图3.2-16外环管相贯线 图3.2-17内环管相贯线 图3.2.3—18管球相贯线
4) 若采用火焰或等离子数控相贯线切割机进行相贯线切割,切割后必须将相贯线周围残留熔渣清除干净,防止焊接缺陷产生。
5)管件切割时应根据不同的节点形式,参考下述规定预留焊接收缩余量:钢管球节点加衬管时,每条焊缝收缩余量应留1.5~3.5mm,不加衬管时,每条焊缝收缩余量应留1.0~2.0mm。焊接钢板节点,每个节点焊缝收缩余量应留2.0~3.0mm。相贯节点,每条焊缝收缩余量应留1.0~2.0mm。 4 弯管
1)弯管可以采用冷弯和热弯的方法。但对于管径较大和壁厚较厚弯曲半径较小(通常R﹤20m)的管件推荐使用较为先进的中频热弯工艺。 2)弯管工艺流程: 弯曲(冷弯、热弯)成型 放 样 设定模形靠板 )弧形、平面内函数曲线或平面内自由曲线的管件在弯制成形之前必须进行详细的控制点坐标计算,对单曲率杆件,每根下料杆件的弯曲前控制计算点不得少于5个点,对于曲率较大的杆件或多曲率杆件,其形状控制点相应增加。同时要求弯管成形后的检查控制点应不少于桁架上下弦杆节段控制点,检查时可以采用节点相对坐标进行校核(图3.2-19)。
4)弯管的质量应满足表3.2-1规定的加工公差要求。 (a) (b) (c) 图3.2-19 曲线桁架成形控制点
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表3.2-1 弯管加工公差要求 项 目 允 许 偏 差 备 注 管径的椭圆率 8% (Dmax-Dmin)/Dmax 矢(弦)高 0~+20mm 弧长 L/1500,且≤20mm 壁厚减薄量 13%t,且≤1.5mm 注: 1、Dmax、Dmin为管测点的最大、最小直径; 2、t为管壁厚度。 5 节点板或节点球加工 1) 节点板
(1)焊接钢板节点分为单板和十字节点板,用于连接管桁架杆件(图3.2-20)。十字节点板宜由二块带企口的钢板对插而成,也可以由三块钢板焊接而成。十字节点板 构造如
图3.2-21(a)、(b)所示。
图3.2-20 单板节点示意图
(a) (b)
图3.2-21 十字节点板构造示意图
(2) 板节点所用的钢材应同管桁架杆件钢材一致,板材厚度由设计根据内力计算确定,一般比连接杆件厚度大2mm,但不得小于6mm。节点板大小尺寸由设计确定。十字节点板的竖向焊缝宜采用V形或K形坡口的全熔透对接焊缝。
(3) 钢板节点的节点板长度尺寸允许偏差为±2mm,角度允许偏差为±20′,可用角尺或样板检查,其接触面应密合。 2) 节点球加工
焊接空心球节点,是目前管桁架中应用较多的一种节点。它构造简单,受力明确,球
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体无方向性,可以与任意方向的管件连接。 (1)焊接空心球加工工艺流程: 圆板下料 冲压成半球(热压、冷压) 机械加工 装配焊接 (2) 焊接空心球构造,由两个半球焊接而成,可分为不加肋(图3.2-22)和加肋(图3.2-23)两种。空心球外径与壁厚的比值按设计要求一般可选25~45。空心球壁厚与连接管件最大壁厚的比值选用1.2~2.0。空心球壁厚一般不小于4mm。
(3) 当空心球外径大于等于300mm,且杆件内力较大需要提高承载力时,可在球内两半球对焊处增设肋板,使肋板与两半球三者焊成一体,见图3.2-23。肋板厚度不小于球体壁厚;肋板本身可挖空以减轻自重,一般可挖去其直径的1/3~1/2。为了方便两个半球的拼装,在肋板上可采用凸台,其凸台高度不得大于1mm。内力较大的管件应位于肋板平面内。
图3.2-22 不加肋空心球 图3.2-23 加肋空心球 (4) 焊接空心球装配焊接前须在半球上钻一个?5mm~?10mm的排气孔,待焊接完成检验合格后用塞焊的方式将孔封闭。
(5) 焊接球节点的半球出胎冷却后,应对半圆球用样板修正弧度,然后按半径切割半圆球平面,并留出拼圆余量。半圆球修正、切割以后,宜采用机械或自动、半自动火焰切割方法打坡口。其坡口角度、钝边、间隙如图3.2-22和图3.2-23所示。
(6) 加肋空心球,按加肋的形式分为加单肋和加垂直双肋。对于加垂直双肋的空心球,在圆球拼装前,应对半球进行加肋、焊接。
(7) 球拼装应在胎具上进行,拼装应保持球的直径尺寸和圆度一致。
(8) 空心球焊接可用手工电弧焊或CO2保护焊的多层焊。壁厚大于16mm的大型空心球焊接时,为了保证质量,宜先采用CO2保护焊或手工电弧焊小直径焊条打底,再用埋弧焊填充、盖面。其焊接工艺参数与对应的平板焊接相近。拼装好的球体,应放在焊接胎架上转动(手工或机械),采用180°对称顺序焊法,见图9.3.2-24。
图3.2-24 球体转动对称焊接顺序示意图
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(9) 焊接空心球,焊接后的球表面应光滑平整,不得有局部凸起或折皱,其加工的尺寸公差必须符合表3.2-2规定。
表3.2-2 焊接空心球加工尺寸公差 球直径 直径公差 圆度 壁厚减簿量 两半球对口(mm) (mm) (mm) (mm) 错边量(mm) ≤300 ±1.5 ≤1.5 13%t且≤1.5 ≤1.0 ﹥300 ±2.5 ≤2.5 注:t为空心球壁厚。
(9)焊接球焊缝应按JG/T3034.1标准进行超声波探伤检查,其质量应符合设计要求,当设计无要求时,应符合GB502005—2001标准规定的二级焊缝标准。 3) 铸钢件加工
(1)管桁架铸钢节点构件铸造一般工艺流程: 造 型 浇 铸 落 砂 机 加 热处理
(2) 管桁架铸钢件铸造模型尺寸应考虑铸件的收缩量,砂必须采用优质砂。为保证铸件表面光滑、不粘砂,砂型应用干燥型或自硬型。
(3) 铸造钢水应充分精炼纯净,尽量减少非金属夹杂物,应从炉中取样进行化学成分分析,保证钢水质量。
(4) 应采用高强度的耐火釉砖作烧口系统,并保证钢水能顺利凝固和充分的补灌,防止浇铸系统中的型砂剥落而使铸件夹砂。
(5) 浇铸完成的铸件应逐渐冷却,避免由于铸件应力或局部冷却产生的热应力使铸件变形或开裂。拆箱后应全面清砂,去除冒口、飞溅等附属物。
(6) 管桁架铸钢件清砂后,必须经整体退火处理,以消除铸造应力,整形或缺陷修补后再经正火加回火处理。正火处理过程中,保温时间不少于4h。 (7) 管桁架铸钢件不允许有冷裂、热裂、白点(发裂)、和热处理裂纹存在。如有裂缝应铲除焊补,其铲削深度和铲削面大小必须满足如下要求:在支座、节点主要受力部位及其周围50mm范围内,经铲削后缺陷面积不超过该面积的10%,断面减弱不超过10%。 (8) 管桁架所使用的铸钢件成品的外观质量和内在质量分别应符合表9.3.2-3、表9.3.2-4的规定。
表3.2-3 管桁架铸件外观质量要求
序项 目 要 求 备 注 号 铸钢件的形状必须符合设计规定。其基本尺寸公差符合设计要求,或符合形状 GB6414—86GT13级规定(壁厚公差符合GB6414—形状尺86GT14级规定)。 1 寸 符合设计要求,或符合 基本尺寸公差 GB6414—86GT13级规定。 符合设计要求,或符合 壁厚公差 GB6414—86GT14级规定。 错型值 1.5mm 19
2 重 量 表面粗糙度Ra 与其它管件连接部位 其它部位 飞翅、毛刺、抬型、胀砂、冲砂、掉砂、外渗物、冷隔、浇注断流、表面裂纹、鼠尾、沟槽、夹砂结疤、粘砂、皱皮、缩陷、浇不到、未浇满、跑火、型漏、变形翘曲、冷豆,以及表面夹杂物、气孔、缩孔、砂眼等缺陷。 3 重量公差符合设计要求,或符合 GB/T11351—89MT13级规定。 12.5μm 50μm 4 表面缺陷 符合设计要求和JB/JQ82001—90合格品的规定。
表3.2-4 管桁架铸件内在质量要求 序号 项目 屈服强度 抗拉强度 伸长率 断面收缩率 冲击韧性 硬度 要求 备注 1 力学性能 符合设计和《一般工程用铸造碳素钢》GB5576—1997、《焊接结构用碳素钢铸件》GB/T7659—1987和《合金钢铸件》JB/ZQ4297—1986标准规定。 2 化学成分 符合设计和《一般工程用铸造碳素钢》GB5576—1997、《焊接结构用碳素钢铸件》GB/T7659—1987和《合金钢铸件》JB/ZQ4297—1986标准规定。 低温性能 断裂性能 疲劳性能 缩孔、缩松、疏松、气孔、夹杂物、裂纹等 3 特殊性能 设计要求。 4 内部缺陷 经超声波无损检查符合设计要求,或符合GB7233—87规定的二级质量等级规定。
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