淺談大型港機(jī)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)件基準(zhǔn)定位檢驗法的實際應(yīng)用

摘 要：本文主要以華電曹妃甸重工裝備有限公司圓形料場堆取料機(jī)中間柱體為例，較為詳細(xì)的介紹了“基準(zhǔn)定位檢驗法”測量原理，并依據(jù)此原理闡述了中間柱體結(jié)構(gòu)件制作現(xiàn)場檢測步驟、方法。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)件；中間柱體；基準(zhǔn)定位檢驗法；現(xiàn)場測量

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.024

大型港機(jī)設(shè)備多數(shù)露天作業(yè)，且由眾多大型鋼結(jié)構(gòu)件連接而成，另外，這些大型鋼結(jié)構(gòu)件又是由多個零件焊接而成。為了達(dá)到與其它構(gòu)件或設(shè)備連接的目的以及使用要求，構(gòu)件要保證一定的幾何尺寸的形狀位置精度[1]。因此，在此類大型結(jié)構(gòu)件的制造過程中，對部位尺寸及質(zhì)量進(jìn)行檢驗就顯得尤為重要。目前，我國對此類設(shè)備的鋼結(jié)構(gòu)還沒有系統(tǒng)專業(yè)的檢驗方法。本文結(jié)合多年實踐工作經(jīng)驗進(jìn)行歸納總結(jié)出“基準(zhǔn)定位檢驗法”，并在文中作出具體說明，同時結(jié)合生產(chǎn)實例對“基準(zhǔn)定位檢驗法”的現(xiàn)場使用進(jìn)行了闡述。

1 量具的誤差修正

大型港機(jī)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)主要使用鋼卷尺進(jìn)行現(xiàn)場實際測量，影響測量結(jié)果準(zhǔn)確度的主要因素有：鋼卷尺的示值誤差；測量時的讀數(shù)誤差；測量時的溫度變化帶來的誤差；測量時拉力變化引起的誤差。測量中以上的各種誤差都將直接影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確程度，因此，應(yīng)對測量結(jié)果進(jìn)行誤差修正。

下面重點(diǎn)闡述測量時因溫度改變、拉力改變而引起誤差時如何對測量結(jié)果進(jìn)行修正。

1.1 溫度變化引起的測量誤差

根據(jù)1999年12月實施的JJG4-1999《鋼卷尺》國家計量規(guī)程的規(guī)定，鋼卷尺的檢定條件為：檢定溫度，Ⅰ級鋼卷尺（20±5）度；Ⅱ級鋼卷尺（20±8）度。鋼卷尺檢定證書上給出的標(biāo)稱長度及誤差，是以20度時的測量值為準(zhǔn)。使用時如偏離此溫度，將會帶來誤差，尺長變化是溫度的函數(shù)，產(chǎn)生的誤差值由下式計算 ：

例如：以50米鋼卷尺，在溫度35度的環(huán)境中使用，將產(chǎn)生的誤差值為：

1.2 拉力變化引起的測量誤差

根據(jù)規(guī)程規(guī)定，測量范圍大于5mm的鋼卷尺在檢定中必須施加一定的拉力，其目的是保證標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺和被檢鋼卷尺的平直性，否則將會造成測量誤差。根據(jù)JJG4-1999《鋼卷尺》國家計量規(guī)程以及常用的實物量具國際建議35號文件的規(guī)定，49N為標(biāo)準(zhǔn)拉力。鋼卷尺在實際使用中的實際拉力與檢定時的拉力大小應(yīng)一致，才能復(fù)現(xiàn)量值。因此帶來尺長誤差的變化，將直接影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確度。（此規(guī)定不含弧形尺帶）

產(chǎn)生的誤差值由下式計算：

例如：以50米鋼卷尺，在100N的拉力作用下，將產(chǎn)生的誤差值為：

2 基準(zhǔn)定位檢驗法的檢測方法及原理

2.1 首先確定被檢測部件的關(guān)鍵部位

（1）什么是關(guān)鍵部位：影響設(shè)備使用性能的部位或尺寸，影響設(shè)備安全的因素或細(xì)節(jié)，影響設(shè)備現(xiàn)場正常安裝的因素。

（2）怎么確定關(guān)鍵部位和關(guān)鍵尺寸：首先查看被檢驗部件的總圖或被檢驗部件的上一級圖紙，從圖中結(jié)構(gòu)形式和轉(zhuǎn)配關(guān)系中確定關(guān)鍵部位。

2.2 檢測基準(zhǔn)和關(guān)鍵部位的定位

運(yùn)用三維坐標(biāo)按照檢測順序首先確定關(guān)鍵部位在Y軸定位高度方向的關(guān)鍵尺寸，Z軸定位寬度方向的關(guān)鍵尺寸，X軸定位長度方向的關(guān)鍵尺寸。

2.3 關(guān)鍵尺寸測量

關(guān)鍵部位、關(guān)鍵點(diǎn)確定并定位后，依據(jù)相應(yīng)的關(guān)鍵部位、關(guān)鍵點(diǎn)參照圖紙要求和尺寸進(jìn)行測量。

2.4 一般部位尺寸測量及形狀位置偏差的測量

一般尺寸檢查包括：腹板寬度、翼板寬度、隔板位置尺寸、筋板位置、筋板尺寸及數(shù)量。

形狀及位置偏差的測量包括：腹板平面度、腹板垂直度、翼板直線度、翼板焊后平面變形量、構(gòu)件整體直線度、中心對稱、側(cè)彎、上拱、下?lián)稀⑴で取?/p>

2.5 外觀檢查（焊縫外觀）

外觀檢查的內(nèi)容包括：焊縫表面成型、焊縫缺陷、（焊瘤、咬邊、夾渣、氣孔、裂紋、弧坑）構(gòu)件表面質(zhì)量（焊疤、飛濺、凹坑等）、自由邊修磨、機(jī)加工件的毛刺倒角等。

焊縫外部質(zhì)量檢測檢查可用肉眼（或放大鏡）及焊縫檢驗尺進(jìn)行100%檢驗，檢驗前應(yīng)將焊縫表面的焊接熔渣清理干凈。

焊縫外部質(zhì)量成形尺寸必須符合：物料輸送部上海技術(shù)中心企標(biāo)《焊接結(jié)構(gòu)件制造與驗收標(biāo)準(zhǔn)》QB/CHEC·GY·002—2011。

3 基準(zhǔn)定位檢驗法的實際運(yùn)用

以圓形料場堆取料機(jī)中間柱體為例，如圖1所示，運(yùn)用基準(zhǔn)定位檢驗法將系統(tǒng)的把中間柱體的整個檢驗過程檢驗順序進(jìn)行說明。

3.1 確定關(guān)鍵部位、關(guān)鍵尺寸

（1）上下法蘭的平面度、平行度、上下法蘭與中心垂直度；

（2）柱體總長；

（3）法蘭孔距、法蘭孔中心對正；

（4）人孔門及穿線孔的位置和方向。

3.2 確定關(guān)鍵部位基準(zhǔn)

（1）首先檢查兩個法蘭（上、下法蘭）的中心是否水平；

（2）Y、Z軸基準(zhǔn)是上下法蘭中心的連線；

（3）X軸方向基準(zhǔn)是Y、Z軸基準(zhǔn)的垂直線（面）。

3.3 關(guān)鍵尺寸的測量

（1）用線墜將兩法蘭的中心投在地上，并以此兩點(diǎn)為基準(zhǔn)畫出一條與法蘭中心線平行的線；（平行線與基準(zhǔn)點(diǎn)的距離按實際情況定）

（2）經(jīng)緯儀以平行線為基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)90度，檢查測量法蘭的平面度、與基準(zhǔn)線的垂直度偏差，并在地上畫出標(biāo)記為測量總長做準(zhǔn)備；

（3）另一側(cè)法蘭的測量同上，然后按照地上的兩標(biāo)記測量柱體總長；

（4）檢查測量法蘭直徑、法蘭上孔距。

3.4 一般部位尺寸測量及形狀位置偏差測量

（1）以兩法蘭的中心基準(zhǔn)連線為基準(zhǔn)，測量筒體的直線度（此步驟可在筒體找正基準(zhǔn)確定時進(jìn)行）；

（2）測量人孔門、穿線孔的位置尺寸；

（3）隔板的數(shù)量及間隔尺寸、檢修支撐尺寸及位置。

3.5 外觀檢查

焊縫尺寸和外觀質(zhì)量：要求焊縫平滑，焊紋清晰，無咬邊，無焊瘤，無藥渣，無氣孔， 無裂縫，焊角高及焊喉高均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，焊縫附近無飛濺[2]；構(gòu)件表面質(zhì)量、（焊疤、飛濺、凹坑等）自由邊修磨、人孔門的外觀質(zhì)量，機(jī)加工件的毛刺倒角等。

4 結(jié)論

由于采取了基準(zhǔn)定位檢驗法，圓形料場堆取料機(jī)中間柱體關(guān)鍵部位的尺寸及焊接質(zhì)量得到了有效的控制，大大提高了構(gòu)件檢驗效率，這主要是由于基準(zhǔn)定位檢驗法能更準(zhǔn)確抓住關(guān)鍵控制重點(diǎn)，使檢驗層次分明及時注意細(xì)小環(huán)節(jié)，此方法簡單易學(xué)，檢驗原理準(zhǔn)確可靠，特別適合生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜的制造現(xiàn)場，也可以在設(shè)備使用現(xiàn)場檢驗構(gòu)件制造質(zhì)量，也可以給設(shè)備的檢修和故障處理提供正確的位置及理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃淑榮.大型鋼結(jié)構(gòu)件制造的質(zhì)量控制[J].山東煤炭科技，2006，（03）：17-18.

[2]周金德.大型港機(jī)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)件的監(jiān)造[J].港口裝卸，2003（06）：8-12.

作者簡介：王晶（1978-），男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，碩士，講師，工程師，主要從事焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與焊接工藝評定方面的研究。