圆形料场中间柱体工艺流程及质量控制

摘要：本文介绍了圆形料场主要组成部分、中间柱体的特点，并详细剖析了中间柱体的制作工艺及质量控制要点。

关键词：圆形料场；中间柱体；制作工艺；质量控制

1.引言

随着人们环保意识和环保要求的日益提高，大型全封闭圆形料场设备以其技术先进、自动化程度高、外形美观、场地利用率高、环保性能突出的优点被广泛应用于电力、煤炭、码头等行业进行物料存储。圆形料场堆取料机主要由中间柱体、下部料斗、堆料机钢结构、堆料回转部、门架（悬臂）钢结构、刮板取料机、电气系统、液压系统等部件构成。其中中间柱体位于圆形料场的中心，为设备的重要钢结构构件，既承受着各主要部件及输入栈桥的载荷，又是各部件的安装中心，故其对制造工艺和质量控制要求非常严格。

2.中间柱体产品特点

2.1.结构特点

中间柱体有锥筒体和直筒体两种结构，筒体两端焊接法兰，筒体内装有环形隔板和过线孔，筒体壁开有人孔门。如图1所示（以直筒体为例）

图1 中间柱体示意图

2.2.产品外形尺寸大

通常总长L不小于17m，筒体直径D不小于2500mm，筒体壁厚不小于16mm，两端法兰厚度δ1、δ2不小于50mm（如图1所示）。

2.3.产品加工精度高

中间柱体一端与立柱支腿大法兰连接，一端通过回转大轴承与堆料回转部连接，做为支撑和安装中心，其对法兰面的平面度、两端法兰间的平行度、法兰对筒体中心的垂直度、筒体的圆度、筒体直线度等要求较高。

3.中间柱体制作关键工艺流程

3.1.下料、开坡口

下料前要求根据钢板板幅做好拼版图，每节筒体高度H需加1mm环缝焊接收缩余量，筒体圆周方向放样按中性层尺寸计算出净尺寸S且不需留出卷圆压头直边量，拼缝与隔板位置错开250mm以上。下料方式可采用数控切割或半自动切割，控制每节筒体放样长度S、宽度H+1、对角线ㄧL2-L1ㄧ尺寸公差≤2mm（如图2所示）。下料完成后，根据焊接工艺要求开制相应的坡口。

图2 筒节下料尺寸

3.2.卷圆、焊接、回圆

根据实际情况，筒体在公司35x3000或100x3500水平下调式三辊卷板机上进行卷制。滚制时需控制轧圆的扭曲度并用样板随时进行检查筒体曲率，卷制完成后，用定位焊点固筒节纵向焊缝，焊接前，要求对坡口内及其两侧各20mm范围内用磨光机打磨除锈、油等杂质。各筒体放在滚胎架上采用埋弧自动焊焊接纵缝，焊后探伤合格后，对筒体二次回圆，回圆后筒体的椭圆度≤3mm。

3.3.端部筒体与法兰装配

两端法兰在下料时内外圆及厚度方向均留有加工余量，遵照焊接工艺要求拼接完成后进行校平，注意焊前预热、焊后保温。筒体与法兰组对时筒节的纵缝要求位于法兰两相邻螺孔中心连线的中点，法兰与筒体的焊接注意焊接顺序并合理选用焊接参数以控制焊接变形量。焊缝按要求探伤合格后，振动时效去应力处理。

3.4.端部筒体与法兰焊后机加工

端部筒体与法兰装配完成后，转5m立车加工法兰内外圆及端面至图纸要求，保证法兰平面度、筒体中心线与法兰的垂直度符合图纸要求，然后转钳工划线钻孔，与回转大轴承连接的法兰侧与大轴承配钻或单独划线钻孔后与大轴承进行试装。钻孔完毕后，在背面进行锪孔以保证孔口与孔中心线垂直，使连接螺栓（或螺母、垫圈）的端面与连接件保持良好接触。

3.5.整体筒体的装配

相邻筒节的纵向焊缝布置按照技术出具的拼版图为准，要求错开180°。筒体装配采用卧式组对的方式，每一段筒体以2至3个为一组/单元，定位焊后，在滚轮架上进行环缝的焊接，先焊内侧，反面清根后焊外侧。每一组筒体焊完整形后，再分别与相邻的一组筒体进行组对。

4.中间柱体的质量控制

4.1.焊缝质量控制

4.1.1.探伤检验 筒体纵缝、环缝、法兰拼接缝、筒体与法兰的焊缝、筒体隔板拼缝100%UT探伤检验，若图纸或技术协议有特殊要求，按要求对上述焊缝追加一定比例的射线探伤。筒体纵缝与环缝形成的T形焊缝100%RT探伤。所有探伤检查均应在本焊接工序结束24h后进行，且探伤合格后转入下道工序，以免焊缝返修引起的焊缝收缩而引起装配后的精度。

4.1.2.外观检验 对焊角大小、焊缝表面成型、焊缝缺陷等检验

4.2.法兰平面度、法兰与筒体中心线的垂直度、两法兰间的平行度、筒体总长的测量（图3）

4.2.1.用激光经纬仪检测柱体中心线是否水平，若不水平，进行调平。

4.2.2.将两法兰的中心用线坠投在地上（A、B点），然后以AB形成的直线为基准画一条与法兰中心线AB平行的直线L

4.2.3.经纬仪（C点）以直线L为基准旋转90°，检查法兰的平面度及其与基准线的垂直度，另需在地上画出标记，为测量总长做准备。

4.2.4.按照步骤3），测量另一侧法兰（C、D两点可不在一条直线上），然后依据地上的标记测量并计算柱体的总长ㄧS-S1-S2ㄧ。

图3 产品报检

4.3.以两法兰的中心线为基准，测量筒体的直线度。

4.4.检验隔板间距、法兰孔位、人孔门位置、线缆孔位置、构件表面质量等。

5.结语

产品制造工艺因各工厂实际设备加工能力不同而各有千秋，但需在保证产品质量的前提下，以最经济的方法加工出符合设计图纸要求的零件。实践证明，本公司中间柱体的制造工艺能满足产品设计要求，另外法兰背面锪孔工艺、卷板机卷圆不需预留直边量亦不需预弯的工艺、法兰与端部筒节铆焊完成后加工法兰工艺等亦为制作亮点，即能提升产品质量又可节约制造成本。

参考文献：

[1]楼飞民、刘剑.大型筒体的制作工艺及质量控制[J]；制冷空调与电力机械.2005（5）：81-83

[2]王汝贵、黄亚夫.圆形出料场及其在火力发电厂的应用[J]，起重运输机械，2006（7）：35-37

作者简介：

曹玲华（1982.11- ）：女，山东省鄄城县人，大学本科学历，华电曹妃甸重工装备有限公司，助理工程师，主要从事机械制造工艺相关工作。