600T浮式起重机制造工艺部分.docx

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600T浮式起重机制造工艺部分

目录

1.工程概述-2-

2.制造标准和质量要求-2-

3.材料-2-

3.1.钢材-2-

3.2.下料-3-

3.3.外购件-3-

3.4.铸锻件-3-

3.5.焊材-4-

3.6.涂料-4-

4.通用工艺要求-4-

4.1.零件矫正-5-

4.2.零件除锈-5-

4.3.焊接环境-5-

4.4.定位焊-5-

4.5.缺陷焊补-5-

4.6.钢板对接-5-

5.吊臂制造工艺-6-

5.1.总体制造思路-6-

5.2.典型单元及分段的制造-6-

5.3吊臂机械加工-9-

5.4.吊臂吊装-9-

5.5.吊臂制造要求-9-

6、人字架制造工艺-9-

6.1.人字架制造总体思路-9-

6.2.详细制造步骤-10-

6.3.人字架总拼-11-

7、焊接检验-15-

7.1.一般要求-15-

7.2.固定式海上设施结构焊接检验的补充要求-15-

1.工程概述

600T浮式起重机主要由吊臂、吊臂铰座、人字架、主钩起升机构、副钩起升机构、索具钩起升机构、变幅机构、电气系统、梯子平台等。

其主要结构为吊臂金属结构、吊臂座金属结构和人字架金属结构。

起重机吊臂金属结构主要用钢为高强度低合金钢WDB620钢，吊臂和人字架金属结构主要用钢为Q345B钢。

2.制造标准和质量要求

引用的主要标准:

GB50205-95钢结构施工及验收规范

CCS（中国船级社）船舶与海上设施起重设备规范

CCS（中国船级社）材料与焊接规范

CCS船舶与海上设施法定检验规则——起重设备法定检验技术规则

600T浮式起重机钢结构应严格根据施工图和制造工艺进行，当设计文件或工艺文件发生修改时，制造部门及验收部门应按修改后的文件制造及验收。

凡参加本项目施工的主要操作者，必须具有中级工以上技术职称，必须熟悉工艺要求和规定，从事电焊作业的人员必须具有CCS认可的焊工资质，熟悉指定焊接设备及器具的操作，并按特殊工种要求持证上岗。

钢结构制造及验收必须使用经计量检定合格的计量器具，并应按有关规定进行操作。

结构使用的钢材、焊材等必须符合设计文件要求及国家相关规定。

并按有关规定抽样复查。

3.材料

3.1.钢材

（1）本机制造用料，应符合设计文件的要求和现行有关标准的规定；

（2）钢材进入制造工厂后，除必须有生产钢厂的出厂质量证明书外，并按标准进行材质复验，同一厂家、同一材质、同一板厚、同一出厂状态每10个炉（批）号抽验一组试件，试件≥300mm×300mm，钢材的化学成份及机械性能均应符合标准,做好复验检查记录；

（3）制造使用的钢材，在材质或规格方面，如有意外变化，对原设计需做任何改变时，不允许自行更换，必须由设计单位确认方可变更；

（4）当钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度0.3～1mm时可磨修匀顺；如钢材有层状裂纹深度超过1mm且不超过5mm，碳弧气刨清除缺陷，两端必须按要求各延伸50mm并有1:

5的斜坡，将焊处异物清除，再填焊，焊后磨修匀顺；

（5）原材料进厂后的堆放应整齐，避免潮湿，腐蚀，实行专料专用，按保存规定涂刷标记。

3.2.下料

（1）根据实际来料规格，编排下料图；

针对主肢钢管WDB620的接长，由制造厂根据实际来料长度进行排料后下料，排料应保证同一平面内主肢钢管对接缝错位不小于500mm，主肢钢管的对接缝与支管焊缝错位不小于200mm，排料完成的图因经重机工艺所复核后方可进行生产。

（2）周边及剖口不进行机加工的零件，放出0.5‰焊接收缩余量用精密切割方法完成；

（3）周边及剖口须进行机加工的零件，放出加工余量、及0.5‰焊接收缩余量，用精密切割的方法法或其它下料方法完成；

零件的切割线与号料线的允许偏差，应符合下列规定：

手工切割±1.5mm

自动、半自动切割±1.0mm

精密切割0.5mm

（4）因供料原因或变截面的原因，均允许采用对接接长，但要求在同一组件、或同一部件中，相邻对接接头应错位，其错开位最小距离应大于200mm，且距水平或垂直筋板距离应大于100mm，长度接头最小应大于1000mm,宽度方向允许对接，对接宽度不得小于300mm。

（5）对于形状复杂的零、部件，在图中不易确定的尺寸，应通过放样校对后确定。

（6）放样和号料应预留制作和安装时的焊接收缩余量及切割、刨边和铣边等加工余量。

（7）号料前应检查钢料的牌号、规格、质量，当发现钢料不平直有蚀锈、油漆等污物影响质量时，应矫正、清理后再号料；号料外形尺寸允许偏差为±1mm。

（8）号料前板材必须进行整平处理,同时核对材质。

（9）下料完成后的所有零件，必须根据图号或零件号进行编号，并用油漆涂写清楚。

不同零件应分开堆放。

对于部分数量较多且需要发运至现场安装的零件，应进行打捆。

（10）下料后的余料必须涂刷标记，标明钢种以及炉批号。

3.3.外购件

（1）各外购件产品定购的合同，必须按技术协议中的项目内容及条件执行，并符合研究所设定的技术要求；和满足研究所设计确定的各项技术参数；

（2）各外购件产品必须是出厂证书、产品合格证书齐全；特别是液压系统必须在生产厂家出厂前，派出检查人员经过试验合格后，方可同意验收出厂；

（3）各外购件产品必须进行开箱复验，每台件是否与技术协议要求相同如有技术参数不全，或不符合技术参数要求的均不得使用。

3.4.铸锻件

（1）委外铸缎件，应对厂家进行资质审定，必须是有资质的铸锻造厂家；

（2）铸锻件材质，必须符合设计图所示材质，各关键件必须进行原材质取样复检，重要件应进行探伤检测，应无铸锻造缺陷，以保证整机的安全；

（3）铸锻件不加工位应按图锻造，须加工位均应放有足够的加工余量。

3.5.焊材

焊接材料选用：

焊丝ER50-6φ1.2mm

焊丝H08MnAφ5mm

焊条E5015φ3.2、φ4.0

焊条J607RHφ3.2、φ4.0

焊丝E501T-1

焊剂SJ101

（1）购进的焊接材料按焊接材料的管理办法进行入库登记编号；

（2）焊接材料的保管、领用、发放；

（3）焊条，焊丝，焊剂均应放在干燥通风的地方，并有专人保管，必须按规定烘干使用；

（4）焊接材料的领用必须和工艺要求的牌号，规格一致。

焊工领料，依照工艺凭领料单领用焊接材料；

（5）焊接材料的发放记录和保管情况经常进行检查和考核；

（6）焊接材料除进厂时必须有生产厂家的出厂质量证明，并应按现行有关标准进复验，做好复验检查记录。

3.6.涂料

（1）涂料性能要求等应符合国家标准；

（2）涂料颜色符合国家色标号；

（3）涂装材料进厂后，按出厂的材料质量保证验收，并做好复验检查记录；

（4）按设计要求涂层配套进行喷涂，涂装材料、工艺及施工方案必须符合油漆厂商提供的使用说明所规定的要求；

（5）涂装前应仔细确认涂料的种类、名称、质量及施工位置，对批量油漆的主要性能指标和粘度、附着力、干燥时间等按规定抽样检验。

4.通用工艺要求

4.1.零件矫正

冷、热矫正方法均可，矫正后钢材表面不应有明显的凹痕或损伤，热矫温度应根据材料的不同进行分别对待，WDB620钢的热矫温度应控制在500～620℃，Q345钢的热矫温度应控制在600～800℃，严禁过烧。

4.2.零件除锈

零件组装前必须彻底清除其焊接区内的铁锈、氧化铁皮、油污和水分等，并露出金属光泽。

除锈范围：

焊接部位及其两侧各20～30mm。

4.3.焊接环境

环境湿度应小于80%，环境温度不应低于5℃。

主要杆件应在组装后24小时内焊接，如超时应在焊接部位进行清理或去湿处理后方可施焊。

4.4.定位焊

定位焊焊缝应距设计焊缝端部30mm以上，其长度为50～100mmm，间距为400mm，定位焊缝的焊脚尺寸不得大于设计焊脚尺寸的1/2；定位焊缝不得有裂纹、夹渣、焊瘤等缺陷，对于开裂的定位焊缝，必须先查明原因，然后再清除开裂的焊缝，并在保证构件尺寸正确的条件下补充定位焊。

4.5.缺陷焊补

（1）、垂直应力方向的对接焊缝必须除去余高，并顺应力方向磨平。

（2）、补焊前应完全消除焊缝中的缺陷，必要时可用磁粉检测或着色检测方法进行检查。

（3）、为保证重要焊缝的修补质量，在修补焊缝缺陷时，其焊缝长度应不小于100mm。

（4）、应采用碳弧气刨或其它机械方法清除焊接缺陷，在清除焊接缺陷时刨出利于返修焊的坡口，并用砂轮磨掉坡口表面的氧化皮，露出金属光泽。

（5）、对较长的焊缝缺陷可以分段修补，以避免产生过高的内应力和裂纹。

（6）、返修焊缝按原焊缝质量要求检验；同一部位的返修焊不宜超过两次。

（7）、钢板、钢管缺陷需要修补时，参照本规定执行。

（8）、焊缝返修应填写返修单，提出处理意见并报监理确认后进行返修，返修后的焊缝必须按原方法再检测。

4.6.钢板对接

钢板对接焊缝为全熔透焊缝。

焊接方法选用埋弧自动焊，焊接材料选用焊丝H08MnAφ5.0mm、焊剂选用SJ101φ0.28～φ2.0mm。

埋弧自动焊全熔透焊缝焊接坡口的制备：

钢板厚度小于10mm时，无坡口、间隙0～1mm；当钢板厚度为10～24mm时，开Y形坡口、坡口角度为60°、坡口钝边为5～8mm、间隙0～2.5mm；当钢板厚度为24～60mm时，开X形坡口、坡口角度为60°、坡口钝边为5～10mm、间隙0～2.5mm。

5.吊臂制造工艺

5.1.总体制造思路

吊臂主要由臂尾、臂身、臂头以及十字筋片三部分组成。

吊臂总长89m，吊臂总重319T。

吊臂采用桁架人字形结构。

臂架主肢为8根φ426mm×16mm的钢管，材质为WDB620；支管采用φ351mm×8mm、φ299mm×8mm、φ168mm×8mm及φ140mm×8mm的钢管，材质为Q345B。

根据车间到料实际情况，吊臂进行分段制造，共计8个分段。

分段示意图见主肢排料图。

图6.1臂身分段示意图

臂尾铰座采用二次镗孔方法，主板及补强板内孔下料时应留加工余量，焊接完成后镗孔，镗孔完成后焊接钢套，钢套内孔应留加工余量，现场总拼完成后整体划线镗孔。

臂头横梁分段及鹰嘴分段在场内根据图纸焊接制造。

横梁上的滑轮轴孔应在制造厂内完成镗孔工作，并完成滑轮装配面的防腐涂装工作，安装完滑轮轴及滑轮。

局部涂装时应保留镗孔的十字中心线，便于现场总拼时横梁的对位安装。

横梁上下盖板及鹰嘴应焊接吊耳，便于吊装。

吊臂（臂头横梁及鹰嘴除外）在车间内部进行制造时应在胎架上按节段顺序进行进行总拼制造，保证其整体尺寸及焊缝错位要求。

节段的制造及检查必须严格执行质检程序。

5.2.典型单元及分段的制造

（1）臂尾铰座按照图纸尺寸下料、组拼。

内外侧月牙板以及锥管暂不安装，留待现场总装。

臂尾钢套根据上述方案采用二次镗孔方式车间内部装焊完成，内孔留加工余量。

臂尾铰座制造完成后，分别参与臂身左侧及右侧节段四的拼装。

图6.2臂尾铰座分段段示意图

（2）臂身分为4个节段在车间制造，发运至现场总拼，具体分段方法见吊臂主肢排料图。

中间各连接杆系管件车间下料切割相贯线，打捆发运至现场组拼；

图6.1臂身分段示意图

（3）臂头横梁分段在车间内部按照图6.3所示水平总拼，锥管暂不安装。

臂头分段车间内制造完成后，并按总体思路完成镗孔及滑轮的安装工作；横梁上下盖板面应焊接吊耳，便于吊装。

（4）臂头鹰嘴分段，在车间内部按照图6.4所示水平总拼。

鹰嘴总拼时，需严格控制与横梁连接的腹板的位置及相对尺寸。

鹰嘴上的滑轮轴孔均在车间内部加工完成。

总拼完成后鹰嘴上下面均应焊接吊耳，便于翻转及吊装。

图6.3臂头横梁分段示意图

图6.4臂头鹰嘴分段示意图

5.3吊臂机械加工

机加工方法：

镗加工。

以吊臂理论中心线为基准，划镗加工的加工线和校正线，用可移动安装的专用镗床加工臂尾上的变幅铰轴孔，臂头上的各定滑轮安装轴孔。

而臂头上的转向滑轮安装座则采取先加工到位再与吊臂组装焊接的工艺进行制造。

5.4.吊臂吊装

（1）、吊臂吊装前，了解构件重量,选择能够满足构件吊重的钢丝绳及卸扣或者吊装带。

选择合理的保证构件不会产生变形的起吊点。

（2）、起吊时应指派有资质、有一定装吊经验的装吊工指挥，生产单位的安全员及产品主要负责人员应亲自现场指导，确保生产人员的安全、吊装设备的安全，同时避免构件吊装时因吊装不当所造成的变形。

5.5.吊臂制造要求

（1）、吊臂金属结构总成部件拼装和总装的检验标准：

长度允许偏差:

≤1‰、且全长范围内：

±20mm；高度、宽度允许偏差:

±4mm；轴线不直度≤1‰、且全长范围内≤15mm；同一横截面主肢中心距偏差:

±3mm；钢管对接错位:

≤1mm；扭曲变形≤4mm；旁弯≤5mm；各辅管定位尺寸允许偏差:

±10mm。

（2）、受吊车起重量限制，吊臂可以分为两节，臂尾部分长70米，臂头部分长58米，分段处加临时横向联接。

6、人字架制造工艺

6.1.人字架制造总体思路

人字架制造主要考虑发运条件及现场总拼条件，按下列分段进行制造：

人字架上横梁制在厂内完成组拼及焊接工作，并完成所有轴孔的镗孔工作。

焊接吊耳。

钢管结构部分根据来料情况进行排料，能在厂内做成分段的，在厂内做成分段，不能做成分段的，发至现场散拼。

人字架主管弯曲段，在厂内弯曲好后，发至现场。

拉杆上铰座（与钢管焊接部分）在车间内完成焊接及镗孔工作，发至现场总装。

拉杆下铰座在车间内制造焊接，轴孔留余量，现场与船体焊接完成后镗孔。

下铰座与船体甲板面焊接的钢板均留余量，车间内焊接完成后，放样切割斜面，并开坡口。

发至现场总装。

压杆铰座（前撑杆铰座）上下铰座均在车间内制造完成，并完成镗孔工作。

下铰座与船体甲板面焊接的钢板均留余量，制造完成后，放样切割斜面并开坡口。

发至现场总装。

6.2.详细制造步骤

（1）上横梁制造

a、上横梁板件及型材，均按照图纸尺寸放样下料。

并完成面板及滑轮耳板的对接，无损检测。

滑轮耳板内圈筋板及工字钢应焊接完成。

考虑发运条件，N10同N11及N12暂不焊接（N11、N12现场拼接）

b、设置总拼平台，平用水平仪操平。

然后将底板N56放在平台上，划线定位，将对接好的滑轮耳板，定位在底板上，并做好临时支撑，保证各耳板之间的间距。

然后依次拼装后面板（N8、N9）、前盖板（N52），上盖板（N50），加强筋角钢。

内部零件安装完成后，安装上边缘包板（N49）及耳板之间的隔板）。

c、拼装变幅导向滑轮支座耳板N3，耳板同后面板T接焊缝焊接完成，并检测合格后，拼装支座隔板及包板。

d、钢板N10在车间内与上横梁完成焊接，下部对接坡口制作完成，钢板N11、12现场拼装。

对接时在钢板N10上开人孔。

e、人字架上横梁的焊接工作均完成后，整体划线，完成滑轮轴孔的镗孔工作。

并在上横梁上焊接吊耳，便于翻转和吊装。

（2）拉杆铰座制造

a、拉杆上铰座在车间内根据图纸下料，轴孔内圆留余量。

拼装并焊接完成后，完成镗孔工作。

b、拉杆下铰座下料时，轴孔内圆留余量，与船体甲板焊接的钢板均留余量。

铰座整体拼焊完成后，放样切割斜面。

内孔现场待铰座与船体焊接完成后加工。

（3）压杆铰座制造

压杆上下铰座均在车间内完成所有制造及机加工工作。

下料时，上下铰座内孔均留余量，焊接完成后镗孔加工。

下铰座与船体焊接的钢板均留余量，焊接制造完成后放样切割斜面。

（4）钢管结构部分制造

支架结构部分支管均在车间内部进行对接，并按图纸切割好相贯线，发至现场散拼。

4根主肢钢管根据来料情况确定。

支架结构部分板件，在车间内下料完成，现场散拼。

（5）起升滑轮组制造

起升滑轮组与下部横梁在车间内部制造，制造完成后，将滑轮支座与下部横梁拼焊完成，下部横梁两端应留100mm以上余量。

支座与横梁焊接完成后，在厂内完成镗孔工作。

现场总拼时，前撑杆拼焊完成后，按实际尺寸切割箱梁端头并完成组装。

（6）车间制造及焊接要求

上横梁焊接时，能双面施焊的，均应采用双面焊接。

上横梁上盖板与滑轮座耳板T接，应双面焊，全熔透。

支管及主管的接长焊接应在焊缝反面安装衬垫，单面焊接。

能采用陶瓷衬垫的，必须采用陶瓷衬垫，人不能到达的部位不能采用陶瓷衬垫的，方可采用钢衬垫。

6.3.人字架总拼

（1）人字架总拼思路

人字架在船厂1号船台内水平总拼。

地样线画好后，依次定位上横梁，后拉杆主管，后拉杆桁片支管，拉压杆之间横联杆，前撑杆、前撑杆横连杆、起升滑轮组。

示意图如下：

（2）详细总拼步骤

a、现场总拼工作开始后，在预定的总拼场地内画好人字架后拉杆桁片的地样线（包括上横梁）,并在适当的位置设置好胎架。

上横梁处胎架应错开变幅导向滑轮位置。

地样示意如图

b、放地样的同时，将人字架上横梁的滑轮，销轴、卡板等零件安装完成。

前撑杆在平地上完成接长工作，并焊接吊耳。

前撑杆上铰座完成焊接，并于下铰座安装在一起，完成轴的安装工作。

后拉杆应在平地上进行接长，并完成内隔板的焊接工作。

后拉杆尾部铰座安装的内部隔板N72在钢板开槽完成后，与钢管内壁焊接。

其他地方隔板采用相同方法安装。

示意如下：

c、将上横梁吊装到位，然后安装上横梁板N11、N12。

钢板N11、12同钢板N10的对接焊，在钢板N10上开人孔，进入横梁内部，双面施焊，横梁焊接工作及焊缝检测合格后，封堵人孔，人孔封堵时，应在反面附加衬垫，全熔透焊接。

d、依次拼装后拉杆主管及支管。

e、进行人字架前后撑杆之间的横联支管的定位，并在横连杆之间增加临时支撑。

f、吊装前撑杆整体

g、安装前撑杆之间的横连杆

h、安装起升滑轮组横梁。

总拼注意事项：

现场总拼焊接采用E501T-1药芯焊丝，能采用双面焊接的，均应双面焊接，并按图纸要求开坡口。

7、焊接检验

7.1.一般要求

海上设施的焊接工作应有自检和互检，建造厂要有专职人员在焊接施工之前、施焊期间及焊后对焊接过程和焊接质量作认真的监督检查，检验报告应在验收前提交CCS验船师，全部检验报告应存档备查。

建造厂应制订一个详细的检验计划交CCS备查。

此计划应包括海上设施各个主要建造阶段建造顺序、检验部位和验收要求。

焊缝经建造厂检验后，应在不涂油漆的情况下提交CCS验船师验收。

若验船师对焊缝质量有疑问时，可要求重新检验或扩大范围检验。

建造厂使用的各项无损检测工艺及标准应经CCS同意。

建造厂应向CCS提交无损检测设备的合格鉴定证件，并保持设备良好的工作状态。

从事焊缝无损检测的人员应经过理论和实际操作方面的培训，并通过考核取得无损检测人员资格证书后方可进行检测。

检验员和无损检测人员应具备有关焊接技术、检查程序和无损检测设备方面的知识，并能确定缺陷的部位、大小及性质，还能分析造成缺陷的原因，提出修补范围的建议。

所有焊缝表面应进行外观检查（包括使用10倍以下的放大镜），焊波应均匀，焊缝边缘应平顺过渡到母材，焊缝外形尺寸应符合设计图纸要求和外观检查的要求。

外观检查中，焊缝表面不得有裂纹、夹渣、未熔合以及不允许存在的气孔、焊瘤、弧坑和咬边。

海上设施结构的无损检测应根据不同部位，选用射线、超声波、磁粉或渗透的检测方法。

如选用其他方法应经CCS同意。

对于屈服强度大于或等于420N/mm2的淬火回火钢，焊缝的无损检测一般应在焊后48h以后进行。

当焊件要作焊后热处理时，无损检测应在热处理后进行。

若使用一种方法检测不能准确判断缺陷时，则应采用其他无损检测方法进行综合判断。

经无损检测评为不合格的焊缝，应在两端邻接部位扩大无损检测的范围。

焊缝修补后应进行无损检测，并将修补前后的检验报告送交CCS备查。

当焊缝中存在超过验收标准允许范围的缺陷时，在有断裂韧性试验或有关的大量资料证明此缺陷对构件安全使用无害的条件下，经CCS同意可免予修补。

7.2.固定式海上设施结构焊接检验的补充要求

7.2.1.外观检查

（1）焊缝外形尺寸应符合设计图纸和下列要求：

①对接焊缝余高度应符合有关标准，且埋弧焊焊缝余高应不超过3mm，其余焊缝余高

应不超过2mm；

②角焊缝的两焊脚高度差应不大于2mm，凸起的部分应不超过按下式计算之值：

R=0.1K+0.76mm

式中：

K——焊脚高度；

③管结点的焊缝尺寸如下图及下表所示，打磨后焊缝的外形尺寸应符合设计和制造

的有关规定；

④密封焊缝的所有搭接表面均应为连续的角焊缝，其焊脚高度除另有规定外，一般

应不超过5mm。

典型接头α与T的关系

α

T

≤35°

1.75t

35°＜α≤50°

1.50t

50°＜α≤135°

1.25t

＞135°

见剖面A

（2）主要构件焊缝表面的咬边深度应不超过0.25mm，次要构件应不超过0.6mm。

（3）表面缺陷在焊缝内部质量检验和密性试验前应予以修补。

修补工艺应符合有关的规定。

7.2.2.焊缝无损检测

焊缝的无损检测应符合现行国家标准《钢熔化焊接接头的要求和缺陷分级》（GB12469-90）的规定。

焊缝超声波探伤应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB11345）的规定。

焊缝的射线探伤应符合《钢熔化焊对接接头照相和质量分级》（GB3323）的规定,射线照相质量等级为B级；焊缝内部质量为II级。

焊缝磁粉探伤应符合现行国家标准《磁粉探伤方法和探伤结果分级》（GB15822）的规定。

用射线、超声波和磁粉三种方法检验的焊缝，必须达到各自的质量要求，该焊缝方可认为合格。