大型筒體與管道快速組裝探析范文

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《安徽冶金科技職業學院學報》2016年第2期

摘要:

工業生產中用到大量的圓柱形筒體設備或管道，這些設備在安裝過程中通常要進行地面組裝。本文介紹一種可以快速實現圓柱形設備組裝及找正的方法，可以安全高效地完成圓柱形設備的組裝、找正以及焊接等操作。

關鍵詞:

圓柱形筒體;組裝;找正

隨著我國大型裝備制造業的不斷發展，大型筒體類設備或管道的安裝數量和精度要求也不斷提高。由于大型筒體類設備具有體積大、重量重、焊接易變形等特點，在安裝時需要嚴格控制其安裝找正的精度，否則會由于安裝后筒體的同軸度誤差過大從而導致筒體的傾斜、運轉時跳動過大，甚至會產生斷裂、倒塌等嚴重后果。目前，大型臥式安裝筒體或管道在組裝上普遍采用筒體下部墊道木或型鋼，再借助手拉葫蘆或千斤頂調整，用型鋼支撐焊接在筒體和地面上固定，然后采用不同方位的焊接方式連接成一體。由于筒體直徑或長度尺寸較大，重量較重，使得筒體在組裝過程中需要使用較多的人工和時間;并且這種方式組裝出的筒體直線度和同軸度均難以保證，組對時手拉葫蘆易造成筒體變形;同時，焊接時要搭設腳手架、采用多方位焊接，對焊接效率、焊接質量和作業安全性都有著較大的考驗。

1傳統筒體組裝找正傳統方法

大型設備筒體或管道一般由鋼板卷制而成，鋼板的軋制寬度一般為2米左右，使得一段筒體或管道要由多個筒節進行拼裝焊接成整體。筒節之間組裝焊接一般采用水平放置，并且受運輸和現場吊裝條件限制，不能組裝過長。所以筒體的安裝一般由工廠內組裝焊接、運輸、現場再組裝、焊接、吊裝就位等環節組成。通常的簡易組裝找正模式是將筒體水平放置在固定的基礎或支撐面上，為了保證組裝精度，支撐面需要事先進行找平。在不同直徑筒體的組裝時，支撐面與筒體的接觸位置發生變化，影響了支撐的穩定性，所以一般要重新設置間距并調整固定好。由于筒體或管道外形直徑較大，組裝時，為防止筒體或管道在支撐面上擺動影響找正精度，需要將筒體與地面之間剛性固定或用吊機手拉葫蘆拉住。筒體固定后就不能沿圓周方向轉動，焊接作業人員進行上部焊接就需要借助爬梯站到筒體上方，焊接下部焊縫時，就要采取仰焊位。焊接完成后，需要將剛性固定支撐拆除。

2新型筒體組裝找正裝置

為了彌補傳統的大型臥式筒體或管道組裝方式的缺陷與不足，本文運用一種快速組裝找正裝置對筒體或管道進行組對，在保證筒體組裝質量的同時，提高了筒體組裝的效率，使用更少的人工，在更短的時間內完成筒體的組裝、焊接，改善焊接作業環境，避免或減少焊接高空作業，提高作業安全性。根據圓柱形筒體或管道的結構特點，一般水平放置的筒體或管道需要在地面采用四點支撐以保證擺放的穩固，但一般待組裝的筒體與另一段筒體進行組裝時，往往很難保證筒體放到支撐上可以直接與相鄰筒體連接上，需要經過反復調整才能使得兩段筒體的同軸度滿足要求。所以本文設計一種可將筒體組裝時的支撐面改造為可調節間距結構的組裝找正裝置，從而實現待組裝筒體位置的快速調整與旋轉，并且該裝置可多次重復使用。這種筒體或管道快速組裝找正裝置，可以使得被組裝的圓柱形工件在找正裝置上支撐牢靠、滾動靈活，并且能夠輕松調整擬組裝工件的位置。筒體組裝和找正裝置為成對使用，本裝置結構見下圖1，主要由機架1、支承輥2、轉軸4、移動架3、調節手柄6、標尺5和手柄檔塊7等部分組成。本裝置機架采用鋼板焊接而成或使用槽鋼做成一個箱形結構;在機架上裝有兩個支承輥，支承輥采用滑動軸承或者經過加工的輥輪;支承輥通過連接轉軸裝在機架兩側開的水平槽上，水平槽在加工時要保證其直線度，以便于連接軸在槽內運行平穩;在轉軸上機架的內側裝有一個移動架，調節手柄穿過機架與移動架之間采用螺紋連接，通過轉動調節手柄來實現移動架的前后移動，從而帶動支承輥沿著機架上的滑道前后移動，實現調節兩個支承輥之間的間距和中心;在機架上與兩輥中心線的平行方向裝上鋼尺帶，作為調整距離的參照標尺，標尺通過焊接或螺釘連接在機架的支承輥導槽下方。為了防止在使用過程中，支承輥在水平方向上產生滑動造成上方組裝工件的位移影響組裝精度，還需要在操作手柄與機架之間連接的內側設置一只止推軸承或者擋塊(件號7)。

3組裝找正裝置操作方法

3．1擺放筒體快速組裝裝置

使用前，根據待組裝筒體的長度以及原筒體的位置計算與測量，先將成對的組裝找正裝置擺放到組裝平臺上。擺放位置要保證待組裝的筒體與原筒體之間能夠順利接觸，并且不宜距待組裝的筒體兩端距離過遠，以保證筒體在找正裝置上的擺放穩定和能夠容易轉動。筒體的擺放如圖2如示。本文的組裝找正裝置采用成對使用的工裝胎具實現對大型筒體設備或管道的快速組裝、找正與連接。首先，根據筒體或管道的長度，將兩臺找正裝置分別放置在待組裝筒體位置下方的兩端，通過原筒體的中心線，定出找正裝置擺放的中心，將兩臺找正裝置標尺上的中心“0”刻度線分別與筒體中心線重合。

3．2調整筒體或管道中心

找正裝置定好位并固定后，將待組裝的筒體吊到找正裝置上，通過轉動其兩側調節手柄來調整支承輥位置，從而實現調節筒體在支承輥上的高度。根據筒體外徑和支承輥外徑相切，計算出兩支承輥到“0”刻度線的距離，或者根據筒體中心線的安裝標高來調節支承輥位置，將每個支承輥轉到相應的位置后，復測筒體的中心線，滿足要求后鎖定手柄。以此來達到快速找出筒體的中心。筒體中心位置確定后，將兩段筒體點焊或者法蘭連接。如原筒體位置未固定，還可在找正裝置上轉動筒體，以方便兩段筒體間的連接。當轉動手柄來帶動支承輥前后移動時，在輥道上方的待組裝的筒體或者管道就會產生相應的移動，從而實現調節筒體或管道的高度、水平度和直線度，達到快速找正中心的目的。

3．3筒體或管道調節方法

筒體或管道組裝找正裝置的使用及調節方法如下:

(1)如果待組裝筒體的一端偏高，可以通過同時將其兩側的手柄往外搖，增加支承輥中心距來調整。并且，通過支承輥的旋轉，帶動筒體沿輥道上方轉動，以便于筒體的組裝和焊接。

(2)如果待組裝筒體的一端偏低，則與上述方法相反，將手柄同時向內搖。

(3)如果筒體的一端偏左或右，則將其兩側手柄同時向右或向左搖，帶動筒體向相應的方向調節。

(4)如果待組裝筒體整體偏高或偏低，可以將筒體兩端的調節裝置同時向一個方向調整，直到滿足與原筒體間組對位置精度為止。

(5)兩段筒體間找正好后，就可以對筒體連接縫進行焊接。焊接時，由于筒體下方的找正裝置上設有支承輥，可以輕松實現筒體的轉動焊接，無需在筒體上方搭設腳手架和在底部采用仰焊位焊接。

4總結

本文設計的筒體組裝找正裝置及使用方法具有構造簡單，制造成本較低，易于制造，便于操作應用廣泛的特點。組裝用胎具采用成對使用，構造上互相獨立，體積小，便于運輸和移動。通過該組裝和找正裝置，可在提高大型筒體設備或管道的組裝精度的同時，減少筒體組裝的時間和人員，并且提高了筒體的縱、環縫焊接效率和安全性，改善焊接方位，更加有效地保障了焊接質量。對于從事大型管道、容器、圓筒體類工業制造和安裝的企業，具有很高的推廣價值;對于提高企業的筒體類大型設備制造與安裝水平有著很大的借鑒性。

參考文獻：

［1］閻可明．大型筒體的組裝焊接［J］．機械工人(熱加工)．2003，11

［2］穆存遠;王立壬;呂明．大口徑管道施工工裝設計及其組裝過程仿真［J］．機電產品開發與創新．2010，5

［3］晉杰;章銳．大型圓柱形工件組裝找正裝置［P］．中國專利．CN204771257U，2015－11－18

作者:晉杰 單位:馬鋼工程技術集團有限公司