國電哈密大南湖疊梁工藝(1)

1、 國電哈密大南湖電廠2*660MW超超臨界機(jī)組大板梁制作工藝1.工程概況國電哈密大南湖電廠2X660MW機(jī)組超臨界鍋爐鋼結(jié)構(gòu)，鍋爐頂板結(jié)構(gòu)部分共有8榀大板梁，其中座落在柱頂部標(biāo)高93.9m球面支座上，特大型疊合大板梁長度為L=2922029400mm，板梁疊合高度均為H=5600mm。大板梁是電站鍋爐框架中承受鍋爐動載的最重要部件，其中疊合大板梁分上、下單梁兩部分，每根單梁均為不對稱的工字型結(jié)構(gòu)，其疊合面通過上千只高強(qiáng)螺栓（規(guī)格M27mm）連接疊合構(gòu)成一體。鍋爐頂板結(jié)構(gòu)中8榀大板梁總重G=578.087噸，其中最重的一榀疊梁為G1=177.563噸（構(gòu)件號E），最輕的大板梁重量為G2=6.37

2、7噸（構(gòu)件號A、A反）。疊合大板梁所用材質(zhì)除厚度=120mm的材質(zhì)為SM490BN外其他厚度的大板梁材質(zhì)均為Q345B。2.編制依據(jù)2.1哈鍋大板梁制造圖紙F(tuán)002ACA(001-017)B201。2.2哈鍋標(biāo)準(zhǔn)用高強(qiáng)螺栓連接或焊接的碳鋼和低合金鋼鋼結(jié)構(gòu)制造技術(shù)條件HG.5.11.1.1(5)3.材料要求3.1大板梁所用的材料應(yīng)符合按照哈鍋30.2003.286鍋爐原材料入廠驗收規(guī)則的規(guī)定進(jìn)行入廠檢驗。對于制造大板梁的原材料及設(shè)計有復(fù)驗要求的鋼材必須進(jìn)行入廠復(fù)驗，大板梁用10號及10號以上角鋼必須進(jìn)行入廠驗收及檢驗，未經(jīng)復(fù)驗或檢驗不合格者不準(zhǔn)投產(chǎn)。3.2 SM490BN鋼板應(yīng)符合日本JISG3

3、106的規(guī)定，Q345鋼板符合GB/T3274的規(guī)定，同時以上材料應(yīng)符合采購規(guī)程及訂貨合同的規(guī)定。3.3生產(chǎn)用材料要按照圖樣和零件清單的要求進(jìn)行核實。3.4板梁材料的代用、板梁接料排版圖應(yīng)由制造單位提交給哈鍋設(shè)計部門，由哈鍋設(shè)計部門批準(zhǔn)后方可進(jìn)行材料代用并按批準(zhǔn)的排版圖進(jìn)行板梁下料。3.5制造大板梁用的低合金結(jié)構(gòu)鋼板，應(yīng)按照J(rèn)B/T3375-2002鍋爐用材料入廠驗收規(guī)則中引用文件（GB/T1591）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼進(jìn)行表面質(zhì)量、化學(xué)成分分析、室溫拉伸試驗、冷彎試驗等四項共同性項目的檢驗。厚度36mm的結(jié)構(gòu)鋼板應(yīng)進(jìn)行沖擊試驗。3.6對板厚60mm的鋼板應(yīng)逐張100%超聲波探傷檢測（鋼板內(nèi)部不

4、得有分層、重皮），對板厚<60mm的鋼板是否進(jìn)行超聲波探傷檢測根據(jù)產(chǎn)品合同及工程的需求執(zhí)行。外觀檢查按（GB/T709熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差進(jìn)行檢驗（檢查鋼材表面是否有氣泡、結(jié)疤、拉裂、裂紋、折疊和壓入的氧化鐵皮）。4.制作要點4.1號料拼接4.1.1板梁鋼板拼接時，應(yīng)符合設(shè)計圖樣和哈鍋標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。對于大板梁的號料排版，應(yīng)由生產(chǎn)制作車間繪制拼接圖送工藝技術(shù)部門審核報公司總工批準(zhǔn) ，大板梁拼接圖還需經(jīng)哈鍋設(shè)計部門會簽后方能進(jìn)行下料拼接。4.1.2板梁起拱要求：1）板梁跨度及自重均比較大，在施工狀態(tài)下，由于豎向自重荷載作用，將會產(chǎn)生下?lián)希?所以制作加工時要考慮預(yù)起拱。2）

5、疊形板梁不允許有向下垂直撓度，故板梁腹板下料時，應(yīng)按1/2000L（L=梁的總長）起拱，并不大于20mm，按拋物線形起拱。起拱二次拋物線方程：Y=f-4Fx2/L2，Y-預(yù)起拱值，f-預(yù)起拱最大值，X-起拱點距離中心點的距離，L-梁跨度。4.1.3板梁拼接時允許的接頭數(shù)和最小拼接尺寸規(guī)定如下：1)腹板高度方向縱向拼接時允許的接頭數(shù)按下表規(guī)定，允許的最小拼接寬度為350mm；腹板有縱縫的，橫向不允許有貫通性拼接焊縫（即不允許出現(xiàn)“十字型”焊縫）。腹板縱向接料允許接頭數(shù)量板梁腹板高度H(mm)1600H<2600H2600允許的接頭數(shù)122)翼板或腹板橫向拼接時（沿長度方向）允許的接頭數(shù)按下

6、表規(guī)定，允許的最小拼接長度不小于2000mm；翼板或腹板橫向拼接允許的接頭數(shù)量板梁腹板或翼板長度L(m)L66L1010L3030L40L40允許的接頭數(shù)123454.1.4拼接焊縫錯開的要求1)板梁翼板和腹板的拼接焊縫應(yīng)錯開，錯開距離不小于200mm。2)梁、柱及板梁的拼接焊縫與托板或隔板的焊縫應(yīng)錯開，錯開距離不小于100mm。3）當(dāng)鋼板拼接有T字型交叉焊縫，則相鄰兩T字型交叉焊縫距離不小于350mm。4）拼接焊縫應(yīng)避開螺栓孔，拼接焊縫中心線距邊緣孔中心線的距離不小于120mm。4.2下料及切割1）鋼材矯正必須在劃線前進(jìn)行，鋼材矯正后的允許偏差應(yīng)符合下表：項 目允許偏差（mm）在1m范圍內(nèi)鋼

7、板、扁鋼的局部撓曲矢高141.5141.0角鋼、槽鋼、工字鋼的 彎曲度長度的1/1000，但不得大于5mm2)板梁厚板切割表面要光滑，不準(zhǔn)有裂紋、分層、夾渣等宏觀缺陷。切割表面的缺棱1mm。若有深度超過3mm的溝槽或凹坑應(yīng)用半徑不小于12mm的圓弧修成圓滑過度。火焰切割鋼板，板厚12mm的低合金鋼，距起割點約50mm范圍內(nèi)的最低預(yù)熱溫度為80。鋼材下料后其邊緣不得有撕裂、裂紋、夾層缺陷，并清除熔渣和毛刺。3）板材切割時要保證割炬始終垂直于鋼板，防止出現(xiàn)鋼板切割端面嚴(yán)重不垂直現(xiàn)象發(fā)生。4）為防止出現(xiàn)嚴(yán)重的缺棱現(xiàn)象產(chǎn)生（火焰斷弧、放炮現(xiàn)象），必須保證切割氣體的連續(xù)供應(yīng)及純度、合理的選擇槍嘴的型號、

8、及時清理疏通槍嘴。4.3組對4.3.1在制造疊梁或組合構(gòu)件時，翼板或腹板的拼接應(yīng)在組裝前進(jìn)行，焊縫應(yīng)符合無損檢測要求，經(jīng)100%探傷合格并焊縫經(jīng)“退火”工藝處理后（板厚38mm），再進(jìn)行工字型的組裝。4.3.2疊形梁的組對事項1）疊合面板鉆孔由于上、下疊合梁的連接用規(guī)格M27的高強(qiáng)螺栓連接，每塊疊合板上約有上千個孔（見下表），為了保證疊合梁的疊合面加工后能達(dá)到100%的穿孔率，下疊合梁的疊合面板下料拼接焊接合格后，在組對完上下梁“工字型”焊接完畢后，上下工字型梁先進(jìn)行疊合，檢查上下梁疊合面的直線度、間隙大小、面板與腹板的垂直度，合格后在上梁的疊合面板上號孔，與下梁疊合面進(jìn)行“套鉆”。鉆孔采用加

9、長的空芯鉆（規(guī)格30mm）。疊梁疊合面所需鉆孔統(tǒng)計表 構(gòu)件號疊梁B疊梁C疊梁D疊梁E孔徑（mm）30303030疊合面螺栓孔數(shù)（個）10641064107210722）由于疊梁的上、下梁疊合板面用高強(qiáng)螺栓連接，故疊合板面平整度要求高，疊合面（板厚=30mm）的焊接角變形通過“H型鋼矯正機(jī)”矯正保證平整度要求，但上梁的上蓋板及下梁的下蓋板較厚（板厚=70-120mm），無法采用型鋼矯正機(jī)矯正，可采用火焰矯正法進(jìn)行矯正。4.3.3各疊形梁上有“十道”啟連接上下梁作用的筋板，在疊合面處用高強(qiáng)螺栓連接板與之連接，考慮到連接筋板在焊接過程中的“收縮變形”及上下梁的撓度匹配影響，上下梁連接筋板上的連接孔可

10、能無法正常連接，故采取的技術(shù)措施如下：1）上疊梁上的連接筋板（僅指上下梁連接用的筋板）可按圖紙要求制孔（用標(biāo)準(zhǔn)鉆模套鉆）、組裝和焊接，下疊梁上的連接筋板也可制孔、組裝，此類筋板焊接時需留靠近疊合面處留300mm先不焊接，待預(yù)裝時調(diào)整與上梁連接筋板在同一個平面內(nèi)，防止出現(xiàn)連接錯口，平度合格再焊接預(yù)留處。焊接應(yīng)采取一定的措施防止變形產(chǎn)生。上、下疊梁連接筋板上的連接板，采用“數(shù)控平面鉆”進(jìn)行加工。2）上、下疊梁的上翼緣與加勁板組對時必須頂緊，每個疊梁兩端頭起端部支撐作用的加勁板（=70mm）上下翼緣及疊合面都必須頂緊。要保證端部勁板頂緊必須保證上下梁兩端腹板的垂直度。4.3.4疊梁上梁上翼緣上各有6

11、組梁支撐連接板（零件號P1673/1675）,組對時必須保證連接板“同心”，并且保證兩板的間距B=2020+2mm、與之相連接的梁支撐的端面高度H=2000-2mm（圖號ACA007-010）。4.3.5疊梁上的勁板、連接板在組對前都必須先進(jìn)行噴砂處理然后再組對。帶孔連接板都必須以梁的上翼緣為基準(zhǔn)進(jìn)行定位。4.3.6疊梁下梁下翼緣兩端部各有一組與球面支座連接的群孔（16-28）由于翼緣板較厚（=70-120mm），直接鉆容易跑偏，此處采用貼鉆模（=30mm）“引鉆”定位的方式進(jìn)行套鉆。4.4板梁焊接4.4.1焊接材料應(yīng)按焊接工藝規(guī)程要求的牌號、型號進(jìn)行采購，焊接必須有生產(chǎn)廠家的材質(zhì)證明書，質(zhì)監(jiān)

12、部門應(yīng)按(JB/T3375)鍋爐原材料入廠驗收規(guī)則進(jìn)行入廠檢驗，未經(jīng)檢驗或檢驗不合格的焊材不準(zhǔn)用于產(chǎn)品焊接。4.4.2在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作之前，應(yīng)按有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行焊接工藝評定，焊接工藝評定合格后方可使用。4.4.3焊接方法及焊接材料選用（見下表）施焊部位焊接方法焊絲牌號焊絲直徑(mm)焊劑型號板材接料、工字型主焊縫埋弧自動焊H10Mn24.0SJ101加筋板CO2氣體保護(hù)焊ER50-61.21）板梁的翼緣板、腹板對接連接焊縫應(yīng)優(yōu)先考慮采用埋弧自動焊，其次為手工焊。翼板和腹板的四條角焊縫應(yīng)采用埋弧自動焊。在焊接過程中一條焊縫要連續(xù)施焊并焊完，不能間斷。焊完后在距焊縫端頭100mm及距焊縫邊緣50m

13、m處打焊工鋼印號。2）焊接完畢后，如有變形，需用火焰進(jìn)行修正，采用火焰矯正時，加熱時應(yīng)不斷地移動焊炬以防局部過熱。不能用液體或冷風(fēng)進(jìn)行急冷。4.4.4焊前預(yù)熱 焊接預(yù)熱是改善材料的可焊性，在加熱并保持一定溫度過程中可降低焊接接頭區(qū)域的溫差，使熱影響區(qū)的淬硬傾向減弱。在焊接過程中有利于氫氣的逸出，降低焊縫中的氫含量，防止出現(xiàn)冷裂紋的產(chǎn)生改善焊接接頭的塑性和韌性。焊件焊前最低預(yù)熱溫度和焊縫最高層間溫度應(yīng)符合下表規(guī)定。預(yù)熱范圍：在焊縫兩側(cè)范圍內(nèi)應(yīng)不小于焊件厚度2倍且不小于100mm范圍進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度不得高于焊縫最高層間溫度，并保持到焊接終了。不同材質(zhì)、板厚預(yù)熱溫度表材質(zhì)接頭最厚部件的板厚（mm）

14、厚度范圍（mm）最低預(yù)熱溫度（）層間溫度（）Q345B32100100-350SM490BN38100100100-350>100150150-3504.4.7焊接質(zhì)量要求1)對接焊縫應(yīng)略有余高，但最大余高不得大于3mm，且焊縫與母材之間應(yīng)平滑過渡。2)焊縫外表應(yīng)整潔、均勻、無焊瘤、凹陷和凸起，焊縫表面不得有裂紋。3)焊縫金屬與母材及層間應(yīng)完全熔合，弧坑必須填滿。拼接焊縫兩端需接引、熄弧板（規(guī)格尺寸為：100×100×, 為接料板厚）。焊接完畢探傷合格后，用火焰割槍切割去除，嚴(yán)禁使用“錘擊”方法清除引、熄弧板。4)任意長度焊縫或熱影響區(qū)上的咬邊深度不得超過0.5mm，

15、對任意300mm長度焊縫內(nèi)累計咬邊長度不得大于50mm。4.4.7焊縫探傷要求1）板梁翼緣和腹板的所有對接焊縫要求全熔透，100%超聲波探傷，當(dāng)板梁翼緣板、腹板厚32 mm（材質(zhì)為Q345）的對接焊縫質(zhì)量等級為一級，當(dāng)板梁高度H2m，其翼緣板，腹板厚32 mm的對接焊縫質(zhì)量等級按二級,其他結(jié)構(gòu)焊縫的外觀質(zhì)量不低于三級。2）對板厚100mm以上的鋼板拼接時，坡口加工前應(yīng)對其邊緣2倍板厚加30mm（2+30mm）的區(qū)域內(nèi)，進(jìn)行100%超聲波檢查，以防止夾層或疏松缺陷存在。3) 板梁腹板的“T”字型接頭處上下200mm范圍必須進(jìn)行100%超聲波探傷。4) 板梁翼板與腹板連接的四條角焊縫應(yīng)用磁粉探傷檢

16、查，檢查焊縫及熱影響區(qū)是否有裂紋存在。5）對于板梁的對接焊縫和去掉引弧板、收弧板的焊縫兩端面應(yīng)用磁粉探傷檢查，檢查焊縫及熱影響區(qū)是否有裂紋存在。6）無損檢查抽查的焊縫不合格時，必須對同類焊縫進(jìn)行檢查。對有缺陷的焊縫必須進(jìn)行返修，返修處需進(jìn)行100%原無損檢驗方法檢查。4.4.8板梁焊縫焊接1）工字型鋼主焊縫的焊接用CO2氣體保護(hù)焊（焊絲ER50-6）焊接打底及中間層的埋弧焊接；焊接時，該側(cè)縱縫不得一次性焊完，焊接高度為該側(cè)焊縫高度的2/3即可，翻身焊接背側(cè)主焊縫；翻身時加裝臨時支撐，翻身的方向應(yīng)使已焊焊縫處入受壓狀態(tài)，既保證在翻身時疊合板的平整度和垂直度，減少了矯正工作量，又避免焊縫受拉被撕裂

17、的危險；待背面主焊縫全部焊接完畢，再焊完正面剩余的焊縫。工字型鋼主焊縫較長，由兩臺埋弧焊焊機(jī)同時由中間向兩端分段退焊焊接。工字型主焊縫焊接為防止下?lián)?，焊接順序是：?yīng)先焊下翼緣然后再焊接上翼緣。2）加勁板、節(jié)點板焊接順序先焊加勁板與翼緣板之間焊縫，采用對稱施焊，在焊接加勁板與腹板之間焊縫，幾塊加勁板同時焊接，由大板梁長度方向的中心線向兩側(cè)施焊，由下翼緣向上翼緣板方向施焊，焊縫間包角形成閉環(huán)。4.4.9焊條、焊劑使用前按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行烘焙處理，烘干后的焊條放在保溫筒內(nèi)保存，以防受潮影響焊接。4.4.10當(dāng)焊接環(huán)境出現(xiàn)以下情況時，如無有效防護(hù)措施，禁止施焊：（1）風(fēng)速大于9m/s；（2）環(huán)境溫度：低碳

18、鋼焊接時低于-20；低合金鋼焊接時低于-10；高強(qiáng)度鋼焊接時低于-5。（3）相對濕度大于90%；5.焊后熱處理板梁對接焊縫局部熱處理時，加熱寬度為焊縫中心兩側(cè)不小于三倍板厚度，且不小于150mm，加熱帶以外的母材應(yīng)有保溫措施，防止產(chǎn)生過大的溫差，應(yīng)對加熱件溫度和爐溫進(jìn)行檢測，作好焊后熱處理情況的記錄，所有熱電偶、測量儀器和記錄裝置必須經(jīng)驗證合格并在有效期內(nèi)。不同板厚升溫速度(/h)R1220×25/(/h)40（mm）50（mm）70（mm）100（mm）120（mmm）冷卻方式137110785545400在靜止的空氣中冷卻注：接料焊縫進(jìn)行熱處理時，應(yīng)將熱處理板料墊實，防止鋼板溫度

19、達(dá)到熱處理溫度時產(chǎn)生新的熱變形。（焊縫熱處理溫度600±20）不同板厚保溫時間(小時)材質(zhì)最小保溫時間(分鐘)冷卻方式50=80=120=140Q345BSM490BN2.03.03.53.5400在靜止的空氣中冷卻不同板厚冷卻速度(/h)R1275×25/(/h)40(mm)50（mm）70（mm）100（mm）120（mm）冷卻方式172137986857400在靜止的空氣中冷卻6. 若采用碳弧氣刨清除焊縫或母材缺陷，氣刨前最低預(yù)熱溫度應(yīng)符合下表的規(guī)定，預(yù)熱范圍缺陷周圍不小于100mm。用碳弧氣刨清除焊縫或母材缺陷，氣刨前最低預(yù)熱溫度材質(zhì)鋼材厚度（mm）預(yù)熱溫度（）C0

20、.30%的低碳鋼51105180C-Mn，C-Mn-Si鋼131013807.大板梁的吊裝7.1板梁專用吊具吊鉤采用=90mm鋼板制成（材質(zhì)Q345B），連接板采用=50mm鋼板制作圖如下（連接板長度根據(jù)板梁翼緣板寬度不同而調(diào)整），銷軸直徑70mm。吊具內(nèi)側(cè)孔用連接板和銷軸固定在梁的翼緣板上防止脫鉤，外側(cè)孔為吊裝孔。大板梁吊具加工詳細(xì)7.2各疊梁工字型重量一欄表構(gòu)件號上梁工字型（不含勁板）下梁工字型（不含勁板）上梁工字型（含勁板）下梁工字型（含勁板）總重（Kg）B54770.236769.166185.541105.5107291C59816.641798.272307.846422.2118

21、730D67069.649026.680009.353790.6133799.9E89615.86688310495972603.9177562.97.3工字型翻個采用“雙車抬吊”不離地翻轉(zhuǎn)，用專用吊具進(jìn)行。（如下圖所示工字型翻個示意圖7.4疊梁吊裝要領(lǐng)：、將夾具放在大板梁的規(guī)定位置，準(zhǔn)備起吊及翻轉(zhuǎn)。、吊車起鉤將疊合梁緩慢吊起。、將疊合梁吊至垂直構(gòu)件重心的位置，利用疊合梁的自重，同時行走小車，吊鉤緩慢落下，采用就地“翻滾”的方法將疊合梁放倒。7.5吊裝安全措施（1）檢查鋼絲繩是否有斷絲情況，整股破斷應(yīng)報廢直徑磨損超過40%應(yīng)按報廢處理。（2）天車在吊裝前應(yīng)進(jìn)行負(fù)載試驗，80t天車應(yīng)進(jìn)行90t的

22、負(fù)載試驗；32t天車應(yīng)進(jìn)行40t的負(fù)載試驗，配套的吊索應(yīng)同時進(jìn)行試驗，以檢驗天車的吊裝能力，抱緊裝置是否靈活，進(jìn)行負(fù)載試驗時應(yīng)有公司安全人員現(xiàn)場監(jiān)督。（3）制作現(xiàn)場應(yīng)清理出足夠的場地便于疊合梁的制作、吊裝、裝車。（4）疊合梁組裝成形后，二臺天車就位起吊，原則上兩臺天車的大車不能走動，小車隨著重物的起吊同時移動。（5）疊合梁吊裝需多臺天車，為保證多臺天車的同步性，在起吊時，應(yīng)進(jìn)行“試吊”，天車受力后，要仔細(xì)檢查天車、吊索的變化情況，發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)立即停止起吊工作。（6）作業(yè)人員應(yīng)熟悉本工種操作規(guī)程，同時具備操作知識和技能，并經(jīng)考試合格。（7）天車應(yīng)有專人統(tǒng)一指揮，并用“旗語”規(guī)范操作，做到分工

23、明確。（8）起吊用的吊索，要符合標(biāo)準(zhǔn)要求，并不得超負(fù)荷使用，吊裝前要進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷、不符和安全要求的不準(zhǔn)使用。（9）作業(yè)區(qū)要有警戒標(biāo)志，非作業(yè)人員不得進(jìn)入作業(yè)區(qū)。8. 高強(qiáng)螺栓連接范圍內(nèi)的摩擦面外觀必須平整，不得有影響相連零件緊密結(jié)合的臟物、毛刺、及飛翹等，特別不應(yīng)有油污，嚴(yán)禁在摩擦面上用油漆作標(biāo)記。9.預(yù)裝要求9.1預(yù)裝之前，所有要求制作工序必須完成。9.2預(yù)裝時采用“立裝”要求上梁在上面、下梁在下側(cè)，要保證構(gòu)件的穩(wěn)定性，制作單位需采取一定的安全防護(hù)措施。9.3預(yù)裝質(zhì)量：1）疊梁組裝后疊合面翼緣螺栓穿孔率為100%，其他的尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)請參照HG5.11.1.1(5)。2）螺栓穿孔率是指用直徑小于1.0mm的“試孔器”檢查應(yīng)全部通過。3）疊合板間的間隙1.0mm，疊合板不平度1.0mm，疊梁的上下梁中心線偏差1.0mm。10.涂裝10.1疊梁在組裝前應(yīng)進(jìn)行噴砂預(yù)處理，噴砂處理后鋼材表面的除銹等級應(yīng)達(dá)到GB8923中規(guī)定的sa2.5級。10.2構(gòu)件表面不應(yīng)誤涂、漏涂，涂層不應(yīng)脫皮