉆模配合完 成,現(xiàn)在節(jié)點板鉆孔利用數(shù)控平面鉆床完成。數(shù)控鉆床制孔的主要優(yōu)點及保證加工精度措 施1)不需制作大量的鉆模板,節(jié)約材料和減少工作量,縮短前期準(zhǔn)備時間。2)沒有劃線工 序,沒有置放夾緊鉆模板工作,直接在電腦里編程。避免了劃線誤差及裝夾誤差。3)液壓自 動裝夾,鉆四面孔群時不需構(gòu)件翻身。用鉆模鉆孔鉆一面翻一次身,放一次鉆模,重新找基 準(zhǔn)裝夾。4)只有一個基準(zhǔn),沒有重新找基準(zhǔn)帶來的誤差。5)鉆孔精度高,鉆孔速度快。用鉆 模鉆孔在搖臂鉆床操作,不能保證鉆孔精度,且效率低下。創(chuàng)新焊接工藝。加強(qiáng)過程控制,鋼 構(gòu)件的預(yù)拼裝,通過對構(gòu)件的預(yù)拼裝,保證了螺栓穿孔率,保證了構(gòu)件組裝后的外形尺寸,從而徹底解決了這些難題,保證了現(xiàn)場安裝的順利進(jìn)行,把住了優(yōu)質(zhì)工程的最后一關(guān)。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實施方式
。本發(fā)明的核電站常規(guī)島主廠房的防甩擊鋼結(jié)構(gòu)的制作工藝方法,包括放樣過程、 號料與劃線過程、切割加工過程、坡口加工過程、制孔過程、矯正過程、打磨過程、材料的拼 接過程、鋼構(gòu)件的預(yù)拼裝過程、組裝過程、摩擦面處理過程、鋼結(jié)構(gòu)焊接過程、鋼構(gòu)件出廠前 的摩擦面抗滑移試驗,廠內(nèi)噴砂除銹涂刷底漆,所述的鋼結(jié)構(gòu)制作分為焊接H型鋼柱的制 作加工,鋼梁的制作,支撐件的裝配、焊接和組合鋼梁的制作,大梁箱體及下面斜支撐裝配、 焊接,裝焊防甩鍵,其特征在于在型鋼加工流水線上進(jìn)行型鋼的切割、鉆孔,在數(shù)控平面鉆床進(jìn)行連接板的加工, 對連接板一次定位完成鉆孔,組合梁的制作是以小單元制作完成,進(jìn)行組裝后整體運輸,嚴(yán) 格控制工序的操作參數(shù)和尺寸精度,1)所述的放樣過程為所有構(gòu)件進(jìn)行計算機(jī)放樣,核定所有構(gòu)件的幾何尺寸,制 作樣板,2)所述的號料與劃線過程中的精度要求為(1)劃線公差要求基準(zhǔn)線,孔距位置允許偏差彡0. 5mm,零件外形尺寸允許偏差 (0. 5m,(2)劃線后標(biāo)明基準(zhǔn)線、中心線和檢驗控制點,沖樣標(biāo)記的深度不大于0. 5mm,3)所述的切割加工過程為(1)切割前清理母材表面,(2)進(jìn)行鋼板的數(shù)控自動切割、門切切割或手工切割下料,(3)切割面無裂紋、夾渣、分層和大于1mm的缺棱,(4)所有梁端因連接所需切口及其它凹角處均有內(nèi)圓角,4)所述的坡口加工過程為(1)加工工具選用半自動割刀或刨邊機(jī),(2)坡口加工的精度坡口角度允許偏差A(yù)a = 士5°,坡口鈍度允許偏差A(yù)a = 士5°,5)所述的制孔過程為螺栓孔群采用數(shù)控鉆床鉆模板后套鉆孔,地腳螺栓孔的鉆 孔采用劃線鉆孔的方法,孔中心和周邊打出五梅花沖印,以利鉆孔和檢驗,6)所述的矯正、打磨過程為(1)在常溫下采用七輥矯平機(jī)矯正鋼板,采用火工校正矯正板制H型鋼的焊后角 變形,(2)熱矯正時,溫度不得大于900°C,(3)構(gòu)件的所有自由邊角均有倒角,7)所有材料的拼接均采用等強(qiáng)連接,拼接點選在受力較小部位,上下翼板與腹板 三者的對接焊縫設(shè)置在不同截面上,互相錯開200mm以上,8)所述的組裝過程為(1)在組裝前將組裝焊接處的連接接觸面及沿邊緣30 50mm范圍內(nèi)保持清潔,
(2)構(gòu)件的隱蔽部位先行焊接,經(jīng)檢查合格后組裝,(3)在水平工作平臺及裝配胎架上進(jìn)行構(gòu)件組裝定型,(4)組裝焊接構(gòu)件時,依據(jù)焊縫收縮變形情況,預(yù)放構(gòu)件的幾何尺寸收縮余量,(5)使用活絡(luò)夾具及活絡(luò)緊固器具連接及緊固組裝構(gòu)件,9)所述的摩擦面處理過程為高強(qiáng)度螺栓連接的表面采用噴砂處理,處理后基材 表面粗糙度達(dá)到50 70 ii m,10)抗滑移系數(shù) ii = 0. 5。所述的大梁箱體及下面斜支撐裝配、焊接過程為1)以上面板為基準(zhǔn),在其上裝焊防甩鍵的補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件,2)以后側(cè)腹板為基準(zhǔn),裝焊中間腹板、隔板和下部加強(qiáng)板,然后在后側(cè)腹板上裝配 上面板及前側(cè)腹板,最后裝配下面板,完成箱體成型,3)將拼裝成型的箱體吊往自動焊機(jī),先同時進(jìn)行上面兩條縱縫焊接,再翻身同時 進(jìn)行另兩條縱縫焊接,采用對稱焊接以減少扭曲變形,焊接矯正后待裝,4)將拼裝件吊往船型胎架上,采用埋弧自動焊進(jìn)行焊接,5)對焊接完成后的H型鋼進(jìn)行矯正和檢查。所述的鋼結(jié)構(gòu)焊接過程包括焊接過程控制、鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中的焊縫清理及處 理、工藝選用、變形控制、焊后消氫處理、焊縫處理,1)所述的焊接過程控制為采用手工焊、半自動焊接和自動焊接,采用定位焊,對 收縮量大的部位先焊,使焊縫變形及收縮量減少,控制焊接過程的相關(guān)參數(shù)(1)層間溫度不大于230°C,(2)接頭預(yù)熱溫度的選擇以較厚板為基準(zhǔn),保證厚板側(cè)的預(yù)熱溫度,嚴(yán)格控制薄板 側(cè)的層間溫度,(3)預(yù)熱時焊接部位的表面用火焰或電均勻加熱,加熱區(qū)域為被焊接頭中較厚板 的兩倍板厚范圍,但不得小于100mm范圍,(4)采用測溫表或測溫筆進(jìn)行預(yù)熱溫度和層間溫度的測量,對接接頭和T接頭的兩端裝焊引弧板和熄弧板,引弧板和熄弧板的材料及 接頭與母材相同,引弧板和熄弧板的尺寸為手工焊、半自動,50X30X6mm,自動焊, 100 X 50 X 8mm,焊后用氣割割除,磨平割口,2)所述的鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中的焊縫清理及處理包括(1)多層和多道焊時,在焊接過程中嚴(yán)格清除焊道或焊層間的焊渣、夾渣、氧化物,(2)從接頭的兩側(cè)進(jìn)行焊接完全焊透的對接焊縫時,在反面開始焊接之前,清理根 部至正面完整焊縫金屬,清理部分的深度不得大于該部分的寬度,(3)每一焊道熔敷金屬的深度或熔敷的最大寬度不超過焊道表面的寬度,(4)同一焊縫進(jìn)行連續(xù)施焊,一次完成,(5)加筋板、連接板的端部焊接采用不間斷圍角焊,引弧和熄弧點位置距端部大于 100mm,填滿弧坑,3)所述的鋼結(jié)構(gòu)焊接過程的工藝選用(1)不同板厚的接頭焊接時,按較厚板的要求選擇焊接工藝,(2)不同材質(zhì)間的板接頭焊接時,按強(qiáng)度較高材料選用焊接工藝要求,焊材按強(qiáng)度較低材料選配,(3)對于30mm以上厚板的焊接,為防止在厚板方向出現(xiàn)層狀撕裂,焊接前對母材 焊道中心線兩側(cè)各二倍板厚加30mm的區(qū)域進(jìn)行超聲波探傷檢查,母材中不得有裂紋、夾層 及分層缺陷,4)所述的鋼結(jié)構(gòu)焊接過程的變形控制(1)下料、裝配時,根據(jù)制造工藝要求,預(yù)留焊接收縮余量,預(yù)置焊接反變形,(2)裝配前矯正每一構(gòu)件的變形,保證裝配符合裝配公差的要求,(3)使用裝配和焊接胎架、工裝夾具、工藝隔板及撐桿,(4)在同一構(gòu)件上焊接時,采用熱量分散、對稱分布的方式施焊,5)所述的鋼結(jié)構(gòu)焊接過程的焊后消氫處理(1)消氫處理的加熱溫度為200 500°C,保溫時間依據(jù)工件板厚按每25mm板厚 不小于0. 5小時確定,總保溫時間不得小于1小時,達(dá)到保溫時間后緩冷至常溫,(2)消氫處理的加熱區(qū)域在焊接坡口兩側(cè),寬度各為焊件施焊處厚度的1.5倍以 上,且不小于100mm,在焊件反面測量加熱溫度,測量點離電弧經(jīng)過前的焊接點各方向不小 于75mm處。所述的鋼結(jié)構(gòu)涂裝的涂裝方法為(1)廠內(nèi)涂裝環(huán)氧富鋅底漆,涂層厚度為SOym,(2)對拼裝焊接的部位,必須清除焊渣,進(jìn)行表面處理后,用同種涂料補(bǔ)涂,(3)鋼構(gòu)件整體噴砂除銹,噴涂底漆,對于無法做到全封閉結(jié)構(gòu)的,在端板裝配前, 先進(jìn)行內(nèi)部除銹涂刷底漆,所述的鋼結(jié)構(gòu)涂裝的施工技術(shù)要求1)表面處理(1)在鋼結(jié)構(gòu)制造過程中,清除毛刺、焊渣、飛濺物,清除鋼材表面的油污,(2)鋼結(jié)構(gòu)表面除銹處理采用噴砂的方法,處理后基材表面粗糙度達(dá)到Sa2. 5級,2)涂裝(1)對現(xiàn)場焊接100mm焊縫區(qū)域和高強(qiáng)度螺栓孔周邊50mm范圍內(nèi)不涂裝,(2)鋼構(gòu)件除銹后,涂環(huán)氧富鋅漆80 u m,高強(qiáng)度螺栓摩擦面區(qū)域、埋入砼中的部 分及其接觸部份不涂裝,只除去浮銹,3)涂裝的檢測(1)涂裝作業(yè)應(yīng)遵循在相對濕度< 85%范圍內(nèi)進(jìn)行施工,(2)漆膜檢測點,平整表面每10m2隨機(jī)測一點,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的表面每5m2隨機(jī)測一點。所述的焊接H型鋼柱的制作加工為1)翼板、腹板下料時長度方向加放焊接收縮余量,2)翼板與腹板焊接處焊縫30mm范圍內(nèi)用砂輪打磨去氧化皮,去除油污和水,3)在胎架上或BH拼裝機(jī)上進(jìn)行翼腹板BH拼裝,拼裝時注意不得在焊縫區(qū)域外引 弧。所述的定位焊焊縫的焊接不得在焊縫的起始、結(jié)束和拐角處施焊,填滿弧坑,不得 在焊接區(qū)以外的母材上引弧和熄弧。所述的鋼結(jié)構(gòu)焊接過程的定位焊長度為
母材厚度t,mmt 彡 2020 < t 彡 40
定位焊長度,mm 手工焊自動焊
t > 40
40-50 50-60 50-60
50-60 50-60 60-70
焊縫間隙 300-400 300-400 300-400定位焊的焊腳尺寸小于或等于焊縫設(shè)計尺寸的2/3,且小于或等于8mm,但不小于 4mm。所述的焊縫質(zhì)量等級要求為1)對接焊縫、連接節(jié)點要求焊透的焊縫,橫向受拉全熔透焊縫按一級焊縫超聲波 探傷檢查及外觀檢查,其余全熔透焊縫按二級焊縫進(jìn)行檢查和超聲波探傷,
2)焊接H型鋼腹板小于20mm的,采用貼角焊縫,外觀要求為:
3)一般角焊縫、貼角焊縫,按三級焊縫檢查,級,
級0. 5彡C彡2. 0,二級0. 5彡C彡2. 5,三級
級0. 5彡C彡3. 0,二級0. 5彡C彡3. 5,三級
4)焊縫外觀質(zhì)量要求 對接焊焊縫加強(qiáng)高C 當(dāng)焊縫寬度b < 20mm時, 0. 5 彡 C 彡 3. 2,當(dāng)焊縫寬度b彡20mm時, 0彡C彡3. 5,貼角焊縫焊腳尺寸hf+Ah 當(dāng) hf■彡 6 時,0 彡 Ah 彡 1. 5,0 彡 C 彡 1. 5,當(dāng) hf > 6 時,0 彡 Ah 彡 3. 0,0 彡 C 彡 3. 0,T接坡口焊縫加強(qiáng)高AS AS = 1/4,但氺10.0,焊縫咬邊e —級焊縫不允許咬邊,二級焊縫e > 0. 5,深度的咬邊累積總長度不得超過焊縫長度的10%,三級焊縫e > 0. 5,深度的咬邊累積總長度不得超過焊縫長度的20%,表面裂縫一級焊縫不允許表面裂縫,表面氣孔及密集氣孔一級焊縫、二級焊縫,不允許,三級焊縫,直徑彡1mm的氣孔在100mm范圍內(nèi)不超過5個,焊縫錯邊d —級焊縫、二級焊縫,d < 0. It,但氺2. 0mm,三級焊縫,d< 0. 15t,但氺 3. 0mm,焊縫過溢0 所有焊縫,9 >90°,表面焊接飛濺所有焊縫,不允許,電弧擦傷、焊瘤、表面夾渣所有焊縫不允許。所述的制孔過程的鉆孔的孔位允許偏差為中心孔偏移允許偏差A(yù)L-1彡AL彡+lmm,孔間距偏移允許偏差A(yù)P-1彡AP彡+lmm(同組內(nèi)孔),孔的錯位e ( 1mm,孔邊緣距A彡3mm。本發(fā)明的箱形梁焊接變形的控制的特點
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箱形梁焊接采用箱型梁自動生產(chǎn)線焊接,先進(jìn)行上面兩條縱縫焊接,再翻身進(jìn)行 另兩條縱縫焊接。采用對稱焊接,減少扭曲變形。由于兩條主焊縫按同一規(guī)范一次焊接完 成,產(chǎn)生的焊接變形可以互相抵消,可以一定程度消除焊接變形的產(chǎn)生。選擇合適的焊接順 序使得構(gòu)件的變形和殘留應(yīng)力等被控制在最小的狀態(tài)。本發(fā)明的箱形梁制孔的特點提高鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場安裝的質(zhì)量關(guān)鍵是提高構(gòu)件的穿孔 率,提高穿孔率的關(guān)鍵是提高鉆孔精度,提高鉆孔精度就要用數(shù)控加工代替落后的鉆模鉆 孔。節(jié)點板鉆孔加工以前利用普通鉆床和鉆模配合完成,現(xiàn)在節(jié)點板鉆孔利用數(shù)控平面鉆 床完成。鋼構(gòu)件的預(yù)拼裝,通過對構(gòu)件的預(yù)拼裝,保證了螺栓穿孔率,保證了構(gòu)件組裝后的 外形尺寸,保證了現(xiàn)場安裝的順利進(jìn)行,把住了優(yōu)質(zhì)工程的最后一關(guān)。
權(quán)利要求
一種核電站常規(guī)島主廠房的防甩擊鋼結(jié)構(gòu)的制作工藝方法,包括放樣過程、號料與劃線過程、切割加工過程、坡口加工過程、制孔過程、矯正過程、打磨過程、材料的拼接過程、鋼構(gòu)件的預(yù)拼裝過程、組裝過程、摩擦面處理過程、鋼結(jié)構(gòu)焊接過程、鋼構(gòu)件出廠前的摩擦面抗滑移試驗,廠內(nèi)噴砂除銹涂刷底漆,所述的鋼結(jié)構(gòu)制作分為焊接H型鋼柱的制作加工,鋼梁的制作,支撐件的裝配、焊接和組合鋼梁的制作,大梁箱體及下面斜支撐裝配、焊接,裝焊防甩鍵,其特征在于在型鋼加工流水線上進(jìn)行型鋼的切割、鉆孔,在數(shù)控平面鉆床進(jìn)行連接板的加工,對連接板一次定位完成鉆孔,組合梁的制作是以小單元制作完成,進(jìn)行組裝后整體運輸,嚴(yán)格控制工序的操作參數(shù)和尺寸精度,1)所述的放樣過程為所有構(gòu)件進(jìn)行計算機(jī)放樣,核定所有構(gòu)件的幾何尺寸,制作樣板,2)所述的號料與劃線過程中的精度要求為(1)劃線公差要求基準(zhǔn)線,孔距位置允許偏差≤0.5mm,零件外形尺寸允許偏差≤0.5m,(2)劃線后標(biāo)明基準(zhǔn)線、中心線和檢驗控制點,沖樣標(biāo)記的深度不大于0.5mm,3)所述的切割加工過程為(1)切割前清理母材表面,(2)進(jìn)行鋼板的數(shù)控自動切割、門切切割或手工切割下料,(3)切割面無裂紋、夾渣、分層和大于1mm的缺棱,(4)所有梁端因連接所需切口及其它凹角處均有內(nèi)圓角,4)所述的坡口加工過程為(1)加工工具選用半自動割刀或刨邊機(jī),(2)坡口加工的精度坡口角度允許偏差Δa=±5°,坡口鈍度允許偏差Δa=±5°,5)所述的制孔過程為螺栓孔群采用數(shù)控鉆床鉆模板后套鉆孔,地腳螺栓孔的鉆孔采用劃線鉆孔的方法,孔中心和周邊打出五梅花沖印,以利鉆孔和檢驗,6)所述的矯正、打磨過程為(1)在常溫下采用七輥矯平機(jī)矯正鋼板,采用火工校正矯正板制H型鋼的焊后角變形,(2)熱矯正時,溫度不得大于900℃,(3)構(gòu)件的所有自由邊角均有倒角,7)所有材料的拼接均采用等強(qiáng)連接,拼接點選在受力較小部位,上下翼板與腹板三者的對接焊縫設(shè)置在不同截面上,互相錯開200mm以上,8)所述的組裝過程為(1)在組裝前將組裝焊接處的連接接觸面及沿邊緣30~50mm范圍內(nèi)保持清潔,(2)構(gòu)件的隱蔽部位先行焊接,經(jīng)檢查合格后組裝,(3)在水平工作平臺及裝配胎架上進(jìn)行構(gòu)件組裝定型,(4)組裝焊接構(gòu)件時,依據(jù)焊縫收縮變形情況,預(yù)放構(gòu)件的幾何尺寸收縮余量,(5)使用活絡(luò)夾具及活絡(luò)緊固器具連接及緊固組裝構(gòu)件,9)所述的摩擦面處理過程為高強(qiáng)度螺栓連接的表面采用噴砂處理,處理后基材表面粗糙度達(dá)到50~70μm,10)抗滑移系數(shù)μ=0.5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站常規(guī)島主廠房的防甩擊鋼結(jié)構(gòu)的制作工藝方法,其特 征在于所述的大梁箱體及下面斜支撐裝配、焊接過程為1)以上面板為基準(zhǔn),在其上裝焊防甩鍵的補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件,2)以后側(cè)腹板為基準(zhǔn),裝焊中間腹板、隔板和下部加強(qiáng)板,然后在后側(cè)腹板上裝配上面 板及前側(cè)腹板,最后裝配下面板,完成箱體成型,3)將拼裝成型的箱體吊往自動焊機(jī),先同時進(jìn)行上面兩條縱縫焊接,再翻身同時進(jìn)行 另兩條縱縫焊接,采用對稱焊接以減少扭曲變形,焊接矯正后待裝,4)將拼裝件吊往船型胎架上,采用埋弧自動焊進(jìn)行焊接,5)對焊接完成后的H型鋼進(jìn)行矯正和檢查。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站常規(guī)島主廠房的防甩擊鋼結(jié)構(gòu)的制作工藝方法,其特 征在于所述的鋼結(jié)構(gòu)焊接過程包括焊接過程控制、鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中的焊縫清理及處理、 工藝選用、變形控制、焊后消氫處理、焊縫處理,1)所述的焊接過程控制為采用手工焊、半自動焊接和自動焊接,采用定位焊,對收縮 量大的部位先焊,使焊縫變形及收縮量減少,控制焊接過程的相關(guān)參數(shù)(1)層間溫度不大于230°c,(2)接頭預(yù)熱溫度的選擇以較厚板為基準(zhǔn),保證厚板側(cè)的預(yù)熱溫度,嚴(yán)格控制薄板側(cè)的 層間溫度,(3)預(yù)熱時焊接部位的表面用火焰或電均勻加熱,加熱區(qū)域為被焊接頭中較厚板的兩 倍板厚范圍,但不得小于IOOmm范圍,(4)采用測溫表或測溫筆進(jìn)行預(yù)熱溫度和層間溫度的測量,對接接頭和T接頭的兩端裝焊引弧板和熄弧板,引弧板和熄弧板的材料及接頭與母材 相同,引弧板和熄弧板的尺寸為手工焊、半自動,50 X 30 X 6mm,自動焊,100 X 50 X 8mm,焊 后用氣割割除,磨平割口,2)所述的鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中的焊縫清理及處理包括(1)多層和多道焊時,在焊接過程中嚴(yán)格清除焊道或焊層間的焊渣、夾渣、氧化物,(2)從接頭的兩側(cè)進(jìn)行焊接完全焊透的對接焊縫時,在反面開始焊接之前,清理根部至 正面完整焊縫金屬,清理部分的深度不得大于該部分的寬度,(3)每一焊道熔敷金屬的深度或熔敷的最大寬度不超過焊道表面的寬度,(4)同一焊縫進(jìn)行連續(xù)施焊,一次完成,(5)加筋板、連接板的端部焊接采用不間斷圍角焊,引弧和熄弧點位置距端部大于 100mm,填滿弧坑,3)所述的鋼結(jié)構(gòu)焊接過程的工藝選用(1)不同板厚的接頭焊接時,按較厚板的要求選擇焊接工藝,(2)不同材質(zhì)間的板接頭焊接時,按強(qiáng)度較高材料選用焊接工藝要求,焊材按強(qiáng)度較低 材料選配,(3)對于30mm以上厚板的焊接,為防止在厚板方向出現(xiàn)層狀撕裂,焊接前對母材焊道 中心線兩側(cè)各二倍板厚加30mm的區(qū)域進(jìn)行超聲波探傷檢查,母材中不得有裂紋、夾層及分層缺陷,4)所述的鋼結(jié)構(gòu)焊接過程的變形控制(1)下料、裝配時,根據(jù)制造工藝要求,預(yù)留焊接收縮余量,預(yù)置焊接反變形,(2)裝配前矯正每一構(gòu)件的變形,保證裝配符合裝配公差的要求,(3)使用裝配和焊接胎架、工裝夾具、工藝隔板及撐桿,(4)在同一構(gòu)件上焊接時,采用熱量分散、對稱分布的方式施焊, 5)所述的鋼結(jié)構(gòu)焊接過程的焊后消氫處理(1)消氫處理的加熱溫度為200 500°C,保溫時間依據(jù)工件板厚按每25mm板厚不小 于0. 5小時確定,總保溫時間不得小于1小時,達(dá)到保溫時間后緩冷至常溫,(2)消氫處理的加熱區(qū)域在焊接坡口兩側(cè),寬度各為焊件施焊處厚度的1.5倍以上, 且不小于100mm,在焊件反面測量加熱溫度,測量點離電弧經(jīng)過前的焊接點各方向不小于 75mm 處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站常規(guī)島主廠房的防甩擊鋼結(jié)構(gòu)的制作工藝方法,其特 征在于所述的鋼結(jié)構(gòu)涂裝的涂裝方法為(1)廠內(nèi)涂裝環(huán)氧富鋅底漆,涂層厚度為80μπι,(2)對拼裝焊接的部位,必須清除焊渣,進(jìn)行表面處理后,用同種涂料補(bǔ)涂,(3)鋼構(gòu)件整體噴砂除銹,噴涂底漆,對于無法做到全封閉結(jié)構(gòu)的,在端板裝配前,先進(jìn) 行內(nèi)部除銹涂刷底漆,所述的鋼結(jié)構(gòu)涂裝的施工技術(shù)要求1)表面處理(1)在鋼結(jié)構(gòu)制造過程中,清除毛刺、焊渣、飛濺物,清除鋼材表面的油污,(2)鋼結(jié)構(gòu)表面除銹處理采用噴砂的方法,處理后基材表面粗糙度達(dá)到Sa2.5級,2)涂裝(1)對現(xiàn)場焊接IOOmm焊縫區(qū)域和高強(qiáng)度螺栓孔周邊50mm范圍內(nèi)不涂裝,(2)鋼構(gòu)件除銹后,涂環(huán)氧富鋅漆80μ m,高強(qiáng)度螺栓摩擦面區(qū)域、埋入砼中的部分及 其接觸部份不涂裝,只除去浮銹,3)涂裝的檢測(1)涂裝作業(yè)應(yīng)遵循在相對濕度<85%范圍內(nèi)進(jìn)行施工,(2)漆膜檢測點,平整表面每IOm2隨機(jī)測一點,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的表面每5m2隨機(jī)測一點。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站常規(guī)島主廠房的防甩擊鋼結(jié)構(gòu)的制作工藝方法,其特 征在于所述的焊接H型鋼柱的制作加工為1)翼板、腹板下料時長度方向加放焊接收縮余量,2)翼板與腹板焊接處焊縫30mm范圍內(nèi)用砂輪打磨去氧化皮,去除油污和水,3)在胎架上或BH拼裝機(jī)上進(jìn)行翼腹板BH拼裝,拼裝時注意不得在焊縫區(qū)域外引弧。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站常規(guī)島主廠房的防甩擊鋼結(jié)構(gòu)的制作工藝方法,其特 征在于所述的定位焊焊縫的焊接不得在焊縫的起始、結(jié)束和拐角處施焊,填滿弧坑,不得在 焊接區(qū)以外的母材上引弧和熄弧。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站常規(guī)島主廠房的防甩擊鋼結(jié)構(gòu)的制作工藝方法,其特 征在于所述的鋼結(jié)構(gòu)焊接過程的定位焊長度為定位焊長度,mm 母材厚度t,mm 手工焊自動焊焊縫間隙t ^ 2040-5050-60300-400`20 < t ^ 4050-6050-60300-400t > 4050-6060-70300-400定位焊的焊腳尺寸小于或等于焊縫設(shè)計尺寸的2/3,且小于或等于8mm,但不小于4mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站常規(guī)島主廠房的防甩擊鋼結(jié)構(gòu)的制作工藝方法,其特 征在于所述的焊縫質(zhì)量等級要求為1)對接焊縫、連接節(jié)點要求焊透的焊縫,橫向受拉全熔透焊縫按一級焊縫超聲波探傷 檢查及外觀檢查,其余全熔透焊縫按二級焊縫進(jìn)行檢查和超聲波探傷,2)焊接H型鋼腹板小于20mm的,采用貼角焊縫,外觀要求為二級,3)一般角焊縫、貼角焊縫,按三級焊縫檢查,4)焊縫外觀質(zhì)量要求 對接焊焊縫加強(qiáng)高C 當(dāng)焊縫寬度b<2(kim時,一級0. 5彡C彡2.0,二級0. 5彡C彡2. 5,三級0. 5彡C彡3. 2, 當(dāng)焊縫寬度b彡20mm時,一級0. 5彡C彡3. 0,二級0. 5彡C彡`3. 5,三級0彡C彡3. 5, 貼角焊縫焊腳尺寸hf+Ah: 當(dāng) hf < 6 時,0 < Ah ^ 1. 5,0 ^ C ^ 1. 5, 當(dāng)hf > 6時,0彡Ah彡3. 0,0彡C彡3. 0, T接坡口焊縫加強(qiáng)高AS :AS = 1/4,但氺10.0, 焊縫咬邊e —級焊縫不允許咬邊,二級焊縫e > 0. 5,深度的咬邊累積總長度不得超過焊縫長度的10%,三級焊縫> 0. 5,深度的咬邊累積總長度不得超過焊縫長度的20%,表面裂縫一級焊縫不允許表面裂縫,表面氣孔及密集氣孔一級焊縫、二級焊縫,不允許,三級焊縫,直徑彡Imm的氣孔在IOOmm范圍內(nèi)不超過5個,焊縫錯邊d —級焊縫、二級焊縫,d < 0. lt,但氺2. 0mm,三級焊縫,d < 0. 15t,但氺3. Omm,焊縫過溢θ 所有焊縫,θ >90°,表面焊接飛濺所有焊縫,不允許,電弧擦傷、焊瘤、表面夾渣所有焊縫不允許。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站常規(guī)島主廠房的防甩擊鋼結(jié)構(gòu)的制作工藝方法,其特 征在于所述的制孔過程的鉆孔的孔位允許偏差為中心孔偏移允許偏差A(yù)L-K AL^ +Imm, 孔間距偏移允許偏差ΔP-I彡ΔΡ彡+lmm(同組內(nèi)孔), 孔的錯位e ( Imm, 孔邊緣距Δ彡3mm。
全文摘要
本發(fā)明屬于核電站常規(guī)島主廠房的防甩擊鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種核電站常規(guī)島主廠房的防甩擊鋼結(jié)構(gòu)的制作工藝方法,包括放樣過程、號料與劃線過程、切割加工過程、坡口加工過程、制孔過程、矯正過程、打磨過程、材料的拼接過程、鋼構(gòu)件的預(yù)拼裝過程、組裝過程、摩擦面處理過程、鋼結(jié)構(gòu)焊接過程、鋼構(gòu)件出廠前的摩擦面抗滑移試驗,廠內(nèi)噴砂除銹涂刷底漆,鋼結(jié)構(gòu)制作分為焊接H型鋼柱的制作加工,鋼梁的制作,支撐件的裝配、焊接和組合鋼梁的制作,大梁箱體及下面斜支撐裝配、焊接,裝焊防甩鍵。本發(fā)明提高了鉆孔精度,節(jié)點板鉆孔利用數(shù)控平面鉆床完成,確定了各種加工工藝和焊接工藝參數(shù),保證了構(gòu)件組裝后的外形尺寸及現(xiàn)場安裝的順利進(jìn)行。
文檔編號B23P15/00GK101862942SQ20101020900
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者孫偉, 張春雷, 張金亮, 賈迎堃, 鄭永會 申請人:鞍山東方鋼結(jié)構(gòu)有限公司