向偉 于明

（東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司，四川德陽(yáng) 618000）

電站蒸汽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中一般存在多種聯(lián)箱，主要有：主蒸汽聯(lián)箱、旁路聯(lián)箱、疏水及抽汽聯(lián)箱等等。聯(lián)箱的作用主要有以下幾點(diǎn)：1、將管徑不等、用途不同的管子通過(guò)聯(lián)管有機(jī)的連接在一起；2、混合工質(zhì)、交換工質(zhì)位置，減少熱偏差；3、減少各管線與設(shè)備連接接頭。目前由東方鍋爐承接的核電常規(guī)島聯(lián)箱，其設(shè)計(jì)、制造及檢驗(yàn)均按照GB150執(zhí)行。聯(lián)箱筒身一般較長(zhǎng)，需要多段筒節(jié)進(jìn)行拼焊，其裝配焊接后的整體直線度應(yīng)滿足GB150中1‰的要求。若聯(lián)箱直線度不合格不僅影響著電廠設(shè)備的安裝，同時(shí)直線度過(guò)大產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力會(huì)影響設(shè)備安全運(yùn)行，而且聯(lián)箱在運(yùn)行時(shí)處于高溫、高壓狀態(tài)，直線度過(guò)大會(huì)加速介質(zhì)對(duì)筒身的腐蝕。因此我們需要在制造過(guò)程中對(duì)聯(lián)箱的直線度加以控制。

我們常見的聯(lián)箱一般為等徑同心聯(lián)箱，其各段筒節(jié)中心均在一條線上且筒體內(nèi)、外徑相等，結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。對(duì)于該類聯(lián)箱的直線度測(cè)量，按照GB150.4-2011第6.5.4的要求選取聯(lián)箱的4個(gè)相線（0°、90°、180°、270°即本文中表述的I、II、III、IV相線）進(jìn)行測(cè)量[1]。此類聯(lián)箱外形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，我們一般選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)用的“等高塊+粉線+鋼板尺”的方法進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量方法一般如下：將聯(lián)箱放置到工位，將被測(cè)相線調(diào)至聯(lián)箱正左或正右側(cè)（避免由于重力原因?qū)е路劬€下垂所引起的測(cè)量誤差）；然后在相線上放置等高塊及拉直粉線；再用鋼板尺測(cè)量等高塊高度，按標(biāo)準(zhǔn)要求多次測(cè)量粉線至筒身相線的垂直距離；最后用粉線至筒身的垂直高度減去等高塊的高度即為筒身該處的直線度。

圖1 等徑同心聯(lián)箱結(jié)構(gòu)示意圖

本次我們需要研究的聯(lián)箱其筒身有多個(gè)筒節(jié)及異徑接頭組成，該類聯(lián)箱僅有一條相線在一個(gè)平面上，其余三條相線都不在一個(gè)平面上，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2。若圖2所示聯(lián)箱采取“粉線+等高塊”法進(jìn)行測(cè)量，Ⅰ相線直線度可以直接測(cè)量，Ⅲ相線可以換算測(cè)量，Ⅱ/Ⅳ相線由于各筒節(jié)中心不在一條直線上無(wú)法測(cè)量筒身Ⅱ/Ⅳ相線上各點(diǎn)與粉線的距離，從而無(wú)法得出聯(lián)箱在這兩個(gè)相線上的直線度，這使得我們需要采用其他方法才能測(cè)得該類聯(lián)箱整體直線度。下面我們介紹一種使用激光經(jīng)緯儀作為輔助工具測(cè)量聯(lián)箱直線度的方法。

圖2 異徑非同心聯(lián)箱結(jié)構(gòu)示意圖

1 使用激光經(jīng)緯儀作為輔助工具測(cè)量異徑不同心聯(lián)箱的方法

1.1 設(shè)備的選取

激光是一種方向性極強(qiáng)、能量十分集中的光輻射，其對(duì)于實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程的高精度、方便性及自動(dòng)化照準(zhǔn)是十分有利的。激光電子經(jīng)緯儀是在電子經(jīng)緯儀的基礎(chǔ)上，增加激光發(fā)射系統(tǒng)（635nm半導(dǎo)體激光發(fā)射器）制造而成。激光通過(guò)望遠(yuǎn)鏡發(fā)射出來(lái)，與望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)軸保持同軸同焦。因此激光電子經(jīng)緯儀除了測(cè)角精度高外，還提供了一條可見激光便于輔助大型機(jī)械部件的裝配、檢測(cè)。

我們采用的激光經(jīng)緯儀型號(hào)為L(zhǎng)P402L,由蘇州一光儀器有限公司制造，經(jīng)中國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院檢定后使用。其有如下特點(diǎn)，故可以作為測(cè)量輔助設(shè)備：①激光經(jīng)緯儀能夠發(fā)射一束能在一定距離范圍內(nèi)聚焦的激光，且其聚光后焦點(diǎn)小能夠大大減少測(cè)量誤差，目前我們使用的激光經(jīng)緯儀聚焦后光斑可調(diào)節(jié)至直徑2.5mm；②激光在空氣密度相近、距離較近的情況下其直線性良好，不受重力影響，因此對(duì)被檢工件的擺放位置要求要比“粉線+等高塊”法寬松；③激光經(jīng)緯儀在繞水平或垂直移動(dòng)激光束時(shí)其水平性及垂直性良好；④激光經(jīng)緯儀使用目鏡觀測(cè)，其遠(yuǎn)距讀數(shù)清晰度較高（本次我們使用的LP402L望遠(yuǎn)鏡放大倍率為30X，分辨率為4″）。

另外本測(cè)量方法還需要用到鋼直尺及磁鐵等。

1.2 測(cè)量前的準(zhǔn)備

1.2.1 將被檢工件（異徑非同心聯(lián)箱）放置在可以轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪座上，用水平尺及吊線夾等工具對(duì)工件位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其相線與筒節(jié)中心線所構(gòu)成的平面與地平面平行或垂直，其與地面平行度或垂直度越好，測(cè)量誤差越??；

1.2.2 檢查激光經(jīng)緯儀經(jīng)過(guò)法定計(jì)量單位檢校合格且在有效期內(nèi)，根據(jù)工件的大小和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇合適的激光經(jīng)緯儀放置地點(diǎn)，確保儀器和被檢工件之間無(wú)障礙物且最近距離大于1.5米。將激光經(jīng)緯儀放置在三腳架上后打開激光經(jīng)緯儀檢查激光能否正常開關(guān)和聚焦，然后檢查經(jīng)緯儀目鏡十字線中心點(diǎn)和激光聚焦后光斑中心點(diǎn)是否重合，兩者重合方可開始工作。

1.3 測(cè)量

1.3.1 I相線直線度的測(cè)量，選取筒節(jié)1端部A點(diǎn)、筒節(jié)4端部B點(diǎn)（如圖2所示）。調(diào)節(jié)激光經(jīng)緯儀發(fā)射一束激光使激光束距離A點(diǎn)、B點(diǎn)的垂直距離均為L(zhǎng)，其具體操作方法為：將鋼板尺放置在A點(diǎn)處，調(diào)整激光掃過(guò)A點(diǎn)鋼板尺的刻度為L(zhǎng)，再將鋼板尺放置在B點(diǎn)處，調(diào)整激光掃過(guò)B點(diǎn)鋼板尺的刻度為L(zhǎng)，最后復(fù)核A、B兩點(diǎn)激光掃過(guò)鋼板尺的距離是否為L(zhǎng)。這樣就構(gòu)成了一個(gè)兩點(diǎn)等高的光線，此時(shí)激光經(jīng)緯儀保持不動(dòng)，每隔一定距離（此距離需要根據(jù)每個(gè)制造廠家、合同來(lái)確定具體數(shù)值）測(cè)量I相線到激光的距離LI，同時(shí)記錄L和LI。

1.3.2 II（IV）相線直線度的測(cè)量，首先分別測(cè)量圖2中H1、H2、H3，注意測(cè)量H1、H2、H3的值時(shí)選點(diǎn)位置需在大小頭端附近，不能在筒節(jié)上，另外至少要避開焊縫100mm。然后選取筒節(jié)1端部C點(diǎn)、筒節(jié)4端部D點(diǎn)（如圖2所示）。調(diào)節(jié)激光光束使其距C點(diǎn)距離為L(zhǎng)，距D點(diǎn)距離為H1+H2+H3+L，使激光束與聯(lián)箱各筒節(jié)上II（IV）相線平行。水平或垂直移動(dòng)激光束（此時(shí)激光束的水平或垂直移動(dòng)應(yīng)根據(jù)工件II（IV）相線測(cè)量前工件擺放情況而定，若II（IV）相線在上方則水平移動(dòng)激光束，若II（IV）相線在兩側(cè)則是垂直移動(dòng)激光束），每隔一定距離測(cè)量筒節(jié)1上II（IV）相線與激光束距離S1、筒節(jié)2上II（IV）相線與激光束距離S2、筒節(jié)3上II（IV）相線與激光束距離S3、筒節(jié)4上II（IV）相線與激光束距離S4，記錄L、H1、H2、H3、S1、S2、S3、S4。

1.3.3 III相線的直線度測(cè)量可以參照II（IV）的測(cè)量。

1.4 數(shù)據(jù)的處理

1.4.1 I相線的異徑聯(lián)箱整體直線度：LI與L進(jìn)行差值比較得出的值取絕對(duì)值，其最大值就是I相線筒身整體直線度。

1.4.2 II（IV）相線的異徑聯(lián)箱整體直線度：將S1、S2-H1、S3-H1-H2、S4-H1-H2-H3分別與L進(jìn)行差值比較得出的值取絕對(duì)值，其最大值就是整個(gè)聯(lián)箱在II（IV）相線的直線度。

2 本方法的其他用途

本文所列方法不僅適用于異徑不同心聯(lián)箱直線度的測(cè)量，同時(shí)也適用于多種結(jié)構(gòu)的聯(lián)箱及聯(lián)箱處于不同放置或安裝位置的直線度測(cè)量，譬如：①等徑同心聯(lián)箱可按照1.3.1對(duì)四個(gè)相線進(jìn)行測(cè)量。②非等徑同心聯(lián)箱可按照1.3.2對(duì)四個(gè)相線進(jìn)行測(cè)量。③當(dāng)聯(lián)箱處于固定狀態(tài)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，只需調(diào)整激光束使其與被測(cè)相線平行即可測(cè)出被測(cè)位置的直線度。

3 結(jié)語(yǔ)

產(chǎn)品的直線度是衡量產(chǎn)品是否合格的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其會(huì)影響到設(shè)備的后續(xù)現(xiàn)場(chǎng)安裝及使用壽命。按照GB150設(shè)計(jì)、制造及檢驗(yàn)的聯(lián)箱其準(zhǔn)確的定義應(yīng)該為壓力容器，其質(zhì)量的好壞直接影響到人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，只有制造出合格的產(chǎn)品，人民的生命財(cái)產(chǎn)才能得到保障。