250吨门座式起重机上支撑环制作工艺实践

【摘 要】通过对250吨门座式起重机上支撑环钢结构的特点和技术要求的分析，提出上支撑环总体制造方案，详细的施工程序，胎架的设计和制作、相关的检验要求和方法，以及控制焊接变形的工艺措施，小组装和中组装的方法和控制关键点，以保证上支撑环的工程质量和生产进度。

【关键词】门座式起重机；上支撑环；焊接工艺；组装；胎架

1 概述

随着中国造船业的迅猛发展，对大型装备的需求日益增大，而设备的建造质量的优劣直接影响其使用性能。尤其是它的金属结构件的制造质量。通过选取门座式起重机上典型的上支撑环，说明其制作工艺，过程质量控制和测量手段，希望能够对类似工程起到一定的借鉴作用。

2 技术准备

2.1 焊接工艺评定

焊接工艺评定是编制焊接工艺的依据，根据门座式起重机设计图纸和技术文件的要求编制，按程序试验、经监理工程师批准生效后，按焊接工艺指导书组织施工。

2.2 工艺文件的编制

按照客户提供的门座式起重机的技术要求对制造验收规范进行分解细化，编制各个工序的工艺文件，用于指导生产，控制施工质量。

2.3 技术培训

对参与门座式起重机制造的管理、技术人员和操作人员进行上岗前全员技术培训、质量意识教育、技术交底和应知应会教育，对于主要工种如电焊工、划线工、拼装工、涂装工等进行特殊培训和考核，实行持证上岗。

3 制造工艺

3.1 总体要求、制造方案

上支撑环图面重量约50.6吨（参考图1：上支撑环轴向剖面图）。上支撑环的焊接按图纸要求进行，未注明部位全部为连续焊缝；顶板、底板以及水平滚轮轨道的对接焊缝UT100%。

根据上支撑环的结构特点，拟采用制造厂整体拼装、解体发运，然后在拼装场地进行整体立体拼装。

3.2 施工程序

3.2.1 放样与下料

根据图纸上各节点的要求，绘制零件图，出套料图样和切割程序。数控车间在核对钢板信息无误后切割，下料后在零件上移植该钢板的炉批号、钢号、厚度、零件号等标记，并及时做好材质跟踪记录表。

3.2.2 切割与加工

所有零件采用数控切割。按图纸要求加工坡口。内、外圈板轧圆到位。

3.2.3 小组装

根据技术部门提供的小组装草图，在平台上划出相应的内、外圆周，并在其上按线型拼装，并经检验员复合校对线型后方可施焊。

3.2.4 按工艺要求制造正身胎架（图2：上支撑环胎架剖面图）

胎架制造的一般程序为：

按型值草图，在平台上划出模板的型线模板拼接确定胎架的最低点的高度，按假定基线分别安装底构架、支撑角钢，并划出假定的中心线、水平线以及各种有关的符号等焊接火工校正在平台上划出支撑环的中心线、角尺线、外框线等将模板按所在的位置，摆对中心和垂直度后，加支撑固定用模板上的水平线复核四角水平并调整安装拉条焊接模板划线将模板上表面切割正作并去除氧化物及毛刺报验。

胎架制作完工后检查内容和要求如下：

检查内容 精度标准 检查方法

标准 允许

模板位置偏差 ≤2.0 ≤3.0 按胎架图尺寸

模板垂直度 1/1000 2/1000 用线锤

模板中心线偏差 ≤1.0 ≤2.0 用线锤

四角水平线 ≤2.0 ≤3.0 用水平软管或激光仪

模板型线与样板型线偏差 ±1.0 +1.0～-3.0 用胎架划线样板

注：胎架的检查应在模板上表面线型气割结束后的状态下进行。

3.2.5 中组装（参考图3：上支撑环胎架结构划线图）

将拼焊检验合格的顶板吊至胎架上定位（顶板与胎架的间隙0～2mm；定位基准：A1-A1、B1-B1、十字中心线、内外圆周轮廓线及大小接缝线）切割余量对接缝焊接火工校正对接缝UT检查合格结构划线划线验收安装围板、针销支承板等构件（吊装顺序由内向外，由下至上呈放射线状依次进行）用水平软管或激光仪在板上划出统一水平线并敲冲印，在内板大接缝的两侧划出对合线装配质量确认电焊（按焊接工艺）检查并修补焊接缺陷至合格结构火工校正吊装拼焊检验合格的底板至胎架定位（底板与构架的间隙0～2mm；定位基准同顶板）切割余量对接缝焊接火工校正对接缝UT检查合格结构划线划线验收安装撑杆联接板（件24、件29）、肘板以及水平滚轮轨道座板（件36）等确认电焊检查并修补焊接缺陷至合格火工校正（以统一水平线为基准）放松支撑环与胎架的定位板在自由状态下复查并修正统一水平线、十字中心线（若有变形应火工校正至合格）将修正后的基准线做出醒目标记，供机加工及总装使用提交总报验。

中组装中，应特别注意撑杆联接板（件24、件29）的安装角度（内倾值27.52mm/m）。

针销支承板装配时应保持其水平度，定位后上、中、下三层必须进行适当加绑才能转入下道焊接。

水平滚轮轨道（件37）及座板（件36），应保证其圆度与垂直度符合图纸要求。

中层针销支承板及水平滚轮轨道板，在其火工校正时不宜用水冷却。

为控制内板、水平滚轮轨道及座板对接缝焊接的变形，在上述构件焊接前，在其接缝处必须设置模板（带相应的R）。焊接时，应先焊内侧的焊缝，焊至坡口深度约2/3时（即盖面前）停止外侧焊缝刁槽、清根、焊道清洁后焊接，直至结束返内侧焊缝继续焊接，至结束冷却后，拆除所有模板检查焊缝质量至合格。

对于水平滚轮轨道（件37）及座板（件36）的焊接，根据公司的现有条件采用CO2半自动手工焊，对焊缝两侧100mm范围内进行100℃的预热（用氧乙炔加热）。除打底焊是单道焊外，其余均采用多层多道焊，同时锤击焊缝，以减少内应力和变形，每道焊的高度不应超过4mm。层间温度控制在150℃左右，不能超过200℃。焊后应用保温材料覆盖焊缝，使其自然冷却。同时必须由双数焊工进行对称焊接，相互之间尽可能保持一致的焊接速度，使焊缝的收缩变形能一致。每条焊缝应一次性焊接结束。

3.2.6 解体

考虑到运输等具体问题，支撑环分成四组发运（即以大小接缝线为界，参考图3）。所以在接缝线处装配只定位焊，不焊接（但坡口、余量必须全部处理结束，并划出对合线，编号）。以方便在工地总装时的复位工作。

件37轨道板，由于与接缝交叉，所以全部打包发运至工地，待对接缝焊接结束，检查合格后再行安装（打包时要考虑轨道板的吊运变形）。

4 其它制造要求

针对客户要求，所有在厂内制造的构件、预制件等均进行二次冲砂除锈；在工地现场合拢时，所有接头处，手工除锈达到涂装要求；最后一度面漆由业主集中采购，分包商向业主调配。

参考文献：

[1]付荣柏主编.起重机钢结构焊接制造技术[M]机械工业出版社，2009.04.

[2]中国国家标准化管理委员会.通用门式起重机[S]GBT14406-2011.

[3]中华人民共和国建设部主编.钢结构工程施工质量验收规范[S]GB50205-2001.

[4]贺玲.500t双梁门式起重机[J]起重运输机械，2007（06）.

[5]靳先聚.Q300t/20t/32m龙门起重机主梁的制造工艺[J].水利电力机械，2007（8）.