箱体钢结构制作通用工艺.docx
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箱体钢结构制作通用工艺.docx
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箱体钢结构制作通用工艺
门式起重机
《钢结构件建造原则工艺》
编制:
校核:
批准:
起重机有限公司
2007年8月25日
600t×168m造船双梁门式起重机
钢结构件工程制造原则工艺
一、概述:
该门式起重机钢结构主要由:
门架、大车行走机构平衡梁、上下跑车及维修吊等组成。
门架主要由主梁、刚性腿、柔性腿、平衡梁及轮架等钢结构件组成。
主梁为双梁变载面焊接梯型箱体结构。
为便于检查与维修,整个主梁上都设有防护栏杆的人行通道,可安全顺利进入刚性腿、柔性腿及上下跑车中。
主梁的上拱度应不低于GB/T14406-93《通用门式起重机》和设计图纸要求执行。
主梁上的小车轨道接头采用焊接形式。
刚性腿为单腿变载面焊接箱型结构,刚性腿顶部与主梁为焊接连接,刚性腿底部为下横梁,通过销轴与大车行走机构的平衡梁相连接。
刚性腿内部设有电梯和斜梯。
刚性腿顶部在各种情况下的水平偏斜度(包括在主梁门架安装时,正常工作状态下及非工作状态下)应按设计提供的各数据进行制作和组装。
柔性腿为‘A’字管状焊接结构,分为三部分组成:
上段为人字形结构,一般称之为上接头;中断为两根管状形撑杆;下部为一根箱形梁,称之为下横梁;
三段之间采用法兰连接,与主梁采用柔性铰连接。
柔性腿内设置扶梯,可直通主梁。
本起重机主梁上设有上、下可穿越式的小车。
两小车最大抬吊能力为
800t(吊钩以下),上小车跨于主梁外侧钩头置于主梁外侧,下小车跨于主梁内侧
钩头置于主梁中心位置。
因此,该起重机具有单吊、双钩抬吊、三钩抬吊、船体
分段空中翻身及空中微量旋转等多种功能。
上下小车架均为板材焊接结构。
并设有板材焊接结构组成的采光良好的密封
式防雨罩(机房)。
大车行走机构是由焊接箱形结构的运行台车架和各大小平衡梁组成,大车平
衡式台车系统均采用销轴连接。
2
维修起重机的钢结构主要由:
主梁、管形单立柱支腿等组成,均为焊接结构。
司机室的骨架结构是由钢板和型钢焊接而成,安装在刚性腿内侧主梁下面的
支架上。
其连接方式应牢固可靠、具有足够的强度和刚度。
外露的平台踏板、梯子踏步均采用防滑格珊板,外露的栏杆扶手均应采用热浸镀锌处理的。
外露的平台和斜梯的扶手栏杆高度为1200mm,斜梯的最小宽度为600mm,主要通道上的斜梯倾角不大于50度。
为确保工程质量,特对钢结构件的制作和组装编制本工艺。
本工艺的主要项
目内容:
包括材料的采购、运输、验收、放样、钢板预处理、下料、拼板、焊接
及主梁、刚性腿、柔性腿三大件制作、组装等内容。
图例
3
二、引用标准
1.GB/T3811—1983《起重机设计规范》;
2.GB6067—1985《起重机械安全规范》;
3.GB/T14406—1993《通用门式起重机》;
4.GB/T10183—2005《桥式和门式起重机制造及轨道安装公差》;
5.GB/T5905—1986《起重机试验规范和程序》;
6.GB/T15360—1994《岸边集装箱起重机试验方法》;
7.GB/T15361—1994《岸边集装箱起重机技术条件》;
8.GB/T14783—1993《轮胎式集装箱门式起重机技术条件》;
9.GB/T15362—1994《轮胎式集装箱门式起重机试验方法》;
10.GB18224—2000《桥式抓斗卸船机安全规范》;
4
11.JB/T5663.2—1991《电动葫芦门式起重机》;
12.JB/T6128—1992《水电站门式起重机》;
13.LB/T10381—2002《柔性组合式悬挂起重机》;
14.GBT12467-98《焊接质量要求》;
15.GB50205—2001《钢结构工程施工及验收规范》;
16.JLT81-91《建筑钢结构焊接规程》;
17.GB1591-94《低合金高强度结构钢》;
18.GB5117-95《碳钢焊条》;
19.GB985-88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》;
20.GB986-88《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》;
21.GB/T14977-1994《热轧钢板表面质量的一般要求》;
三、材料:
1.材料采购:
1.1金属结构的主要构件,如外板及主要内部结构件均为Q345C钢板制造,若因特殊因素需代用的(如型钢规格及材质更改,应需经权威部门的正规通知下达后方可使用)。
对于次要构件可采用Q235B材质制作。
1.2焊条:
对于碳素结构钢采用E4315(GB/5117-95),对于低合金钢或优质碳素结构钢时采用E5015(GB/T5118-95),自动焊和气体保护焊的焊丝对碳素结构钢用性能不低于H08A自动焊丝,对于优质碳素结构钢应选用性能不低于H08MnA自动焊丝。
具体采用何种焊条应以施工设计图为准。
2.材料验收控制:
2.1板材、型材进厂要有质量合格证明,以及板材按炉号或批号进行力学
性能和化学成份复检报告;
2.2使用的焊接材料(焊条、焊丝、焊剂)必须有质量合格证明,并按相
应的国家标准检验焊条熔敷金属化学成份和力学性能,气体保护焊丝化学成份及熔敷力学性能,埋弧焊丝、焊剂的化学成份及熔敷金属力学性能报告。
2.3材料采购进厂后,必须按设计图纸的要求核实并进行验收,验收内容
如下:
A.材料牌号是否与材料清单一致。
5
B.材料尺寸﹑规格是否与材料清单一致。
钢板的厚度偏差:
当板厚t≤15mm时允许的厚度偏差≤(0.96t)mm
当板厚t≤45mm时允许的厚度偏差≤(0.97t)mm
当板厚t>45mm时允许的厚度偏差≤(0.98t)mm
C.材料在运输中有无损坏。
D.材料与采购明细表的材质是否一致。
E.钢板进厂后应检查钢板的表面质量是否有麻点、剥落、结疤、刻痕、气孔、裂绞、折叠、夹渣、分层等现象及钢板不平度的状况是否超标。
当麻点的缺陷深度d<0.07t(但0.07t的深度值不应大于3mm)以下轻微的表面缺陷可作磨平处理;
当麻点的缺陷深度d≥0.07t(凡0.07t的深度值大于3mm)均应作焊补后磨平处理;
当麻点的缺陷深度≥(t20%)mm,当缺陷的面积≥(板面积的2%),侧这部分钢板需按规定进行更换。
钢板平面度:
当t<4mm时,允许平面度偏差10.0mm/平方米
当4<t≤15mm时,允许平面度偏差8.0mm/平方米当t>15mm时,允许平面度偏差4.0mm/平方米
如有裂绞现象是不允许的。
如有以上问题,应及时与相关部门联系处理。
3.材料标识:
为了确保正确使用该工程的材料,避免与普通材料混杂,所用材料到厂后,
要求用彩色记号笔进行标识,有条件的情况下应将Q345C主材预处理的油漆与
普通板底漆的颜色有所区别。
4.材料的质量检验:
4.1材料的质量检验,以供料方提供的材质报告为准。
4.2工厂在采购后应做好原始进货凭证及材质报告的审核、收集、整理和保
存工作。
4.3.材料发放出库后,在做好发放记录的同时,应提供相应的材料资料,便
于钢板在预处理时正确标识和移植工作。
6
4.4必要时应做材质理化实验和机械性能试验。
化学分析用试样按照GB222-84选取。
机械性能试验用试样按照GB2975/T-82选取。
5.0材料预处理:
为了确保工程质量,所有板材、型材及管材等进厂下料前,都必须进行表面预处理。
A.钢板及型材预处理的质量均应达到SIS/SA2.5级,粗糙度在40~
80um之间。
手工除锈表面质量应达到St3级。
B.钢材抛丸处理后,其表面应立即喷涂TH-2硅酸锌底漆,漆膜要求均匀无漏喷现象,干膜厚度为15~20um。
四、放样,切割下料:
1.放样-----在计算机上按设计图纸对各架、柱、腿及梁的主要尺寸进行求实放样,并提供制作图。
2.样台-----为了确保各梁、柱的顺利组合装配,在预制内部框架及内隔板时一
定要在标准平台上进行拼装制作,焊接校正后要二次上样台校对,确保内框架及内隔板的外围尺寸。
T型材及肋骨闸口切割,应按图中提供的闸口形式尺寸制作各种不同的闸口样板划线后切割,并按要求去棱角打磨,报检合格后方可进行安装(有条件应排板上数控切割机切割下料)。
3.下料:
3.1钢板下料前,应先检查钢板的材质及表面是否平滑光洁,有没有结疤分层,夹渣压入的氧化皮﹑锈蚀﹑淋点或划痕,及其他影响强度的缺陷,如果发现应及时向有关方面汇报处理。
3.2为了保证该项工程的质量,所有板材构件下料均应采用数控或半自动切
割机切割。
手工切割只可用于次要零件或手工切割后还须再进行加工的零件。
凡
切割下料时均要抽样检查复核尺寸,防止切割跑线。
3.3下料者应首先要熟悉图纸和构件明细表及拼板工作图的具体要求,施工
人员在放线切割时应考虑加放气割的补偿量和构件制作时的焊接收缩量约
(1mm/每m)的因素。
气割的补偿量
7
单位:
mm
钢板厚度
4~6
7~12
13~18
20~30
等压式割嘴型号
0#
1#
2#
3#
气割补偿量
0.5
1.0
1.5~2.0
2.0~3.0
3.4号料线的要求:
A.号料线的粗度≤1.0mm
B.样板下料时,样板与号料尺寸偏差1.0mm
4.所有构件落料后,必须进行校直﹑校平﹑打磨。
5.用记号笔标好分段名称﹑数量及件号。
6.型材下料应考虑构件长度的相互套裁以减少接头避免材料浪费,相同规格材料原则上先下长料,后下短料。
6.1型钢肋骨下料时,应考虑接头安装时不能与相近的外板板缝在一个断面上,要求错开不低于150mm。
6.2T型材下料时,面板接头和腹板接头不能在一个断面上,要求错开不低于200mm。
7.切割与剪切件精度要求
工序
位置
检查内容
设备
标准范围
允许极限
检验方法
尺寸
1.
长度偏差
±2.0
±4.0
用圈尺测量
剪切
2.
宽度或高度偏差
±1.5
±3.0
用圈尺测量
边缘
3.
直线度
≤1.0
≤1.5
拉粉线测量
1.
直线度
≤0.5
≤1.0
测量接缝空隙
刨边
边缘
2.
坡口面角度偏差
±2°
±3°
用焊缝量规
3.
两条长边平等度
≤1.5
≤2.5
用圈尺测量
1.
主构件尺寸偏差
±2.0
±3.0
用圈尺测量
气割
尺寸
2.
次构件尺寸偏差
±3.0
±4.0
用圈尺测量
3.
宽度尺寸偏差
±2.0
±3.0
用圈尺测量
1.
坡口角度偏差
±2°
±3°
用焊缝量规
气割
坡口
2.
斜面长度偏差
(t1-t2
)×
用圈尺测量
3~4之间
±1.5
用圈尺测量
8
3.钝边偏差
±1.0
气割
边缘
直线度
自动焊
≤0.4
≤0.5
目测
气割
边缘
直线度
手工焊
≤1.0
≤2.0
目测
气割
自由边
主要构件粗糙度
自动半自动
≤0.10
≤0.12
目测
气割
焊接边
主要构件粗糙度
自动半自动
≤0.10
≤0.20
目测
气割
自由边
次要构件粗糙度
自动半自动
≤0.10
≤0.20
目测
气割
焊接边
次要构件粗糙度
自动半自动
≤0.10
≤0.20
目测
气割
自由边
主要构件粗糙度
手工
≤0.15
≤0.30
目测
气割
焊接边
主要构件粗糙度
手工
≤0.50
≤1.00
目测
气割
自由边
次要构件粗糙度
手工
≤0.30
≤0.60
目测
气割
焊接边
次要构件粗糙度
手工
≤0.60
≤0.12
目测
工序
位置
检查内容
设备
标准范围
允许极限
检验方法
自由边
1.
所有外板开口
无缺口
无缺口
缺口的定义:
凡
2.
纵向连接构件
无缺口
无缺口
气割口大于该
3.
纵横强力构件
无缺口
≤1.0
处粗糙度三倍
4.
其它构件缺口
-----
≤3.0
以上,目测。
气割
边缘
1.
角焊缝处缺口
-----
≤3.0
2.
对接焊缝处缺口
主要构件
-----
≤2.0
次要构件
-----
≤3.0
气割
自由边
打磨
R≥2.0
-----
目测,用手触摸
气割
气割面
清除氧化铁挂渣毛刺
无挂渣
无挂渣
用手触摸
注:
a.对于切割前已经过抛丸除锈预处理的,并已喷上车间底漆的钢材,其进行火焰切割后,亦应涂上同样的底漆。
b.对于工艺要求再加工的气割零部件,其尺寸偏差可按工艺技术文件或图纸上注名的尺寸执行。
c.机械剪切的零件其钢板厚度不宜大于12mm,剪切面应平整。
9
五、拼板:
1.对材料的要求:
1.1对各梁、支腿拼板所用的钢板Q345C使用时,应检查钢板的标记,并
作为记录(记在拼板图上)。
1.2钢材必须质量均匀,不得有分层、裂纹、裂缝和严重的偏折,非金属
夹物等明显缺陷。
2.对铣边板的要求:
铣边前应将同一规格钢板叠放整齐,检查来料与图纸要求决定加放加工量,
铣边时板材必须夹紧,加工过程中不得产生相对位移,加工过程中进刀量要求一
致,不得中途改变,以保证加工边缘的正确性,铣边后板边的平直度1~2mm,
钢板两条边的不平行度±1~2mm。
(如工厂暂无条件,可改用其他方法处理,根
据要求定尺板钢板边缘每边至少应切去15~50mm,不定尺钢板至少每边应切去
30~100mm,总之钢板的边缘切割量应根据钢板的具体情况而定,两钢板对接
的焊接质量最终以探伤和拍片检验结果为准)。
3.拼板及坡口形式:
10
双层底的坡口形式
11
3.1一般当拼板板厚t≤10mm时可不坡口,但钢板边缘需打磨后方可施焊。
3.2凡钢板坡口在焊接前必须打磨。
3.3一般横向板缝作UT100%,纵向板缝作UT50%,十字板缝和T型板缝作100%X
光拍片检测。
如设计兰图有要求则以设计兰图要求为准。
4.对拼板的要求:
4.1拼板装配清洁要求,装配边缘应清洁、干燥、无锈、无屑、无氧化铁,
无油脂和其他杂物。
4.2拼板时两板缝的间隙应不大于1.5mm。
4.3箱体的翼缘板和腹板的对接焊缝,不应处在同一载面上,其间距不小于
150~200mm。
4.4内强框架和内隔仑壁应尽量离开平行的对接焊缝,间距不小于150~
200mm(原则上不违背设计兰图要求)。
4.5拼板的交错板缝排拼时应尽量避免十字接头缝原则上不违背设计兰图要
求)。
4.6采购钢板时应按提供的采购清单规格进行采购,若有变化钢板的长和宽的尺寸应不小于采购清单的尺寸,以达到减少外板对接板缝和确保三大件分段划分的目的和要求。
4.7不同厚度的板材拼接,要求以内面平齐(除兰图有特殊要求外)。
要求
12
平齐面其两板不平度不大于1mm。
4.8拼板板缝尽量采用埋自动焊,焊缝端部则应加引弧、熄弧板其规格为10
×150×150。
4.9堆放时要求按段按顺序号堆放避免混乱,确保在外场能对号查找。
六、内框架及内隔仑制作
为了确保各梁、柱的顺利组合装配,在预制内部框架及内隔板时一定在标准平台上按施工图进行拼装制作;焊接校正后要二次上样台校对,确保内框架及内隔板的外围尺寸。
T型材及肋骨闸口切割,应按图中提供的闸口形式尺寸制作各种不同的闸口样板划线后切割,并按要求去棱角打磨,报检合格后方可进行安装。
(尽量采用数控自动切割机切割下料)。
1.平台制作:
1.1为确保进度应制作两只钢质标准平台,平台四边的长和宽应大于内框架和内隔板的宽和高300mm,平台高度200mm左右。
1.2平台的整体不平度应控制在±2mm。
2.放样
2.1在平台中央划出十字中心线,并做上永久性记号。
2.2按图划出内框架和内隔仑的外围轮廓(焊装靠码,要求垂直平台)组装线及内支撑安装线,并做上永久性记号。
2.3放样时内框架1高度应加放高4mm,上下口宽度加放2mm。
内框架2高度应加放高8mm,上下口宽度加放6mm。
2.4检测对角线偏差(L1-L2)≤2mm。
内框架1
13
内框架2
3.内框架构件制作(举例说明)
3.1内框架(其中一种,举例说明)。
见图示
14
3.
3.2构件下料时在长度方向应加放焊接收缩余量,角钢肋骨槽口暂不切割。
3.3构件预制作(角钢槽口暂不切割)。
见图
15
3.4T型材构件焊后火工校正(Q345材质校正时不能用水)。
3.5T型材构件制作样板套料(角钢槽口暂不切割)。
见图
3.6内框架上胎架组装(角钢槽口暂不切割)。
见图
a用各种码靠牢和挣牢后焊接。
b先焊各构件垂直缝,再焊各构件对接横缝。
16
3.7焊后再安装焊接内框架斜支撑管。
见图示
3.8吊离胎架施焊后火工校正(靠码不要拆除)。
3.9火工校正后第二次上样台复核(应试制作一片,测出与图纸理论尺寸
的偏差值,并对靠码进行调整,内框架的外围尺寸应另小勿大)。
3.10用统一的样板划线角钢肋骨槽口,并切割打打磨。
3.11内框架下胎架前,应将胎架上的上下口中心线移植到内框架上,并打上洋冲做上永久性记号,便于安装内框架时吊线。
(见图示)
17
七、主梁、刚性腿及柔性腿箱体梁及结构件制造
1.制造工艺特征
1.1钢箱梁段为大型薄板焊接钢结构。
1.2钢箱梁段结构较复杂,焊道多,为控制结构焊接整体变形,加快制造进
度,一般可采用构件预制、分片制作、单元组装,再组焊成箱梁分段、分段合拢
形成整体的制作方法。
1.3为保证大型平面焊接钢结构件的外廓尺寸及部件位置的准确,钢构件要
在特别设置的场地及定位设备内组装及施焊。
同样,钢箱梁段的组装及施焊也必
须借助特设的胎架进行,胎架要求基础及支承构架坚固,设有控制钢箱梁段外廓
尺寸及控制所属钢构件位置的定位设施。
2.一般规定
2.1施工人员应依据制作图纸、图表标注的详细说明、制作方法、工艺装备及
主体结构组装的操作顺序进行施工。
2.2施工人员应熟悉图纸后,根据图纸内容及要求和提供配料清单,进行制造,
完成加工构件。
2.3若工程生产工期较长,施工人员的计量工具应严格定期校正,以保证构件
尺寸的准确。
2.4钢箱梁段必须借助胎架组装及施焊,以保证准确的外廓尺寸。
设置胎架的
场地面积应能满足梁段的组装,胎架结构刚度必须符合要求。
3.制造要求及允许偏差
3.1板单元件制造尺寸允许偏差
a.放样及下料,应留足加工及焊接收缩量。
b.号料前应检查钢材的牌号、规格、质量、经确认无误且合格后方可
号料。
c.号料时应注意钢材轧制方向于梁受力方向一致。
d.切割或刨铣应注意板边缘的平直,以避免焊后钢板的不平整。
e.钢板起吊、搬移、堆放过程中应注意保持其平整度。
f.接料时必须保持钢板轧制方向一致。
g.不得用锤击方法进行矫正,矫正后,钢料表面不应有明显得凹痕核
18
其他损伤,否则仍需进行整形。
采用热矫正法时,热矫正温度应控制在600
度-650度。
所有热矫正零部件只能采用自然冷却,严禁用水冷却。
h.由冲压成型得零件,应根据工艺试验结果用冷加工法矫正,而不出现裂纹和撕裂。
i.板单元制造尺寸允许偏差应符合表4得规定。
3.2钢构件组装尺寸允许偏差
a.组装工作必须在专用场地内进行,利用定位设备严格控制内框架和内隔板等部件位置。
b.组装前应严格掌握板得平整度,以保证钢构件组装后得平整度。
c.采用合理焊接顺序,减少每道焊缝的热能输入,以控制钢构件的焊接变形。
d.上翼板、下翼板、腹板的接头焊缝,与内框架和内隔板焊缝间距不
得小于150~200mm。
e.不得在母材上引弧,若需要焊接修补时,补焊长度不得小于50mm。
f.各类型钢构件必须经检查合格后,方可批量生产。
g.钢构件组装尺寸允许偏差应符合表5得规定。
3.3钢箱梁段制造和整体组装及尺寸允许偏差
a.为提高钢箱梁段制造精度,施工人员应严格按梁段制造工艺施工。
b.梁段制造中应尽量减少临时连接码板,在焊接临时码板时,应避免对母材产生咬边及弧坑。
拆出临时固定码板时,应用气割切除,并保留适当余量,再用砂板机打磨平整,不允许锤击拆除。
c.制造各梁段的零件、部件编码应记录清楚所在梁段得部位。
梁段制造的各阶段报验单应提交监理工程师审核认可。
d.梁段制造中如出现质量问题,施工人员应及时报请有关人员研究并提出处理方案,并报监理工程师审查同意,然后方可实施。
e.钢箱梁段整体组装工作必须在专用胎架上进行,胎架的基础应有足够得承载力,以保证生产过程中基础不发生沉降。
胎架应有足够得刚度,不能随钢箱梁段拼装重量的增加而变形,从而造成钢箱梁段变形或使钢箱梁段有较大得安装应力。
19
f.在胎架外应设置足够的基准点,以控制胎架的位置及高度。
钢箱梁段、组装过程中,应由各基准点控制每一个被安装部件的位置及高度皆在允许误差范围内,以保证钢箱梁段整体尺寸的精度。
g.预制的钢构件(焊装后的组件)或部件除应经过外观尺寸、焊缝外观尺寸质量检查外,还应进行无损检验,检验合格及监理工程师批准后,方
可投入整体组装。
h.采用夹具或码板进行整体组装时,拆装夹具应注意不得伤及母材,
切除码板不准用锤击,而应距母材表面1-3mm处用氧气切割(不得伤及母材)后用砂轮磨平。
i.钢箱梁段制造前应试制一个试验梁段,全面检查整个制造工艺是否合理及生产措施是否恰当,经过监理工程师批准后方可批量生产。
j.安装临时连接的匹配件,应在预拼装完成接口后,再对安装并完成其与钢箱梁段的焊接。
k.钢箱梁段制造和整体组装尺寸允许偏差符合表6及表7的规定。
4.板单元件、钢构件及钢箱梁段整体组装中局部超限的处理。
4.1板单元件或钢构件超限时,原则上应返修,返
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