S22053 雙相不銹鋼濃密機(jī)柔性底板制作技術(shù)

易識(shí)武 何志彪 王 松

中國化學(xué)工程第六建設(shè)有限公司 湖北 襄陽 441100

雙相不銹鋼是一類集優(yōu)良的耐腐蝕、高強(qiáng)度和易于制造加工等諸多優(yōu)異性能于一身的鋼種。它們的物理性能介于奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼之間，但更接近于鐵素體不銹鋼和碳鋼。

中國化學(xué)工程第六建設(shè)有限公司（以下簡(jiǎn)稱六化建）在印尼某項(xiàng)目施工的S22053 雙相不銹鋼濃密機(jī)共有7臺(tái)，每臺(tái)直徑42m，錐底部分不同于常規(guī)的儲(chǔ)槽類設(shè)備圓錐底面，而是采用瓜皮波浪狀的柔性錐底方式，錐底角度為14°。每臺(tái)濃密機(jī)底板由36 片柔性底板組成，每片柔性底板左右兩段需進(jìn)行85mm 長(zhǎng)的折邊處理，且不允許有縱向焊縫。六化建采取在國內(nèi)對(duì)柔性底板半加工，成品保護(hù)后運(yùn)輸至印尼項(xiàng)目安裝的施工方法。

1 技術(shù)特點(diǎn)

因柔性底板弧度并非等徑，且面積過大，無法采用傳統(tǒng)的卷制設(shè)備直接卷制形成。六化建結(jié)合設(shè)計(jì)給出的柔性底板圖紙及要求，建立3D 模型、展開圖及鋼板拼接排版圖，將徑向長(zhǎng)度18963.5mm 的單片柔性底板大致均勻拼接成兩段，依據(jù)排版圖進(jìn)行鋼板下料及拼接；以單片柔性底板為單元，在每段大小端畫出20 等份線折彎線，再通過折彎機(jī)按等份線進(jìn)行多次反復(fù)折彎處理；在折彎過程中，同時(shí)使用大小端弧形樣板及劃線板進(jìn)行測(cè)量檢查；待單片柔性底板通過弧形樣板檢測(cè)合格后，將其吊裝至按圖紙尺寸制作的預(yù)裝胎架上進(jìn)行最終檢測(cè)。本技術(shù)適用于無法采用設(shè)備直接卷制成型的碳鋼及不銹鋼等材質(zhì)的瓜皮弧形板的制作。

六化建通過與大明重工有限公司多次溝通，決定采用折彎機(jī)多次反復(fù)的折彎處理來達(dá)到柔性底板的弧度要求，其原理類似于利用小錘將鋁板敲成弧形鍋蓋的形狀。

2 施工工藝流程

具體施工工藝流程如下：建立3D 模型、繪制單片展開圖及排版圖→材料驗(yàn)收→下料及坡口加工→外端鋼板（件2—6）組對(duì)焊接→焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)→內(nèi)端鋼板（件1）及外端鋼板（件2—6）折邊及壓弧畫線→內(nèi)端鋼板、外端鋼板折邊及壓弧→弧形樣板檢測(cè)壓制弧度→利用胎架現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)內(nèi)外端弧度→包裝→海運(yùn)至印尼施工現(xiàn)場(chǎng)。

單片柔性底板排版圖中內(nèi)端（件1）、外端（件2—6）鋼板位置如圖1 所示。

圖1 柔性底板排版圖中內(nèi)端（件1）、外端（件2—6）鋼板位置圖

3 技術(shù)操作要點(diǎn)

3.1 模型的建立及展開圖的繪制

首先根據(jù)新宏大柔性底板設(shè)計(jì)圖紙建立3D 模型，并得出單片柔性底板的設(shè)計(jì)圖。柔性底板設(shè)計(jì)展開圖如圖2、圖3 所示，設(shè)計(jì)展開詳圖如圖4—圖7 所示。

圖2 柔性底板設(shè)計(jì)展開正視圖

圖3 36 片柔性底板設(shè)計(jì)展開俯視圖

圖4 柔性底板錐底角度（14°）圖

圖5 單片柔性底板展開圖

圖6 柔性底板件6 大樣圖

圖7 剖面B-B 柔性底板件1 大樣圖

3.2 材料驗(yàn)收及標(biāo)識(shí)

S22053 雙相不銹鋼板必須有制造廠家出具的合格證和質(zhì)量證明文件，鋼板應(yīng)逐塊檢查尺寸、壁厚，要求表面光滑、清潔，不得有裂紋、折疊、腐蝕和劃傷等缺陷；并用鐵素體分析儀對(duì)鋼板逐塊檢查鐵素體含量，合格范圍在38%～65%，最佳含量控制在55%左右。

3.3 下料及坡口加工

采用自動(dòng)化激光切割機(jī)進(jìn)行切割加工下料。對(duì)接焊縫的坡口形式如圖8 所示。坡口使用坡口機(jī)加工，并進(jìn)行隔離以保護(hù)母材，加工表面不應(yīng)有臺(tái)階，铇 邊完成后要用防潮紙包好。

圖8 柔性底板焊縫對(duì)接坡口圖

3.4 外端鋼板（件2—6）焊接組對(duì)、檢查

3.4.1 焊接要求

（1）焊工應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)考試并取得合格證，編制焊接工藝評(píng)定和焊接作業(yè)指導(dǎo)書，進(jìn)行焊接技術(shù)交底；

（2）使用丙酮清理坡口20mm 范圍除去氧化膜、油污；

（3）在鋼板兩端加焊接引弧板，不應(yīng)在焊件表面上引弧和試驗(yàn)電流；

（4）焊接組對(duì)時(shí)，定位焊焊接采用等離子自熔焊，且兩塊鋼板的拼接處應(yīng)貼緊，局部最大間隙應(yīng)小于或等于1mm；

（5）焊縫多數(shù)采用多層多道焊接形式，控制層間溫度≤100℃。

3.4.2 柔性底板焊接制作工藝

（1）柔性底板焊接要求全熔透的對(duì)接焊縫；

（2）嚴(yán)格按照相應(yīng)的雙相不銹鋼對(duì)接焊縫焊接工藝參數(shù)進(jìn)行焊接，以保證質(zhì)量，焊接工藝參數(shù)如表1 所示。

表1 焊接工藝參數(shù)表

3.4.3 焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)

（1）外觀檢查：焊接過程中，每道焊縫要及時(shí)進(jìn)行外觀檢查、道間溫度測(cè)量，完成的焊縫應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行表面清理，除去熔渣、飛濺。要求表面成型飽滿，與母材圓滑過渡，外觀不得有裂紋、氣孔、夾渣、弧坑主焊瘤等缺陷。焊腳高度及焊縫寬度應(yīng)符合圖紙及規(guī)范要求，對(duì)接焊縫不允許存在咬邊。

（2）鐵素體檢測(cè)：焊接完成后要對(duì)焊縫及熱影響區(qū)進(jìn)行鐵素體含量檢測(cè)，鐵素體含量要求控制在38%～65%，最佳含量為55%左右。

（3）無損檢測(cè)：柔性底板件2- 6 焊接完成后，對(duì)接接頭需進(jìn)行局部射線檢測(cè)，檢測(cè)長(zhǎng)度不小于各焊接接頭長(zhǎng)度的20%，且不小于250mm。接頭無損檢測(cè)應(yīng)按NB/ T47013 的規(guī)定進(jìn)行，焊接接頭的射線檢測(cè)技術(shù)等級(jí)為AB 級(jí)，質(zhì)量等級(jí)Ⅲ級(jí)合格。每條焊縫進(jìn)行100%的著色檢驗(yàn)。

3.5 內(nèi)端鋼板（件1）及外端鋼板（件2—6）折邊及壓弧畫線

（1）將內(nèi)端鋼板（件1）及外端鋼板（件2—6）在地面臨時(shí)拼接成整體；

（2）分別畫出內(nèi)外端的折邊邊線，在壓弧區(qū)域內(nèi)畫出20 等份線；

（3）用折邊機(jī)根據(jù)折邊線進(jìn)行折邊處理。

3.6 內(nèi)端鋼板及外端鋼板折邊、壓弧及檢測(cè)

（1）下模和上模同材質(zhì)雙相不銹鋼防護(hù)，將工件與模具隔開，上模開啟到最大，扶持器輥輪高于下模面10mm。

（2）工件板底裸露，板面上鋪瓦楞紙或防潮紙，吊運(yùn)必須執(zhí)行單張吊運(yùn)規(guī)范。

（3）平板工件停在扶持器的膠輪上，方便卸鉤。

（4）劃線必須用石筆。

（5）對(duì)線操作時(shí)，用干凈的手套，盡量采用后檔指令定位。

（6）對(duì)線完成后降下扶持器，使其低于下模面5mm。

（7）折第一刀：第一刀折彎時(shí)，用扶持器來完成扶持（重力邊需扶持）。

（8）翻面吊運(yùn)操作：翻面操作必須在專門的木質(zhì)臺(tái)上進(jìn)行，或平地鋪上木枋，下面沒有其他鋼板，木質(zhì)臺(tái)要有足夠的寬度以保證翻面操作；用吊帶（5t，2 根）穿繞鋼板，做鎖口；掛口處用毛氈墊住，用卷尺測(cè)量吊帶位置，使一次起吊平衡，吊帶開度為1.5m 左右；翻面操作應(yīng)符合行車安全操作規(guī)范，翻面動(dòng)作只允許用吊鉤升降和小車運(yùn)動(dòng)來完成。

（9）改用端頭掛鉤：用專用不銹鋼吊鉤，掛鉤處墊毛氈護(hù)板邊，上鋪瓦楞紙或防潮紙。

（10）重復(fù)步驟（1），停放工件時(shí)，采用后扶器+ 前升降臺(tái)，使板底離開下模面10mm。

（11）換用專門的防滑不銹鋼吊鉤，墊毛氈，吊掛兩端，用后扶持器，后檔指令配合，推移工件對(duì)線定位。

（12）將扶持器和防滑吊鉤放至低于下模面5mm處。

（13）進(jìn)行第二次折彎，用防滑鉤起升配合扶持。

（14）出產(chǎn)品時(shí)，上模開啟到最高，防滑鉤緩降，配合將產(chǎn)品放平。

（15）若要折彎多刀，則重復(fù)步驟（8）—（14）。

（16）兩端換鉤（見步驟9），將產(chǎn)品吊出折彎機(jī)。

（17）在折彎過程中，要求所有與S22053 雙相不銹鋼接觸的工機(jī)具均進(jìn)行隔離，隨時(shí)采用弧形樣板進(jìn)行檢測(cè)，確定弧度偏差，折彎后邊長(zhǎng)公差偏差要求如表2 所示。

表2 折彎后邊長(zhǎng)公差尺寸偏差要求表

（18）錐片折彎后，用1∶1 的圓弧靠板檢測(cè)大小頭，大頭圓弧過渡上存在直邊段，直邊段間隙控制在5mm 以內(nèi)。

（19）預(yù)拼三件，預(yù)拼時(shí)兩直邊間距公差控制在4mm以內(nèi)。

（20）柔性底板折彎的（拉伸或壓縮）塑性變形量控制在15%以內(nèi)。

3.7 利用胎架現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)內(nèi)外端弧度

根據(jù)柔性底板的特點(diǎn)，結(jié)合圖紙要求，六化建自行設(shè)計(jì)制作一套檢測(cè)柔性底板尺寸及弧度的胎架。胎架立面圖和俯視如圖9 和圖10 所示。

圖9 胎架立面圖

圖10 胎架俯視圖

根據(jù)S22053 雙相不銹鋼濃密機(jī)柔性底板安裝角度14°，胎架共分三層結(jié)構(gòu)進(jìn)行制作：

（1）第一層：調(diào)整胎架平臺(tái)結(jié)構(gòu)。調(diào)整平臺(tái)焊接固定在預(yù)拼場(chǎng)地鋪板上（此預(yù)裝場(chǎng)地需預(yù)鋪設(shè)20mm 以上厚鋼板，面積約264m2），共計(jì)20 套調(diào)整平臺(tái)，按胎架俯視圖位置焊接安裝。調(diào)整平臺(tái)安裝高度為120mm，調(diào)整所有平臺(tái)安裝平面度≤2mm。

（2）第二層：支撐平臺(tái)結(jié)構(gòu)。按胎架立面圖及俯視圖位置，選用M20 螺栓，將14°支撐平臺(tái)結(jié)構(gòu)栓接在調(diào)整平臺(tái)結(jié)構(gòu)上。調(diào)節(jié)各支撐平臺(tái)結(jié)構(gòu)和平臺(tái)的垂直度，要求≤2mm。垂直度調(diào)整合格后利用型材按現(xiàn)場(chǎng)情況安裝斜支撐，保證垂直度要求，必要時(shí)可使用花籃螺栓進(jìn)行調(diào)節(jié)。此支撐平臺(tái)上部結(jié)構(gòu)為14°連接板，整體制作時(shí)需用弧形樣板統(tǒng)一尺寸進(jìn)行制作。

（3） 第三層：柔性底板輻射梁。此徑向梁為HW300×300 型材制作。按實(shí)際支撐平臺(tái)位置開設(shè)連接螺栓孔。按胎架俯視圖，每10°布置一根輻射梁，共計(jì)4根，可配3 張柔性底板。

由于胎架部分材質(zhì)為Q235B，為避免不銹鋼與碳鋼材質(zhì)直接接觸，所有胎架與S22053 雙相不銹鋼柔性底板接觸部分均需使用毛氈隔開，膠帶纏繞固定。

3.8 柔性底板檢測(cè)

首先按設(shè)計(jì)圖紙及胎架布置圖劃線放樣濃密機(jī)槽體中心線，劃線R2600 柔性底板小端安裝半徑，R21000 柔性底板大端安裝半徑。再分別吊裝大端和小端柔性底板布置在預(yù)裝胎架上。

（1）用一副長(zhǎng)、短長(zhǎng)度差780mm 的不銹鋼吊鉤（共4只）鉤掛兩端，掛鉤處墊毛氈護(hù)板邊。長(zhǎng)鉤吊下邊，短鉤吊上邊，短鉤用防滑鉤；起吊后工件處于Z 字平衡狀態(tài)，Z 形板上表面鋪瓦楞紙或防潮紙。

（2）在專用成品檢驗(yàn)臺(tái)上拼裝，檢查。

（3）調(diào)整大端自由端半徑端點(diǎn)在R21000 半徑的垂直位置上，使用紅外線測(cè)量?jī)x進(jìn)行檢測(cè)，貼合間隙不大于2mm 為合格。

（4）調(diào)整小端自由端半徑端點(diǎn)在R2600 半徑的垂直位置上，使用紅外線測(cè)量?jī)x進(jìn)行檢測(cè)，貼合間隙不大于2mm 為合格。

（5）大端與小端的連接縫隙不大于2mm 為合格。

（6）檢驗(yàn)胎架上自由狀態(tài)下的柔性底板自重產(chǎn)生的弧度焊縫錯(cuò)邊量不得大于2mm，否則需重新壓制校準(zhǔn)單片柔性底板的弧度。

3.9 包裝

（1）運(yùn)輸及包裝方式：陸運(yùn)及海運(yùn)，按鐵架形式包裝。

（2）鐵架承重設(shè)計(jì)30t（含鐵架），設(shè)置吊耳，滿足整體吊裝。

（3）包裝技術(shù)要點(diǎn)：鐵架上方鋪設(shè)防潮紙；柔性底板預(yù)制完成后，單張逐層堆放下墊統(tǒng)一高度木方，墊木間隔均勻，上下墊木必須對(duì)齊，呈一直線；每片用防潮紙包裹，下墊6 個(gè)山字木架；每塊Z 字板之間用20mm 木塊均勻隔開，四周用木板護(hù)住板邊；防潮紙整體包裹后與鐵架鋼帶固定，計(jì)6 條。

S22053 雙相不銹鋼柔性底板安裝實(shí)景圖見圖11。

圖11 S22053 雙相不銹鋼柔性底板安裝實(shí)景圖

4 結(jié)語

結(jié)合設(shè)計(jì)給出的柔性底板圖紙及要求，建立3D 模型、展開圖及鋼板拼接排版圖，以單片柔性底板為單元，在每段大小端畫出20 等份線折彎線，通過折彎機(jī)按等份線進(jìn)行多次反復(fù)折彎處理。在折彎過程中，同時(shí)使用大小端弧形樣板及劃線板進(jìn)行測(cè)量檢查，待單片柔性底板通過弧形樣板檢測(cè)合格后，將其吊裝至按圖紙尺寸制作的預(yù)裝胎架進(jìn)行最終檢測(cè)。在保證施工質(zhì)量的前提下，上述設(shè)計(jì)可以降低施工成本，規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)，大大縮短施工周期，真正做到施工科學(xué)化、模塊化、工廠化、自動(dòng)化。