起重機(jī)論文門(mén)式起重機(jī)論文起重機(jī)吊裝論文談大型龍門(mén)起重機(jī)主梁段單元結(jié)構(gòu)的制作工藝.doc

中文學(xué)術(shù)期刊聯(lián)合征稿平臺(tái)文發(fā)網(wǎng)：QQ：278123888論文發(fā)表聯(lián)系方式qq：278121888起重機(jī)論文門(mén)式起重機(jī)論文起重機(jī)吊裝論談大型龍門(mén)起重機(jī)主梁段單元結(jié)構(gòu)的制作工藝【摘要】本文介紹了大型龍門(mén)起重機(jī)主梁段單元結(jié)構(gòu)的制作工藝、測(cè)量手段,段單元制作和組裝過(guò)程中的注意事項(xiàng)等?！娟P(guān)鍵詞】大型龍門(mén)起重機(jī)；結(jié)構(gòu)；主梁段單元；制作工藝【中圖分類(lèi)號(hào)】TU278.1【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1727-5123(2010)03-042-031概述隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的深入發(fā)展,造船業(yè)水平也得到了迅速提升。但與世界水平相比,我國(guó)要從海洋大國(guó)向海洋強(qiáng)國(guó)邁進(jìn),還需很長(zhǎng)的路要走。為適應(yīng)造船吊裝工藝需要,大型龍門(mén)起重機(jī)是大型船舶建造不可缺少的裝備,它的建造質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響其使用性能。尤其是它的金屬結(jié)構(gòu)件的制造質(zhì)量,對(duì)門(mén)機(jī)的安全使用起著至關(guān)重要的作用。海洋石油工程(青島)有限公司投資興建的,800噸龍門(mén)起重機(jī)由我公司承建,我們采取了許多措施,取得了很好的效果,尤其是其中三大結(jié)構(gòu)件的制造質(zhì)量,得到了業(yè)主和設(shè)計(jì)單位的高度評(píng)價(jià)。800噸185米龍門(mén)起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)主要由主梁、剛性腿、柔性腿等三大結(jié)構(gòu)件組成,主要采用低合金鋼材料(Q345C)制造。三大結(jié)構(gòu)件情況簡(jiǎn)單介紹如下:1.1主梁。主梁采用梯形雙梁結(jié)構(gòu),總長(zhǎng)為194924m,寬度為11960mm,單榀主梁上翼緣板寬為4660mm,下翼緣板寬為3000mm,梁高12m,總重2680t。為了利于減輕自重,翼緣板及腹板在長(zhǎng)度和高度方向上采用不同厚度的鋼板。主梁由多段標(biāo)準(zhǔn)段組成。1.2剛性腿。剛性腿采用柱形整體式箱形結(jié)構(gòu),最大截面為99569811mm,總重為512t。為減輕自重,板厚在高度方向按等強(qiáng)度的原則采用不同厚度的鋼板設(shè)計(jì)。1.3柔性腿。柔性腿采用人字形圓管結(jié)構(gòu),由上接頭、兩根鋼管和箱形下橫梁組成,兩根圓管與下橫梁及上接頭采用法蘭聯(lián)接。由于主梁段單元的制作工藝具有一定的代表性,對(duì)于門(mén)機(jī)其他結(jié)構(gòu)件(如剛性腿等)的制造有重要的參考作用,本文針對(duì)此臺(tái)門(mén)機(jī)三大結(jié)構(gòu)件中的主梁標(biāo)準(zhǔn)段單元的制作過(guò)程,談?wù)劧螁卧闹圃旃に嚭唾|(zhì)量控制等問(wèn)題,希望能夠?qū)︻?lèi)似工程起到好的借鑒作用。2技術(shù)準(zhǔn)備2.1焊接工藝評(píng)定。焊接工藝評(píng)定是編制焊接工藝的依據(jù),應(yīng)在鋼箱梁制造開(kāi)工前完成。評(píng)定試驗(yàn)用的母材應(yīng)與產(chǎn)品一致,盡可能選用C.S.P含量上限制備試板。試板焊接時(shí),要考慮坡口根部間隙、環(huán)境和約束等極限狀態(tài),以使評(píng)定結(jié)果具有廣泛的適用性。焊縫力學(xué)性能等方面和母材匹配。焊縫的沖擊韌性指標(biāo)原則上與母材相等,按GB/T15911994標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。根據(jù)本臺(tái)門(mén)機(jī)設(shè)計(jì)圖紙和龍門(mén)吊制造驗(yàn)收規(guī)則的規(guī)定,編寫(xiě)焊接工藝評(píng)定任務(wù)書(shū),呈報(bào)監(jiān)理工程師審批。根據(jù)批準(zhǔn)的焊接工藝評(píng)定任務(wù)書(shū),模擬實(shí)際施工條件,逐項(xiàng)進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)。針對(duì)本臺(tái)門(mén)機(jī)鋼箱梁的接頭形式,初步擬訂焊接工藝評(píng)定方案。焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)提供最終報(bào)告,經(jīng)監(jiān)理工程師審查、批準(zhǔn)生效,并在生產(chǎn)中跟蹤、檢查、補(bǔ)充和完善施工工藝。如生產(chǎn)過(guò)程中某焊接工藝產(chǎn)生質(zhì)量不穩(wěn)定或低于質(zhì)量要求時(shí)應(yīng)立即終止使用。試驗(yàn)報(bào)告按規(guī)定程序批準(zhǔn)后,根據(jù)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)報(bào)告編寫(xiě)各種接頭的焊接工藝指導(dǎo)書(shū)。焊接工藝指導(dǎo)書(shū)經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后,根據(jù)焊接工藝指導(dǎo)書(shū)的內(nèi)容組織施工。2.2工藝文件的編制。按照設(shè)計(jì)文件和鋼結(jié)構(gòu)制作要求,編制龍門(mén)吊制造驗(yàn)收規(guī)則作為內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)來(lái)指導(dǎo)和控制龍門(mén)吊制造全過(guò)程,對(duì)制造驗(yàn)收規(guī)范進(jìn)行分解細(xì)化。編制各個(gè)工序的工藝文件,用于指導(dǎo)生產(chǎn),控制施工質(zhì)量。2.3技術(shù)培訓(xùn)。對(duì)參于龍門(mén)吊制造的管理、技術(shù)人員和工人進(jìn)行上崗前全員技術(shù)培訓(xùn)、中文學(xué)術(shù)期刊聯(lián)合征稿平臺(tái)文發(fā)網(wǎng)：QQ：278123888論文發(fā)表聯(lián)系方式qq：278121888質(zhì)量意識(shí)教育、技術(shù)交底和應(yīng)知應(yīng)會(huì)教育,對(duì)于主要工種:如焊工、涂裝工、組裝工、劃線工、檢查工等進(jìn)行特殊培訓(xùn)和考核,實(shí)行持證上崗。其中電焊工按焊接方法、焊接位置分別考試,合格人員發(fā)給合格證書(shū),不得超越證書(shū)范圍作業(yè)。3制造工藝3.1總體方案。根據(jù)本龍門(mén)吊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),擬采用造橋工藝來(lái)制作龍門(mén)吊的立體分段,立體分段的平面板單元首先在加工廠制作好,然后在拼裝場(chǎng)地進(jìn)行整體立體分段拼裝,并完成所有主梁節(jié)段的預(yù)拼及起拱,節(jié)段之間的環(huán)焊縫在吊裝現(xiàn)場(chǎng)完成。本臺(tái)門(mén)機(jī)主梁由36個(gè)分段組成,為雙梁結(jié)構(gòu),單邊17個(gè)分段,其中標(biāo)準(zhǔn)段34個(gè)分段,非標(biāo)段2個(gè),主梁制作時(shí),采用整體預(yù)拼起拱的方式進(jìn)行,主梁梁段布置圖如圖1所示:圖1主梁梁段布置圖3.2梁段整體拼裝工藝。3.2.1總拼胎架搭設(shè)。主體分段豎向尺寸大,對(duì)施工帶來(lái)諸多不便,本方案采用臥造法。用外胎架進(jìn)行側(cè)面板的定位然后以隔板為內(nèi)胎進(jìn)行其它幾個(gè)面的面板定位。胎架平面為斜切面,其斜度與腹板形狀匹配。臥裝胎架搭設(shè)時(shí)要確保胎架有足夠的剛性,防止箱梁在拼裝時(shí)變形,胎架搭設(shè)時(shí)17個(gè)梁段的胎架整體搭設(shè),典型分段的胎架斷面示意圖如圖2所示:圖2胎架斷面示意圖3.2.2主梁內(nèi)側(cè)面及外側(cè)面劃分?？紤]到主梁為雙梁對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu),采用側(cè)面板朝下的臥裝方式,所有板片對(duì)接縫為單V型坡口(反面貼陶瓷襯墊,單面焊雙面成型),其中貼陶瓷襯墊側(cè)成型相對(duì)較差,因此從工藝及造型上要求所有貼陶瓷襯墊側(cè)在主體拼裝成型后不能外露,因此將龍門(mén)吊主梁分成內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面,其中內(nèi)側(cè)面作為拼裝時(shí)的底板,外側(cè)面作為拼裝時(shí)的頂板結(jié)構(gòu),確保外側(cè)面對(duì)接縫外觀成型美觀。3.2.3板單元兩拼。為了提高拼裝效率,部分板單元在主箱梁組拼前在線下進(jìn)行兩拼,兩拼的范圍涉及頂板,為減少焊接變形和火焰修整量,保證板塊平面度,應(yīng)在拼接焊縫焊接前預(yù)置反變形,同時(shí)使用預(yù)留焊接收縮量的樣板控制焊縫兩側(cè)相鄰球扁鋼的中心距。3.2.4組裝側(cè)面板。首先在胎架上按照主梁的理論起拱值測(cè)量放出底板的邊界線,然后以底板的邊界線為基準(zhǔn)定出側(cè)面板的理論位置線,按此位置線進(jìn)行首塊側(cè)面板的精確定位。固定后依次對(duì)稱(chēng)組焊其它側(cè)板單元,組裝時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)寬度精確預(yù)留焊接收縮量。3.2.5組裝T型鋼。下側(cè)面板焊接檢驗(yàn)結(jié)束后,在側(cè)面板上測(cè)量放出T型鋼的定位線,然后組焊T型鋼。3.2.6組裝橫隔板。橫隔板支撐整體制造,安裝就位后用花欄螺絲來(lái)調(diào)整橫隔板的垂直度。3.2.7組裝頂?shù)装濉８舭褰M對(duì)后開(kāi)始焊接,同時(shí)頂?shù)装蹇梢酝骄臀?就位要點(diǎn)是確保頂?shù)装搴偷孛驺U垂。3.2.8封外側(cè)面板。頂?shù)装逖b配焊接結(jié)束后,安裝外側(cè)面板,安裝就位后,需要加設(shè)臨時(shí)支撐。安裝完成外側(cè)面板后,依次安裝其他外側(cè)面板直至結(jié)束。從而完成整個(gè)梁段的組拼。3.2.9胎架橫向反變形控制。通過(guò)合理的焊接順序來(lái)控制焊接變形,在胎架上不再做反變形設(shè)置,具體焊接順序按下圖試行,首制段結(jié)束后根據(jù)實(shí)際情況再作調(diào)整。圖3焊接順序圖3.2.10拼裝焊接注意事項(xiàng)。梁段焊接順序:為保證梁段的外形和幾何尺寸,防止產(chǎn)生過(guò)大的內(nèi)應(yīng)力,梁段的焊接應(yīng)分步進(jìn)行,并遵循先內(nèi)后外、先下后上、由中心向兩邊的施焊原則。優(yōu)先選用CO2氣保焊方法,同時(shí)盡量采用陶質(zhì)襯墊單面焊雙面成型的焊接工藝。組裝頂板時(shí),必須精確預(yù)留橫隔板焊接收縮量,控制箱體高度。在焊接臨時(shí)馬板或工藝輔助件時(shí),應(yīng)避免對(duì)母材產(chǎn)生咬邊及弧坑。拆除時(shí),不允許錘擊拆除,應(yīng)在距母材13mm處用氣割切除,不得中文學(xué)術(shù)期刊聯(lián)合征稿平臺(tái)文發(fā)網(wǎng)：QQ：278123888論文發(fā)表聯(lián)系方式qq：278121888傷及母材,切除后用砂輪將焊趾處打磨平整。板單元及零部件必須經(jīng)過(guò)全面檢驗(yàn)合格并經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可參與梁段組裝,構(gòu)成各梁段的板單元及零部件應(yīng)編號(hào)并記錄清楚其所在的部位。梁段制造的各階段報(bào)驗(yàn)單應(yīng)提交監(jiān)理工程師審核認(rèn)可。3.2.11預(yù)拼裝。預(yù)拼裝方法:梁段組裝時(shí)需要進(jìn)行整體預(yù)拼(不少于4節(jié)),預(yù)拼結(jié)束經(jīng)監(jiān)理簽字認(rèn)可后方可脫胎進(jìn)入下一道工序,脫胎后預(yù)留一段轉(zhuǎn)入下一輪預(yù)拼,確保整個(gè)梁段預(yù)拼完整性。預(yù)拼裝檢查。每輪鋼箱梁整體組焊完成后直接在胎架上進(jìn)行預(yù)拼裝和重點(diǎn)檢查:主梁的起拱線形、扭曲,節(jié)段間端口匹配情況等。根據(jù)工藝要求,梁段預(yù)拼前應(yīng)處于自由狀態(tài)。主梁總體線形尺寸檢查。a.線形檢查:通過(guò)測(cè)量主梁底板節(jié)段接口處的理論坐標(biāo)來(lái)檢查主梁的起拱線形,主梁的旁彎主要通過(guò)在側(cè)面板取一系列特征點(diǎn)測(cè)量其標(biāo)高來(lái)檢查,如下圖所示:b.梁段扭曲檢查:是通過(guò)檢查各梁段兩端橫隔板處的左右標(biāo)高值,判斷各梁段的水平狀態(tài)及扭曲情況。c.內(nèi)外側(cè)面板的標(biāo)高檢查。根據(jù)理論值調(diào)整其標(biāo)高。預(yù)拼裝檢查測(cè)量要求。a.各梁段的標(biāo)高、長(zhǎng)度等重要尺寸的測(cè)量,應(yīng)避免日照影響,并記錄環(huán)境溫度。b.測(cè)量用的鋼帶或標(biāo)準(zhǔn)尺在使用前應(yīng)與被檢測(cè)工件同條件存放,使二者溫度一致,并定期送計(jì)量檢測(cè)部門(mén)檢定。c.測(cè)量用水準(zhǔn)儀,經(jīng)偉儀,儀表等一切量具均需經(jīng)二級(jí)計(jì)量機(jī)構(gòu)檢定。使用前應(yīng)校準(zhǔn),并按要求使用。d.操作人員應(yīng)經(jīng)專(zhuān)門(mén)培訓(xùn),持證上崗,并實(shí)行定人定儀器操作。3.3起拱工藝。3.3.1起拱高度理論計(jì)算。主箱梁在制作過(guò)程中,考慮到鋼梁結(jié)構(gòu)自重及負(fù)重時(shí)會(huì)有一定的下?lián)?因此在節(jié)段預(yù)拼裝時(shí)需要按照一定曲線進(jìn)行預(yù)拱,以確保結(jié)構(gòu)使用時(shí)能夠達(dá)到理想的設(shè)計(jì)狀態(tài)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,主梁起拱高度按圖5所示公式進(jìn)行計(jì)算:根據(jù)圖示計(jì)算公式(考慮結(jié)構(gòu)自重下?lián)?,可以計(jì)算出每個(gè)分段上弦在轉(zhuǎn)折處相對(duì)于理論直線的預(yù)拱高程為:圖5主梁上拱度計(jì)算示意圖3.3.2起拱方法。在對(duì)主梁分段近似采用斜直線制作,總組胎架墩采用折線梁拱。具體做法為:首先以主梁的下弦面理論直線為基準(zhǔn)線,繪出基準(zhǔn)線及分段線的位置,然后根據(jù)高程確定出起拱折線,在確定出預(yù)起拱折線后,在主梁起始位置及鋼梁兩兩相接的位置安裝曲線成型限制擋塊,限制擋塊制作時(shí)在保證成型曲線的同時(shí)還需要保證上弦面板的垂直度。因此此限制擋塊需要精確定位,并定期測(cè)量和調(diào)整,確保線型準(zhǔn)確、垂直度可靠。3.3.3主梁起拱線型長(zhǎng)度調(diào)整方案。主梁在拼裝起拱后其線型由原先的直線變成折線結(jié)構(gòu),兩兩梁段之間的連接面由原先的直口變?yōu)樾笨?預(yù)起拱前后接口的變化如圖6所示:圖6起拱前后兩兩梁段之間的連接經(jīng)過(guò)對(duì)上圖分析可知在主梁起拱以后,兩兩梁段之間會(huì)出現(xiàn)上弦長(zhǎng)度增加,增加長(zhǎng)度L只和兩兩梁段之間的折角有關(guān),通過(guò)整體放樣后可知,起拱后主梁的上弦的弦長(zhǎng)和理論直線的長(zhǎng)度發(fā)生變化,其中上弦在185m全長(zhǎng)范圍內(nèi)總長(zhǎng)變化為288