S22053 雙相不銹鋼濃密機柔性底板制作技術

易識武 何志彪 王 松

中國化學工程第六建設有限公司 湖北 襄陽 441100

雙相不銹鋼是一類集優良的耐腐蝕、高強度和易于制造加工等諸多優異性能于一身的鋼種。它們的物理性能介于奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼之間，但更接近于鐵素體不銹鋼和碳鋼。

中國化學工程第六建設有限公司（以下簡稱六化建）在印尼某項目施工的S22053 雙相不銹鋼濃密機共有7臺，每臺直徑42m，錐底部分不同于常規的儲槽類設備圓錐底面，而是采用瓜皮波浪狀的柔性錐底方式，錐底角度為14°。每臺濃密機底板由36 片柔性底板組成，每片柔性底板左右兩段需進行85mm 長的折邊處理，且不允許有縱向焊縫。六化建采取在國內對柔性底板半加工，成品保護后運輸至印尼項目安裝的施工方法。

1 技術特點

因柔性底板弧度并非等徑，且面積過大，無法采用傳統的卷制設備直接卷制形成。六化建結合設計給出的柔性底板圖紙及要求，建立3D 模型、展開圖及鋼板拼接排版圖，將徑向長度18963.5mm 的單片柔性底板大致均勻拼接成兩段，依據排版圖進行鋼板下料及拼接；以單片柔性底板為單元，在每段大小端畫出20 等份線折彎線，再通過折彎機按等份線進行多次反復折彎處理；在折彎過程中，同時使用大小端弧形樣板及劃線板進行測量檢查；待單片柔性底板通過弧形樣板檢測合格后，將其吊裝至按圖紙尺寸制作的預裝胎架上進行最終檢測。本技術適用于無法采用設備直接卷制成型的碳鋼及不銹鋼等材質的瓜皮弧形板的制作。

六化建通過與大明重工有限公司多次溝通，決定采用折彎機多次反復的折彎處理來達到柔性底板的弧度要求，其原理類似于利用小錘將鋁板敲成弧形鍋蓋的形狀。

2 施工工藝流程

具體施工工藝流程如下：建立3D 模型、繪制單片展開圖及排版圖→材料驗收→下料及坡口加工→外端鋼板（件2—6）組對焊接→焊縫質量檢驗→內端鋼板（件1）及外端鋼板（件2—6）折邊及壓弧畫線→內端鋼板、外端鋼板折邊及壓弧→弧形樣板檢測壓制弧度→利用胎架現場檢測內外端弧度→包裝→海運至印尼施工現場。

單片柔性底板排版圖中內端（件1）、外端（件2—6）鋼板位置如圖1 所示。

圖1 柔性底板排版圖中內端（件1）、外端（件2—6）鋼板位置圖

3 技術操作要點

3.1 模型的建立及展開圖的繪制

首先根據新宏大柔性底板設計圖紙建立3D 模型，并得出單片柔性底板的設計圖。柔性底板設計展開圖如圖2、圖3 所示，設計展開詳圖如圖4—圖7 所示。

圖2 柔性底板設計展開正視圖

圖3 36 片柔性底板設計展開俯視圖

圖4 柔性底板錐底角度（14°）圖

圖5 單片柔性底板展開圖

圖6 柔性底板件6 大樣圖

圖7 剖面B-B 柔性底板件1 大樣圖

3.2 材料驗收及標識

S22053 雙相不銹鋼板必須有制造廠家出具的合格證和質量證明文件，鋼板應逐塊檢查尺寸、壁厚，要求表面光滑、清潔，不得有裂紋、折疊、腐蝕和劃傷等缺陷；并用鐵素體分析儀對鋼板逐塊檢查鐵素體含量，合格范圍在38%～65%，最佳含量控制在55%左右。

3.3 下料及坡口加工

采用自動化激光切割機進行切割加工下料。對接焊縫的坡口形式如圖8 所示。坡口使用坡口機加工，并進行隔離以保護母材，加工表面不應有臺階，铇 邊完成后要用防潮紙包好。

圖8 柔性底板焊縫對接坡口圖

3.4 外端鋼板（件2—6）焊接組對、檢查

3.4.1 焊接要求

（1）焊工應經過培訓考試并取得合格證，編制焊接工藝評定和焊接作業指導書，進行焊接技術交底；

（2）使用丙酮清理坡口20mm 范圍除去氧化膜、油污；

（3）在鋼板兩端加焊接引弧板，不應在焊件表面上引弧和試驗電流；

（4）焊接組對時，定位焊焊接采用等離子自熔焊，且兩塊鋼板的拼接處應貼緊，局部最大間隙應小于或等于1mm；

（5）焊縫多數采用多層多道焊接形式，控制層間溫度≤100℃。

3.4.2 柔性底板焊接制作工藝

（1）柔性底板焊接要求全熔透的對接焊縫；

（2）嚴格按照相應的雙相不銹鋼對接焊縫焊接工藝參數進行焊接，以保證質量，焊接工藝參數如表1 所示。

表1 焊接工藝參數表

3.4.3 焊縫質量檢驗

（1）外觀檢查：焊接過程中，每道焊縫要及時進行外觀檢查、道間溫度測量，完成的焊縫應認真進行表面清理，除去熔渣、飛濺。要求表面成型飽滿，與母材圓滑過渡，外觀不得有裂紋、氣孔、夾渣、弧坑主焊瘤等缺陷。焊腳高度及焊縫寬度應符合圖紙及規范要求，對接焊縫不允許存在咬邊。

（2）鐵素體檢測：焊接完成后要對焊縫及熱影響區進行鐵素體含量檢測，鐵素體含量要求控制在38%～65%，最佳含量為55%左右。

（3）無損檢測：柔性底板件2- 6 焊接完成后，對接接頭需進行局部射線檢測，檢測長度不小于各焊接接頭長度的20%，且不小于250mm。接頭無損檢測應按NB/ T47013 的規定進行，焊接接頭的射線檢測技術等級為AB 級，質量等級Ⅲ級合格。每條焊縫進行100%的著色檢驗。

3.5 內端鋼板（件1）及外端鋼板（件2—6）折邊及壓弧畫線

（1）將內端鋼板（件1）及外端鋼板（件2—6）在地面臨時拼接成整體；

（2）分別畫出內外端的折邊邊線，在壓弧區域內畫出20 等份線；

（3）用折邊機根據折邊線進行折邊處理。

3.6 內端鋼板及外端鋼板折邊、壓弧及檢測

（1）下模和上模同材質雙相不銹鋼防護，將工件與模具隔開，上模開啟到最大，扶持器輥輪高于下模面10mm。

（2）工件板底裸露，板面上鋪瓦楞紙或防潮紙，吊運必須執行單張吊運規范。

（3）平板工件停在扶持器的膠輪上，方便卸鉤。

（4）劃線必須用石筆。

（5）對線操作時，用干凈的手套，盡量采用后檔指令定位。

（6）對線完成后降下扶持器，使其低于下模面5mm。

（7）折第一刀：第一刀折彎時，用扶持器來完成扶持（重力邊需扶持）。

（8）翻面吊運操作：翻面操作必須在專門的木質臺上進行，或平地鋪上木枋，下面沒有其他鋼板，木質臺要有足夠的寬度以保證翻面操作；用吊帶（5t，2 根）穿繞鋼板，做鎖口；掛口處用毛氈墊住，用卷尺測量吊帶位置，使一次起吊平衡，吊帶開度為1.5m 左右；翻面操作應符合行車安全操作規范，翻面動作只允許用吊鉤升降和小車運動來完成。

（9）改用端頭掛鉤：用專用不銹鋼吊鉤，掛鉤處墊毛氈護板邊，上鋪瓦楞紙或防潮紙。

（10）重復步驟（1），停放工件時，采用后扶器+ 前升降臺，使板底離開下模面10mm。

（11）換用專門的防滑不銹鋼吊鉤，墊毛氈，吊掛兩端，用后扶持器，后檔指令配合，推移工件對線定位。

（12）將扶持器和防滑吊鉤放至低于下模面5mm處。

（13）進行第二次折彎，用防滑鉤起升配合扶持。

（14）出產品時，上模開啟到最高，防滑鉤緩降，配合將產品放平。

（15）若要折彎多刀，則重復步驟（8）—（14）。

（16）兩端換鉤（見步驟9），將產品吊出折彎機。

（17）在折彎過程中，要求所有與S22053 雙相不銹鋼接觸的工機具均進行隔離，隨時采用弧形樣板進行檢測，確定弧度偏差，折彎后邊長公差偏差要求如表2 所示。

表2 折彎后邊長公差尺寸偏差要求表

（18）錐片折彎后，用1∶1 的圓弧靠板檢測大小頭，大頭圓弧過渡上存在直邊段，直邊段間隙控制在5mm 以內。

（19）預拼三件，預拼時兩直邊間距公差控制在4mm以內。

（20）柔性底板折彎的（拉伸或壓縮）塑性變形量控制在15%以內。

3.7 利用胎架現場檢測內外端弧度

根據柔性底板的特點，結合圖紙要求，六化建自行設計制作一套檢測柔性底板尺寸及弧度的胎架。胎架立面圖和俯視如圖9 和圖10 所示。

圖9 胎架立面圖

圖10 胎架俯視圖

根據S22053 雙相不銹鋼濃密機柔性底板安裝角度14°，胎架共分三層結構進行制作：

（1）第一層：調整胎架平臺結構。調整平臺焊接固定在預拼場地鋪板上（此預裝場地需預鋪設20mm 以上厚鋼板，面積約264m2），共計20 套調整平臺，按胎架俯視圖位置焊接安裝。調整平臺安裝高度為120mm，調整所有平臺安裝平面度≤2mm。

（2）第二層：支撐平臺結構。按胎架立面圖及俯視圖位置，選用M20 螺栓，將14°支撐平臺結構栓接在調整平臺結構上。調節各支撐平臺結構和平臺的垂直度，要求≤2mm。垂直度調整合格后利用型材按現場情況安裝斜支撐，保證垂直度要求，必要時可使用花籃螺栓進行調節。此支撐平臺上部結構為14°連接板，整體制作時需用弧形樣板統一尺寸進行制作。

（3） 第三層：柔性底板輻射梁。此徑向梁為HW300×300 型材制作。按實際支撐平臺位置開設連接螺栓孔。按胎架俯視圖，每10°布置一根輻射梁，共計4根，可配3 張柔性底板。

由于胎架部分材質為Q235B，為避免不銹鋼與碳鋼材質直接接觸，所有胎架與S22053 雙相不銹鋼柔性底板接觸部分均需使用毛氈隔開，膠帶纏繞固定。

3.8 柔性底板檢測

首先按設計圖紙及胎架布置圖劃線放樣濃密機槽體中心線，劃線R2600 柔性底板小端安裝半徑，R21000 柔性底板大端安裝半徑。再分別吊裝大端和小端柔性底板布置在預裝胎架上。

（1）用一副長、短長度差780mm 的不銹鋼吊鉤（共4只）鉤掛兩端，掛鉤處墊毛氈護板邊。長鉤吊下邊，短鉤吊上邊，短鉤用防滑鉤；起吊后工件處于Z 字平衡狀態，Z 形板上表面鋪瓦楞紙或防潮紙。

（2）在專用成品檢驗臺上拼裝，檢查。

（3）調整大端自由端半徑端點在R21000 半徑的垂直位置上，使用紅外線測量儀進行檢測，貼合間隙不大于2mm 為合格。

（4）調整小端自由端半徑端點在R2600 半徑的垂直位置上，使用紅外線測量儀進行檢測，貼合間隙不大于2mm 為合格。

（5）大端與小端的連接縫隙不大于2mm 為合格。

（6）檢驗胎架上自由狀態下的柔性底板自重產生的弧度焊縫錯邊量不得大于2mm，否則需重新壓制校準單片柔性底板的弧度。

3.9 包裝

（1）運輸及包裝方式：陸運及海運，按鐵架形式包裝。

（2）鐵架承重設計30t（含鐵架），設置吊耳，滿足整體吊裝。

（3）包裝技術要點：鐵架上方鋪設防潮紙；柔性底板預制完成后，單張逐層堆放下墊統一高度木方，墊木間隔均勻，上下墊木必須對齊，呈一直線；每片用防潮紙包裹，下墊6 個山字木架；每塊Z 字板之間用20mm 木塊均勻隔開，四周用木板護住板邊；防潮紙整體包裹后與鐵架鋼帶固定，計6 條。

S22053 雙相不銹鋼柔性底板安裝實景圖見圖11。

圖11 S22053 雙相不銹鋼柔性底板安裝實景圖

4 結語

結合設計給出的柔性底板圖紙及要求，建立3D 模型、展開圖及鋼板拼接排版圖，以單片柔性底板為單元，在每段大小端畫出20 等份線折彎線，通過折彎機按等份線進行多次反復折彎處理。在折彎過程中，同時使用大小端弧形樣板及劃線板進行測量檢查，待單片柔性底板通過弧形樣板檢測合格后，將其吊裝至按圖紙尺寸制作的預裝胎架進行最終檢測。在保證施工質量的前提下，上述設計可以降低施工成本，規避安全風險，大大縮短施工周期，真正做到施工科學化、模塊化、工廠化、自動化。