申请/专利权人：渤海造船厂集团有限公司

申请日：2018-12-21

公开（公告）日：2021-04-13

公开（公告）号：CN109530871B

主分类号：B23K9/16(20060101)

分类号：B23K9/16(20060101);B23K9/32(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.04.13#授权;2019.04.23#实质审查的生效;2019.03.29#公开

摘要：本发明提出的是一种蒸汽管路无余量装配方法。以船舶上研配后定位焊接的管路为样管，在内场平台制作样胎来监控焊接变形，根据变形情况调整焊接方法或对焊缝进行局部的磨削，确保蒸汽管路的冷态预拉伸量，对焊接变形进行控制，包括以下步骤：首先，将艏法兰和艉法兰分别用螺栓、螺母连接在供气阀和三通上，艏法兰与供气阀之间安装冷拉环。其次，将供汽管吊至校管平台，并用数个V形支撑调平；在供汽管的艏法兰、艉法兰上分别用螺栓、螺母与艏样胎法兰、艉样胎法兰连接；再其次，拆除供汽管与艏法兰、艉样胎法兰之间的连接螺检、螺母及垫块，使供汽管处于自由状态。积极效果，由于本发明采用以管路为样管制作样胎。适宜作为蒸汽管路装配方法应用。

主权项：1.一种蒸汽管路无余量装配方法，其特征是：以船舶上研配后定位焊接的管路为样管，在内场平台制作样胎来监控焊接变形，根据变形情况调整焊接方法或对焊缝进行局部的磨削，确保蒸汽管路的冷态预拉伸量，对焊接变形进行有效的控制，包括以下步骤：首先，分别用螺栓（5）、螺母（6）将艏法兰（7）与三通（2）、艉法兰（8）与供气阀（1）连接，艏法兰（7）与供气阀（1）之间安装冷拉环（9）；π形弯管（3）的直管段位置缠绕吊带（12），将手拉葫芦（11）一端安装在临时吊耳（10）上，另一端挂在吊带（12）上，通过操作手拉葫芦（11）将π形弯管（3）吊起；π形弯管（3）与艏法兰（7）、艉法兰（8）研配好并对正后，分别在π形弯管（3）与艏法兰（7）、艉法兰（8）之间圆周方向均布安装数块定位塞块（4），并采用点焊的方式将π形弯管（3）与艏法兰（7）、艉法兰（8）固定形成供气管（19）；其次，将供汽管（19）吊至校管平台，并用数个V形支撑（15）调平；在供汽管（19）的艏法兰（7）、艉法兰（8）上分别用螺栓（5）、螺母（6）与艏样胎法兰（17）、艉样胎法兰（18）连接，其中艏法兰（7）与艏样胎法兰（17）之间圆周方向均布安装数块垫块（16）；艏样胎法兰（17）、艉样胎法兰（18）分别用横向固定角钢（13）和纵向固定角钢（14）与校管平台焊接在一起；再其次，拆除供汽管（19）与艏样胎法兰（17）、艉样胎法兰（18）之间的连接螺栓（5）、螺母（6）及垫块（16），使供汽管（19）处于自由状态；采用氩弧焊对供汽管（19）的艏法兰（7）、艉法兰（8）的焊缝进行焊接，圆周方向对称焊接；最后，焊道自然冷却后将供汽管（19）的艏法兰（7）、艉法兰（8）分别与艏样胎法兰（17）、艉样胎法兰（18）自由对正，将供汽管（19）的艉法兰（8）与艉样胎法兰（18）用螺栓（5）、螺母（6）锁紧，用游标卡尺测量艏法兰（7）与艏样胎法兰（17）之间的间隙，圆周方向均布测量四点；通过四点间隙的数值和相对差值来判断焊接的变形情况，进而调整焊接的方法或对焊缝进行局部的磨削，使焊接变形得到有效控制。

全文数据：一种蒸汽管路无余量装配方法技术领域本发明涉及一种蒸汽管路装配，特别涉及的是船舶蒸汽系统管路安装时的无余量装配方法。背景技术船舶蒸汽系统是动力装置的动能来源，其管路的装配质量关系到船舶运行的安全性、可靠性。船舶蒸汽系统的工质为高温高压的蒸汽，管路作为压力边界，在系统运行过程中受力较大，尤其是管路热胀冷缩所产生的应力，会使管路在冷态和热态交替过程中发生很大的变形。为了减小管路应力，一般在管路上设置U形或π形膨胀弯，同时在管路安装时采用预拉伸的方法，冷态拉伸量是设计部门通过系统管路应力计算得到的，因此控制冷态拉伸量是保证管路安装质量的重要环节。目前船舶产品建造时，蒸汽管路装配都是在船上通过实际接口进行研配、定位，然后转到内场焊接。但由于在内场焊接时变形量未知，如果对接焊缝较多，一次性装配很难满足安装要求，确保冷态预拉伸量，因此管路初次转入内场焊接前，在其它对焊位置预留下一次的研配余量，这样经过几次上船研配和内场焊接后，管路最终完成装配。这种“焊后补偿”的方法需要对管路进行多次的吊装、固定、研配和定位，工作量成倍增加，劳动效率非常低，甚至造成生产进度的严重滞后。发明内容为了解决船舶蒸汽管路制作中冷态拉伸和焊接变形的问题，本发明提出了一种蒸汽管路无余量装配方法。该方法通过将管路在船上研配定位后，吊装至内场校管平台，用样胎法兰将其固定，管路焊接时，监测管路法兰与样胎法兰的间隙，准确的掌握焊接变形情况，解决蒸汽管路装配的技术问题。本发明解决技术问题所采用的技术方案是：以船舶上研配后定位焊接的管路为样管，在内场平台制作样胎来监控焊接变形，根据变形情况调整焊接方法或对焊缝进行局部的磨削，确保蒸汽管路的冷态预拉伸量，对焊接变形进行有效的控制，包括以下步骤：首先，将艏法兰和艉法兰分别用螺栓、螺母连接在供气阀和三通上，艏法兰与供气阀之间安装冷拉环；π形弯管的直管段位置缠绕吊带，将手拉葫芦一端安装在临时吊耳上，另一端挂在吊带上，通过操作手拉葫芦将π形弯管吊起；π形弯管与艏法兰、艉法兰研配好并对正后，分别在π形弯管与艏法兰、艉法兰之间圆周方向均布安装数块定位塞块，并采用点焊的方式将π形弯管与艏法兰、艉法兰固定形成供气管；其次，将供汽管吊至校管平台，并用数个V形支撑调平；在供汽管的艏法兰、艉法兰上分别用螺栓、螺母与艏样胎法兰、艉样胎法兰连接，其中艏法兰与艏样胎法兰之间圆周方向均布安装数块垫块。艏样胎法兰、艉样胎法兰分别用横向固定角钢和纵向固定角钢与校管平台焊接在一起；再其次，拆除供汽管与艏法兰、艉样胎法兰之间的连接螺检、螺母及垫块，使供汽管处于自由状态；采用氩弧焊对供汽管艏法兰、艉法兰的焊缝进行焊接，圆周方向对称焊接；焊道自然冷却后将供汽管艏法兰、艉法兰与艏样胎法兰、艉样胎法兰自由对正，将供汽管艉法兰与艉样胎法兰用螺栓、螺母锁紧，用游标卡尺测量艏法兰与艏样胎法兰之间的间隙，圆周方向均布测量四点。通过四点间隙的数值和相对差值来判断焊接的变形情况，进而调整焊接的方法或对焊缝进行局部的磨削，使焊接变形得到有效控制。积极效果，由于本发明采用以船上研配后定位焊的管路为样管，在内场平台制作样胎来监控焊接变形，通过监控焊接的变形量，并采取相应方法进行调整，使管路焊接变形量得到有效控制，进而满足管路装配精度和冷态预拉伸量的要求。适宜作为蒸汽管路无余量装配方法应用。附图说明图1是供汽管在船上装配时的俯视图；图2是供汽管在船上装配时的主视图；图3是供汽管在校管平台上装配的俯视图；图4是供汽管在校管平台上装配的侧视图；图5是艏法兰与供气阀法兰连接的剖面图；图6是艏法兰与供气阀法兰连接的局部放大视图。图中，1.供汽阀，2.三通，3.π形弯管，4.定位塞块，5.螺栓，6.螺母，7.艏法兰，8.艉法兰，9.冷拉环，10.临时吊耳，11.手拉葫芦，12.吊带，13.横向固定角钢，14.纵向固定角钢，15.V形支撑，16.垫块，17.艏样胎法兰，18.艉样胎法兰，19.供汽管。具体实施方式据图所示，一种蒸汽管路无余量装配方法，以船舶上研配后定位焊接的管路为样管，在内场平台制作样胎来监控焊接变形，根据变形情况调整焊接方法或对焊缝进行局部的磨削，确保蒸汽管路的冷态预拉伸量，对焊接变形进行有效的控制，包括以下步骤：首先，将艏法兰7和艉法兰8分别用螺栓5、螺母6连接在供气阀1和三通2上，艏法兰与供气阀之间安装冷拉环9；π形弯管3的直管段位置缠绕吊带12，将手拉葫芦11一端安装在临时吊耳10上，另一端挂在吊带上，通过操作手拉葫芦将π形弯管吊起；π形弯管与艏法兰、艉法兰研配好并对正后，分别在π形弯管与艏法兰、艉法兰之间圆周方向均布安装数块定位塞块4，并采用点焊的方式将π形弯管与艏法兰、艉法兰固定形成供气管19；其次，将供汽管吊至校管平台，并用数个V形支撑15调平；在供汽管的艏法兰、艉法兰上分别用螺栓、螺母与艏样胎法兰17、艉样胎法兰18连接，其中艏法兰与艏样胎法兰之间圆周方向均布安装数块垫块16。艏样胎法兰、艉样胎法兰分别用横向固定角钢13和纵向固定角钢14与校管平台焊接在一起；再其次，拆除供汽管与艏法兰、艉样胎法兰之间的连接螺检、螺母及垫块，使供汽管处于自由状态；采用氩弧焊对供汽管艏法兰、艉法兰的焊缝进行焊接，圆周方向对称焊接；焊道自然冷却后将供汽管艏法兰、艉法兰与艏样胎法兰、艉样胎法兰自由对正，将供汽管艉法兰与艉样胎法兰用螺栓、螺母锁紧，用游标卡尺测量艏法兰与艏样胎法兰之间的间隙，圆周方向均布测量四点。通过四点间隙的数值和相对差值来判断焊接的变形情况，进而调整焊接的方法或对焊缝进行局部的磨削，使焊接变形得到有效控制。所述艏法兰、艉法兰与供汽阀、三通连接时，法兰间隙最大差值不大于O.lmm，径向偏移最大差值不大于O.lmm。所述π形弯管与艏法兰、艉法兰的焊接坡口的间隙2.5mm。所述在艏法兰、艉法兰与艏样胎法兰、艉样胎法兰连接时，法兰间隙最大差值不大于0.1mm，径向偏移最大差值不大于0.1mm。所述供汽管焊后总长度缩短量不大于5mm，其两端法兰的平行度不大于0.5mm。本发明的工作过程：π形弯管3吊装前，将艏法兰7和艉法兰8分别用8根螺栓5、8个螺母6连接在供气阀1和三通2上，其中艏法兰7与供气阀1之间安装冷拉环9，艏法兰7、艉法兰8与供汽阀1、三通2之间不安装缠绕垫片，垫片的安装厚度用以补偿管路焊接时的冷态收缩量。同时，在艏法兰7、艉法兰8与供汽阀1、三通2连接时，应使法兰在径向对正，然后在法兰圆周方向均匀对称锁紧，并用塞尺和卡尺检查法兰间隙和径向偏移，法兰间隙最大差值不大于O.lmm，径向偏移最大差值不大于O.lmm。在π形弯管3的3个直管段位置绕置3根吊带12，将3个手拉葫芦11安装在临时吊耳10上，并把吊带12挂在其上方的手拉葫芦11上，通过操作手拉葫芦11将π形弯管3吊起。π形弯管3调平后，与艏法兰7、艉法兰8进行研配工作。研配工作完成后，将π形弯管与艏法兰7、艉法兰8的坡口端对正，坡口之间的间隙2.5mm，并在其圆周方向均匀安装8块定位塞块4，定位塞块4采用点焊方式固定，焊接位置在π形弯管3、艏法兰7、艉法兰8坡口外侧。定位塞块4焊接自然冷却后，用手拉葫芦11和吊带12将π形弯管吊住，然后拆除艏法兰7、艉法竺8与供汽阀1、三通2之间的连接螺栓5、螺母6，以及冷拉环9，用船台吊车将供汽管19吊至船下。将供汽管19吊至校管平台，并用3个V形支撑15调平。在供汽管19的艏法兰7、艉法兰8上分别用8根螺栓5、8个螺母6与艏样胎法兰17、艉样胎法兰18连接，其中在艏法兰7与艏样胎法兰17之间圆周方向均布安装4块垫块16，垫块16厚度为20mm，安装垫块16的目的是方便供汽管19的拆装。同时，在艏法兰7、艉法兰8与艏样胎法兰17、艉样胎法兰18连接时，应使法兰在径向对正，然后在法兰圆周方向均匀对称把紧，并用塞尺、游标卡尺和刀尺检查法兰间隙和径向偏移，法兰间隙最大差值不大于0.1mm，径向偏移最大差值不大于0.1mm。将艏样胎法兰17、艉样胎法兰18分别用2个横向固定角钢13和2个纵向固定角钢14焊接在校管平台上。拆除艏法兰7、艉法兰8与艏样胎法兰17、艉样胎法兰18之间的连接螺栓5、螺母6及垫块16，使供汽管19处于自由状态。采用氩弧焊对供汽管19的焊缝进行焊接，圆周方向对称焊接。焊道自然冷却后将供汽管19艏法兰7、艉法兰8与艏样胎法兰17、艉样胎法兰18自由对正，将供汽管19的艉法兰8与艉样胎法兰18用螺栓5、螺母6锁紧，用游标卡尺测量艏法兰7与艏样胎法兰17之间的间隙，圆周方向均布测量4点。焊接时对定位塞块4切除前的固定焊接、定位塞块4切除后的打底焊接、第一遍填充焊接三个阶段进行重点监测，根据4点间隙最大差值的大小，通过改变焊接位置和对局部焊缝进行切开重新焊接方式，使得每个阶段的焊接变形都得到有效控制。同时，在焊接时控制焊接的电流和焊接的速度，保证供汽管19焊后总长度缩短量不大于5mm，其两端法兰的平行度不大于0.5mm。通过以上方法使供汽管19的焊接变形得到有效控制，满足管路装配精度和冷态预拉伸量的要求，进而保证了蒸汽管路安装质量。本发明的工作原理：一种蒸汽管路无余量装配方法，提供一种有效控制焊接变形确保蒸汽管路制作精度的装配方法。π型弯管3与艏法兰7、艏法兰8在船上研配固定后，整体吊至内场校管平台。将艏法兰7、艉法兰8和艏样胎法兰17、艉样胎法兰18连接在一起，并将艏样胎法兰17、艉样胎法兰18固定在校管平台上，实现了船上接口的内场复制。在供汽管19焊接过程中监测艏法兰7与艏样胎法兰17的间隙，通过采用焊接调整和局部切开去应力的方法，使焊接变形得到有效控制，保证管路制作精度和冷态预拉伸量。

权利要求：1.一种蒸汽管路无余量装配方法，其特征是：以船舶上研配后定位焊接的管路为样管，在内场平台制作样胎来监控焊接变形，根据变形情况调整焊接方法或对焊缝进行局部的磨削，确保蒸汽管路的冷态预拉伸量，对焊接变形进行有效的控制，包括以下步骤：首先，将艏法兰（7）和艉法兰（8）分别用螺栓（5）、螺母（6）连接在供气阀（1）和三通（2）上，艏法兰与供气阀之间安装冷拉环（9）；π形弯管（3）的直管段位置缠绕吊带（12），将手拉葫芦（11）一端安装在临时吊耳（10）上，另一端挂在吊带上，通过操作手拉葫芦将π形弯管吊起；π形弯管与艏法兰、艉法兰研配好并对正后，分别在π形弯管与艏法兰、艉法兰之间圆周方向均布安装数块定位塞块（4），并采用点焊的方式将π形弯管与艏法兰、艉法兰固定形成供气管（19）；其次，将供汽管吊至校管平台，并用数个V形支撑（15）调平；在供汽管的艏法兰、艉法兰上分别用螺栓、螺母与艏样胎法兰（17）、艉样胎法兰（18）连接，其中艏法兰与艏样胎法兰之间圆周方向均布安装数块垫块（16）；艏样胎法兰、艉样胎法兰分别用横向固定角钢（13）和纵向固定角钢（14）与校管平台焊接在一起；再其次，拆除供汽管与艏法兰、艉样胎法兰之间的连接螺检、螺母及垫块，使供汽管处于自由状态；采用氩弧焊对供汽管艏法兰、艉法兰的焊缝进行焊接，圆周方向对称焊接；焊道自然冷却后将供汽管艏法兰、艉法兰与艏样胎法兰、艉样胎法兰自由对正，将供汽管艉法兰与艉样胎法兰用螺栓、螺母锁紧，用游标卡尺测量艏法兰与艏样胎法兰之间的间隙，圆周方向均布测量四点；通过四点间隙的数值和相对差值来判断焊接的变形情况，进而调整焊接的方法或对焊缝进行局部的磨削，使焊接变形得到有效控制。2.根据权利要求1所述的一种蒸汽管路无余量装配方法，其特征是：所述艏法兰、艉法兰与供汽阀、三通连接时，法兰间隙最大差值不大于O.lmm，径向偏移最大差值不大于O.lmm。3.根据权利要求1所述的一种蒸汽管路无余量装配方法，其特征是：所述π形弯管与艏法兰、艉法兰的焊接坡口的间隙2.5mm。4.根据权利要求1所述的一种蒸汽管路无余量装配方法，其特征是：所述在艏法兰、艉法兰与艏样胎法兰、艉样胎法兰连接时，法兰间隙最大差值不大于0.1mm，径向偏移最大差值不大于0.1mm。5.根据权利要求1所述的一种蒸汽管路无余量装配方法，其特征是：所述供汽管焊后总长度缩短量不大于5mm，其两端法兰的平行度不大于0.5mm。

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