大直徑鋼管加工

1、（此文檔為Word格式，下載后可以任意編輯修改?。ㄎ募浒妇幪枺海┦┕し桨腹こ堂Q：編制單位：編制人：審核人：批準人：編制日期： 年 月 日大直徑鋼管加工第五工程有限公司顏超摘 要 唐家灣特大橋主墩4 號墩采用大直徑鋼管格構疊和柱，其中大直徑鋼管的生產包括原材料采購、試驗、鋼管卷制、焊接、探傷、預組裝等。以上工序的正確施工 是保證疊和柱質量的前提，也是決定工程進度的關鍵因素。所以大直徑鋼管的加 工是決定工程是否能按期竣工的關鍵所在。關鍵詞大直徑鋼管加工1 工程概況唐家灣特大橋主墩采用大直徑鋼管格構疊和柱，格構分層高度一般為12ml上下節(jié)段根據相應標高進行調整。鋼管內澆筑高標號 C60高拋混凝

2、土，在鋼管外包裹20cm防裂C30混凝土， 形成疊和受力結構。4# 主墩墩高75m， 共分為 7 個施工段，總計包括6 個系梁施工平臺，全部鋼管采用材質 Q345B鋼材，直徑均為1320mm在路線前進方向，疊和墩按70: 1進行收坡，在路線橫向保持垂直。每個系梁平臺混凝土澆筑完成達到規(guī)定強度后，進行預應力張拉。技術重點主要包括：大直徑鋼管的制作，鋼管安裝，鋼管標高、軸線控制，管內混凝土施工，管外20cm 厚混凝土施工，50cm 厚腹板混凝土施工?，F主要對大直徑鋼管的加工做些探討。2 投入的設備鋼管加工廠設置了切割區(qū)、卷管區(qū)、 單節(jié)鋼管對圓及焊接區(qū)、自動焊焊接區(qū)、聯(lián)段作業(yè)區(qū)、預組裝區(qū)、附屬件組裝

3、區(qū)。各個區(qū)域配置的主要機械設備有：2.1 切割區(qū)：六組劃線、切割平臺、有半自動切割機、手工切割槍、空氣等離子切割機；2.2 卷管區(qū)： W11S-30X2000卷板機；2.3 單節(jié)鋼管對圓及焊接區(qū)：ZX7-400S逆變焊機、1015臺、ZX5-630逆變機23臺、 0.93 空壓機 2臺；2.4 自動焊焊接區(qū)：自動焊焊接控制系統(tǒng)1 套、二氧化碳焊機1 臺、Zx3 630 逆變焊機1臺、0.9m3空壓機1臺；2.5 聯(lián)段作業(yè)區(qū)：聯(lián)段平臺，ZX"400逆變電焊機2臺、自動焊焊接控制中心1套、NB二氧化碳焊機1臺；2.6 預組裝區(qū)：14m組裝平臺2套；2.7 附屬件組裝區(qū)：ZX7-400S逆

4、變機2臺。3大直徑鋼管的加工及檢測3.1 加工流水線鋼板卸車、分類堆放一抽檢一鋪板、劃線一坡口制備（半自動切割）一卷管一對圓、縱縫焊接一 24小時后探傷檢查一校圓一聯(lián)段一自動焊環(huán)縫一環(huán)縫探傷檢查一大組裝（12m） 一預組裝（14m） 一附件安裝一標識一防腐一出廠3.2 具體步驟3.2.1 進料按設計施工圖要求由工廠提供的鋼管應有出廠合格證。由施工單位自行卷制的鋼管，其 鋼板必須平直，不得使用表面銹蝕或受過沖擊的鋼板，并應有出廠證明書或試驗報告單。根據鋼結構工程施工及驗收規(guī)陣 （GBJ205-83 ）,鋼管加工材料應滿足下列質量要求：3.2.1.1 鋼材應附有質量證明書，并符合設計文件的要求。如

5、對鋼材的質量有疑義時， 應抽樣檢驗，其結果應符合國家標準的規(guī)定和設計文件的要求方可采用。3.2.1.2 鋼材表面銹蝕、麻點或劃痕的深度不得大于該鋼材厚度負偏差值的一半；斷口 處如有分層缺陷，應會同有關單位研究處理。3.2.1.3 連接材料（焊條、焊絲、焊劑、高強度螺栓、精制螺栓、普通螺栓及挪釘等）和涂料（底漆及面漆等）均應附有質量證明書，并符合設計文件的要求和國家標準的規(guī)定。3.2.1.4 嚴禁使用藥皮脫落或焊芯生銹的焊條、受潮結塊或已熔燒過的焊劑。3.2.2 放樣、號料和切割人工劃線應充分考慮因坡口、制備、縱環(huán)縫焊接收縮等引起的變形加工余量。具體來說 變形量與坡口型式、坡口角度，組對間隙，選

6、用的焊接方法及環(huán)境溫度等因素有關，這些因 素的確定需要通過焊接工藝的評定來獲得。根據鋼結構工程施工及驗收規(guī)范（GBJ205-83）,放樣、號料和切割應滿足下列要求：3.2.2.1 放樣和號料，應根據工藝要求預留焊接收縮余量及切割、刨邊和銃平等的加工 余量。3.2.2.2 零件的切割線與號料線的允許偏差應符合下列規(guī)定：手工切割 ± 2.0mm；自動、半自動切割± 1.5mm；精密切割 ±1.0mm=3.2.2.3 切割前，應將鋼材表面切割區(qū)域內的鐵銹、油污等清除干凈；切割后，斷口上不得有裂紋和大于1.0mm的缺棱，并應清除邊緣上的熔瘤和飛濺物等。10%且不彳#大于2

7、.0ms3.2.2.4 切割截面與鋼材表面不垂直度應不大于鋼材厚度的3.2.2.5 精密切割的零件，其表面粗糙度不得大于0.03mmo3.2.2.6 機械剪切的零件，其前切線與號料線的允許偏差不得大于2.0mm；斷口處的截面上不得有裂紋和大于1.0mm的缺棱，并應清除毛刺。3.2.2.7 機械剪切的型鋼，其端部剪切斜度不得大于2.0mmx并應清除毛刺。3.2.2.8 普通碳素結構鋼工作地點溫度低于20 C、低合金結構鋼工作地點溫度低于一15c時，不得剪切和沖孔。3.2.3 坡口卷制鋼管前，應根據要求將板端開好坡口。為適應鋼管拼接的軸線要求，鋼管坡口端應 與管軸線嚴格垂直。卷板過程中，應注意保證

8、管端平面與管軸線垂直。根據鋼結構工程施 工及驗收規(guī)范(GBJ 205-83 ),不同的板厚，焊接坡口應符合表 1的要求。表1坡口 名稱焊接 方法厚度鈍邊墊板 厚度內側 間隙外側 間隙坡口 高度坡口 半徑坡口 角度坡口形式附注齊邊I型自動 焊< 141 + 10+2V 型 坡 口手工 焊6810262+ 11 + 12 + 170° + 560 + 5°自動 焊16227+ 10+160° + 5°U 型 坡 口自動 焊<302+ 162 + 17+ 13.5 + 13>302+ 184+113+ 16.5 + 1LI ； 3 ,a i陷

9、其-r>252+ 10+113+ 13+ 16.5 + 190° + 5°坡口制備用半自動切割機，空氣等離子切割機。坡口角度原則上按設計圖紙規(guī)定，或調 整其角度，一般控制在-2坡口切割后，用砂輪機修磨毛刺、氧化鐵。3.2.4 矯正、彎曲和邊緣加工3.2.4.1 普通碳素結構鋼工作地點溫度低于16 C、低合金結構鋼工作地點溫度低于一0.5mmt12c時，不得冷矯正和冷變曲。矯正后的鋼材表面不得有明顯的凹面和損傷，表面劃痕深度不宜大于3.2.4.2 鋼材矯正后的允許偏差應符合鋼材矯正后的允許偏差的規(guī)定。3.2.4.3 零件、部件在冷矯正和冷彎曲時，其曲率半徑和最大彎曲矢高

10、，如設計無要求， 應參照冷矯正和冷彎曲的最小曲率半徑和最大彎曲矢高的允許值的規(guī)定。鋼材矯正后的允許偏差表2項次項目示意圖允許偏差1鋼板、扁鋼的局部撓曲矢高？L 1Mti在1米范圍內d< 1.0mm?w 1.5mmd > 1.1mm?< 1.0mm2角鋼、槽鋼、工字鋼的撓曲矢高？1 長度的1000但不大于5.0mm3角鋼肢的不垂直度工 /八一b-100但雙肢加、栓連接角鋼的 角度不得大于90°4曹鋼、工字鋼翼緣的傾斜度 b80冷矯正和冷彎曲的最小曲率半徑和最大彎曲矢高的允許值表3項次鋼材類別示意圖x-xu-u矯正彎曲r ?r ?1鋼板扁鋼x-xL2 50b400dL3

11、25b200d工T>十7 iu-u（僅對扁鋼軸線）L2 100b800bL1 50b400b2角鋼Li；-*!¥x-xL2 90b720bL1 45b 360b3軸鋼壯- 31x-xL1 50h400hL1 25h200hu-uL1 30b 720bL1 45b 300b4工字鋼x-xL1 50b400hL2 25h 200hu-uL1 50b400bL1 25b 200b注：r-曲率半徑；f-彎曲矢高；L-彎曲弦長；b -鋼板厚度3.2.4.4普通碳素結構鋼和低合金結構鋼，允許加熱矯正，其加熱溫度嚴禁超過正火溫度（900 C）。加熱矯正后的低合金結構鋼必須緩慢冷卻。1.1.1

12、.5 零件熱加工時，加熱溫度為10001100c （鋼材表面呈現淡黃色）；普通碳素結構鋼溫度下降到500550c之前（鋼材表面呈現藍色 ）和低合金結構鋼溫度下降到800950 c之前（鋼材表面呈現紅色）應結束加工，并應使其加工件緩慢冷卻。1.1.1.6 加工彎曲的零件，其弦長大于1500mm應用弦長不小于1500mm勺弧形樣板檢查； 彎曲零件弦長小于1500mm寸，樣板的弦長應與零件的弦長相等，其間隙不得大于2.0ms1.1.1.7 刨邊的零件，其刨邊線與號料線的允許偏差為土1.0mm；刨邊線的彎曲矢高不應超過弦長的1/3000 ,且不得大于2.0mm；銃平面的表面粗糙度不得大于0.03mni

13、1.1.1.8 焊接坡口加工尺寸的允許偏差應符合國家標準手工電弧焊焊接接頭的基本型 式與尺寸（GB985-80）和埋弧焊焊接接頭的基本型式與尺寸（GB986-80）中的有關規(guī)定。3.2.5 卷板卷管方向應與鋼板壓延方向一致。嚴格控制鋼管橢圓度，首先制作加工弦長為0.5D （且不小于500mm的樣板，配合在卷板過程中檢查鋼管的成型弧度。卷板機為上輻萬能式卷板機，上輻可以作上下、左右移動，這樣就可以直接起弧、壓弧，實現一次成型，效率高、質量好。卷板應滿足下列要求：卷板方向與鋼板壓延方向一致；卷板時嚴禁用錘擊鋼板，并隨時清除剝落的氧化皮，以免在卷板過程中造成新的傷痕；卷板采用整卷工藝，弧度通過樣板檢

14、查；壓制過程中一次下壓量不應過大，宜分多次（Q345鋼板要比Q235鋼板多加工3次）壓制成型；卷制后的瓦片以自由狀態(tài)立于平臺上，用樣板檢查其弧度，使樣板與瓦片間的極限間隙 為 1.5mm。3.2.6 對圓與縱縫焊接主要控制上、下管口的允許不平度、周長、圓度、對接間隙、錯邊量。3.2.6.1 對圓在平臺上進行，其管口的不平度應控制在12mm之內。3.2.6.2 周長：按實測周長與設計周長差控制在土3D/1000,且之差控制在土 10mm內；3.2.6.3 相鄰管節(jié)周長：按相鄰管節(jié)周長差控制在10mm£右3.2.6.4 鋼管縱縫對口錯邊量的極限偏差：10%o ,且不大于2mm3.2.6.

15、5 鋼管環(huán)縫對口錯邊量的極限偏差：15%。，且不大于3mm3.2.6.6 對口間隙：手工預留間隙為12mm 自動焊預留間隙為 01mm3.2.6.7 縱縫焊接后，再用樣板檢查縱縫處的弧度，其極限間隙為 3mm縱焊縫焊接工序：每一條縱縫由一名合格焊工施焊，打底焊縫采用分段退焊法，第二、 三層可從下向上焊接，正面焊完，背縫清根后再焊接，一次焊完。在焊接過程中要隨時用樣 板檢查弧度，隨時糾正焊接變形。3.2.7 鋼管拼接組裝把對圓、縱縫焊接、檢驗合格后的節(jié)段鋼管拼接組裝成按設計規(guī)定的單元鋼管，其組裝 要求如下：3.2.7.1 鋼管或鋼管格構柱的長度，可根據運輸條件和吊裝條件確定，一般以不長于12m為

16、宜，也可根據吊裝條件，在現場拼接加長。3.2.7.2 鋼管對接時應嚴格保持焊后管肢的平直，焊接時除控制幾何尺寸外，還應注意焊 接變形對肢管的影響，焊接宜采用分段反向順序，分段施焊應保持對稱。肢管對接間隙宜放 大0.52.0mm,以抵消收縮變形，具體數據可根據試焊結果確定。3.2.7.3 焊接前，對小直徑鋼管可采用點焊定位，對大直徑鋼管可另用附加鋼筋焊于鋼管外壁作臨時固定聯(lián)焊，固定點的間隙即可取300mm左右，且不得少于 3點。鋼管對接焊接過程中如發(fā)現點焊定位處的焊縫出現微裂縫，則該微裂縫部位須全部鏟除重焊。3.2.7.4 為確保聯(lián)接處的焊接質量，可在管內接縫處設置附加襯管，其寬度為20mm厚度

17、為3mm，與管內壁保持0.5mm的膨脹間隙。3.2.7.5 格構柱的肢管和各種綴件的組裝應遵照施工工藝設計的程序進行。肢管與綴件連 接的尺寸和角度必須準確。組裝的質量應符合下表的要求。鋼管組裝允許偏差表4偏差名稱示意圖允許值縱向彎曲訃f <1/1000f < 10mm橢圓度入工d 1000管端不平度回_L < 3 d -1500f <0.3mm管肢組合誤差86A6<_L b - 1000 1000綴件組合誤差色Jli -100012 10003.2.7.6 鋼管構件中各桿件的間隙，特別是綴件與肢管連接處的間隙應按鉞金展開圖進行 放樣。焊接時，根據間隙大小選用合適的

18、焊條直徑。肢管與綴件焊接時，焊接次序應考慮焊 接變形的影響。3.2.7.7 格構柱組裝后，應按吊裝平面布置圖就位，在節(jié)點處用墊木支平。吊點位置應有 明顯標記。3.2.7.8 在各工種之間，或每個工序之間，必須按設計圖紙進行自檢和互檢，并在鋼管構 件上打上各自的記號。3.2.7.9 所有鋼管構件必須在焊縫檢查后方能按設計要求進行防腐蝕處理。3.2.8 焊接及焊接工藝鋼板加工成節(jié)段鋼管，需要焊縱縫；由節(jié)段鋼管聯(lián)成設計的單元鋼管，需要焊環(huán)縫。對 鋼管焊縫，必須滿足設計、規(guī)范要求。工藝計劃包括：3.2.8.1 焊接位置和焊縫設計，即坡口型式、尺寸和坡口制備方法等；3.2.8.2 焊接材料生產廠家、型號

19、、規(guī)格、熔化金屬的主要成分、物理性能和化學性能、 焊條的烘焙、保溫措施；3.2.8.3 焊接順序，焊接層數，焊接方法；3.2.8.4 定位焊的要求，控制變形的措施等；3.2.8.5 焊縫質量檢查方法、標準；3.2.8.6 焊接的環(huán)境溫度、濕度、風速等要求。當采用滾床卷管及手工焊接時，宜采用直流電焊機進行反接焊接施工。焊縫質量應滿足鋼結構工程施工及驗收規(guī)范(GBJ 205-83)二級質量標準的要求。Q345鋼在焊接時易出現的問題：熱影響區(qū)的淬硬傾向，鋼在焊接冷卻過程中，熱影響區(qū)容易形成淬火組織-馬氏體，使近縫區(qū)的硬度提高，塑性下降。結果導致焊后產生裂紋。冷裂紋敏感性Q345鋼的焊接裂紋主要是冷裂

20、紋，所以在焊接過程中就應該一下事項：3.2.8.6.1 焊條(齊射和粉芯焊絲使用前，必須按照質量證明書的規(guī)定進行烘焙。低氫型焊 條經過烘焙后，應放在保溫箱內隨用隨取。焊絲應除凈銹蝕和油污。1.1.1.1.1 采用的鋼種和焊接材料，必須進行焊接工藝性能和力學性能試驗，符合要 求后，方可采用。施焊前焊工應復查組裝質量和焊縫區(qū)的處理情況，如不符合要求，應修整 合格后方能施焊。焊接完畢后應清除熔渣及金屬飛濺物，并在焊縫附近打上鋼印代號。1.1.1.1.2 碳素結構鋼厚度大于34mmW氐合金結構鋼厚度大于或等于30mm工作地點溫度不低于 0c時，應進行預熱，其焊接預熱溫度及層間溫度宜控制在100150C

21、,預熱區(qū)應在焊接坡口兩側各80100mm范圍內；工作地點溫度低于0c時，其需要的預熱溫度應按試驗確定。1.1.1.1.3 焊接應連續(xù)施焊，其中每一層焊道焊完后及時清理，如發(fā)現有影響焊接質 量的缺隱，必須清除后再焊。3.2.8.6.5 要求焊成凹面的貼角焊縫，必須采取措施使焊縫金屬與母材間平緩過渡。如需 加工成凹面的焊縫，不得在其表面留下切痕。3.2.8.6.6 焊縫出現裂紋時，焊工不得擅自處理，應申報焊接技術負責人查清原因，訂出 修補措施后，方可處理。低合金結構鋼在同一處的返修不得超過兩次。3.2.8.6.7 嚴禁在焊縫區(qū)以外的母材上打火引弧。在坡口內起弧的局部面積應熔焊一次， 不得留下弧坑。

22、3.2.8.6.8 對接和T形接頭的焊縫，應在焊件的兩端配置引入和引出板，其材質和坡口型 式應與焊件相同。焊接完畢用氣割切除并修磨平整，不得用錘擊落。3.2.9鋼結構的檢測鋼結構的焊縫質量檢驗分三級，各級檢驗項目、檢查數量和檢查方法見下表的規(guī)定。焊縫質量檢驗級別表5級別檢驗項目檢查數量檢查方法1外觀檢查 超聲波檢驗 X射線檢驗全部全部抽查焊縫長度的2%至 少應有一張底片檢查外觀缺陷及幾何尺寸有疑點時用磁粉復驗缺陷超出表3.4.18和規(guī)定，應加倍透照，如不合格應100%的透照2外觀檢查超聲 波檢驗全部抽查焊縫長度的50%檢查外觀缺陷及幾何尺寸有疑點時，用X射線透照復驗，如發(fā)現有超標缺陷， 應用超

23、聲波全部3外觀檢查全部檢查外觀缺陷及幾何尺寸3.2.9.1 外觀檢查3.2.9.1.1 普通碳素結構鋼應在焊縫冷卻到工作地點溫度以后進行；低合金結構鋼應在 完成焊接24小時以后進行。3.2.9.1.2 焊縫金屬表面焊波應均勻，不得有裂紋、夾渣、焊瘤、燒穿、弧坑和針狀氣孔等缺陷，焊接區(qū)不得有飛濺物。3.2.9.1.3 焊縫外觀檢驗質量標準應符合下表的規(guī)定。焊縫外觀檢驗質量標準表6項 次項目質量標準一級二級三級1氣孔不允許不允許直徑小于或等于1.0mm的氣 孔，在1000mm£度范圍內不 得超過5個得2咬邊不要求修磨的焊縫不允許深度不超過0.5mm累計總長 度不得超過焊縫長度的10%深度

24、不超過0.5mm累計總長 度不超過焊縫長度的20%要求修磨的焊縫一不允許不允許一3.2.9.1.4對接焊縫外形尺寸的允許偏差應符合下表的規(guī)定。對接焊縫外形尺寸允許偏差表7項次項目示意圖允許偏差（mm一級二級三級1焊縫余高b<20Cb>20C+0.51.5 -1.0+1.02.0-1.51.5 + 1.02.0 + 1.52.0 +1.5+1.52.5 -2.02焊接凹面值e00-0.50-1.53焊縫錯邊dd< 0.3c但不得大于2.0d<0.1b但不得大于2.0d<0.15b但不得大于3.03.2.9.1.5貼角焊縫外形尺寸的允許偏差應符合下表的規(guī)定。貼角焊縫外

25、形尺寸允許偏差表8項項目示意圖允許偏差（mm次K0 6K> 61焊腳寬K+1.5 0+3.0 02焊縫余高本的flliH 喟C+1.5 0+3.0 0注：K>8.0mm貼角焊縫的局部焊腳尺寸，允許低于設計要求值的1.0mm,但不得超過焊縫長度的10%焊接梁的腹板與翼緣板間焊縫的兩端，在其兩倍翼緣板寬度范圍內，焊縫的實 際焊腳尺寸不允許低于設計要求值。3.2.9.1.6 T型接頭設計要求焊透的K型焊縫，外形尺寸的允許偏差應符合下表的規(guī)定。T型接頭焊縫外形尺寸允許偏差表9示意圖允許偏差（mm3.2.9.2 探傷檢查焊縫焊接完成24小時后，用超聲波探傷焊縫內部質量。如出現超標缺陷，則進行

26、處理。如果同一條焊縫同一出缺陷處理次數達2次者，則取消要由主管工程師研究原因，重新制定焊接方案，同時選派高素質的焊工對此進行處理，直到合格。探傷示意圖：3.2.9.2.1采用的無損檢驗，鋼管混凝土結構設計與施工規(guī)范上規(guī)定：X射線檢驗焊縫缺陷分兩級，并應符合X射線檢驗質量標準的規(guī)定，其檢驗方法應按照GB3323-82的規(guī)定進行。超聲波檢驗焊縫質量，應符合X射線檢驗質量標準的規(guī)定和JB52-82 的規(guī)定。X射線檢驗質量標準表10項 次項目質量標準一級二級1裂紋不允許不允許2未結合不允許不允許3未焊透對接焊縫及要求焊透的K型焊縫不允許不允許管件單面焊不允許深度0 10% b過，但不得大于1.5mm, 長度0條狀夾渣總長4氣孔和點 狀夾渣母材厚度（mm點數點數5.010.020.050.0120.046 812狀類渣單個條狀夾渣1/3 62/3 b條狀夾渣總長在12 °的長度內，不 得超過6在C o的長度內,不得超過 a條狀夾渣間距6L3L注：b -母材厚度（mm）; L-相鄰兩夾渣中較長者（mm）;點數-計算指靈敏。是指X射線底片上任何10X50mm2焊縫區(qū)域內（寬度小于10mm的焊縫，長度仍用50mm允許的氣孔點數。母材厚度在表中所列厚度之間時，其允許氣孔點數用插入法計算取整數。各種不同直徑的氣孔應按下表換算點數。氣孔點數換算表11氣孔