淺談大型港機設備鋼結構件基準定位檢驗法的實際應用

摘 要：本文主要以華電曹妃甸重工裝備有限公司圓形料場堆取料機中間柱體為例，較為詳細的介紹了“基準定位檢驗法”測量原理，并依據此原理闡述了中間柱體結構件制作現場檢測步驟、方法。

關鍵詞：鋼結構件；中間柱體；基準定位檢驗法；現場測量

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.024

大型港機設備多數露天作業，且由眾多大型鋼結構件連接而成，另外，這些大型鋼結構件又是由多個零件焊接而成。為了達到與其它構件或設備連接的目的以及使用要求，構件要保證一定的幾何尺寸的形狀位置精度[1]。因此，在此類大型結構件的制造過程中，對部位尺寸及質量進行檢驗就顯得尤為重要。目前，我國對此類設備的鋼結構還沒有系統專業的檢驗方法。本文結合多年實踐工作經驗進行歸納總結出“基準定位檢驗法”，并在文中作出具體說明，同時結合生產實例對“基準定位檢驗法”的現場使用進行了闡述。

1 量具的誤差修正

大型港機設備鋼結構主要使用鋼卷尺進行現場實際測量，影響測量結果準確度的主要因素有：鋼卷尺的示值誤差；測量時的讀數誤差；測量時的溫度變化帶來的誤差；測量時拉力變化引起的誤差。測量中以上的各種誤差都將直接影響測量結果的準確程度，因此，應對測量結果進行誤差修正。

下面重點闡述測量時因溫度改變、拉力改變而引起誤差時如何對測量結果進行修正。

1.1 溫度變化引起的測量誤差

根據1999年12月實施的JJG4-1999《鋼卷尺》國家計量規程的規定，鋼卷尺的檢定條件為：檢定溫度，Ⅰ級鋼卷尺（20±5）度；Ⅱ級鋼卷尺（20±8）度。鋼卷尺檢定證書上給出的標稱長度及誤差，是以20度時的測量值為準。使用時如偏離此溫度，將會帶來誤差，尺長變化是溫度的函數，產生的誤差值由下式計算 ：

例如：以50米鋼卷尺，在溫度35度的環境中使用，將產生的誤差值為：

1.2 拉力變化引起的測量誤差

根據規程規定，測量范圍大于5mm的鋼卷尺在檢定中必須施加一定的拉力，其目的是保證標準鋼卷尺和被檢鋼卷尺的平直性，否則將會造成測量誤差。根據JJG4-1999《鋼卷尺》國家計量規程以及常用的實物量具國際建議35號文件的規定，49N為標準拉力。鋼卷尺在實際使用中的實際拉力與檢定時的拉力大小應一致，才能復現量值。因此帶來尺長誤差的變化，將直接影響測量結果的準確度。（此規定不含弧形尺帶）

產生的誤差值由下式計算：

例如：以50米鋼卷尺，在100N的拉力作用下，將產生的誤差值為：

2 基準定位檢驗法的檢測方法及原理

2.1 首先確定被檢測部件的關鍵部位

（1）什么是關鍵部位：影響設備使用性能的部位或尺寸，影響設備安全的因素或細節，影響設備現場正常安裝的因素。

（2）怎么確定關鍵部位和關鍵尺寸：首先查看被檢驗部件的總圖或被檢驗部件的上一級圖紙，從圖中結構形式和轉配關系中確定關鍵部位。

2.2 檢測基準和關鍵部位的定位

運用三維坐標按照檢測順序首先確定關鍵部位在Y軸定位高度方向的關鍵尺寸，Z軸定位寬度方向的關鍵尺寸，X軸定位長度方向的關鍵尺寸。

2.3 關鍵尺寸測量

關鍵部位、關鍵點確定并定位后，依據相應的關鍵部位、關鍵點參照圖紙要求和尺寸進行測量。

2.4 一般部位尺寸測量及形狀位置偏差的測量

一般尺寸檢查包括：腹板寬度、翼板寬度、隔板位置尺寸、筋板位置、筋板尺寸及數量。

形狀及位置偏差的測量包括：腹板平面度、腹板垂直度、翼板直線度、翼板焊后平面變形量、構件整體直線度、中心對稱、側彎、上拱、下撓、扭曲等。

2.5 外觀檢查（焊縫外觀）

外觀檢查的內容包括：焊縫表面成型、焊縫缺陷、（焊瘤、咬邊、夾渣、氣孔、裂紋、弧坑）構件表面質量（焊疤、飛濺、凹坑等）、自由邊修磨、機加工件的毛刺倒角等。

焊縫外部質量檢測檢查可用肉眼（或放大鏡）及焊縫檢驗尺進行100%檢驗，檢驗前應將焊縫表面的焊接熔渣清理干凈。

焊縫外部質量成形尺寸必須符合：物料輸送部上海技術中心企標《焊接結構件制造與驗收標準》QB/CHEC·GY·002—2011。

3 基準定位檢驗法的實際運用

以圓形料場堆取料機中間柱體為例，如圖1所示，運用基準定位檢驗法將系統的把中間柱體的整個檢驗過程檢驗順序進行說明。

3.1 確定關鍵部位、關鍵尺寸

（1）上下法蘭的平面度、平行度、上下法蘭與中心垂直度；

（2）柱體總長；

（3）法蘭孔距、法蘭孔中心對正；

（4）人孔門及穿線孔的位置和方向。

3.2 確定關鍵部位基準

（1）首先檢查兩個法蘭（上、下法蘭）的中心是否水平；

（2）Y、Z軸基準是上下法蘭中心的連線；

（3）X軸方向基準是Y、Z軸基準的垂直線（面）。

3.3 關鍵尺寸的測量

（1）用線墜將兩法蘭的中心投在地上，并以此兩點為基準畫出一條與法蘭中心線平行的線；（平行線與基準點的距離按實際情況定）

（2）經緯儀以平行線為基準旋轉90度，檢查測量法蘭的平面度、與基準線的垂直度偏差，并在地上畫出標記為測量總長做準備；

（3）另一側法蘭的測量同上，然后按照地上的兩標記測量柱體總長；

（4）檢查測量法蘭直徑、法蘭上孔距。

3.4 一般部位尺寸測量及形狀位置偏差測量

（1）以兩法蘭的中心基準連線為基準，測量筒體的直線度（此步驟可在筒體找正基準確定時進行）；

（2）測量人孔門、穿線孔的位置尺寸；

（3）隔板的數量及間隔尺寸、檢修支撐尺寸及位置。

3.5 外觀檢查

焊縫尺寸和外觀質量：要求焊縫平滑，焊紋清晰，無咬邊，無焊瘤，無藥渣，無氣孔， 無裂縫，焊角高及焊喉高均符合標準要求，焊縫附近無飛濺[2]；構件表面質量、（焊疤、飛濺、凹坑等）自由邊修磨、人孔門的外觀質量，機加工件的毛刺倒角等。

4 結論

由于采取了基準定位檢驗法，圓形料場堆取料機中間柱體關鍵部位的尺寸及焊接質量得到了有效的控制，大大提高了構件檢驗效率，這主要是由于基準定位檢驗法能更準確抓住關鍵控制重點，使檢驗層次分明及時注意細小環節，此方法簡單易學，檢驗原理準確可靠，特別適合生產環境復雜的制造現場，也可以在設備使用現場檢驗構件制造質量，也可以給設備的檢修和故障處理提供正確的位置及理論依據。

參考文獻：

[1]黃淑榮.大型鋼結構件制造的質量控制[J].山東煤炭科技，2006，（03）：17-18.

[2]周金德.大型港機設備鋼結構件的監造[J].港口裝卸，2003（06）：8-12.

作者簡介：王晶（1978-），男，內蒙古呼和浩特人，碩士，講師，工程師，主要從事焊接結構強度與焊接工藝評定方面的研究。