大板梁制作工艺探索阎静

大板梁制作工艺探索阎静

阎静

华电重工机械有限公司天津300409

摘要：本文在分析国投天津北疆二期1000MW超超临界锅炉岛钢结构项目中的大板梁为叠梁结构的基础上，确定了大板梁的制作工艺，主要是中翼板为孔群连接，穿孔率是最重要的制作难点，而且整体结构尺寸为超限件，超高、超宽、超长、超重，焊接变形的控制等编制可行的制作工艺。

关键词：大板梁；叠梁；厚钢板；超限件；钢板的翻面，整体的翻面；中翼板孔群；焊接变形；焊接顺序

1引言

国投天津北疆电厂二期1000MW超超临界锅炉钢结构项目中，大板梁的结构为最大外形尺寸为1500X8000X44660，叠梁结构，分为上、下梁形式，上、下梁重量接近，通过螺栓将上、下梁叠加在一起形成整根叠梁结构。结构如图1

2制作难点及应对措施

2.1由于大板梁板厚较厚，焊接时应严格按工艺要求进行预热，预热以较厚板为准。所有对接焊缝均要求采用埋弧焊焊接。

2.2主筋板加放50mm铣削余量，制作时应根据实际尺寸铣两头。次筋板也应根据起拱量考虑加放40mm～50mm余量。

2.3上、下梁的连接靠大量中翼板的螺栓孔，单个梁的中翼板上孔数量达到1128个之多，两个叠梁最后一次的穿孔率影响着整体安装。由于中翼板是先制孔，后与腹板焊接，在制作过程中应注意尽量减少中翼板的变形，采用分段退焊的方法施焊，由偶数焊工从中间向两端施焊。

2.4本项目叠梁的合计重量均超重，因此上下梁必须分开翻面，翻面过程中应注意对中翼板变形的控制。

2.5焊接变形控制：大板梁在制作中主要控制焊接对上、下梁的连接关系的影响，即上下梁中翼板的紧密程度。在焊接过程中一定要按大板梁焊接工艺规定的要求，尽量整体施焊、对称施焊并按照一定的焊接顺序施焊。另外腹板在切割过程中应注意变形情况，控制好切割的直线度。钢板拼接后应对拼接缝进行校平，校平合格后方可组立。组立时应将组装平台找平，防止组装变形。

2.6单梁重量就很重，起吊和翻转时须采取一定安全措施，翻面时必须有安全人员在场（起重设备、吊具的自身安全及周边环境的安全等）。

3具体制作流程

每个大板梁都是由上、下梁组成的叠梁，每个单梁都是超限件，超宽、超长、超重。最重的一组叠梁总重309吨，单个梁超过155吨。外形尺寸为1500X8000X44660，最厚钢板厚度为140mm。

1）大板梁制作工艺流程如下：

1、原材料进厂检验→2、下料→3、所有翼缘板打砂预处理并喷涂底漆（中翼缘板不涂漆、螺栓孔群保护）→4、腹板整体打砂预处理并喷涂底漆→5、腹板、翼缘板对接处开坡口、对接（焊接预热）→6、焊后热处理→7、矫正→8、腹板起拱整体下料留焊接收缩量→9、翼板整体+10mm齐头→10、两个中翼缘板点焊在一起，钻孔（钻模板、检验)→11、上翼缘板制孔→12、上梁腹板与上、中翼缘板组立、CO2打底焊（中翼缘与腹板只是打底，加固，不要焊成活）→13、埋弧焊接上梁上翼缘板与腹板的主焊缝→14、焊接变形矫正→15、下梁腹板与下、中翼缘板组立、CO2打底焊（中翼缘与腹板只是打底，加固，不要焊成活）→16、埋弧焊接下梁下翼缘板与腹板的主焊缝→17、焊接变形矫正→18、将上下梁平放于组装平台上（向上的面为A面）→19、依靠外力和工艺螺栓水平组装上下梁形成一个整体→20、整体装配A面的主次筋板等零件→24、气保护焊接A面中翼缘板与腹板的主焊焊缝和其它零件→25、整体配钻主筋板连接板→23、焊接主筋板上的其它零件→24、拆开上下梁→25、上下梁分别翻面后，向上的面为B面→26、依靠外力和工艺螺栓水平组装上下梁形成一个整体→27、模钻腹板上孔→28、整体装配B面的主次筋板等零件→29、焊接B面中翼缘板与腹板的主焊焊缝和其它零件→30、整体配钻主筋板连接板→31、焊接主筋板上的其它零件→32、整体腹板齐头→33、拆开上下梁→34、装配焊接上、下翼板上零件→35、上下梁分别油漆（翻面时注意安全）→36、终检→35、杆件标识→37、入库

2）制作工艺规定

a)下料：各零件下料，腹板起拱、主筋板留端铣量、次筋板考虑起拱后的尺寸留量；对接口处开坡口；无损探伤合格。b)拼接：将对接坡口的切割面进行打磨，磨出金属光泽，并按要求进行磁粉探伤检验。c)钻孔：上、下梁中翼缘板点焊在一起进行钻模制孔。并做好标识（正反面及上下方向）。d)组立：组立顺序:叠梁先组立上梁腹板与上、中翼板，组立时应保证腹板中心与翼板中心对齐，在保证垂直度的前提下，由中间向两边逐段对中边加热边点焊牢固。组立时应保证翼板与腹板的起拱边紧密贴合。焊前预热和点焊，按焊接工艺规定的要求执行。再组立下梁腹板与中、下翼缘板。e)焊接：上、下梁的上、下翼板与腹板的焊接利用焊接胎架采用半自动埋弧焊机焊接。焊接变形矫正：焊接后的变形应用火焰矫正合格。f)上、下梁组对：将两中翼缘板用螺栓及过冲连接贴合在一起，装配上面的主次筋板，并保证与翼板顶紧；主、次筋板的定位划线应以大板粱腹板中心为定位基准，向两边划出大板梁上各主、次筋板和连接板的定位线，并将定位线附近焊接区域的污物清理打磨干净。主、次筋板需根据图纸所示与上、中、下翼板相互顶紧。g)焊接：A面中翼缘板与腹板的主焊焊缝和其它零件。h)拆开两中翼缘板，上、下梁各自翻面后再用螺栓及过冲将两翼缘板连接贴合在一起，装配焊接B面的零件。i)制孔：用钻模板制腹板上的孔。j)焊接：B面中翼缘板与腹板的主焊缝和其它零件。k)检验：在拆开上下梁之前应对大板粱的外形尺寸和B面筋板尺寸进行一次全面检验。

4结语

本文在分析锅炉岛钢结构中的大板梁结构的基础上，确定了大板梁的制作工艺，主要是叠梁结构制作工艺。考虑大板梁为叠梁，且整体结构为超限件，超高、超宽、超长、超重。中翼板为孔群连接，穿孔率是最重要的制作难点。加上焊接变形的控制等问题。制定合理的焊接顺序，综合下料、组装、焊接控制等，保证构件的制作精度，为生产合格产品制定可行的制作工艺。