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H型鋼焊接構件制作工藝及高強螺栓安裝的質量控制

首先是結構的介紹。

大鋼構廠房一般采用框架或排架結構,并配備一輛或多輛重型吊車,廠房內一般布置一層或多層鋼結構平臺,鋼結構材料多為寬翼緣H型鋼,安裝方式多為高強度螺栓連接,故H型鋼焊接構件的制作工藝及高強螺栓安裝的質量控制是廠房結構質量的關鍵,下面以汽輪機廠房為例,對以上兩點進行簡要說明。

該廠廠房屋頂為單坡網構架,網架下部高度26.20m,坡底球支座高度28.54m,坡頂球支座高度32.04m;跨度39m,柱距10m,地下室底球支座高度-10.50m,運轉層為+8.3m,除氧層為+13.30m;框架結構為+8.25米,+13.25米+29.4米等均采用H型鋼,材料為Q235B,HE700B,HE600A,HE500A等為平臺梁,上鋪格柵板或花紋鋼板。工作負荷約888噸。

該廠擁有85噸和20噸兩臺橋吊。軌道高度為21.60米。氣缸房外墻面為灰白色壓型鋼板,顏色以灰藍色為主。

型鋼的焊接加工工藝。

本工程采用HE600A、HE700B、HE700A、HE700A、HE500A軋制H型鋼。但因市場上未采購到符合設計要求的H型鋼,設計變更批準后,可采用焊接H型鋼。

制定生產技術方案;

1,采用H型鋼生產的全自動流水線生產H型鋼,焊接方式為埋弧焊。

根據施工圖中所有焊接接頭型式、母材材質、厚度、焊接部位等,結合所用焊接方法,綜合考慮,按照有關焊接工藝評定標準的規定,在焊接前進行嚴格細致的工藝評定試驗,并將評定報告中的焊接參數作為施焊規范。

焊工必須參加相應級別的焊工考試,通過考試后,才能從事相應級別的焊接工作。所有參加焊接工作的焊工必須按照相應的焊接規程進行操作。

2,原料校正。

鋼構件在儲存、運輸、吊裝等過程中,由于不當會導致變形,影響號料的準確性,因此號料應在變形后進行校正。主要采用機械矯直方式,主要采用型鋼直直直機、壓力機等設備進行矯直。

3,下料

板材按照圖紙尺寸排版,排版時預留焊縫收縮余量及加工余量,余量25~30mm,采用多軸數控多軸切割機切割,切割前先檢查氣源是否充足,切割時觀察火焰是否正常,切割后再對零件表面進行毛刺、飛濺、熔渣的清理,并將零件打磨光滑,按順序排列。

短長度的板材,橫向拼焊完成后,再縱向切割。

4,切削后的校正。

用火焰校正法校正翼緣板和腹板經過數控加工后的變形。該方法主要是側彎,采用直線法和三角法對火焰進行校正。

5,組裝。

組裝時,先用H型鋼進行自動組對機的組裝,先用磨光機對焊口進行除銹打磨,再用自動點焊機將機翼下部吊入組裝機平臺,操作自動夾緊裝置,使腹板與機翼中線同步移動,自動點焊,最后,將機翼上部翻轉,將機翼上部吊放就位,自動裝配。

焊前組裝完畢,檢驗合格后才能焊接。

6,焊接。

對埋弧焊設備進行焊前檢查;對焊劑、焊絲進行檢查;對焊接操作進行及時的觀察;對表面缺陷進行及時的清理;對自檢合格的焊工,在指定位置用鋼印標明其焊工編號,交專職檢測人員目測檢查。

7,,焊后修正。

檢查鋼梁的表面狀況,排除所有雜物。在使用型鋼矯直機矯直過程中,應注意矯直變形是否正常,每次矯直完成后,應測量變形量,確定下一次矯正量,直至合格。

8,焊接連接板和加強板。

焊前清理焊區,檢查縫隙是否符合規范要求;2名焊工在焊接加勁板時從構件中間到兩端進行對稱施焊。

焊時先焊腹板,再焊翼緣板,邊焊邊焊,邊焊邊焊,邊焊邊焊,邊焊邊焊,邊焊邊焊,邊焊邊焊,邊焊邊焊,減少焊縫的收縮和彎曲。

為了減少構件翻身的次數,可在端頭板、加強板、連接板的底部打底,并進行充填和蓋面穿插。

9,焊后的修正。

在焊接過程中,臺梁的端頭板、加勁板和連接板的焊接變形主要為彎角變形,焊接時主要通過合理的焊接順序和焊接參數來減小變形。但由于端頭板是單面焊接,所以有角度變形。

彎折變形超差用500t壓力機修正;彎折變形超差用氧乙炔火焰修正。

10,涂料

按設計要求,鋼結構件表面底漆為:底漆X06-1磷化底漆、兩道178環氧底漆、兩道CH201高防腐底漆和兩道彩色醇酸面漆。

采用噴砂除銹方法,4小時內噴砂涂漆,環境溫度5?相對濕度在38℃范圍內不超過85%,符合涂料產品的技術要求。

留出30個焊接場地用于現場安裝。暫不涂漆50mm,螺栓孔周圍50mm不涂漆,摩擦面高強度螺栓連接處不涂漆;涂漆部位用膠帶覆蓋,膠帶覆蓋須牢固。

每一次涂裝后,構件表面應涂裝均勻,附著良好,符合設計和規范的要求。利用漆膜厚度計測量漆膜厚度。

涂裝合格后,用標記筆作移位標志。

項目環境要求:施工過程中,環境溫度宜高于3℃,雨天不宜在室外施工,構件表面結露或空氣濕度大于85%。沒有薄膜的涂層,在雨天可以起到保護作用。

11.防火涂料構造。

對需保護的構件,要采用耐火涂料進行涂刷,對鋼結構進行表面耐火涂料施工,必須嚴格遵守GB14907-94《鋼結構耐火涂料通用技術條件》及其它相關技術規范、標準。

鋼結構施工前,必須對經過噴砂除銹處理和底漆防銹處理的表面進行除塵除污處理。本發明可采用人工清理和鋼刷清理兩種方式。經過除塵處理合格后,才可進行防火涂料的噴涂。

施工前應對各種涂料進行小樣檢查,嚴格按照GB14907-94《鋼結構防火涂料通用技術條件》的要求進行檢測,小樣合格后方可施工。

為使防火涂料施工達到良好的粘接性,第一次涂刷厚度應薄而大于70%,第二次涂刷間隔24小時,涂刷厚度不超過300μm,以后每24小時涂刷一次,防火涂料干膜厚度應達到鋼梁耐火極限1h。

噴涂工藝要求:噴涂工藝應符合GB14907-94《鋼結構防火涂料通用規范》。在耐火材料施工完畢后,涂層80%以上的厚度面積必須達到設計中規定的耐火極限,最薄的涂層厚度必須不小于設計要求的85%。阻燃涂料薄層的表面裂紋寬度不應大于0.5mm,而厚層的阻燃涂料薄層的表面裂紋寬度不應大于1mm。耐高溫涂層不能有錯涂或漏涂,涂層必須密封無脫層,空鼓、凹陷明顯,粉化散體和浮漿等外觀缺陷。


高強螺栓施工及安裝。

1,在安裝之前進行準備。

提出工程竣工驗收報告,對預埋件進行驗收,復查,驗收合格后移交。

鋼構構件進入安裝現場必須是合格產品。構件進場后應進行驗收,對構件進行復驗,鋼構件復驗的內容主要是與安裝施工質量直接有關的數據,如構件的外形幾何尺寸,螺栓孔尺寸和間距,節點摩擦面,構件數量規格等,復驗時100%檢查關鍵構件,其他構件20~30%抽查,復驗時要做好全部復驗記錄。對于倒運引起的構件變形,施工現場應予以糾正。

鋼構構件堆場安裝施工現場必須方便安裝,堆料按照施工平面布置圖進行。鋼結構構件堆場必須預留構件運輸通道、地面吊車走道等。零件放置整齊,零件標識顯露,便于檢查、檢驗和施工。

2,部分提升。

在鋼梁安裝施工前,要仔細檢查鋼梁安裝的連接尺寸,在所有連接尺寸滿足安裝要求后,使用汽車吊將鋼平臺吊裝就位。

吊裝前鋼梁就位時,為控制方向,應在鋼梁兩端設置兩根擋風繩,吊裝后鋼梁就位前接近就位點時,速度應放慢,以免鋼梁撞到柱上。二次鋼梁吊裝就位后,用φ12鋼絲繩作纜風繩臨時固定,二次鋼梁開始吊裝就位。

在鋼梁安裝和調整完畢,固定完畢,結構整體尺寸穩定之后,進行一次整修。

3,高強螺栓存放。

高強螺栓進場后,生產廠家提交的產品必須按照緊固件驗收規則和包裝標識的要求進行檢驗。庫內高強螺栓應防潮、防雨、防塵,并按型號和規格分類存放。到現場取料時,應按當天使用的部位取相應規格和數量的螺栓,不能在現場隨意堆放,以免引起扭矩系數的變化。

4,高強錨桿的檢驗

高強螺栓安裝前必須對其扭矩系數進行復驗,其均值和變動率應符合《鋼結構高強螺栓連接設計、施工及驗收規程》的規定。

高強螺栓連接的磨擦面處理必須符合《鋼結構高強螺栓連接設計、施工和驗收規程》。所用摩擦面必須保持干燥、清潔。在安裝之前,需要由加工廠提供一份摩擦系數測試工作。

5,高強螺栓安裝施工程序。

高強錨桿的安裝應嚴格執行以下程序:

摩擦面處理→摩擦面抗滑移系數試驗→零件裝配→螺栓孔同心檢查→螺栓上釘順序確定→螺栓上釘→螺栓上釘→螺栓上釘→力矩檢查→防腐保護。

5.1處理摩擦表面。

研磨表面的藥丸采用藥丸除銹方法,或藥丸后赤銹。經噴丸處理后,連接板的表面粗糙度達到設計要求。

5.2摩擦表面抗滑系數試驗。

根據相關標準,在安裝前進行批量抗滑系數測試,最小值符合設計要求。


部件組裝。

在組裝之前,接線表面應該清潔以除去浮銹,油漬,油漆或其它污染物。高強螺栓連接板的接觸表面應平整,摩擦表面應干燥整齊。若部件受潮,先烘干,再用軟線刷去浮銹。

在安裝高強度螺栓之前,用臨時普通螺栓和手動扳手將兩塊摩擦面固定在一起,臨時螺栓的數量不少于總數量的1/3,最小不少于2個。使用高強螺栓時,不要使用臨時螺栓,以免損壞螺紋,造成扭矩系數的變化。

高強度螺栓安裝完成后,所有節點處理完畢,且對螺栓穿插方向的要求一致。安裝過程中,嚴禁強行穿入螺栓,如螺栓不能穿入螺孔,請用絞刀修整螺孔,修整螺孔前,應將螺栓周圍的所有螺栓緊固,并在緊固連接板后進行。

先由手動板手進行初旋,初旋軸力一般為標準軸力的60%~80%,但不能小于標準軸力的30%。完成第一次扭力后,使用扭力扳手進行終旋。并應在一天內擰干。

5.開始擰螺栓。

使用的扭力扳手必須校準并符合要求,才能緊固高強度螺栓。將螺母擰緊即可。

為了使緊固工作在不受干擾的情況下有條不紊地進行,并且使螺栓受力精確均勻,施擰時必須按一定順序進行。按中心順序排列的螺栓組,最好向外緊固,并應在當天結束。

調整扳手扭矩的大小,直至70%的最終扭矩。(使用液壓扭力扳手時相應的壓力值)

緊固螺栓至初始扭矩值。高強度螺栓應在初旋后作標記。

5.5螺栓的末端連接。

將扭力扳手調整到設定的扭矩值(在使用液壓扭力扳手時對應的壓力值),緊固螺母,直到最后的扭矩。

端部旋轉后,高強度螺栓應清除初旋標記,螺母也應使用端部標記。

五、扭力檢查。

將待檢螺母及螺栓頭部標記,然后調整扭力扳手,使之達到待檢力矩的平均值。在最后緊固螺帽時,繼續緊固螺帽,直到扭矩均值為止。

檢查結果評定標準:在平均檢查扭矩的作用下,螺母持續轉動角度應大于50,且對于10.9級螺栓,其旋轉角度不得超過+12°。

在檢查時,如果螺母超過+12°,就應該調整扭力扳手,直到最后一個扭矩一直保持緊固狀態。檢驗時,若螺母小于5度,應更換螺栓。把檢查記錄填在螺栓檢查單上。

5.防腐蝕:高強度螺栓緊固檢查合格后,接合處的板縫應及時用中性密封材料密封。將包括螺栓頭、墊圈和螺帽在內的整個連接部分涂漆,以防止構件腐蝕。

經全熔透焊縫100%超聲波檢測,未發現焊接裂紋、三維缺陷(氣孔、夾渣),一次性合格率大于95%,修補合格率100%,外形幾何尺寸符合圖紙設計要求。

高強度螺栓連接節點一次驗收合格,吊車梁及鋼平臺試運行穩定可靠,工程順利通過監理及業主驗收,說明高強度螺栓焊接工藝合理,安裝質量控制到位。



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