一种大直径厚壁法兰筒的制作方法技术

本发明专利技术涉及大直径厚壁法兰筒的制作方法，可有效解决现有的制作方法导致板厚度偏差大，且焊接过程中会存在不同程度的收缩，导致焊接变形，误差大的问题，其解决的技术方案是，大直径厚壁法兰筒为环形结构，焊接方法包括以下步骤：1）下料；2）平台铺设；3）零件组焊；4）装配；5）焊接；6）加强筋板装配；7）产品检验；本发明专利技术大直径厚壁法兰筒上下圆环缝与筒体接口为全熔透一级焊缝，工件为环形结构，高宽比值为6.6，厚度偏差小，焊接变形小，误差小，大大增加了使用寿命和使用效果，是大直径厚壁法兰筒的制作方法上的一大创新。

【技术实现步骤摘要】
一种大直径厚壁法兰筒的制作方法
本专利技术涉及焊接领域，特别是一种大直径厚壁法兰筒的制作方法。
技术介绍
目前，在大直径厚壁法兰筒的制作过程中，现有的制作方法导致板厚度偏差大，且焊接过程中会存在不同程度的收缩，导致焊接变形，误差大，最终影响大直径厚壁法兰筒的使用效果和使用寿命，因此，专利技术一种新的大直径厚壁法兰筒的制作方法势在必行。
技术实现思路
针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本专利技术之目的就是提供一种大直径厚壁法兰筒的制作方法，可有效解决现有的制作方法导致板厚度偏差大，且焊接过程中会存在不同程度的收缩，导致焊接变形，误差大的问题。本专利技术解决的技术方案是，大直径厚壁法兰筒为环形结构，上圆环厚度130mm，下圆环厚度90mm，筒体厚度40mm，上圆环、下圆环均分成两个半圆制作，合装直径6600mm，重12.2吨，材质为Q345B，项目焊接要求质量等级为全熔透一级焊缝（UT%检验），焊接方法包括以下步骤：1）下料；2）平台铺设；3）零件组焊；4）装配；5）焊接；6）加强筋板装配；7）产品检验。本专利技术大直径厚壁法兰筒上下圆环缝与筒体接口为全熔透一级焊缝，工件为环形结构，高宽比值为6.6，厚度偏差小，焊接变形小，误差小，大大增加了使用寿命和使用效果，是大直径厚壁法兰筒的制作方法上的一大创新。附图说明图1为本专利技术的大直径厚壁法兰筒结构俯视图。图2为本专利技术的上下圆环半环俯视图。图3为本专利技术图2的截面主视图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。由图1-3给出，本专利技术包括以下步骤：1）下料上圆环1、下圆环2采取1/6下料，考虑焊接收缩接热处理变形，下料时钢板直径+10mm，因外圆需加工，圆环宽度下料+3mm，钢板厚度方向切割垂直度不大于1.5mm，确保加工余量；筒体3采取1/2下料，高度780±3mm，为保证装配间隙，要求全长直线度不大于1.5mm，双侧开0K45度坡口，加强筋板4下料116件，为确保在能顺利装配同时，减少焊接变形，要求在筒体3焊接调教后，根据实际测量上、下圆环至筒体的距离下料，能保证加强筋板与上、下圆环顶紧；2）平台铺设为便于制作、检查，根据工件直径搭设平台，平台板尺寸选取长9000mm×宽2500mm×高36mm，铺设前用水准仪找平，地面支点纵横间距1500mm布置，所有支点之间相对误差不得大于1mm，平台板铺设后在支点位置重新找平，以消除平台板变形造成的误差增加，保证最终各支点间误差不大于1.5mm；3）零件组焊上圆环、下圆环均分成两个半圆制作，为保证制作整体尺寸控制，采用整体合装焊接工艺，上圆环、下圆环下料后在平台放样拼接，上圆环、下圆环的两个半圆间用米字型支撑连接为整体，上圆环、下圆环的两个半圆对接处用码板焊接牢固，所有对接缝开X型60°坡口，焊缝等级全熔透一级，采用埋弧自动焊对接，两侧加引熄弧板，焊后切割去除，为防止焊接变形，埋弧焊接单面焊接四层7道后整体翻转背面清根焊接，背面焊接完成后翻转将正面焊接完成，所有焊缝经UT检验合格后，进入调教工序，要求上圆环、下圆环校正不平度拉线检测平面度不大于2mm，扭曲不大于2mm，校平后画加强筋板装配线，并将焊道两侧50mm内打磨出金属光泽，待参与总装；4）装配筒体两侧坡口面30mm范围内打磨出金属光泽，切割角磨机倒角确保钝边为零，先装配上圆环与筒体，装配时用5mm垫板每间隔500mm铺设一块，保证间隙均匀性，最小处间隙不得小于5mm，最大不大于7mm，间隙找均匀后用固定码板将上圆环与筒体焊接牢固并去除间隙垫板，将焊道清理干净，将工件翻转按同样方法组装下圆环，组装时测量高度1000+10mm，焊接过程记录层道收缩量，待单侧焊接及UT检测合格后，测量高度变化，调整另一侧间隙，保证焊后每侧加工余量不小于10mm；5）焊接先焊接下圆环与筒体，UT检验合格后对工件高度检查高度变化，调整上圆环高度，满足尺寸要求，充分考虑焊接过程的间隙收缩因素和减少焊接变形，焊接采取先内环后外环，4人逆时针同时焊接，优先焊接间隙较小位置，检测合格后焊接上圆环与筒体，最后装配焊接加强筋板4，加强筋板4焊接顺序是先焊接加强筋板与筒体的立焊，对称焊接，然后焊接上圆环与加强筋板焊缝，最后焊接下圆环与加强筋板焊缝，焊接前对有间隙部位采取刚性固定焊接，减少焊接收缩造成的角变形；6）加强筋板装配焊接完成后检测焊接变形，测量高度差并记录，提供尺寸进行加强筋板下料，调教上下圆环平面度及与筒体的垂直度，平面度不大于2mm，垂直度不大于1.5mm，加强筋板装配保证加强筋板与上、下圆环的顶紧，因下料误差造成的间隙，需要用马板进行刚性固定，减少焊接收缩；7）产品检验因构件直径较大无法用常用工具测量整体翘曲和平面度，检验方案采用水准仪定位水平高度的方法，将工件在地面沿圆周三等分处支垫同一高度，用水准仪在上平面找出等分12点进行测量，找出最大差值，最大高低差不得超出单侧加工余量10mm，检验合格后发退火工序。为了保证使用效果，所述的步骤5）中，工艺评定采取留间隙，CO2气体保护焊，因碳弧气刨易造成表面碳化和焊接位置不便清理等因素，焊接中不用碳弧气刨清根方法，采用角磨机清理，焊接间隙5-7mm，用固定码板连接上下圆环与筒体，正式焊道不允许有定位焊点，焊接过程中逐步去除固定码板，焊道单侧为7层13道排道焊接顺序，1、2层均为单道焊接，打底层确保熔池完全熔透。所述的步骤5）中，上、下圆环的内环外环焊接参数均为：CO2打底焊，电流170A，电压22-23V，CO2填充层，电流190A，电压23-24V，CO2盖面层，电流200A，电压24-25V。所述的焊接材料为H10Mn2埋弧焊丝、ER50-6实心焊丝或E507低氢型焊条。所述的钢构件材料为Q345B钢材。本专利技术完全符合《钢结构焊接规范》GB50661-2011、《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-2001Q/AJ08.851-97、《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T11345-2013、《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB∕T8110-2008，钢构件材料Q345B完全符合GBT/228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》、GBT/232-2010《金属材料弯曲试验》、GBT/229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》、焊接材料完全符合GB-T2653-2008《焊接接头弯曲试验方法》、GB／T2650-2008《焊接接头冲击试验方法》、GB/T2652-2008《焊缝及熔敷金属拉伸试验方法》。本专利技术大直径厚壁法兰筒为环形结构，上圆环厚度130mm，下圆环厚度90mm，筒体厚度40mm，分为两个半圆制作，合装直径6600mm，重12.2吨，材质为Q345B，项目焊接要求质量等级为全熔透一级焊缝（UT%检验）。本专利技术加工后的板厚度偏差（减薄度）不大于厚度的5%且不大于5mm，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢结构半圆底座的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1）下料/n上圆环(1)、下圆环(2)采取1/6下料，考虑焊接收缩接热处理变形，下料时钢板直径+10mm，因外圆需加工，圆环宽度下料+3mm，钢板厚度方向切割垂直度不大于1.5mm，确保加工余量；筒体(3)采取1/2下料，高度780±3mm，为保证装配间隙，要求全长直线度不大于1.5mm，双侧开0K45度坡口，加强筋板(4)下料116件，为确保在能顺利装配同时，减少焊接变形，要求在筒体(3)焊接调教后，根据实际测量上、下圆环至筒体的距离下料，能保证加强筋板与上、下圆环顶紧；/n2）平台铺设/n为便于制作、检查，根据工件直径搭设平台，平台板尺寸选取长9000mm×宽2500mm×高36mm，铺设前用水准仪找平，地面支点纵横间距1500mm布置，所有支点之间相对误差不得大于1mm，平台板铺设后在支点位置重新找平，以消除平台板变形造成的误差增加，保证最终各支点间误差不大于1.5mm；/n3）零件组焊/n上圆环、下圆环均分成两个半圆制作，为保证制作整体尺寸控制，采用整体合装焊接工艺，上圆环、下圆环下料后在平台放样拼接，上圆环、下圆环的两个半圆间用米字型支撑连接为整体，上圆环、下圆环的两个半圆对接处用码板焊接牢固，所有对接缝开X型60°坡口，焊缝等级全熔透一级，采用埋弧自动焊对接，两侧加引熄弧板，焊后切割去除，为防止焊接变形，埋弧焊接单面焊接四层7道后整体翻转背面清根焊接，背面焊接完成后翻转将正面焊接完成，所有焊缝经UT检验合格后，进入调教工序，要求上圆环、下圆环校正不平度拉线检测平面度不大于2mm，扭曲不大于2mm，校平后画加强筋板装配线，并将焊道两侧50mm内打磨出金属光泽，待参与总装；/n 4）装配/n筒体两侧坡口面30mm范围内打磨出金属光泽，切割角磨机倒角确保钝边为零，先装配上圆环与筒体，装配时用5mm垫板每间隔500mm铺设一块，保证间隙均匀性，最小处间隙不得小于5mm，最大不大于7mm，间隙找均匀后用固定码板将上圆环与筒体焊接牢固并去除间隙垫板，将焊道清理干净，将工件翻转按同样方法组装下圆环，组装时测量高度1000+10mm，焊接过程记录层道收缩量，待单侧焊接及UT检测合格后，测量高度变化，调整另一侧间隙，保证焊后每侧加工余量不小于10mm；/n5）焊接/n先焊接下圆环与筒体，UT检验合格后对工件高度检查高度变化，调整上圆环高度，满足尺寸要求，充分考虑焊接过程的间隙收缩因素和减少焊接变形，焊接采取先内环后外环，4人逆时针同时焊接，优先焊接间隙较小位置，检测合格后焊接上圆环与筒体，最后装配焊接加强筋板(4)，加强筋板(4)焊接顺序是先焊接加强筋板与筒体的立焊，对称焊接，然后焊接上圆环与加强筋板焊缝，最后焊接下圆环与加强筋板焊缝，焊接前对有间隙部位采取刚性固定焊接，减少焊接收缩造成的角变形；/n6）加强筋板装配/n焊接完成后检测焊接变形，测量高度差并记录，提供尺寸进行加强筋板下料，调教上下圆环平面度及与筒体的垂直度，平面度不大于2mm，垂直度不大于1.5mm，加强筋板装配保证加强筋板与上、下圆环的顶紧，因下料误差造成的间隙，需要用马板进行刚性固定，减少焊接收缩；/n7）产品检验/n因构件直径较大无法用常用工具测量整体翘曲和平面度，检验方案采用水准仪定位水平高度的方法，将工件在地面沿圆周三等分处支垫同一高度，用水准仪在上平面找出等分12点进行测量，找出最大差值，最大高低差不得超出单侧加工余量10mm，检验合格后发退火工序。/n...

【技术特征摘要】
1.一种钢结构半圆底座的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）下料
上圆环(1)、下圆环(2)采取1/6下料，考虑焊接收缩接热处理变形，下料时钢板直径+10mm，因外圆需加工，圆环宽度下料+3mm，钢板厚度方向切割垂直度不大于1.5mm，确保加工余量；筒体(3)采取1/2下料，高度780±3mm，为保证装配间隙，要求全长直线度不大于1.5mm，双侧开0K45度坡口，加强筋板(4)下料116件，为确保在能顺利装配同时，减少焊接变形，要求在筒体(3)焊接调教后，根据实际测量上、下圆环至筒体的距离下料，能保证加强筋板与上、下圆环顶紧；
2）平台铺设
为便于制作、检查，根据工件直径搭设平台，平台板尺寸选取长9000mm×宽2500mm×高36mm，铺设前用水准仪找平，地面支点纵横间距1500mm布置，所有支点之间相对误差不得大于1mm，平台板铺设后在支点位置重新找平，以消除平台板变形造成的误差增加，保证最终各支点间误差不大于1.5mm；
3）零件组焊
上圆环、下圆环均分成两个半圆制作，为保证制作整体尺寸控制，采用整体合装焊接工艺，上圆环、下圆环下料后在平台放样拼接，上圆环、下圆环的两个半圆间用米字型支撑连接为整体，上圆环、下圆环的两个半圆对接处用码板焊接牢固，所有对接缝开X型60°坡口，焊缝等级全熔透一级，采用埋弧自动焊对接，两侧加引熄弧板，焊后切割去除，为防止焊接变形，埋弧焊接单面焊接四层7道后整体翻转背面清根焊接，背面焊接完成后翻转将正面焊接完成，所有焊缝经UT检验合格后，进入调教工序，要求上圆环、下圆环校正不平度拉线检测平面度不大于2mm，扭曲不大于2mm，校平后画加强筋板装配线，并将焊道两侧50mm内打磨出金属光泽，待参与总装；
4）装配
筒体两侧坡口面30mm范围内打磨出金属光泽，切割角磨机倒角确保钝边为零，先装配上圆环与筒体，装配时用5mm垫板每间隔500mm铺设一块，保证间隙均匀性，最小处间隙不得小于5mm，最大不大于7mm，间隙找均匀后用固定码板将上圆环与筒体焊接牢固并去除间隙垫板，将焊道清理干净，将工件翻转按同样方法组装下圆环，组装时测量高度1000+10mm，焊接过程记录层道收缩量，待单侧焊接及UT检测合格后，测量高度变化，调整另一侧间隙，保证焊后每侧加工余量不小于10mm；
5）焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：文琳，董兆军，李广胜，王永超，
申请(专利权)人：郑州九冶三维化工机械有限公司，九冶建设有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41