百万机组锅炉钢结构箱型构件制作技术.doc

百万机组锅炉钢结构箱型构件制作技术 张巨镖 张建东 秦卫东 [摘要]本文介绍了大型发电机组(百万千瓦及其以上)锅炉钢结构箱型构件的制作技术，其螺栓孔群的精确定位、法兰的精确定位、法兰面的平面度和密贴性、梁和牛腿与斜撑连接部位工作轴线控制、焊接变形控制等方面技术先进、工艺合理,具有良好的社会和经济效益。 　　[关键词]钢结构；箱型梁；制作技术 　　 　　 　　随着国民经济的快速发展，电力需求日益增大和节能减排成为人们共识及基本国策，超超临界发电机组以其大发电能力(百万千瓦及其以上，以下简称百万机组)、低污染物排放的优势成为国家电力建设方面投资、许可的重点。百万机组锅炉钢结构(见图1)由6层组成，第6层为大板梁，其它层为箱型结构，结构总的高度达100多米。整个工程大部分构件为箱型结构，构件截面大，单个构件重量均在100吨以上，通常柱子截面2.5m×2.5m、长15m左右，梁截面高2m左右、长30m左右。箱型柱、梁、斜撑构造复杂，技术要求高，在连接部位螺栓孔群的精确定位、法兰的精确定位、法兰面的平面度和密贴性、梁和牛腿与斜撑连接部位工作轴线控制、焊接变形控制等方面都具有很大的技术难度。 　　笔者所在单位曾承担了多项百万机组锅炉钢结构构件的加工制作任务，在实践中不断改进、攻克难题，逐步掌握了大型箱型钢结构构件制作的关键技术。在钢结构箱型构件制作加工时，利用数控机床的自动控制高精度钻孔技术对梁、柱、斜撑等构件连接法兰螺栓孔群钻孔，对梁、柱、斜撑等大型构件连接部位螺栓孔群采用现场预装叠合法钻孔，确保了大量密集螺栓孔群的制孔精度，一次穿孔率达100％，保证了各构件间连接螺孔位置的一致性；对梁、柱的连接法兰综合运用二次装配和端铣等多项先进技术；采用预置反变形和调整焊接顺序等方法，控制焊接变形，确保了箱型钢结构的制作质量，提高了安装速度，缩短了制作安装工期，技术指标达到国内领先水平。本公司曾先后开发了“建筑钢结构厚板对接施工技术(板厚达200mm)”和“大跨度锅炉钢结构叠置梁制作技术(梁高达5m)”，解决了厚钢板在拼接和焊接变形控制与矫正方面的难题，且并均被批准为江苏省省级施工工法，故在箱型构件制作中所需引用的相关技术或内容本文不再详细介绍。 　　 　　箱型梁、柱的制作工艺流程如图2、3所示。 　　 　　1. 下料 　　 　　(1)柱、梁、斜撑的翼板和腹板下料，长度方向二端放余量，且划线装配隔板时放焊接收缩余量。梁的翼板和腹板下料应事先预放拱度，梁的腹板应开工艺人孔。 　　(2)法兰、横隔板和工艺隔板由板条拼接而成，下料时周边各放铣边余量。拼焊矫正后再进行铣边，上下柱子对接的二块连接法兰应叠铣。柱连接法兰厚度应放铣面余量。 　　(3)内隔板四周放铣削余量，并按图样要求切割角部缺口。 　　(4)采用全自动数控切割机切割下料。 　　 　　2. 划线钻孔 　　 　　(1)法兰上的连接孔应在铣边后用数控机床钻孔(上下柱对接的二块连接法兰应采用叠合套钻法)，钻后打钢印做标记，并注明方向以确保同心，防止翻身和转向。 　　(2)箱型柱本体与横梁、牛腿的连接孔，在铣切端面和修正中心线后以柱中心线和上端面为基准划出钻孔基准线，然后将已钻孔的牛腿或梁的连接法兰作为模板，对准十字基准线并夹紧后进行套钻。 　　(3)箱型柱本体及牛腿或横梁端板在钻孔前，其板上的方形人孔等应先切割，且必须矫平后才能正式钻孔。钻孔之前的划线必须检查，检验合格后才能正式钻孔。 　　 　　3. 组装 　　 　　(1)柱的组装顺序：在水平胎架上放置箱型柱的一块翼板，划出横向隔板和纵向隔板的定位线并装配→装配两侧腹板成U型→翼板、腹板上分别装配相应的纵向肋板(BH、T型钢)→装配横隔板→装配井字隔板及柱底板→焊接井字隔板之间的焊缝以及井字隔板与柱底板之间的焊缝→装配上翼板成箱型→装配井字肋顶部中间横隔板→装焊附件→焊接。 　　 　　(2)梁的组装顺序：在水平胎架上放置上翼板，划出隔板及牛腿位置线并装配→组装腹板成U型→焊接隔板及牛腿→组装下翼板成箱型→焊接隔板及牛腿部位→将大梁置于胎架上(预设拱度6～10mm)→组装梁端部密封内隔板→铣削端部→装焊端部法兰板及与斜撑连接的法兰板并焊接→装焊附件→焊接。 　　(3)组装时注意要点：工作平台的平整度应控制在0～2mm；隔板安装应保证垂直度和各隔板间的直线度，柱脚底板应保证垂直度；梁端部连接法兰及梁与斜撑连接法兰的工作轴线应定位准确。 　　 　　4. 焊接 　　 　　4.1焊接顺序 　　(1)箱型柱焊接顺序：焊接井字隔板之间的焊缝以及井字隔板与柱底板之间的焊缝→焊接柱本体及柱内纵向隔板与底板间的焊缝→矫正→将柱底板连同井字隔板装配到U型槽中，并装配成箱型