軋制油系統(tǒng)油箱在線制作安裝工藝(大型油箱現(xiàn)場制作)

1、軋制油系統(tǒng)油箱在線制作安裝工藝上海寶冶集團(tuán)機(jī)裝分公司 劉勇摘要：由于鋁箔車間的軋制油油箱受到場地等條件的限制，只能在現(xiàn)場制作，本文主要介紹現(xiàn)場油箱制作安裝工藝的控制要點(diǎn)。包括焊接工藝的選擇、焊接變形的控制、焊縫著色探傷、油箱盛水試驗(yàn)以及油箱保溫等內(nèi)容。關(guān)鍵詞：軋制油系統(tǒng) 油箱 現(xiàn)場制作 安裝1.概述軋制油系統(tǒng)是鋁板帶（0.5mm3.5mm）軋制過程中一個(gè)非常的重要的環(huán)節(jié)，軋制油是與鋁板帶直接接觸的介質(zhì)，其在軋制過程中起著潤滑、冷卻、清洗等作用。軋制油系統(tǒng)正常運(yùn)行是保證鋁板厚度、板形及板面質(zhì)量的先決條件。軋制油清潔度相當(dāng)高，經(jīng)過板式過濾器回到油箱中的軋制油過濾精度最高可達(dá)到1。因此制作的油箱內(nèi)表

2、面的清潔度要求較高。軋制油屬于混合油，其中主要成分是煤油和添加劑，而煤油所占比例高達(dá)80%。煤油滲透能力很強(qiáng)，所以要油箱的焊接質(zhì)量眼球高。軋制油箱作為軋制油的載體，其在系統(tǒng)工作扮演了最基礎(chǔ)也最重要的角色。油箱制作的成功與否直接影響到日后軋制油系統(tǒng)正常工作與否。我司在廈順鋁板帶冷軋工程中共制作安裝粗軋和精軋兩個(gè)軋制油系統(tǒng)油箱。粗軋油箱體積為150m3，重量為28.5t；精軋油箱體積為80m3，重量為17.1t。兩個(gè)油箱的制作安裝工藝大體相同，本文主要介紹粗軋軋制油系統(tǒng)油箱制作安裝工藝。2.施工難點(diǎn)2.1圖紙外方設(shè)計(jì)，使用外方材料標(biāo)準(zhǔn)，需要將其標(biāo)準(zhǔn)替換為國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，以便在國內(nèi)市場采購制作材料。2.2

3、現(xiàn)場施工機(jī)具簡單，無噴砂除銹機(jī)，現(xiàn)場除銹只能使用手動碗砂輪除銹；無大型鋸床，型鋼的切割只能使用熱切割，加工件變形嚴(yán)重；無自動焊接，手工焊接加熱不均勻，焊接易變性。焊接變形后，現(xiàn)場只有采用手工火焰矯正，矯正效率低，校正質(zhì)量的好壞與個(gè)人經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。2.3施工條件不完備，地下油庫通風(fēng)條件差，制安過程中地下油庫無天車配合，鋼板的倒運(yùn)、拼焊、翻面全靠人力施工。2.4施工工期短，只有油箱制安盡快完成，與油箱連接的管路才能定位。2.5施工經(jīng)驗(yàn)少，現(xiàn)場制作容積高達(dá)150 m3，內(nèi)部清潔度要求如此之高的油箱以往沒有類似施工經(jīng)驗(yàn)可參考。3.制作材料的選擇油箱的制作詳圖為外方（SMS）設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)引用的材料標(biāo)準(zhǔn)為歐洲標(biāo)

4、準(zhǔn)。在材料采購前，要吃透圖紙，與外方SV充分溝通，將材料型號轉(zhuǎn)化為在國內(nèi)市場易于采購的鋼材標(biāo)準(zhǔn)型號。轉(zhuǎn)化時(shí)要注意以下兩點(diǎn)： 材質(zhì)要相同，如果不能完全相同至少盡量接近，采購前要與外方設(shè)計(jì)人員，征求其意見； 材料的強(qiáng)度要大于或等于設(shè)計(jì)所用材料的強(qiáng)度。表1為油箱制作過程中所涉及的材料標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化表。表1 材料標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化表名稱歐標(biāo)材質(zhì)對應(yīng)國標(biāo)對應(yīng)材質(zhì)輸送流體用無縫鋼管DIN EN 10216P235TR1+NGB/T 8163-199920#凸面帶頸平焊鋼制法蘭DIN 2632S235JR+NGB/T 9116.1-2000Q235B鋼制對焊無縫彎頭DIN 2605-1P235TR1+NGB/T 12459

5、-2000520#熱軋鋼板DIN EN 10029S235JRG2+NGB/T 709-1988Q235B熱軋扁鋼DIN EN 10058S235JRG2+NGB/T 704-1988Q235B熱軋等邊角鋼DIN EN 10056S235JRG2+NGB/T 9787-1988Q235B熱軋H型鋼DIN 1025S235JRG2+NGB/T 11263-2005Q235B熱軋工字鋼DIN 1025S235JRG2+NGB/T 706-1988Q235B其中無縫鋼管、H型鋼、工字鋼的規(guī)格尺寸在國內(nèi)市場難以采購到完全與歐標(biāo)相同。例如同等壓力等級同等公稱直徑下的無縫鋼管DN200、DN300，歐標(biāo)規(guī)

6、格尺寸為219.1*4.5，355.6*5.6，國內(nèi)市場常見的為219*6，356*6。工字鋼I120，歐標(biāo)尺寸120*58*5.1*7.7，現(xiàn)場采購使用國標(biāo)尺寸120*74*5。H型鋼H100，歐標(biāo)尺寸100*100*6*10，而國標(biāo)為HW100*100*6*8，強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)場采購使用HW125*125*6.5*9。材料的使用一定要求表面質(zhì)量要高，材料進(jìn)場存放于指定的制作場地，禁止將材料隨意放置戶外，注意保護(hù)。4.焊接變形的成因及控制4.1焊接變形成因 為盡量減少、控制油箱構(gòu)件焊接變形，首先要分析焊接變形的成因，然后才能采取相應(yīng)的控制方法。焊接變形主要是由于產(chǎn)生了焊接應(yīng)力、焊接工藝

7、選擇不合理等因素。焊縫在由液體變?yōu)楣腆w的過程中，其先由不均勻膨脹再到不均勻冷縮，在焊縫縱向和橫向會產(chǎn)生復(fù)雜的焊接應(yīng)力和變形。焊接工藝涉及焊接設(shè)備選擇、焊接參數(shù)的選定和焊接順序的制定。4.2焊接變形的控制焊接方法的選擇油箱焊接制作過程中，要保證其表面平整度，就必須在焊接時(shí)控制其焊接變形量。正確的焊接方法的選擇能減少變形量，減少后面的校正工作量?，F(xiàn)場施工常用的焊接方法有三種，分別是焊條電弧焊、二氧化碳（CO2）氣體保護(hù)焊和鎢極氬弧焊。其中焊條電弧焊熱輸入量最大，焊縫上有焊渣藥皮，散熱性不好，變形量最大。手工鎢極氬弧焊變形量相對最小，但施工效率太低，成本高，不適合大面積鋼結(jié)構(gòu)的焊接制作。相比而言，二

8、氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊在現(xiàn)場施工中比較實(shí)用，軋制油油箱的焊接也主要采用此種焊接方法。焊接工藝的選擇焊接工藝的正確選擇對焊接變形也有很好的控制。分段焊、多層焊可減少熱輸入量，減少變形。選擇合理的焊接順序，先里后外、從中間到兩端、先長后短、左右交錯焊的焊接順序使焊接受熱均勻。對不同規(guī)格的焊接材料，選定不同的焊接參數(shù)。4.油箱基礎(chǔ)的檢查油箱基礎(chǔ)為土建施工，由六根12m，型號63a工字鋼構(gòu)成。工字鋼露出混凝土300mm，其余埋于混凝土中。由于油箱容積150m3，日后生產(chǎn)裝滿軋制油，加其自身重量，總重量高達(dá)170t左右。工字鋼基礎(chǔ)強(qiáng)度不夠，需加固。加固方案有兩種。方案一：相鄰的兩根工字鋼之間相隔1m焊接一塊加

9、強(qiáng)肋板， 方案二：在相鄰的兩根工字鋼之間灌混凝土。如圖1。 圖1 油箱底座加固方法現(xiàn)場通過與外方專家溝通，如果采取方案一，那么在焊接過程中，工字鋼會受熱變形，其上表面就無法保證處于水平位置，受力面積不均勻。然而第二方案在施工時(shí)，混凝土不能高于工字鋼上表面，且混凝土向工字鋼兩段填充時(shí)要有緩坡，其表面涂刷環(huán)氧樹脂防油涂層。日后，油箱底部滲漏，便會沿著緩坡流出，不會積在基礎(chǔ)內(nèi)。所以最終選擇方案二進(jìn)行實(shí)施。5.油箱制作5.1油箱底座T型鋼制作油箱底板主要由底座T型鋼以及上面的8mm鋼板組成。25根4.2m長T型鋼垂直平鋪至工字鋼上，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)T型鋼的制作是采用H型鋼IPB200，沿著腹板有坡度切開，切開

10、后沿軸向呈T字型。坡度方向朝泵組吸油口側(cè)，有利于泵組從油箱內(nèi)吸油。在制作過程中，現(xiàn)場無法采取機(jī)械冷切割，只能使用熱切割。沿著H型鋼腹板切開后，變形嚴(yán)重，難以校直。與外方溝通，采取上下兩片鋼板垂直拼接，間斷焊，焊100mm，留100mm。兩側(cè)都要焊，但兩側(cè)的焊縫位置要錯開。如圖2： 圖2 T型板的制作焊接圖圖紙?jiān)O(shè)計(jì)使用H型鋼IPB200，翼板厚度15mm，腹板厚度9mm，現(xiàn)場制作采用與之同等規(guī)格的鋼板即可。由于T型剛單組制作會發(fā)生焊接變形，兩組T型鋼同時(shí)制作會將焊接變形量降至最小。將兩塊下好料的15mm鋼板點(diǎn)焊在一起，然后將兩塊9mm鋼板對稱焊接兩側(cè)。兩組T型鋼焊接時(shí)采用交叉焊，減少變形量。焊接

11、結(jié)束后，等徹底冷卻后再將兩組T型鋼分離。 T型鋼焊接完成后，由于焊接應(yīng)力的產(chǎn)生，會在焊縫縱向與橫向收縮?？v向收縮會發(fā)生沿軸向彎曲變形，采用火焰校正加熱線如圖3.1所示。圖3.1 軸向彎曲火焰矯正橫向收縮會使翼板發(fā)生角變形，采用火焰沿焊縫與背燒平行直線加熱?；鹧嬷行木嗪钢何恢每刂迫鐖D3.2，其中a值見表2。圖3.2 角變形火焰矯正表2 板厚與距離a關(guān)系板厚（mm）61012102430a（mm）23468105.2油箱底板制作安裝 油箱底板是一塊尺寸12000mm*4200mm*8mm鋼板。鋼板需拼接焊，考慮鋼板厚度，采用雙面焊成形。焊接前將鋼板平鋪至工字鋼基礎(chǔ)上，焊接采用半自動實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)

12、焊，此種焊接工藝飛濺少，焊縫成形均勻、美觀，焊縫易于清理。先采用單邊V型坡口，如圖4.1。圖4.1 油箱底板單面焊接圖4.2 拼接底板焊接順序的選擇 在拼焊底板時(shí)，要注意焊接順序的選擇。應(yīng)先錯開短焊縫，再焊通長焊縫，見圖4.2。如果先焊焊縫，再焊焊縫和。由于短焊縫的橫向收縮受到限制將產(chǎn)生很大的應(yīng)力，同時(shí)變形也很嚴(yán)重。另外在鋼板拼接時(shí)，盡量避免十字焊縫。十字焊縫處焊縫密集，焊接熱輸入量大，變形嚴(yán)重。此面所有焊口焊接結(jié)束后，將25根T型鋼按照圖紙尺寸焊接至拼接好的鋼板上，T型鋼腹板與底板之間同樣采用兩側(cè)交錯間斷焊。為增加底座強(qiáng)度，在相鄰的T型鋼之間增加5塊高度不同，寬度相同的肋板。如圖5。圖5 油

13、箱底板加固焊接完此面后，涂防銹漆，油箱底板翻面，焊接另一面。油箱底板重7t左右，地下油庫無天車配合，底板翻面需人力使用倒鏈?zhǔn)┕?。在翻面前要確認(rèn)使用臨時(shí)吊耳的規(guī)范性，焊接的牢固性，倒鏈的承載能力，損壞與否后才能翻面焊接。翻面后，在原來的焊縫處用碳弧氣刨碳棒開U型坡口，將焊縫中的焊瘤、焊渣、氣孔用碳棒刨干凈，再焊接。如圖6。圖6 油箱底板雙面焊接底板所有焊縫焊接結(jié)束后，將其找平找正，T型鋼與基礎(chǔ)工字鋼焊接固定。5.3油箱側(cè)板、隔板、頂板的制作安裝油箱側(cè)板、隔板、頂板也采用與底板相同的焊接工藝。相鄰的兩面角焊縫拼接時(shí)，采用單邊鋼板雙面V型坡口。如圖7。圖7 油箱側(cè)板、隔板、頂板的焊接焊接過程中要注意

14、側(cè)板與底板的垂直度。油箱四個(gè)側(cè)板安裝結(jié)束后，制作安裝油箱內(nèi)的隔板，隔板將油箱分隔成臟油箱和凈油箱。對油箱內(nèi)部焊渣飛濺清理，除銹，最后安裝油箱頂板。由于油箱頂板面積較大，地下油庫空間狹小，不可能整塊預(yù)制再安裝。將鋼板分塊倒運(yùn)至油箱頂部，相鄰兩塊之間，開雙邊V型坡口。由于頂板下面焊縫難以施工，只焊接上面焊口。為保證施工質(zhì)量，采用手工氬弧焊打底，半自動實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)焊蓋面的焊接工藝。油箱主體結(jié)束后，制作泵組吸油口，儀表連接口，回油口，人孔以及附屬欄桿梯子等。油箱成品圖見圖8。5.4油箱個(gè)部件組裝精度控制要求見表3表3 焊接連接制作組裝的允許偏差6.著色探傷 油箱探傷使用著色顯像原理。首先用清洗劑對所有焊縫進(jìn)行清洗，均勻涂上紅色著色劑，等待10分鐘后，讓著色劑充分滲透進(jìn)焊縫的氣孔、裂紋中。再用清洗劑將焊縫表面的著色劑清洗干凈。涂上顯像劑，再等待10分鐘，如果焊縫有氣孔、裂紋以及未焊透的地方，那么紅色的著色劑將會被吸附在顯像劑中。7.油箱盛水試驗(yàn) 油箱探傷合格后，便可做盛水試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前將與油箱連接的閥門全部關(guān)閉，沒有閥門的連接口，用盲板封閉。與油箱連接的儀表安裝完畢。油箱注滿水，盛水試驗(yàn)24小時(shí)。在此過程中要對油箱所有焊縫、管道接口、儀表接口進(jìn)行仔細(xì)檢查是否有滲漏情況。盛水試驗(yàn)合格后，放水，并立馬組織人員對油箱內(nèi)部進(jìn)行清理、除銹。最后用面團(tuán)將油箱內(nèi)部的細(xì)小顆粒清除。外方檢