陳 琳

鋼結(jié)構(gòu)框架體系在工業(yè)建筑中廣泛應(yīng)用，普通材質(zhì)的鋼材已越來越難以滿足工程結(jié)構(gòu)安全、性能指標、經(jīng)濟適用等的要求。低合金耐熱鋼(12CrMoV)是目前鋼框架，尤其是承重構(gòu)件多采用的一種鋼材。

1 工程概況

寧夏靈武1號，2號2×1 000 MW發(fā)電機組鍋爐廠房，工程結(jié)構(gòu)體系全部采用鋼結(jié)構(gòu)框架。

在主框架中，承重、阻熱、連接關(guān)鍵構(gòu)件——剛性梁及附屬配件的鋼材材質(zhì)均為低合金耐熱鋼(12CrMoV)。

其中包括剛性梁486件，垂直搭接件572件，張力板572件，角部連接件324件，拉桿及其他構(gòu)件785件，總加工數(shù)量2 739件，加工總量達3 300 t。

低合金耐熱鋼(12CrMoV)屬于空淬鋼，鋼的力學性能在很大程度上取決于鋼的熱處理狀態(tài)，應(yīng)嚴格控制它的裝配、焊接工藝。

2 工程難點分析及對策

結(jié)合工程特點，本著節(jié)約成本、控制工期、保證質(zhì)量的原則，制定針對性的可操作工藝文件，落實裝配、焊接實施過程，對鋼材和焊縫的性能與原始熱處理狀態(tài)性能進行控制。

1)本工程大部分為異型構(gòu)件且節(jié)點板較多，只有通過計算機分析，現(xiàn)場制作胎具，確定合理的裝配順序，嚴格控制幾何尺寸，來保證構(gòu)件的拼裝精度要求;

2)低合金耐熱鋼(12CrMoV)由于其自身材質(zhì)要求，對焊接前、后熱處理技術(shù)指標要求極為嚴格，過程中配備專業(yè)機具、材料，保證構(gòu)件焊接質(zhì)量;

3)構(gòu)件放樣、組裝前，計算加工、焊接預(yù)留量，滿足構(gòu)件加工過程中的變形需求。

3 工藝流程

低合金耐熱鋼結(jié)構(gòu)施工工藝流程見圖1。

4 操作要點

1)生產(chǎn)前技術(shù)準備。a.領(lǐng)取圖紙及相關(guān)資料，仔細消化圖紙技術(shù)要求，做出針對性的焊接、裝配工藝卡片;b.生產(chǎn)前準備過程中，要做到讀圖準確，技術(shù)要求理解清晰，生產(chǎn)操作符合標準要求。

2)材料進場。a.依據(jù)圖紙做出工程詳細的備料計劃，落實廠家進行采購。材料進場后，嚴格按規(guī)范進行理化復(fù)試;b.對所用低合金耐熱鋼(12CrMoV)的原材料，進行光譜定性分析，并出具檢測報告;c.結(jié)合工程特點，零部件的角焊縫采用混合氣體［Ar(85%)+CO2(15%)］保護焊，焊絲為 ER55B2V，直徑 1.2 mm，允許采用手工電弧焊，焊條為R317，直徑2.5 mm，4 mm。

3)根據(jù)圖紙，對構(gòu)件利用計算機做出分析表及小樣分析圖，詳化圖紙，明確加工制作精度要求。

4)按照工藝文件中各項技術(shù)參數(shù)要求，加工制作焊接試件，測定技術(shù)參數(shù)，指導(dǎo)過程施工。

5)操作鋼平臺的搭設(shè)。a.在制作加工現(xiàn)場，搭設(shè)滿足工程要求的操作鋼平臺。鋼平臺的基層處理、整體剛度、平整度等符合工程構(gòu)件加工制作的需要;b.根據(jù)工程特點，對鋼平臺進行調(diào)平。在5 m×20 m的范圍內(nèi)，平面度不大于3 mm，局部不大于0.8 mm/m2，確保構(gòu)件的加工精度及組拼質(zhì)量。

6)根據(jù)小樣分析圖表，施工班組進行下料加工。操作時，結(jié)合材料特點預(yù)留加工余量，一般控制在20 mm～50 mm，保證裝配完成后的整體尺寸要求。

7)制作零部件加工胎具。a.在操作鋼平臺上根據(jù)工程技術(shù)數(shù)據(jù)，放設(shè)1∶1制作胎具，并隨不同零部件尺寸的變化而調(diào)整;b.結(jié)合低合金耐熱鋼構(gòu)件，尤其是垂直搭接板、角部連接件等在加工制作過程中易發(fā)生扭曲、變形的情況，現(xiàn)場制作異型卡具，合理布置、分配它的具體位置，確保構(gòu)件質(zhì)量。

8)根據(jù)圖紙及分析小樣，加工、制作零部件，并由專人編號，對材質(zhì)為低合金耐熱鋼(12CrMoV)的鋼材進行熱處理。

9)零部件裝配定位。a.零部件加工完成后，將對應(yīng)的零件在胎具內(nèi)進行擺放、點焊，完成構(gòu)件的裝配定位;b.零部件點焊固定時要牢固、可靠，以防在出胎、吊運過程中焊點開裂，造成事故;c.在裝配過程中，對于部件干涉處允許修銼，但應(yīng)保證構(gòu)件的整體尺寸要求;d.構(gòu)件組裝完成并檢查無誤后，在其適當位置處加設(shè)工藝支撐桿，或?qū)杉晨勘滁c焊在一起，以防止焊接及熱處理時變形;e.部件裝配完成出胎前，由專人編號，出胎后進行成品保護。

10)構(gòu)件焊接。a.根據(jù)材料在熱處理方面的特殊要求，嚴格按照焊接工藝評定的參數(shù)、技術(shù)措施，進行機具、材料的配置，部分主要機具表見表1;b.對于低合金耐熱鋼(12CrMoV)的特殊焊接要求，在焊前應(yīng)對待焊處預(yù)熱200℃～250℃(包括裝配定位焊前預(yù)熱);c.焊接過程中，應(yīng)注意構(gòu)件的對稱施焊，焊接過程不得中斷，焊接時層間溫度控制在250℃～300℃;d.焊接完成后，對構(gòu)件角焊縫部位應(yīng)采取覆蓋石棉氈或石棉粉等保溫措施，進行保溫1 h～2 h;e.焊接開始前，仔細處理鋼材表面待焊區(qū)域的鐵銹、油污等，保證焊縫的干燥、清潔;f.構(gòu)件焊接完成后，對所有焊縫區(qū)域進行打磨處理，清理飛濺、焊渣，符合探傷要求;g.根據(jù)工藝要求，對要求退火的構(gòu)件、部位，整體進爐進行退火處理，熱處理溫度控制在720℃～740℃;h.按照圖紙及工藝文件要求，按比例對焊縫進行光譜分析及磁粉探傷檢查，保證焊縫質(zhì)量;i.構(gòu)件焊接完成后，拆分工藝支撐桿，打磨點焊部位，使之與原母材平齊，光滑過渡;j.根據(jù)圖紙設(shè)計要求，對構(gòu)件進行火焰配合機械校形，校形溫度不得大于720℃;k.加強板安裝。在未裝加強板前，應(yīng)先將［型內(nèi)側(cè)焊接加強板處焊縫，焊接長度約100 mm，以防止裝配加強板后角焊縫無法焊到，加強板之間每500 mm留0.5 mm焊接收縮量(對于安裝件，可試裝后拆下)。

表1 部分主要機具表

11)構(gòu)件的除銹、防腐。a.鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝是整個工程的重要組成部分，在開始操作前應(yīng)做好各項準備工作，進行嚴格的技術(shù)交底。b.根據(jù)圖紙及工藝文件的要求，對構(gòu)件進行噴砂除銹，除銹等級達到Sa2.5。c.涂裝完成后，構(gòu)件的標志、標記和編號應(yīng)清晰完整。

12)復(fù)核和檢查。a.在構(gòu)件出廠前，由專人按照國家規(guī)范GB 50205-2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范及相關(guān)技術(shù)標準，對構(gòu)件進行復(fù)核和檢查。b.做好零件加工、組拼、焊接、熱處理、矯正、噴砂除銹、刷漆、運輸、堆放、安裝就位等工序的檢驗、驗收工作。

5 結(jié)語

寧夏靈武1號、2號鍋爐剛性梁及附屬構(gòu)件，加工制作歷時約兩個月，我們利用本文的方法對材料進行裝配焊接，在充分利用現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上完成了構(gòu)件的加工任務(wù)。

施工過程中，產(chǎn)品質(zhì)量容易控制，焊縫在熱處理完成后，無損檢測一次合格率達95%，構(gòu)件的各項技術(shù)指標符合規(guī)范要求，有效保證了工程質(zhì)量要求。

［1］ GB 50205-2001，鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范［S］.

［2］ GB 50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］.

［3］ JGJ 81-2002，建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程［S］.

［4］ 中國鋼結(jié)協(xié)會.建筑鋼結(jié)構(gòu)施工手冊［M］.北京:中國計劃出版社，2002.

［5］ 中國機械工程學會焊接學會.焊接手冊［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2000.