專利名稱：平面焊接法蘭預(yù)變形結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平面法蘭焊接技術(shù)，尤其是一種平面焊接法蘭結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景平面焊接法蘭廣泛應(yīng)用于壓力管道、長輸管道、工藝管道、鋼結(jié) 構(gòu)工程中的鋼管箱體鋼梁等連接結(jié)構(gòu)，通過焊接與鋼管等結(jié)構(gòu)相連， 而悍接式法蘭總會不可避免地產(chǎn)生焊后變形，這些變形會導(dǎo)致法蘭表 面不平整，造成漏氣、漏水、漏油，局部螺栓強度明顯下降，使之連 接部位發(fā)生斷裂，造成結(jié)構(gòu)早期破壞等質(zhì)量事故。管道直徑越大，變 形就越大，法蘭越薄，變形也越大。特別是大直徑平面焊接法蘭的變 形呈線性增大，造成接觸面邊緣間隙超標，從而不能滿足設(shè)計及規(guī)范 要求。目前國內(nèi)外制造業(yè)常用防止變形的方法是(1) 、依靠不同材料的柔性連接如在法蘭的內(nèi)圈加各種襯墊， 包括銅、鈦等合金制成的襯墊，抵消焊接變形所產(chǎn)生的間隙，這種方 法使用的最為普通，從而使造價大幅度提高，這類襯墊在使用過程中 還需經(jīng)常更換，使之維修成本再次增加。由于這種加襯墊的方法使間 隙帶有柔性，工件精度降低， 一般不能應(yīng)用于高溫高壓管道和承重鋼 結(jié)構(gòu)。(2) 、增加法蘭面的剛性先制造一個與此法蘭相同大小，厚度 較厚的模板，把這個模板與法蘭通過高強螺栓相連接，間接增加法蘭 厚度，增加法蘭的導(dǎo)熱性，提高法蘭的剛性，即提高法蘭抵抗焊接變形的能力來控制變形。這一方法得預(yù)先制造多個剛性固定用法蘭，然 后用高強螺栓連接，焊接冷卻后拆除，多花材料及人工，造成大量浪 費及損壞法蘭背部的光潔度。(3)、采用焊后加熱的方法用氧-乙炔火焰加熱變形區(qū)，使之因 焊接應(yīng)力產(chǎn)生的變形區(qū)屈服，冷卻后使焊接變形減少和消除的方法。 這一方法雖然有用但付出大量的人力和消耗大量的氧氣、乙炔氣，特 別對大型厚法蘭的多點作業(yè)極為不方便，使操作人員的工作環(huán)境和勞 動強度帶來較大的不利，并對環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。另外，釆用氧-乙炔加熱的方法對有色金屬，包括不銹鋼、鋁、鎂合金更為不利，對 合金高強度結(jié)構(gòu)鋼加熱溫度如控制不當(dāng)還將帶來接頭的組織變化，造 成強度下降，甚至在運行中產(chǎn)生裂縫。以上三種方法雖然都是常用的，但存在耗費鋼材、人力、物力、 時間和增加勞動強度的缺點。 發(fā)明內(nèi)容為了克服已有平面法蘭焊接結(jié)構(gòu)的成本高、增加勞動強度的不足， 本發(fā)明提供一種降低成本、減輕勞動強度的平面焊接法蘭預(yù)變形結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種平面焊接法蘭預(yù)變形結(jié)構(gòu)，包括法蘭和鋼管，所述鋼管的端 部與法蘭焊接，在焊接前，所述法蘭靠近焊接處的部分的橫截面的幾 何中心向遠離鋼管方向偏移，發(fā)生偏移的部分構(gòu)成預(yù)變形段。作為優(yōu)選的一種方案所述預(yù)變形段呈斜坡狀。當(dāng)然的，預(yù)變形 段也可以為其他形狀，例如曲線等。作為優(yōu)選的另一種方案所述法蘭為雙圈孔法蘭，在所述焊接處 的兩側(cè)的法蘭上設(shè)有螺栓孔，在焊接處的兩側(cè)的法蘭上均設(shè)有預(yù)變段。進一步，所述法蘭包括正面和背面，所述正面與鋼管接觸，所述 正面或背面設(shè)有預(yù)變形段。作為優(yōu)選的再另一種方案所述法蘭為單圈孔法蘭，在所述焊接 處的外側(cè)的法蘭上設(shè)有螺栓孔，在焊接處的外側(cè)的法蘭上設(shè)有預(yù)變形 段。再進一步，所述法蘭包括正面和背面，所述正面與鋼管接觸，所 述背面設(shè)有預(yù)變形段。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為過對法蘭面的設(shè)計，根據(jù)法蘭的厚度、大小不同，焊接方法、焊接程序、焊接工藝參數(shù)不同等，多次調(diào)整設(shè)計的尺寸，與焊接變形相反的表面形狀。這一形狀，被復(fù)制到待悍接的平面法蘭上使產(chǎn)品預(yù)留了將要出現(xiàn)的變形量，達到預(yù)變形的仿制來抵消焊接變形，使焊接一次完成，不必使用預(yù)制模板加高強螺栓固定等輔助設(shè)施或采用加熱來消除變形。消除焊接變形對法蘭平整度的影響，使兩法蘭貼合面間隙滿足國標GB50205-2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》要求。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在(1)、降低成本、減輕勞動強度； (2)、不采用襯墊，降低制造成本，增加法蘭平面的結(jié)合面，達到增 加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使聯(lián)接可靠，運行安全；(3)、不采用法蘭預(yù)置模板， 來增加剛性固定法蘭，使之不變形的方法，減少焊后的殘余應(yīng)力，消 除采用這一工藝帶來的大量額外的模板、高強螺栓使用所造成的浪費， 同時減少制造周期；(4)、改善施工作業(yè)的環(huán)境及勞動強度，不采用焊 后加熱的辦法來減少法蘭的焊接變形，同時杜絕由于氧-乙炔加熱引起 的超溫使接頭組織性能發(fā)生變化帶來的嚴重后果；(5)、使法蘭平面接合面增大，總體穩(wěn)定增加，確保產(chǎn)品安全運行，最終變形尺寸控制在0.4mm以內(nèi)，滿足這一極高的質(zhì)量要求。


圖1是雙圈孔法蘭加工示意圖。圖2是圖1的截面圖。圖3是雙圈孔法蘭加工的局部放大圖。圖4是單圈孔法蘭加工示意圖。圖5是一種單圈孔法蘭加工的截面圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一歩描述。實施例1參照圖1 圖3， 一種平面焊接法蘭預(yù)變形結(jié)構(gòu)，包括法蘭1和鋼 管2，所述鋼管2的端部與法蘭1焊接，在焊接前，所述法蘭1靠近 焊接處的部分的橫截面的幾何中心向遠離鋼管2方向偏移，發(fā)生偏移 的部分構(gòu)成預(yù)變形段3。所述預(yù)變形段3呈斜坡狀。當(dāng)然的，預(yù)變形段也可以為其他形狀， 例如曲線等。所述法蘭1為雙圈孔法蘭，在所述焊接處的兩側(cè)的法蘭上設(shè)有螺 栓孔，在焊接處的兩側(cè)的法蘭上均設(shè)有預(yù)變形段。所述法蘭1包括正 面和背面，所述正面與鋼管接觸，所述正面或背面設(shè)有預(yù)變形段。本實施例的預(yù)變形段3的形狀與焊接變形相反的表面形狀一致。這一形狀，被復(fù)制到待焊接的平面法蘭上使產(chǎn)品預(yù)留了將要出現(xiàn)的變形量，達到預(yù)變形的仿制來抵消焊接變形。本實施例的焊接結(jié)構(gòu)中，頂緊接觸面有85%以上的面積緊貼，滿足國標GB50205-2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》8.3.3條要求。 2、用0.3mm塞尺檢査，其塞入面積小于應(yīng)25%，兩法蘭貼合面間隙 小于0.8mm，滿足國標GB50205-2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》 8.3.3條要求。本實施例已先后在500kV杭蘭線大跨越高塔、500kV潛江-咸寧長 江大跨越高塔、南京三江口大跨越高塔、黃河大跨越高塔、220kV舟 山聯(lián)網(wǎng)大跨越高塔、500kV臺南變構(gòu)支架、500kV溫東變構(gòu)支架等工 程實施，質(zhì)量符合設(shè)計和規(guī)范要求。實施例2參照圖4、圖5，本實施例的法蘭l為單圈孔法蘭，在所述焊接處 的外側(cè)的法蘭上設(shè)有螺栓孔，在焊接處的外側(cè)的法蘭上設(shè)有預(yù)變形段。所述法蘭包括正面和背面，所述正面與鋼管接觸，所述背面設(shè)有 預(yù)變形段。本實施例的其余結(jié)構(gòu)和工作過程與實施例1相同。
權(quán)利要求
1、一種平面焊接法蘭預(yù)變形結(jié)構(gòu)，包括法蘭和鋼管，所述鋼管的端部與法蘭焊接，其特征在于在焊接前，所述法蘭靠近焊接處的部分的橫截面的幾何中心向遠離鋼管方向偏移，發(fā)生偏移的部分構(gòu)成預(yù)變形段。
2、 如權(quán)利要求1所述的平面焊接法蘭預(yù)變形結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 預(yù)變形段呈斜坡狀。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的平面焊接法蘭預(yù)變形結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述法蘭為雙圈孔法蘭，在所述焊接處的兩側(cè)的法蘭上設(shè)有螺栓孔， 在焊接處的兩側(cè)的法蘭上均設(shè)有預(yù)變形段。
4、 如權(quán)利要求3所述的平面焊接法蘭預(yù)變形結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 法蘭包括正面和背面，所述正面與鋼管接觸，所述正面或背面設(shè)有預(yù) 變形段。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的平面焊接法蘭預(yù)變形結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述法蘭為單圈孔法蘭，在所述焊接處的外側(cè)的法蘭上設(shè)有螺栓孔， 在焊接處的外側(cè)的法蘭上設(shè)有預(yù)變形段。
6、 如權(quán)利要求4所述的平面焊接法蘭預(yù)變形結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 法蘭包括正面和背面，所述正面與鋼管接觸，所述背面設(shè)有預(yù)變形段。
全文摘要
一種平面焊接法蘭預(yù)變形結(jié)構(gòu)，包括法蘭和鋼管，所述鋼管的端部與法蘭焊接，在焊接前，所述法蘭靠近焊接處的部分的橫截面的幾何中心向遠離鋼管方向偏移，發(fā)生偏移的部分構(gòu)成預(yù)變形段。本發(fā)明提供一種降低成本、減輕勞動強度的平面焊接法蘭預(yù)變形結(jié)構(gòu)。
文檔編號F16L23/032GK101251211SQ200810061258
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月20日
發(fā)明者包鎮(zhèn)回, 張再新, 張國勛, 戴剛平, 王淑紅 申請人:浙江盛達鐵塔有限公司;浙江欣達電力鋼管有限公司;浙江盛達江東鐵塔有限公司