冷箱箱板制作施工工法修改

1、.冷箱箱板制作施工工法完成單位：廣西壯族自治區(qū)冶金建設(shè)公司主要完成人：黃霄章 王艷萍各位評委，今天我們發(fā)布的工法是冷箱箱板制作施工工法，首先，我給大家介紹一下冷箱的基本結(jié)構(gòu)，（看圖）冷箱是有箱板組裝成的一個箱體，在箱體內(nèi)部安裝工作于極低溫度狀態(tài)的制氧設(shè)備，一個28000m3制氧冷箱大概有120快箱板組成，（看圖）每塊箱板的結(jié)構(gòu)均為型鋼框架和薄鋼板面板。箱板制作有三個質(zhì)量要求，即結(jié)構(gòu)強度合格，密封性能良好和外形美觀；其施工難題有裝配精度要求高，外形尺寸一致，具有互換性、焊縫成形質(zhì)量好，焊接變形小、面板無凹凸不平現(xiàn)象。2001年以來，我們先后承接了7套不同型號的冷箱箱板制作，形成了一套成熟的箱板制

2、作工藝，質(zhì)量優(yōu)良，生產(chǎn)效率高，成本低。第二，該工法的特點以往類似于冷箱板的鉚焊構(gòu)件（如平臺、自動版等）的制作，采用手工氣割下料，手工電弧焊焊接，組裝采用手工逐個劃線定位等，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)周期較長，構(gòu)件尺寸偏差也較大。本工法的特點是按流水線作業(yè)方式組織生產(chǎn)，采用改進過的自動化CO2氣保焊工藝，焊接變形小且焊縫形成質(zhì)量符合要求，全過程采用機械化、胎具化加工，尺寸偏差小，加工效率高。第三，適用范圍適用于空分設(shè)備冷箱箱板的制作和其他類似的板狀結(jié)構(gòu)件的制作。第四，工藝原理1、根據(jù)流水線作業(yè)方式具有勞動生產(chǎn)率高，采用流水線作業(yè)方式分5個不同工序來組織生產(chǎn)。2、CO2氣體保護焊具有焊接變形小、焊接生產(chǎn)率高

3、的特點，但缺點是焊縫形成質(zhì)量部佳，飛濺多。我們通過改進工藝和設(shè)備改良，保持焊接變形小何生產(chǎn)效率高的優(yōu)點，同時焊縫形成良好，自動化程度高。3、在影響產(chǎn)品質(zhì)量的人機料法環(huán)五個方面，我們重點加強機和法兩個環(huán)節(jié)，采用機械化、自動化氣割下料，采用針對性強、實用高效的框架組隊及面板裝配方法。第五，下面我重點解釋只要工藝流水線作業(yè)生產(chǎn)組織方式是本工法關(guān)鍵點之一，只有這樣才能提高生產(chǎn)效率，減低成本。1、型鋼下料，型鋼下料采用金屬鋸帶床進行切割，金屬鋸帶床切割精度高，效率高，勞動強度低。2、面板下料、拼接：面板拼接關(guān)鍵在于要求焊縫美觀，焊接變形小。手工焊無法滿足美觀要求，埋弧自動焊不適于5mm薄板雙面焊，普通C

4、O2氣保焊焊縫形式不美觀而且飛濺大。經(jīng)過多次研究試驗后采用CO2氣保焊的送絲機構(gòu)和控制電源，將CO2氣保焊的焊槍固定在埋弧自動焊的行走小車上并配軌道，在焊接過程中加用SJ501焊劑保護焊縫以獲得理想的外觀質(zhì)量，并消除飛濺和耀眼的光線，該焊接方式具有焊接變形小，焊縫美觀，自動化的優(yōu)點，是本工法的一個創(chuàng)新。第六，效益分析1、采用此工法施工的7項冷箱箱板制作工程質(zhì)量合格率達100%，交付使用后沒有發(fā)現(xiàn)任何質(zhì)量問題，沒有進行過任何返修。2、因為產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良，截止目前，廣西省內(nèi)冷箱箱板制作工程絕大多數(shù)由我廠承接施工，為企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展做出了貢獻。3、對比傳統(tǒng)的工藝，一套28000m3制氧機冷箱箱板采用本法

5、生產(chǎn)，可以減少約200個工日，綜合計算可降低直接成本約2萬元。4、2004年以“保冷箱箱板制作質(zhì)量控制”為課題開展的QC小組活動成果獲得2004年底“廣西施工企業(yè)QC獲得成果一等獎”。第七，工程實例1、03年柳化28000m3空分裝置冷箱板制作2、04年柳鋼2000m3空分裝置冷箱板制作3、06年萬鑫鋼鐵公司6000 m3空分裝置冷箱板制作4、07年至09年柳鋼40000 m3空分裝置冷箱板制作1、前言冷箱是空分設(shè)備（俗稱制氧機，是用于從空氣中分離提取氧、氮、氬、二氧化碳等氣體的一種大型工藝裝置，廣泛應(yīng)用于化肥、鋼鐵、煤化工等行業(yè)）的一個組成部分，其形狀類似于一個長方形箱體，在箱體內(nèi)部安裝有工

6、作于極低溫度狀態(tài)（零下140）的分餾塔、換熱器、氬塔等空分裝置的核心設(shè)備；整個冷箱處于密閉狀態(tài)并且內(nèi)部空隙充滿了絕熱材料珠光砂，使里面的設(shè)備與外界良好隔熱，保證系統(tǒng)工作于低溫狀態(tài)，因此得名冷箱（見圖1-1）。一個典型的28000m3/h制氧機冷箱高62.4m，長14.8m，寬11.6m，總重約282噸，由120塊箱板組成（箱板在工廠內(nèi)預(yù)制后運至現(xiàn)場安裝成一個整體）。每塊箱板的結(jié)構(gòu)型式均為型鋼框架+薄鋼板面板（見圖1-2），尺寸規(guī)格分別為7x3.25m（106塊）和6x3m（14塊），高度均為0.28m。箱板制作有三個質(zhì)量要求：結(jié)構(gòu)強度合格，密封性能良好，外形美觀，相應(yīng)的箱板制作必須解決的施工難

7、題有：裝配精度要求高，外形尺寸一致，具有互換性；焊縫成形質(zhì)量好，焊接變形小；面板無凹凸不平現(xiàn)象。我公司從2001年至今，作為分包方先后承接了15000m3/h、20000m3/h、28000m3/h、40000m3/h等不同型號共7套空分設(shè)備冷箱箱板的制作合同，通過不斷探索改進，形成了一套成熟的箱板制作工藝，不僅產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良，而且生產(chǎn)效率高、成本低。2004年，我們以“保冷箱箱板制作質(zhì)量控制”為課題開展的QC小組活動成果獲得該年度“廣西施工企業(yè)QC活動成果一等獎”。2、工法特點類似于箱板的鉚焊結(jié)構(gòu)件（如平臺、制動板等），在生產(chǎn)組織形式上一般采用一個班組完成構(gòu)件的全部工序的方式，同時采用以下的傳

8、統(tǒng)制造工藝：下料采用手工切割（型鋼、筋板）或半自動切割（面板），焊接大量采用手工電弧焊，少量采用CO2氣保焊，裝配采用手工逐個劃線定位，逐個工件組焊的方式，其缺點是生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)周期較長，而且構(gòu)件尺寸偏差也較大，產(chǎn)品的整體感觀質(zhì)量有待提高。本工法特點是：按流水線作業(yè)方式組織生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高、成本低；采用改進的自動化CO2氣保焊工藝，焊接變形小且焊縫成形質(zhì)量符合要求；全過程采用機械化、胎具化加工，尺寸偏差小，加工效率高。3、適用范圍3.0.1本工法適用于空分設(shè)備冷箱箱板的制作。3.0.2本工法適用于其它類似的板狀結(jié)構(gòu)件（框架、面板組合構(gòu)件）的制作。3.0.3本工法的流水線作業(yè)方式只適用于批量生

9、產(chǎn)（40件以上）。4、工藝原理4.0.1流水線作業(yè)方式具有勞動生產(chǎn)率高，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的特點，我們根據(jù)箱板結(jié)構(gòu)相同，鋼材規(guī)格一致，批量大的特點，采用流水線作業(yè)方式分5個不同工序來組織生產(chǎn)。4.0.2 CO2氣體保護焊具有焊接變形小、焊接效率高的特點，但缺點是焊縫成形質(zhì)量不佳、飛濺多，我們針對普通的CO2氣體保護焊方法進行改進工藝和設(shè)備改良，保持焊接變形小的優(yōu)點，同時焊縫成形良好、自動化程度高。4.0.3在影響產(chǎn)品質(zhì)量的“人”、“機”、“料”、“法”、“環(huán)”五個方面，我們重點加強“機”和“法”兩個環(huán)節(jié)，采用機械化、半自動化切割下料，采用針對性強、實用高效的框架組對及面板裝配方法。5、施

10、工工藝流程及操作要點5.1箱板制作的工藝流程如下：生產(chǎn)組織與計劃型鋼、筋板下料面板下料、拼焊 立柱鉆孔型鋼框架組對焊接外形尺寸、焊縫檢驗合格面板與型鋼框架組對焊接局部調(diào)平、矯直尺寸、焊縫檢驗不合格合格轉(zhuǎn)防腐施工工序5.2操作要點5.2.1生產(chǎn)組織1）同一個冷箱，每塊箱板的結(jié)構(gòu)都是一樣的（僅長、寬方向分為幾個不同的尺寸系列），而且面板厚度、型鋼規(guī)格也統(tǒng)一，再加上箱板的工程量接近300噸，能夠滿足流水線生產(chǎn)作業(yè)的基本條件，因此我們分為以下5個工序采用流水線作業(yè)方式安排5個生產(chǎn)班組進行制作：型鋼、筋板下料工序；面板下料、拼焊工序；框架組對、面板組對工序；焊接工序；調(diào)平、矯正工序。2）流水線作業(yè)的生產(chǎn)

11、組織方式是本工法關(guān)鍵點，只有這樣才能提高生產(chǎn)效率，降低成本。5.2.2生產(chǎn)計劃生產(chǎn)計劃主要解決以下幾個問題：根據(jù)不同高度、不同寬度箱板的塊數(shù)，經(jīng)優(yōu)化組合得出需要采購的面板和框架型鋼的的定尺尺寸、采購數(shù)量，以減少材料浪費、減少拼焊工作量。編制型鋼、面板的下料圖，有效地指導(dǎo)工人下料，提高工效。5.2.3型鋼下料1） 型鋼下料采用金屬帶鋸床進行切割。與手工氧-乙炔切割相比，金屬帶鋸床切割具有以下優(yōu)點：加工精度高，加工效率高，節(jié)約人力（切割端面平整，無須人工再用磨光機進行二次修磨）。2） 加工方法：用行車將型鋼吊到滾筒工裝架上，手工向前推移動工件，移至指定位置后對刀確認(rèn)，啟動按鈕自動夾緊工件，啟動按鈕

12、自動進刀切割，切割完畢后自動停止并啟動按鈕復(fù)位，移出工件后用行車吊走。3） 配套工裝：在金屬帶鋸床前后各放置兩組滾筒架，以便快速且易于移動型鋼工件。布置方法：滾筒架距鋸床1米，滾筒架之間間隔2.5米。4） 注意事項：因為型鋼毛坯件的端面垂直度達不到設(shè)計要求，且經(jīng)常存在皺折、重皮現(xiàn)象，因此應(yīng)先將型鋼一端切割去10mm左右，再以此為基準(zhǔn)面用鋼卷尺測量用劃針劃線量取長度后進行切割。5.2.4立柱鉆孔1） 型鋼框架的兩側(cè)為28號工字鋼立柱，在工字鋼的腹板上開有直徑8-24mm的通孔。2） 加工方法：用行車將工字鋼吊到滾筒工裝架上，測量劃線確定孔位，手工前后移動工件，移至指定位置后用搖臂鉆進行鉆孔加工。

13、3） 配套工裝：鉆孔用的滾筒工裝架采用40號槽鋼為基座制成，槽鋼長約9m，在上面每間隔0.6米放置一個滾筒。滾筒做法：兩端用L63角鋼作支撐（與槽鋼焊接），中間用直徑32mm的圓鋼作橫梁，圓鋼外部套一根直徑45mm的鋼管作為滾筒。5.2.5筋板下料采用數(shù)控火焰切割機進行切割。將鋼板用行車吊到數(shù)控火焰切割機工作面上，向電腦中輸入預(yù)先用CAD制好的加工圖，啟動機器即可自動切割。數(shù)控火焰切割具有以下優(yōu)點：加工效率高，切割面平整、美觀。5.1.6面板下料、拼焊1） 采購到的開平板尺寸一般在1500-1800之間，因此面板需在寬度方向進行拼接，拼縫采用雙面焊對接接頭形式。2） 面板拼接的關(guān)鍵點在于要求焊

14、縫美觀、焊接變形小。手工焊無法滿足美觀要求，不予考慮；埋弧自動焊成形美觀但是焊接變形大，不適合用于5mm厚薄面板的雙面焊；普通CO2氣體保護焊焊接變形最小，但焊縫成形不夠美觀，須加以改進。3） 經(jīng)過多次研究試驗后采用以下焊接方式：使用CO2氣體保護焊機的送絲機構(gòu)及控制電源，將CO2氣體保護焊的焊槍固定在埋弧自動焊的行走小車上并配以軌道，在焊接過程中用SJ501焊劑保護焊縫以獲得理想的外觀成形質(zhì)量。該焊接方式具有焊接變形小，焊縫美觀，自動化的優(yōu)點，是本工法的一個創(chuàng)新。4） 在面板拼焊工序中采用H型鋼重物來鎮(zhèn)壓鋼板。此措施有兩個作用：首先是5mm厚度的面板容易波浪變形和移位，影響鋼板對接的效率和對

15、接質(zhì)量，H型鋼可以壓平鋼板及防止竄位；另外，H型鋼重物增加了焊接件的剛性，可以減少鋼板的焊接變形。5.2.7框架組對1） 型鋼框架組對在架空平臺上進行操作，在架空平臺上劃線定位并焊接輔助定位板起到組對胎具的作用。2） 架空平臺用5根長3.6米的H型鋼HM600間隔2米鋪設(shè)而成，鋪設(shè)要求：先用水平儀找平H型鋼的上表面，并墊支牢固，然后在H型鋼兩端用L63的角鋼將5根H型鋼分別連接起來組成一個整體，防止其移位、變形。3） 在架空平臺H型鋼的上表面測量放線，定出框架的輪廓控制線并打樣沖標(biāo)識清楚，該輪廓控制線即為框架組對時零件的定位基準(zhǔn)。為便于組對操作，在四周的輪廓控制線適當(dāng)位置點焊上限位板。4） 組

16、對順序：先組對框架立柱，然后再組對橫梁，再下來組對橫撐，最后組對筋板和斜撐。組對方法：通過行車將工件起吊并置于H型鋼預(yù)定位置處，用小錘輕微打擊調(diào)整工件使其對準(zhǔn)定位基準(zhǔn)線，檢查合格后將工件點焊固定。5） 整個框架的零件全部組對并點焊牢固后，用行車將框架吊離架空平臺進行正式焊接，然后進行下一個框架的組對。5.2.8面板組對1） 型鋼框架焊接完畢檢查外形尺寸合格后，與面板組對成一塊完整的箱板。面板組對同樣是在架空平臺上進行操作，架空平臺做法同上，但無須放線及加焊定位板，僅要求平整牢固即可。2） 組對順序：先將框架置于架空平臺上，然后在框架上測量放線劃出面板的定位基準(zhǔn)，最后將面板鋪設(shè)在框架上。組對方法

17、：用撬棍和鐵錘來調(diào)整面板的一側(cè)使其和框架寬度方向的定位線吻合，檢查合格后點焊固定該側(cè)，然后用直徑250mm的圓鋼作為鎮(zhèn)壓重物向另一側(cè)（即長度方向）滾動壓平面板，在滾動壓平面板的同時每間隔150mm將其與框架點焊固定。3） 面板組對的特殊措施：因為鋼板薄，組對前鋼板或多或少存在局部凹凸不平的情況，用圓鋼作鎮(zhèn)壓重物壓平面板只能消除凸起的部位，無法消除下凹部位，因此在組對過程中發(fā)現(xiàn)有下凹超標(biāo)的部位可在下面加焊臨時的角鋼（與框架構(gòu)件連接），使其反向變形從而能夠壓平。另外，面板拼縫的焊縫余高與型鋼接觸的地方會影響箱板的平面度，需將相碰處的焊縫余高打磨至與母材平齊。4） 面板四周全部與框架點焊牢固后，用行

18、車將裝配好的箱板吊離架空平臺進行焊接，然后進行下一塊箱板的組對。5.2.9面板焊接1） 面板與背面的橫撐、斜撐的連接焊縫為間斷焊，間隔長度為300mm。焊接采用手工電弧焊，在焊接前先用鋼直尺在面板上統(tǒng)一畫出各條間斷焊縫的起點位置、終點位置，確保焊縫長度符合設(shè)計圖紙要求，做到焊縫整齊、美觀且效率高。2） 面板與立柱、橫梁的連接焊縫為連續(xù)角焊縫，焊接采用CO2氣體保護焊。在焊接操作中作以下改進將CO2氣體保護焊的焊把固定在埋弧自動焊的行走小車上并配以軌道使其能自動行走，焊接過程中無須人工手持焊把移動，該措施可以提高自動化水平，從而降低勞動強度、提升工作效率。3） 焊接順序：先焊面板與立柱、橫梁的連

19、接焊縫，后焊面板與橫撐、斜撐的連接焊縫；面板與立柱、橫梁的連接焊縫先焊長度方向的焊縫，后焊寬度方向的焊縫。5.2.10調(diào)平、矯正1） 面板與框架連接的焊縫焊接完畢后，因為焊接變形的原因，可能會存在以下質(zhì)量缺陷：面板局部平面度超差（局部凹凸不平），框架立柱在長度、寬度方向的彎曲變形，整塊箱板扭曲變形，對于超標(biāo)的偏差須進行調(diào)平、矯正處理。2） 立柱在高度方向彎曲變形的處理：將箱板置于平臺上，在箱板上面放置一個重物（1-2噸，如焊接轉(zhuǎn)胎等），然后用烤矩加熱變形處立柱（工字鋼）的上半部或下半部（根據(jù)變形方向確定，加熱區(qū)域為三角形狀），加熱過程中隨時進行測量，合格后停止加熱。箱板扭曲變形也采用該法進行處

20、理。3） 立柱在寬度方向彎曲變形的處理：將箱板置于平臺上，用烤矩加熱變形處立柱（工字鋼）翼緣的外側(cè)面（加熱區(qū)域為直線形狀），加熱過程中隨時進行測量，合格后澆水冷卻定形。4） 面板局部凹凸不平的處理：對面板平面度超差部位用點狀火焰加熱后用木錘捶擊調(diào)整，返修質(zhì)量符合空分集團要求。6、材料與設(shè)備表6.1主要施工機具和工裝如下：序號名稱規(guī)格數(shù)量用途1金屬帶鋸床GB42352用于型鋼切斷2數(shù)控火焰切割機CNC-CG4000B1用于筋板下料3半自動切割機CG-1002用于面板切割4CO2氣保焊機KR-50035交流焊機BX3-50086搖臂鉆Z3732B1用于立柱鉆孔7鎮(zhèn)壓重物AH型鋼HW400,L=8m

21、1用于面板拼板8鎮(zhèn)壓重物B250mm圓鋼,L=3.2m1用于面板框架組對9鎮(zhèn)壓重物C1-2噸的重物,如焊接轉(zhuǎn)胎1用于箱板調(diào)平10吊具2套用于箱板起吊11組裝平臺H型鋼HM600,8mx4m2套用于框架/面板組對12滾筒架A2.5x0.8x0.6m長x高x寬4套用于型鋼切斷進料13滾筒架B10x0.4m長x寬1套用于型鋼鉆孔進料7、質(zhì)量控制7.0.1箱板制作質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格遵守設(shè)計圖紙、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)協(xié)議書的具體規(guī)定。7.0.2箱板制作的允許偏差項目見表7.1。箱板制作允許偏差表7.1檢驗項目允許偏差1、冷箱板的長度±2mm2、冷箱板的寬度±2mm3、冷箱板的對角線差5mm4、冷箱

22、板的定位孔距±2mm5、冷箱板的直線度2mm6、冷箱板的局部平面度1.5mm/1米范圍內(nèi)7、焊縫外觀質(zhì)量焊縫寬度差 2mm焊縫表面余高02mm焊縫邊緣直線度2mm7.0.3對上述技術(shù)文件中沒有明確的質(zhì)量要求，按GB50205-2002鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范中鋼平臺分項的規(guī)定。7.0.4為確保型鋼零件長、寬尺寸偏差及端面的平直度，必須采用金屬帶鋸才能一次加工合格。7.0.5為確保箱板的長、寬及對角尺寸偏差，采用定位胎具進行框架裝配是十分有效的保證質(zhì)量的方法。7.0.6為了保證箱板的直線度、局部平面度，必須采取能夠減少焊接變形的多種綜合措施，并在焊接過程嚴(yán)格遵守工藝紀(jì)律。8、 安全措

23、施8.0.1生產(chǎn)車間必須設(shè)置安全通道并保持暢通無阻。8.0.2生產(chǎn)過程中工件頻繁起吊倒運，應(yīng)采取特殊的安全技術(shù)措施：1） 面板使用自緊式夾鉗起吊倒運，起吊前應(yīng)注意檢查夾鉗是否卡緊；2） 單根型鋼工件采用粗麻繩起吊倒運有效防止工件滑動及易于松鉤。3） 框架使用鋼絲繩和卸扣起吊倒運，起吊前應(yīng)注意檢查卸扣是否鎖緊；4） 箱板半成品倒運時采用吊環(huán)螺釘穿過立柱螺孔倒運，箱板成品倒運時采用板鉤夾緊立柱上翼緣倒運。8.0.3成品箱板堆放時高度最多不得超過6層。同時，用手扶持箱板對正堆放時應(yīng)注意避免壓傷手指。8.0.4使用圓鋼作為鎮(zhèn)壓重物裝配面板時，應(yīng)配置一些楔形鋼塊以備防止圓鋼意外滾動，同時在中途休息或下班

24、時圓鋼不得放置在箱板上。8.0.5使用金屬帶鋸床切斷型鋼時，嚴(yán)禁在對刀過程中手和頭越過防護罩，以免受到傷害。9、 環(huán)保措施9.0.1金屬帶鋸床切斷型鋼時，鋸片需要不斷地注射冷卻液體，該冷卻液帶有油污，不得直接排到地面上以免造成環(huán)境污染，需集中回收處理。9.0.2數(shù)控火焰切割機、半自動切割機切割面板、筋板時會產(chǎn)生大量的揚塵，預(yù)先在工件附近的地面上噴灑自來水，可以有效減少揚塵產(chǎn)生。10、 效益分析10.0.1采用此工法施工的7項冷箱箱板制作工程質(zhì)量合格率達100%，交付使用后未發(fā)現(xiàn)任何質(zhì)量問題，沒有進行過任何保修，用戶和總承包方表示非常滿意，為企業(yè)贏得了社會信譽。10.0.2因為產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良，國內(nèi)

25、著名的空分設(shè)備制造廠家如杭氧股份公司，開封空分集團公司，開封東京空分公司均有委托我廠分包冷箱箱板制作業(yè)務(wù)。截至目前，廣西境內(nèi)的冷箱箱板制作工程絕大多數(shù)由我廠承接施工，為企業(yè)的生存發(fā)展作出了貢獻。10.0.3對比傳統(tǒng)的工藝，一套28000m3/h制氧機冷箱采用本工法生產(chǎn)，可以縮短約20天的工期，減少工時約200個工日，綜合計算可降低直接成本約2萬元。10.0.4 2004年以“保冷箱箱板制作質(zhì)量控制”為課題開展的QC小組活動成果獲得2004年度“廣西施工企業(yè)QC活動成果一等獎”。11、 工程實例11.0.1事例1：柳州化工股份有限公司28000m3/h空分裝置冷箱制作工程1、 工程概況本工程為廣西柳州化工股份有限公司28000m3/h空分裝置冷箱制作工程，開工時間2003年3月17日，竣工時間2003年5月1日，工程量282噸（不含設(shè)備支架，平臺樓梯部分