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【摘 要】 随着国家能源发展的需求，火电站逐渐向大装机容量的不断发展；锅炉钢结构也不断要求材料具备更高强度、更大厚度、更大尺寸。从而对大型或特大型钢结构构件的制作工艺、制作流程提出了更高的要求。如何在较短的制作周期内、花费较少的成本、在保质保量的前提下安全的将大型构件制作合格成为了影响大型火电站按期投产的重要保障。本文主要阐述了火电钢结构大型钢结构中支撑梁的制作工艺及流程控制。
【关键词】 钢结构；支撑梁；制作工艺；流程控制
引言：
支撑梁作为大型火电站锅炉钢结构中连接大板梁，并具有较大承重能力的构件，在安装中对其安装精度和承重能力有着严格的要求。因其承重较大，因此在材质一定的情况下，相应的构件尺寸较大、本身的重量较大。鉴于此，如何在制作过程中保证其安装孔的形位尺寸及其焊缝质量成为了支撑梁制作合格的难点和重点。
1 项目概况
支撑梁长19648mm、宽1200mm、高3825mm，呈∏型，腹板厚度30mm、上侧翼板由宽度分别为400mm和1200mm厚度75mm钢板叠加而成、下册两翼板均为90mm厚钢板，两腹板之间有若干内隔板进行加固，整体重量69.147t。整个构件两端有φ39mm孔群4组，腹板上有φ24mm孔群8组、与其他构件连接的筋板若干，上翼板有承重用φ85mm光孔54个、端部φ39mm孔群2组。构件腹板与翼板焊缝为一级焊缝，其他焊缝为三级。
2 该项目制作控制点
根据图纸及相应的技术要求和制作工艺分析制作过程中重要的技术问题及需求：a）尺寸较长、板材购买不方便，需要板材等强度拼接后使用；b）体积、重量较大，需要足够起重能力的制作区域；c）翼板与腹板的角焊缝为一级焊缝，如何焊接及保证焊接质量；d）上翼板φ85mm光孔制作及形位尺寸保持；e）腹板上φ39mm孔群制作及形位尺寸保持；f）构件属于箱型结构如何控制焊接变形及焊接变形后如何矫正。
针对图纸会审中发现的问题使用排除法确定制作过程中重要的技术难点或制作控制点：a）30mm厚板材等强度拼接公司有成熟的焊接工艺文件及熟练的焊接人员和合格的半自动埋弧焊机可以满足要求；b）车间中跨区域有最大起升重量100t的行车，满足使用要求；c）公司有成熟的焊接工艺文件及熟练的半自动悬臂埋弧焊机满足要求；d）为保证形位尺寸最好于构件装配焊接、矫正完毕后进行制作，但是公司无法购置到可以加工φ85mm深度超过150mm光孔的磁力钻；e）使用数控平面钻制作同样孔径的钻模然后划线安装后进行配钻孔；f）公司有箱型构件制作过程中防变形的成熟经验，只需对焊接人员做好详细的技术交底工作即能满足要求。
图纸会审中发现的技术问题靠公司的硬件设施及软件资料基本能解决，但是φ85mm光孔制作及形位尺寸保持不能按照已有的钢结构制作流程进行制作，因此将其列为难点进行重点控制，其他问题除设备方面的均为一般控制点。
3 确定制作工艺及制作流程
根据钢结构一般的制作工艺及要求，常规工艺流程为：板材下料→板材拼接→∏型构件装配→腹板角焊缝埋弧焊接→內隔板手工焊接→矫正→制孔→防腐处理；但是，因此项目构件为∏型结构，整体焊接完毕后再进行整体制孔，其中焊接过程中焊接收缩带来的焊接变形不好控制、内应力较大、上翼板φ85mm光孔因设备条件不具备等诸多因素，所以常规工艺流程不能实现。
因此，在满足技术要求的前提下重新编制可以实施的工艺流程：a）板材下料→板材拼接→T型钢组立→T型钢埋弧焊接→∏型构件装配→上翼板与腹板角焊缝埋弧焊接→内隔板手工焊接→矫正→制孔→防腐处理；b）板材下料→板材拼接→上翼板焊接→上翼板制孔→∏型构件装配→翼板与腹板角焊缝埋弧焊接→内隔板手工焊接→矫正→腹板制孔→防腐处理；c）板材下料→板材拼接→T型钢组立→T型钢埋弧焊接→矫正→H型钢装配→内隔板手工焊接→矫正→上翼板焊接→上翼板制孔→∏型构件装配→上翼板与腹板角焊缝埋弧焊接→内隔板与上翼板手工焊接→矫正→腹板制孔→防腐处理。
对拟定的生产流程一句控制点进行分析：a）因上翼板φ85mm光孔因设备条件不具备，所以不能实现；b）因焊接过程中焊接收缩带来的焊接变形不好控制、内应力较大，所以很难实现；c）过程中制孔完毕后只剩余上翼板与腹板的角焊缝和内隔板与上翼板的焊接，焊接收缩量较小，几乎不影响已经完成的光孔的尺寸精度，所以可以实现。
4 实施及效果
根据已经确定的制作工艺及流程方案，编制相应的作业指导文件及工艺卡。然后就此部分文件对生产人员进行技术交底，重点对过程中需要注意的控制点进行技术和安全交底。
具体生产过程及控制如下：a）原材料进厂后首先取样后进行理化试验，确定原材料合格可用；b）根据下料工艺卡要求，使用数控切割设备对原材料进行切割，下料完毕后对材料的长度及对角线进行复测，确认材料尺寸符合工艺卡要求；c）按照拼接工艺卡要求将材料进行拼接，过程要做好防变形措施，焊接完毕后严格按照要求对材料进行探伤及消应力处理；d）对腹板进行坡口处理，上翼板处做单面破口、下翼板处做双面坡口，两腹板坡口要对称；e）分别将腹板及下翼板组合成T型钢，过程中对腹板与翼板的位置进行控制，保证坡口的相对位置；f）将T型钢使用悬臂埋弧焊进行焊接，完毕后进行探伤确保焊缝100%合格；g）对T型钢的翼板进行塌边及旁弯的矫正；h）将T型钢及内隔板进行装配，并使用手工焊进行角焊缝的焊接，焊接顺序全部由下翼缘板处往上翼缘板处进行焊接；i）焊接完毕后对其进行矫正；j）将上翼缘板的两块板进行装配和焊接，焊脚高度要满足图纸要求；k）使用80钻床对上翼缘板上的孔进行划线后的制作；l）将已经备制好的两部分按照图纸尺寸进行装配；m）使用较小的电流及电压对上翼板及腹板的角焊缝从中间向两侧进行对称焊接，完毕后进行探伤确定100%合格；n）使用较小电流及点烟对内隔板与上翼板的角焊缝进行焊接；o）对存在的变形进行火焰矫正，使其满足图纸要求；p）根据上翼板上的孔的位置对腹板进行划线，然后将模板就位，使用80钻床进行制孔。q）对构件进行防腐。
通过此方案的具体实施，构件制作完成后的尺寸精度及安装尺寸均符合标准要求。
5 结语
支撑梁作为锅炉钢架重要的构件，在制作过程中若按照普通钢结构的制作工艺或流程进行制作的时候，不能保证产品的安装精度，且内应力会较大；同时，由于构件尺寸较大，若是待构件装配焊接完毕后再统一进行制孔，可能影响孔的进度，即使能完成也会造成较大的制作成本，且存在较大的安全隐患。但是，通过此工艺及流程的制作，由于构件是分部件进行焊接制作的，内应力要小很多，且仅留很少的焊接量的时候，对已经制孔完毕的上翼板孔的相对尺寸精度几乎没有影响。所以在保证了产品质量的前提下，提高了生产效率、降低了制作成本。
参考文献：
[1] GB/T50205-2011，钢结构质量验收规范
[2] GB/T50755-2012，钢结构工程施工规范
[3] JGJ81-2011，钢结构焊接技术规程
【关键词】 钢结构；支撑梁；制作工艺；流程控制
引言：
支撑梁作为大型火电站锅炉钢结构中连接大板梁，并具有较大承重能力的构件，在安装中对其安装精度和承重能力有着严格的要求。因其承重较大，因此在材质一定的情况下，相应的构件尺寸较大、本身的重量较大。鉴于此，如何在制作过程中保证其安装孔的形位尺寸及其焊缝质量成为了支撑梁制作合格的难点和重点。
1 项目概况
支撑梁长19648mm、宽1200mm、高3825mm，呈∏型，腹板厚度30mm、上侧翼板由宽度分别为400mm和1200mm厚度75mm钢板叠加而成、下册两翼板均为90mm厚钢板，两腹板之间有若干内隔板进行加固，整体重量69.147t。整个构件两端有φ39mm孔群4组，腹板上有φ24mm孔群8组、与其他构件连接的筋板若干，上翼板有承重用φ85mm光孔54个、端部φ39mm孔群2组。构件腹板与翼板焊缝为一级焊缝，其他焊缝为三级。
2 该项目制作控制点
根据图纸及相应的技术要求和制作工艺分析制作过程中重要的技术问题及需求：a）尺寸较长、板材购买不方便，需要板材等强度拼接后使用；b）体积、重量较大，需要足够起重能力的制作区域；c）翼板与腹板的角焊缝为一级焊缝，如何焊接及保证焊接质量；d）上翼板φ85mm光孔制作及形位尺寸保持；e）腹板上φ39mm孔群制作及形位尺寸保持；f）构件属于箱型结构如何控制焊接变形及焊接变形后如何矫正。
针对图纸会审中发现的问题使用排除法确定制作过程中重要的技术难点或制作控制点：a）30mm厚板材等强度拼接公司有成熟的焊接工艺文件及熟练的焊接人员和合格的半自动埋弧焊机可以满足要求；b）车间中跨区域有最大起升重量100t的行车，满足使用要求；c）公司有成熟的焊接工艺文件及熟练的半自动悬臂埋弧焊机满足要求；d）为保证形位尺寸最好于构件装配焊接、矫正完毕后进行制作，但是公司无法购置到可以加工φ85mm深度超过150mm光孔的磁力钻；e）使用数控平面钻制作同样孔径的钻模然后划线安装后进行配钻孔；f）公司有箱型构件制作过程中防变形的成熟经验，只需对焊接人员做好详细的技术交底工作即能满足要求。
图纸会审中发现的技术问题靠公司的硬件设施及软件资料基本能解决，但是φ85mm光孔制作及形位尺寸保持不能按照已有的钢结构制作流程进行制作，因此将其列为难点进行重点控制，其他问题除设备方面的均为一般控制点。
3 确定制作工艺及制作流程
根据钢结构一般的制作工艺及要求，常规工艺流程为：板材下料→板材拼接→∏型构件装配→腹板角焊缝埋弧焊接→內隔板手工焊接→矫正→制孔→防腐处理；但是，因此项目构件为∏型结构，整体焊接完毕后再进行整体制孔，其中焊接过程中焊接收缩带来的焊接变形不好控制、内应力较大、上翼板φ85mm光孔因设备条件不具备等诸多因素，所以常规工艺流程不能实现。
因此，在满足技术要求的前提下重新编制可以实施的工艺流程：a）板材下料→板材拼接→T型钢组立→T型钢埋弧焊接→∏型构件装配→上翼板与腹板角焊缝埋弧焊接→内隔板手工焊接→矫正→制孔→防腐处理；b）板材下料→板材拼接→上翼板焊接→上翼板制孔→∏型构件装配→翼板与腹板角焊缝埋弧焊接→内隔板手工焊接→矫正→腹板制孔→防腐处理；c）板材下料→板材拼接→T型钢组立→T型钢埋弧焊接→矫正→H型钢装配→内隔板手工焊接→矫正→上翼板焊接→上翼板制孔→∏型构件装配→上翼板与腹板角焊缝埋弧焊接→内隔板与上翼板手工焊接→矫正→腹板制孔→防腐处理。
对拟定的生产流程一句控制点进行分析：a）因上翼板φ85mm光孔因设备条件不具备，所以不能实现；b）因焊接过程中焊接收缩带来的焊接变形不好控制、内应力较大，所以很难实现；c）过程中制孔完毕后只剩余上翼板与腹板的角焊缝和内隔板与上翼板的焊接，焊接收缩量较小，几乎不影响已经完成的光孔的尺寸精度，所以可以实现。
4 实施及效果
根据已经确定的制作工艺及流程方案，编制相应的作业指导文件及工艺卡。然后就此部分文件对生产人员进行技术交底，重点对过程中需要注意的控制点进行技术和安全交底。
具体生产过程及控制如下：a）原材料进厂后首先取样后进行理化试验，确定原材料合格可用；b）根据下料工艺卡要求，使用数控切割设备对原材料进行切割，下料完毕后对材料的长度及对角线进行复测，确认材料尺寸符合工艺卡要求；c）按照拼接工艺卡要求将材料进行拼接，过程要做好防变形措施，焊接完毕后严格按照要求对材料进行探伤及消应力处理；d）对腹板进行坡口处理，上翼板处做单面破口、下翼板处做双面坡口，两腹板坡口要对称；e）分别将腹板及下翼板组合成T型钢，过程中对腹板与翼板的位置进行控制，保证坡口的相对位置；f）将T型钢使用悬臂埋弧焊进行焊接，完毕后进行探伤确保焊缝100%合格；g）对T型钢的翼板进行塌边及旁弯的矫正；h）将T型钢及内隔板进行装配，并使用手工焊进行角焊缝的焊接，焊接顺序全部由下翼缘板处往上翼缘板处进行焊接；i）焊接完毕后对其进行矫正；j）将上翼缘板的两块板进行装配和焊接，焊脚高度要满足图纸要求；k）使用80钻床对上翼缘板上的孔进行划线后的制作；l）将已经备制好的两部分按照图纸尺寸进行装配；m）使用较小的电流及电压对上翼板及腹板的角焊缝从中间向两侧进行对称焊接，完毕后进行探伤确定100%合格；n）使用较小电流及点烟对内隔板与上翼板的角焊缝进行焊接；o）对存在的变形进行火焰矫正，使其满足图纸要求；p）根据上翼板上的孔的位置对腹板进行划线，然后将模板就位，使用80钻床进行制孔。q）对构件进行防腐。
通过此方案的具体实施，构件制作完成后的尺寸精度及安装尺寸均符合标准要求。
5 结语
支撑梁作为锅炉钢架重要的构件，在制作过程中若按照普通钢结构的制作工艺或流程进行制作的时候，不能保证产品的安装精度，且内应力会较大；同时，由于构件尺寸较大，若是待构件装配焊接完毕后再统一进行制孔，可能影响孔的进度，即使能完成也会造成较大的制作成本，且存在较大的安全隐患。但是，通过此工艺及流程的制作，由于构件是分部件进行焊接制作的，内应力要小很多，且仅留很少的焊接量的时候，对已经制孔完毕的上翼板孔的相对尺寸精度几乎没有影响。所以在保证了产品质量的前提下，提高了生产效率、降低了制作成本。
参考文献：
[1] GB/T50205-2011，钢结构质量验收规范
[2] GB/T50755-2012，钢结构工程施工规范
[3] JGJ81-2011，钢结构焊接技术规程