在线客服

咨询热线

浅谈循环水管道埋弧焊接辅助装置在管道施工中的应用

作者:未知

  摘要:本文对天津北疆二期扩建2×1000MW机组工程循环水管道施工进行介绍,并总结相关经验。作者在此项目施工中任总工程师,全过程参与循环水管道的施工。
  关键词:循环水管道;焊接;辅助
  天津北疆二期扩建工程循环水管道DN3600共计830m,DN2600共计560m,DN2200共计150m,DN1400共计180m,总计3200吨,计划制作安装工期5个月。循环水管道在平台地面上滚动焊接,现场施工区域小、效率低。为此,专门成立QC小组进行攻关,并取得良好效果。
  1新型循环水管道埋弧焊接辅助装置研制
  1.1焊接现状
  焊接方式采用摇臂式支架埋弧焊接方式,缺点为:只能对单条焊缝焊接;受摇臂长度限制;只能对管道组合长度<6m的管道焊接;效率低,不能满足工期;对直缝焊接时需增加辅助装置,影响效率。
  此项目循环水管道分四种规格,共1720米,采用此焊接方式平均每日完成焊口5.9只。以该速度,完成焊接预制(1157只)需180天。计划时间仅90天,该焊接速度无法满足。
  1.2新型焊接辅助装置研制目标
  为满足要求,需研制新型埋弧焊接辅助装置,可实现两道焊缝同时焊接,直缝及环缝同时焊接,适用不同口径(DN1400-DN3600)、不同组合长度(≤8m),平均每日完成焊口12只。
  1.3设计方案的选择
  方案一:制作可调节式立式支架,根据不同口径的管道调节两套焊机高度,实现内外口、直缝、环缝同时焊接,焊机与焊缝的距离可调;管道滚动部分带动管道旋转完成环缝焊缝,电动托架的移动带动焊机直缝焊接。
  方案二:管道顶升装置调节焊机高度,调节焊机与焊缝的距离;管道滚动部分带动管道旋转,使焊接覆盖焊缝,可对环缝、加固圈焊接。
  综合比较,方案一在各方面都优于方案二,因此用方案一。
  1.4装置组成结构分析
  1.4.1管道滚动部分分析
  两种思路,第一种是可调式电动滚动架,第二种是自调试电动滚轮架。综合比较,第二种满足各种口径自动调节,比第一种快速高效:选择Y80M2-4三项异步电动机的自调节滚轮架,底部高度L=1100mm,滚轮直径为200mm。
  1.4.2上部焊机行走轨道结构选择
  制作焊机行走轨道,焊机可沿轨道进行直缝焊接,增加横撑保证两角钢间距离,支架要承重焊机重量、焊接过程中保证焊机稳定性,同时保证焊嘴与焊缝间的距离满足要求。可以全用角钢制作,也可用角钢+工字钢或角钢+槽钢制作,综合看用角钢+工字钢制作好。
  1.4.3可调节立式支架
  (1)上部支架部分选择
  埋弧焊机支架作为支架,连接不同口径管道焊接焊机支撑,设计不同连接结构,可同时承担两套焊接轨道支撑焊接。圆弧形埋弧焊机支架固定点不易固定,导致焊机稳定性差,选方形支架固定点可行性高。
  (2)焊机轨道支架与立架连接方式的选择
  连接方式有焊接、销轴插接和搭接三种。为保稳定,拆卸方便,焊机轨道支架与立架可移动、同时对内外口焊机施工,用销轴插接方式。
  (3)底部可调节支撑部分选择
  移动式通过顶升装置调节顶升范围,适应不同管道高度,下部设万向轮方便移动,安装内部焊机轨道支架安装,保证内部焊接要求,上部顶升版四个角开50mm圆孔,插入限位管,管与底部钢板用焊接方式连接;固定式下部钢板铺设于地面保证稳定,其它与移动式方式一样。移动式在稳定性、承载力和可操作性都优于固定式。
  ①万向轮结构选择
  带刹车式有刹车,受外力影响小,操作方便;普通式易受外力影响,不稳定。因此带刹车式实用性高。
  ②万向轮直径选择
  根据底部钢板(1m×1m)不易用直径超过300mm,支架稳定受重心与地面高度影响,选万向轮直径为150mm。
  ③万向轮材质选择
  充气式重量轻易携带,承重110KG,承受力小易变形;聚酯滚轮承重850KG,承受力好;碳鋼滚轮重,承重960KG,用聚酯滚轮更合适。
  ④移动式支架稳定方式选择
  移动式支架可用加钢板延长三角支撑稳定,也可用刹车式万向轮稳定。加钢板延长三角支撑在底部钢板设三个支腿,夹角120°呈三角形焊接,支腿前段用螺帽焊接,安装螺栓固定于地面,螺栓根据地面平整度调节,底部支撑面积大,安全性好;用螺栓固定,可拆卸,使用方便。刹车式直接固定于地面,靠刹车装置保证稳定,底座支撑面积小,安全性和稳定性差,因此采用加钢板延长三角支撑。
  ⑤顶升装置的选择
  顶升装置分电动液压顶升和机械顶升。电动液压顶升装置承载力在3t以上,电动调节,两侧可同步同时操作,顶升高度同步;机械顶升装置承载力在2t左右,手动调节,调节麻烦,两侧不可同步,顶升高度易产生误差,选择电动液压顶升装置使用。
  ⑥调节范围的确定
  埋弧焊机焊嘴部位可调节焊嘴与管道焊缝间距离,调节范围为0-100mm,轨道支撑厚度为95mm,焊机调节范围为5mm,满足要求。
  不同口径管道最低点焊缝间距最大偏差为170mm。
  为方便移动焊机上部支撑不拆除而方便埋弧焊机支架移动,应保证焊机轨道支撑底部与管道焊缝间距离≥50mm。
  因此最大顶升高度为220mm。
  ⑦顶升装置型号选择
  第一种CL63/50-250L:推力(T)20KN,缸体高250mm,顶升高100mm,无压状态高360mm,重量16.3kg。
  第二种CL80/50-400L:推力(T)25KN,缸体高430mm,顶升高220mm,无压状态高510mm,重量37kg。
  第三种CL100/50-500L:推力(T)30KN,缸体高520mm,顶升高500mm,无压状态高750mm,重量75kg。
  根据缸体高度可判定,第二、三种满足要求。根据前面分析底部焊机Bmin=830mm,Bmax=1000mm。底部万向轮H=300mm,第二种方案Bmin>810mm且Bmax<1030mm,且该型号T=2.5t满足要求,自身重量小可人工移动安装;第三种型号Brnin<1050mm。所以选择第二种。
  ⑧顶升装置限位选择
  顶升装置可用圆环式或插销式,圆环式是将圆环焊接于钢管,防止过顶升圆环受力面积大,受力强,焊接完成后不能拆卸,安全性较高;插销式是将钢管钻孔,用螺栓穿入孔内,螺栓侧界面受力,受力性能差,焊接完成后方便拆卸,但开孔部位受力小,安全性低,因此选择圆环式焊接限位。
  1.4.4焊接自动装置各尺寸最终确定
  焊机行走轨道支撑长10000mm,宽400mm;立架上部支架长3800mm,宽600mm;底部装置长599mm,宽1000mm;整体高4359mm,宽12000mm。
  2装置制作与试验
  根据设计图纸加工制作,多方面进行实验分析。根据结果,焊接装置安全稳定、操作方便、焊接速度快、合格率满足,可推广。该装置可用于不同管径、型号的管道,预制效率提高125%,焊口一次合格率达到98.03%。
  3结束语
  循环水滚动焊接装置的研制,提高管道的预制效率,为以后同类工程管道预制安装打下良好基础,开拓新的发展空间。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15028169.htm