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大型设备基础钢结构框架安装焊接工艺及制作

发布时间:2019-12-13 10:05:36 作者 : 常诗河 宫必祥 朱庆波 来源 :网络 围观 :

摘 要:大型设备基础钢结构框架,因需要承担大型设备的静载荷及其振动载荷,所以往往被设计未重型钢结构构件,具有外形尺寸大、强度高、稳定性好、制作安装尺寸精度要求高等特点。文主要介绍了框架的制作和组焊技术,阐明了组焊安装大型钢框架设备基础中的难点及控制变形措施。

 

关键词:基础框架;组焊安装;焊接变形;质量控制

 

我公司于2010年承揽某建材公司年产60万吨矿渣粉磨工程,主要设备为立磨系统,是目前为国产最大的立磨设备,负担在基础框架上的静载荷为600多吨。其立磨基础钢框架为H型钢焊接而成的大型基础框架。基础框架的H型钢为588×300×16,由2个主辊立柱底座、2个辅辊立柱底座、1个电机底座及1个减速机底座拼焊组成,基础框架总重为37.29t。基础框架制作安装公差要求为:水平度±1 mm /1000;扭曲度≤±1mm;焊缝要求严格,钢结构及型钢对接焊缝需要作超声波探伤,检测等级为二级。立磨基础框架如图1所示:

  

 

制作安装工艺措施

2.1  

按照图纸设计要求,在保证焊缝质量的前提下,选用焊缝填充焊剂较少的坡口形式,这样对减小焊接收缩变形有利。H型钢翼板端面开Y型坡口,单侧坡口30°,5mm钝边,腹板采用双面30°V型坡口,2mm钝边,坡口加工形式采用手动气割,并用角磨机对坡口进行打磨。

2.2 连接护板制作加工

各底座框架拼接后,H型钢腹板两侧需2个连接护板进行加固连接。连接护板尺寸采用428×300×16mm钢板,钢板材质为Q235,数量为42块,采用手动气割进行加工并四周用角磨机进行打磨。

2.3 立磨基础框架拼装安装

1)待砼基础砂浆养护强度达到90%之后,即可对各部分进行拼装。按照图纸位置对减速机底座、立柱底座(2个)、辅辊立柱底座(2个)、电机底座进行对接拼装。各底座的安装位置通过拉钢丝中心线来进行控制,各底座中心线位置公差控制在±1mm,同时用精密水准仪对其标高进行控制,调整方式用基础框架上的24个M24×2调整螺钉进行精调,保证基础框架拼装后水平度控制在≤0.5mm/1000mm。

2)基础框架初次拼装完成之后,对照图纸安装技术要求,对基础框架的安装尺寸进行复检并记录复检各点数据。各点数据都在公差范围内后,对安装的框架各部分进行点焊固定。点焊固定点的选择遵循上下、左右对称原则。各框架底座的上下底板与预留的基础钢筋网连接点焊。点焊固定后,为保证焊后基础框架不发生大的位移,用精密水准仪及钢板尺对其尺寸和位置重新测量并做好数据测量记录,对偏差的位置进行调整。

3)组织有焊工上岗证的焊工对底座对接坡口处进行焊接。焊条选用J422焊条,焊条使用时要提前对焊条进行烘干。为防止焊接变形,要求焊工8人,分成4组2人一组,对称焊接,这样尽量减小焊接变形。其对接焊缝焊接顺序见图2所示:腹板从上而下焊接,上下翼板从中间向两边焊接,三条焊缝的焊接顺序为1-2-3。

 

图2  焊接顺序(大型设备基础钢结构框架安装焊接)

(4)焊接过程中注意事项:焊接前如果气温低于0度,必须对对接焊口区域用气焊进行局部加热,这样可以有效的防止焊接时,焊口局部过热出现裂纹;施焊过程中,为减小焊接部位局部过热产生应力变形,焊接工艺遵循以下原则:必须先焊基础框架的垂直焊缝,后焊水平焊缝,垂直焊缝要求高出对接H型钢腹板1-2mm,焊接完成后用磨光机对两侧焊缝进行打磨,打磨至余腹板一样水平,然后再焊接腹板两侧的加固护板;垂直水平焊缝施焊时,两名焊工一组,在对称位置同时施焊,一道焊缝要求焊接多层,每焊完一层,焊工需要改变位置,即对角线换位后,再焊接另一层,如此重复直至一道焊缝焊高度达到图纸要求。

(5)所有焊缝焊接完成后,重新测量测量基础框架上平面各重要点的水平标高,并复核基础框架的定位尺寸有无移动。根据以上测量数据对基础框架进行水平及定位微调。按照测量点示意图3,对基础框架标定的点进行测量并计算水平标高的算术平均值,之后对比测量数值与平均值之间的差值,公差值在±0.5mm以内的可不对其调整。

 

图3  测量点示意(大型设备基础钢结构框架安装焊接)

 

超差的需要调整,调整方法如下:标高偏高的部位,通过与相应的部位的钢筋用电焊进行向下进行拉结;标高偏低的部位利用基础框架原有的调整螺钉上顶进行调整。通过以上办法进行基础局部调整,调整至公差要求的范围并记录测量数据。

基础框架焊接工艺参数选择

焊接过程中针对不同的焊接方式,选用不同的焊接工艺参数来保证焊缝质量,如表1所示:

表1焊接工艺参数对照表

      

基础框架变形控制措施

4.1.严格工序检查

从下料工序开始,严格控制基础框架各部件各坡口尺寸及坡口角度、坡口的直线度、平面度误差,要求基础框架各部件的尺寸误差,必须在图纸或规范允许范围内。整体拼装后、焊接前,检查构件的宽、高误差在0-1.0mm范围内,目视无扭曲现象。

4.2.选择合适的焊接工艺参数和正确的操作方法

正式施焊前进行焊接工艺评定,根据合格的评定报告进行焊接。焊接过程采用工装对基础框架加以固定或点焊固定,防止焊接过程中产生角变形,同时减少挠曲变形和扭曲变形。

4.3.选择合理的施焊顺序和方向

基础框架点焊固定后,先进行对称焊接,焊角高度为10mm,主焊缝顺序如图所示。焊接时焊缝两端应设有引弧板和息弧板;焊接基础框架连接护板时,须对称焊接,这样施焊,防止焊接变形对称而发生扭曲,同时避免焊接热量集中而产生的收缩变形。

变形矫正措施

通过下料、拼装、焊接各工序预防变形的措施,整体焊接后仍有可能发生轻微的变形,可采取以下办法进行矫正。

1)局部火焰加热矫正法。它是利用火焰对焊件进行局部加热,产生局部塑性变形,使较长的钢板在冷去后产生缩短来消除变形,主要将其用于矫正整体基础框架的侧弯或正弯变形。

2)矫正时选择有一定实践经验的老师傅,加热温度控制在600℃~800℃。加热位置选择在变形最大处的对称两侧,先用小火对称加热两个部位,测量稍有效果后,再进一步推进,同时在基础框架上配以钢架+千斤顶或锲块固定增加外力。实践证明矫正效果非常明显。通过对拼接安装、焊接各工序严格控制及变形矫正,最终基础框架尺寸见表2所示,均满足图纸及规范要求。

表2  框架水平标高测量值

  

 

通过以上各工序及变形矫正施工,CRM4622立磨框架安装顺利完成。在整个立磨安装完成后再进行调试的过程,其最终基础框架上所安装的减速机、立柱、电机等设备的水平、垂直方向的振动偏离值均符合设计要求。设备调试工作5天完成,10天后设备达产。这些都是前期基础设备严格要求的结果。

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