鋼水罐制作工藝及吊耳軸同軸度檢測

郭 瑋

（秦皇島秦冶重工有限公司 河北秦皇島066004）

鋼水罐（包）（圖1）是承接鋼水的敞口容器。鋼水罐（包）是將轉(zhuǎn)爐或電爐鋼水運送到澆鑄跨進行鑄錠作業(yè)、或是送到大包轉(zhuǎn)臺上進行連鑄作業(yè)的冶煉用容器。鋼水罐兩端耳軸的同軸度尤為重要，根據(jù)罐體大小不同，同軸度一般為Φ3～Φ5mm。本文主要介紹耳軸的對接過程中如何保證同軸度的，并在焊接、探傷合格后對同軸度如何檢測。在小批量生產(chǎn)中，可制作簡易工裝提高效率。

圖1 鋼水罐簡圖

1 鋼水罐對接與焊接

1.1 殼體的卷制與調(diào)圓

鋼包殼體的卷制是其中的一步關(guān)鍵工序。采用無引板式卷法卷制直筒與錐筒，如圖2，先將筒體預(yù)彎對接，焊接探傷合格后，再上卷板機調(diào)圓。此種制作方式對于批量生產(chǎn)，既節(jié)省了引板，又提高了效率，并創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。

在圓度的調(diào)整上，采用多點測量直徑，用工藝柱加千斤頂支撐調(diào)圓法，這種方法效率低，千斤頂數(shù)量上也受限制，使用不方便。因此自制工裝，見圖3，采用星型法做工裝，通過調(diào)整螺紋的旋進長度調(diào)整直徑的大小。用盒尺測量8點，將工裝點焊于筒體內(nèi)，通過8個螺栓的調(diào)節(jié)，可通過8點調(diào)圓來實現(xiàn)錐體和直筒體的圓度，控制在5mm 內(nèi)，此種工裝在批量的生產(chǎn)中可以重復(fù)利用，節(jié)省了資源，降低了成本，提高了工作效率。

圖2 殼體卷制圖

圖3 殼體調(diào)圓支撐工裝圖

鋼水罐殼體焊接成型后，對接耳軸（耳軸在對接以前精加工成）。單臺可采用將罐口向下倒置在平臺上，墊起一定高度（垂線墜后便于引線）。用V 型架支撐耳軸，高度方向借助水準儀檢測高度坐標是否等高，用千斤頂?shù)任⒄{(diào)；水平方向在耳軸精加工外圓處垂線墜，每端耳軸各垂兩處，連四點確定是否在同一直線上，否則調(diào)整直至合格為止。此方法工藝簡單、經(jīng)濟，但效率較低。以下介紹一種小批量生產(chǎn)時，較適用的找正、對接方法：

1.1.1 制作簡易工裝

按圖4制作工裝，高度H 為鐵水罐耳軸中心距罐口平面的距離，A 為耳軸外圓直徑。將胎具底面加工見平，并加工ΦA(chǔ)，略比耳軸直徑大0.3mm～0.5mm，便于放置耳軸。加工時保證耳軸十字中心線分別與胎具底座平行、垂直，并在胎具外側(cè)中心位置作出標記。胎具上下蓋之間留有10mm 的間隙，保證壓緊壓蓋時螺栓有較大的擰緊力。

圖4 耳軸對接簡易工裝圖

1.1.2 找正工裝

1）在平臺上放樣十字中心線，將胎具放置在平臺上，按罐體及耳軸尺寸確定兩胎具內(nèi)側(cè)距，保證耳軸落在胎具上有不少于50mm 的平移量。

2）在胎具中心垂線墜，線墜與平臺中心線重合，粗找胎具水平位置。

3）分別在距胎具底面為L 尺寸（即各點等高）的內(nèi)側(cè)面上找A 、B、C、D、E、F、G、H 八點，并作樣沖標記。在過A、B、C、D 點拉漁線1，E、F、G、H 點拉漁線2，兩漁線要同時拉緊，保證漁線與上述8點全部接觸，胎具水平方向找正。見圖5。

圖5 工裝找正示意圖

4）將兩耳軸坐落在胎具上，用耳軸找胎具。先將一端耳軸用水平尺找平，保證H1＝H2，H3＝H4。用水準儀分別測量兩側(cè)耳軸高度H，找胎具使兩端耳軸的高度差不大于1mm。見圖6。

5）滿足上述條件后將胎具點固在平臺上。此工序完成后，即可批量制作同規(guī)格罐體耳軸的對接，不需要再重新找正工裝。

1.1.3 對接罐體與耳軸

1）以罐底為基準劃出罐體的十字中心線及兩端耳軸對接處十字中心線。根據(jù)耳軸對接處尺寸氣割孔并氣割坡口，坡口允許偏差按GB／T985的規(guī)定，氧化皮必須打磨干凈（有的鋼水罐不需割孔，按圖紙要求執(zhí)行）。

2）吊裝罐體至平臺（罐口向下）。

3）將罐口處十字中心線與平臺上所劃十字中心線找重合。

4）罐體到位后，將耳軸落放至工裝上，千斤頂配合，調(diào)整耳軸位置，兩耳軸外側(cè)距按圖紙尺寸加6mm（兩端各留3mm 焊接收縮量），并檢查兩端耳軸四方插入罐體的尺寸等長。見圖7。

5）用水平尺放置在耳軸ΦA(chǔ) 外圓處，滿足耳軸水平。

6）重新校正耳軸的高度差，在兩端耳軸上各取兩點，用水準儀測量此四點高度差，保證其差值不大于1mm。

圖6 在工裝上找正耳軸示意圖

7）滿足上述要求后將工裝上蓋用螺栓把和，壓緊耳軸。

1.2 焊接

1）焊工要求持鍋爐壓力容器焊工資格證上崗，嚴禁無證上崗。

2）檢查焊接材料合格，焊接設(shè)備完好，焊條烘焙合格。

3）耳軸找正滿足上述要求后，焊接耳軸與殼體，周圈滿焊背面氣刨清根；待完全冷卻后再卸掉工裝。

4）對接、焊接耳軸周圈立筋板與殼體、耳軸、上下環(huán)板及大立板處焊縫，連續(xù)焊接，焊接執(zhí)行標準JB／T5000.3，尺寸公差B級，形位公差F級。

5）嚴格按焊接工藝卡進行焊前預(yù)熱、控制層間溫度、執(zhí)行焊接參數(shù)及焊后緩冷等措施。

1.3 無損檢測

按圖紙技術(shù)要求對以上焊接部位進行無損探傷檢測。

2 同軸度檢測

采用以基準軸線為軸線包容實際被測要素且具有最小直徑的圓柱面內(nèi)的區(qū)域為同軸度，以各正截面輪廓中心點的連線近似為實際基準軸線。因耳軸中間段ΦA(chǔ) 外圓為足夠精確形狀，可用此軸段的回轉(zhuǎn)表面來近似為基準軸線。本文給出了一種最為簡便的檢測方法，利用水平儀、線墜等簡易工具測量一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過計算得出同軸度值。具體操作如下（圖8）。

圖7 對接罐體與耳軸示意圖

圖8 同軸度檢測示意圖

將罐體倒置與平臺上，在ΦA(chǔ) 外圓上（每根軸各取兩點）標記A、B、C、D 四點：

1）豎直方向：水準儀測量A、B、C、D 四點的絕對坐標值Y1、Y2、Y3、Y4，記錄表中，此四點坐標的最大差 值記錄為Y 值。

2）水平方向：在A、B、C、D 四處分別垂線墜，線墜點作標記，并將A、D 處的線墜點連接起來，測量B、C 點與直線AD 直線距離X1、X2，最大值記錄為X 值。

3）（Φ／2）2＝X2＋Y2（Φ 即為同軸度），X 值為鋼水罐耳軸豎直方向的最大偏差值，Y 值為鋼水罐耳軸水平縱向的最大偏差值，根據(jù)勾股定理Φ 即為鋼水罐耳軸同軸度最大偏差值。

［1］姜華.150T 冶 煉 鋼 水 包 制 作 技 術(shù)［C］.2009 全 國 鋼 結(jié)構(gòu)學術(shù)年會論文集，2009（10）：270.

［2］高傳立.100噸鋼水包筒體與吊耳軸的焊接［J］.南鋼科技，2002（2）.