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        鋼水罐制作工藝及吊耳軸同軸度檢測

        2014-01-13 09:55:04
        冶金設(shè)備 2014年1期
        關(guān)鍵詞:耳軸胎具水罐

        郭 瑋

        (秦皇島秦冶重工有限公司 河北秦皇島066004)

        鋼水罐(包)(圖1)是承接鋼水的敞口容器。鋼水罐(包)是將轉(zhuǎn)爐或電爐鋼水運送到澆鑄跨進行鑄錠作業(yè)、或是送到大包轉(zhuǎn)臺上進行連鑄作業(yè)的冶煉用容器。鋼水罐兩端耳軸的同軸度尤為重要,根據(jù)罐體大小不同,同軸度一般為Φ3~Φ5mm。本文主要介紹耳軸的對接過程中如何保證同軸度的,并在焊接、探傷合格后對同軸度如何檢測。在小批量生產(chǎn)中,可制作簡易工裝提高效率。

        圖1 鋼水罐簡圖

        1 鋼水罐對接與焊接

        1.1 殼體的卷制與調(diào)圓

        鋼包殼體的卷制是其中的一步關(guān)鍵工序。采用無引板式卷法卷制直筒與錐筒,如圖2,先將筒體預(yù)彎對接,焊接探傷合格后,再上卷板機調(diào)圓。此種制作方式對于批量生產(chǎn),既節(jié)省了引板,又提高了效率,并創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。

        在圓度的調(diào)整上,采用多點測量直徑,用工藝柱加千斤頂支撐調(diào)圓法,這種方法效率低,千斤頂數(shù)量上也受限制,使用不方便。因此自制工裝,見圖3,采用星型法做工裝,通過調(diào)整螺紋的旋進長度調(diào)整直徑的大小。用盒尺測量8點,將工裝點焊于筒體內(nèi),通過8個螺栓的調(diào)節(jié),可通過8點調(diào)圓來實現(xiàn)錐體和直筒體的圓度,控制在5mm 內(nèi),此種工裝在批量的生產(chǎn)中可以重復(fù)利用,節(jié)省了資源,降低了成本,提高了工作效率。

        圖2 殼體卷制圖

        圖3 殼體調(diào)圓支撐工裝圖

        鋼水罐殼體焊接成型后,對接耳軸(耳軸在對接以前精加工成)。單臺可采用將罐口向下倒置在平臺上,墊起一定高度(垂線墜后便于引線)。用V 型架支撐耳軸,高度方向借助水準(zhǔn)儀檢測高度坐標(biāo)是否等高,用千斤頂?shù)任⒄{(diào);水平方向在耳軸精加工外圓處垂線墜,每端耳軸各垂兩處,連四點確定是否在同一直線上,否則調(diào)整直至合格為止。此方法工藝簡單、經(jīng)濟,但效率較低。以下介紹一種小批量生產(chǎn)時,較適用的找正、對接方法:

        1.1.1 制作簡易工裝

        按圖4制作工裝,高度H 為鐵水罐耳軸中心距罐口平面的距離,A 為耳軸外圓直徑。將胎具底面加工見平,并加工ΦA(chǔ),略比耳軸直徑大0.3mm~0.5mm,便于放置耳軸。加工時保證耳軸十字中心線分別與胎具底座平行、垂直,并在胎具外側(cè)中心位置作出標(biāo)記。胎具上下蓋之間留有10mm 的間隙,保證壓緊壓蓋時螺栓有較大的擰緊力。

        圖4 耳軸對接簡易工裝圖

        1.1.2 找正工裝

        1)在平臺上放樣十字中心線,將胎具放置在平臺上,按罐體及耳軸尺寸確定兩胎具內(nèi)側(cè)距,保證耳軸落在胎具上有不少于50mm 的平移量。

        2)在胎具中心垂線墜,線墜與平臺中心線重合,粗找胎具水平位置。

        3)分別在距胎具底面為L 尺寸(即各點等高)的內(nèi)側(cè)面上找A 、B、C、D、E、F、G、H 八點,并作樣沖標(biāo)記。在過A、B、C、D 點拉漁線1,E、F、G、H 點拉漁線2,兩漁線要同時拉緊,保證漁線與上述8點全部接觸,胎具水平方向找正。見圖5。

        圖5 工裝找正示意圖

        4)將兩耳軸坐落在胎具上,用耳軸找胎具。先將一端耳軸用水平尺找平,保證H1=H2,H3=H4。用水準(zhǔn)儀分別測量兩側(cè)耳軸高度H,找胎具使兩端耳軸的高度差不大于1mm。見圖6。

        5)滿足上述條件后將胎具點固在平臺上。此工序完成后,即可批量制作同規(guī)格罐體耳軸的對接,不需要再重新找正工裝。

        1.1.3 對接罐體與耳軸

        1)以罐底為基準(zhǔn)劃出罐體的十字中心線及兩端耳軸對接處十字中心線。根據(jù)耳軸對接處尺寸氣割孔并氣割坡口,坡口允許偏差按GB/T985的規(guī)定,氧化皮必須打磨干凈(有的鋼水罐不需割孔,按圖紙要求執(zhí)行)。

        2)吊裝罐體至平臺(罐口向下)。

        3)將罐口處十字中心線與平臺上所劃十字中心線找重合。

        4)罐體到位后,將耳軸落放至工裝上,千斤頂配合,調(diào)整耳軸位置,兩耳軸外側(cè)距按圖紙尺寸加6mm(兩端各留3mm 焊接收縮量),并檢查兩端耳軸四方插入罐體的尺寸等長。見圖7。

        5)用水平尺放置在耳軸ΦA(chǔ) 外圓處,滿足耳軸水平。

        6)重新校正耳軸的高度差,在兩端耳軸上各取兩點,用水準(zhǔn)儀測量此四點高度差,保證其差值不大于1mm。

        圖6 在工裝上找正耳軸示意圖

        7)滿足上述要求后將工裝上蓋用螺栓把和,壓緊耳軸。

        1.2 焊接

        1)焊工要求持鍋爐壓力容器焊工資格證上崗,嚴(yán)禁無證上崗。

        2)檢查焊接材料合格,焊接設(shè)備完好,焊條烘焙合格。

        3)耳軸找正滿足上述要求后,焊接耳軸與殼體,周圈滿焊背面氣刨清根;待完全冷卻后再卸掉工裝。

        4)對接、焊接耳軸周圈立筋板與殼體、耳軸、上下環(huán)板及大立板處焊縫,連續(xù)焊接,焊接執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)JB/T5000.3,尺寸公差B級,形位公差F級。

        5)嚴(yán)格按焊接工藝卡進行焊前預(yù)熱、控制層間溫度、執(zhí)行焊接參數(shù)及焊后緩冷等措施。

        1.3 無損檢測

        按圖紙技術(shù)要求對以上焊接部位進行無損探傷檢測。

        2 同軸度檢測

        采用以基準(zhǔn)軸線為軸線包容實際被測要素且具有最小直徑的圓柱面內(nèi)的區(qū)域為同軸度,以各正截面輪廓中心點的連線近似為實際基準(zhǔn)軸線。因耳軸中間段ΦA(chǔ) 外圓為足夠精確形狀,可用此軸段的回轉(zhuǎn)表面來近似為基準(zhǔn)軸線。本文給出了一種最為簡便的檢測方法,利用水平儀、線墜等簡易工具測量一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù),通過計算得出同軸度值。具體操作如下(圖8)。

        圖7 對接罐體與耳軸示意圖

        圖8 同軸度檢測示意圖

        將罐體倒置與平臺上,在ΦA(chǔ) 外圓上(每根軸各取兩點)標(biāo)記A、B、C、D 四點:

        1)豎直方向:水準(zhǔn)儀測量A、B、C、D 四點的絕對坐標(biāo)值Y1、Y2、Y3、Y4,記錄表中,此四點坐標(biāo)的最大差 值記錄為Y 值。

        2)水平方向:在A、B、C、D 四處分別垂線墜,線墜點作標(biāo)記,并將A、D 處的線墜點連接起來,測量B、C 點與直線AD 直線距離X1、X2,最大值記錄為X 值。

        3)(Φ/2)2=X2+Y2(Φ 即為同軸度),X 值為鋼水罐耳軸豎直方向的最大偏差值,Y 值為鋼水罐耳軸水平縱向的最大偏差值,根據(jù)勾股定理Φ 即為鋼水罐耳軸同軸度最大偏差值。

        [1]姜華.150T 冶 煉 鋼 水 包 制 作 技 術(shù)[C].2009 全 國 鋼 結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)年會論文集,2009(10):270.

        [2]高傳立.100噸鋼水包筒體與吊耳軸的焊接[J].南鋼科技,2002(2).

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