CN111644804B - 一种卸船机底座地脚螺栓断裂修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卸船机底座地脚螺栓断裂修复方法,包括以下步骤:A.加工焊接螺柱,焊接螺柱底部头端开锥形坡口;B.将加工好的焊接螺柱与地脚螺栓断头处用多层焊层进行焊接并确保焊缝熔透,焊接时下一层焊层与上一层焊层重叠并圆滑过渡。整个修复过程中,无需将地脚螺栓从卸船机底座上拆卸下来,原地即可完成修复工作。该方法省去了将地脚螺栓拆除进行修复的繁琐过程,操作相对简便,大大提升了修复效率,显著节省了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种地脚螺栓断裂修复方法,特别是一种卸船机底座地脚螺栓断裂修复方法。
背景技术
卸船机是码头常见的机械设备,因其使用环境常位于海边,导致底座下及周围长期有积水,雨水浸入卸船机地板和基础空隙,地脚螺栓长期浸泡在雨水中,加上海边盐雾重,导致底座地脚螺栓很容易被腐蚀,在运行中受力后丝扣被腐蚀破坏,当卸船机在进行卸船操作时,在地脚螺栓处则会形成大的瞬时冲击载荷作用,如果地脚螺栓材料的冲击韧性降低,在大的冲击载荷作用下必然会在应力集中的螺栓牙底部造成开裂并引发螺栓的整体脆性断裂失效。如果采用新加地脚螺栓方案,需将基础混凝土凿开,并拆除所有地脚螺栓,还需给卸船机底座固定,施工难度极大,因此需考虑一种简便的修复方法。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种卸船机底座地脚螺栓断裂修复方法。该方法无需将地脚螺栓从卸船机底座拆卸下来,原地即可完成修复。省去了将地脚螺栓拆除进行修复的繁琐过程,操作相对简便,大大提升了生产效率,显著节省了生产成本。
本发明的技术方案:一种卸船机底座地脚螺栓断裂修复方法,包括以下步骤:
A.加工焊接螺柱,焊接螺柱底部头端开锥形坡口;
B.将加工好的焊接螺柱与地脚螺栓断头处用多层焊层进行焊接并确保焊缝熔透,焊接时下一层焊层与上一层焊层重叠并圆滑过渡。
前述的卸船机底座地脚螺栓断裂修复方法中,步骤B中,焊接的具体流程如下:
B1.选用E5015低氢钠型低合金结构钢焊条,焊机采用直流反接极性,即地线夹接负极-,焊钳接正极﹢;
B2.将焊条放入焊条烘干炉中经280~350℃高温加热1h,然后再置于焊条保温筒中保温25~35min;
B3.首先采用直径2mm的细焊条在焊接螺柱的锥形坡口底部进行点焊,设置电流大小为140A,通过三个点焊焊点将焊接螺柱锥形坡口底部均分成三部分,每部分为120°,三部分分别记为A区、B区、C区,继续使用点焊将各区焊满,形成第一焊层;
B4.按照B3步骤中的分区继续在第一焊层的基础上从里往外逐层进行焊接,每一层按顺序逐区焊接,各区的焊接位置均近似于横焊,第二焊层焊接时仍采用直径2mm的细焊条进行焊接,采用140A小电流,焊条角度根据焊道高低进行调整,短弧操作;从第三焊层开始采用直径为4mm的焊条进行焊接,采用450A大电流进行长弧操作,采用斜圆圈运条法,由下到上,由里往外重复第三焊层焊接方式逐层将焊接螺柱的锥形坡口焊满;
B5.焊接完成以后,在焊缝尚未冷却至100℃时,再次将焊缝加热到200~350℃,保温2-6小时后轻敲焊缝及其邻近区域。
前述的卸船机底座地脚螺栓断裂修复方法中,步骤B后,还包括有步骤C,焊接完成后在焊接螺柱上套上套筒并拧上螺母,然后涂上润滑油,之后在套筒上盖上混凝土。
前述的卸船机底座地脚螺栓断裂修复方法中,所述焊接螺柱为45#钢,4.8级高强螺栓,焊接螺柱直径与地脚螺栓断裂处直径一致。
前述的卸船机底座地脚螺栓断裂修复方法中,所述套筒材质与焊接螺柱相同,套筒开两段孔,与断裂地脚螺栓相接的一端孔径比焊接螺栓的直径大20~25mm,上端孔径与焊接螺栓的直径相配合。
前述的卸船机底座地脚螺栓断裂修复方法中,所述步骤B2中,使用钢丝刷将断裂螺栓与焊接螺柱的焊接部位及其附近的油污、砂及其它杂质清理干净。
前述的卸船机底座地脚螺栓断裂修复方法中,所述步骤B3中,焊接时焊条与地面成30°角。
前述的卸船机底座地脚螺栓断裂修复方法中,所述步骤B4中,按照B3步骤中的分区继续在第一焊层的基础上从里往外逐层进行焊接,每一层按顺序逐区焊接,各区的焊接时间间隔应≤30秒。
前述的卸船机底座地脚螺栓断裂修复方法中,所述步骤B中,每焊接一层焊层,应对焊层进行清根处理后再进行下一层焊层的焊接。
前述的卸船机底座地脚螺栓断裂修复方法中,所述步骤B中,应控制每层焊层之间的重叠距离,每道叠焊,应在前一层焊层的1/3处开始施焊。
本发明的有益效果:与现有技术相比,本发明的修复方法中通过加工焊接螺柱,焊接螺柱底部为锥形坡口结构,从而可将焊接螺柱底部放置入断裂螺栓端面因断裂出现的裂缝中,方便焊接螺柱的固定,且可增大焊接固定连接面积。固定过程中先进行点焊固定,然后再采用由下到上,由里往外重复焊接的方式,用多层焊层将焊接螺柱的锥形坡口焊满,从而保证焊接螺柱底部与裂缝之间紧密焊接在一起,提高焊接后的焊接螺柱与地脚螺栓相互连接强度。焊接结束后涂覆润滑油并套上套筒,防止焊接结构后期受到雨水腐蚀损坏,同时设置套筒可以加强焊接螺柱的屈服强度。
整个修复过程中,无需将地脚螺栓从卸船机底座上拆卸下来,原地即可完成修复工作。该方法省去了将地脚螺栓拆除进行修复的繁琐过程,操作相对简便,大大提升了修复效率,显著节省了生产成本。应用上述修复方法对其中一座卸船机的地脚螺栓进行修复完成后,卸船机满载工作三个月,地脚螺栓未见异常。
附图说明
附图1为整体修复效果图;
附图2为焊接螺柱的结构示意图;
附图3为套筒的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明,但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例:印度尼西亚廖内群岛省北部的巴淡岛(BATAM)东南部,该岛厂址自然地面标高在6-30m之间。据连续10年(1988~1998年)的气象资料统计,本地区最低温度为19.2℃,最高气温达到34.6℃。年平均气温为27.5℃,本区最小相对湿度为53.4%,最大相对湿度为100%,平均相对湿度为98.2%;月平均最大湿度:99%;月平均最小湿度:50.1%;设计相对湿度:80%。
电厂卸煤码头配备两台GYM35-16T37M型卸船机,由于2012年基建移交时未对卸船机底座地脚螺栓做防水台处理,巴淡岛每年的雨水比较频繁导致底座下及周围长期有积水,雨水浸入卸船机地板和基础空隙,地脚螺栓长期浸泡在雨水中,加上海边盐雾重,导致底座地脚螺栓被腐蚀,在运行中受力后丝扣被腐蚀破坏,在冲击负荷下螺栓发生断裂,1#卸船机有两根螺栓,2#卸船机有5根螺栓断裂,严重影响了卸船机的安全运行。问题发生后,本申请人组织相关资源对断裂地脚螺栓采取临时加固措施,在卸船机底座周围增加了筋板和螺栓进行加强来保证设备运转,但效果有限,抓斗卸煤时肉眼观察底板相对地面上下浮动约2mm左右。为了保证卸船机的稳定性,底座所有的地脚螺栓都必须受力。对此,要尽快地拆除和修复断裂的地脚螺栓,恢复卸船机的正常生产。基于此,本发明人对地脚螺栓断裂修复方案进行了相关研究。
研究过程中有想过采用新加地脚螺栓方案,新加地脚螺栓的数量应与断裂地脚螺栓数量相同、位置也要同原断裂地脚螺栓对应即位于圆心与断裂地脚螺栓连线的延长线上。新加地脚螺栓底板要连成一块且三角板要相应加长,总之新加地脚螺栓底板要有足够的刚性以使力能传递到新地脚螺栓上。考虑到地脚螺栓的预紧力超过30t,若采用胶水联接安装方式,要保证这么大的承载能力,地脚螺栓埋入并打胶水的深度较大,现场操作不便且质量难以控制,故不采用新加地脚螺栓修复方案。
经多个方案的反复研究,最终确定了以下的修复方案。
一种卸船机底座地脚螺栓断裂修复方法,如附图1-3所示,包括以下步骤:
A.加工设计焊接螺柱、套筒。如附图2所示,焊接螺柱所采用的材料为45号钢,螺柱性能等级4.8级,保证载荷455KN,焊接螺柱长160mm,攻丝长度为120mm,焊接螺柱直径为48mm,底部头端开锥形坡口,锥形坡口顶部直径为4mm,略大于焊条直径,另一端倒角为5×45°。
为避免套筒与焊接螺柱之间产生电化学腐蚀,套筒也选用45号钢进行加工,如图3所示,套筒长60mm,外径为120mm,第一段孔内径75mm,长35mm,第二段孔内径51mm,长25mm。
B.将加工好的焊接螺柱与地脚螺栓断裂处用多层焊层进行对接焊接,焊接时下一层焊层与上一层焊层重叠并圆滑过渡。在焊接过程,定期进行测量,确保卸船机主体使用过程中的倾斜、变形量在允许范围内并观察各螺栓部位的状态是否正常。
步骤B中,焊接的具体流程如下:
B1.由于焊接螺柱为45号钢,故选用E5015低氢钠型(碱性)低合金结构钢焊条,焊机采用直流反接极性,即地线夹接负极-,焊钳接正极﹢。
B2.焊前将焊条放入焊条烘干炉经300℃左右高温加热一小时,然后再置于焊条保温筒保温半小时,以保持焊条的干燥。并使用钢丝刷将地脚螺栓裂缝处以及焊接螺柱的焊接部位及其附近的油污、砂等杂质仔细清理干净。
B3.开始进行焊接工作,首先采用直径2mm的细焊条在焊接螺柱的锥形坡口底部进行点焊,设置电流大小为140A,焊接时焊条与地面成30°角,三个焊点将焊接螺柱锥形坡口的底部均分成三部分,每部分为120°,三部分分别记为A区、B区、C区,继续使用点焊将各区焊满,形成第一焊层,焊接完成之后对焊道进行清根处理。
B4.鉴于焊接面积较小,坡口较深,整个焊接过程中采用多层方式进行焊接以减小热输入量以及变形,降低产生缺陷的概率。为操作方便,按照B3步骤中的分区继续在第一焊层的基础上从里往外逐层进行焊接,每一层按顺序逐区焊接,各区焊接的时间间隔不超过30秒,以防止已焊好的焊区受焊接应力影响。各区的焊接位置均近似于横焊,第二焊层焊接时仍采用直径2mm的细焊条进行焊接,采用140A小电流,焊条角度根据焊道高低进行调整,短弧操作。从第三焊层开始采用直径为4mm的焊条进行焊接,为保证所有焊层全焊透,采用450A大电流进行长弧操作,采用斜圆圈运条法,由下到上,由里往外逐层将锥形坡口焊满。在施焊过程中,为防止焊缝表面咬边和下方产生熔化金属下淌现象,每个斜圆圈形与焊缝中心线的斜度不得大于45°。每焊接一层焊层,应对焊层进行清根处理后再进行下一层焊层的焊接,以保证焊缝能够完全焊透。焊接过程中应控制每层焊层之间的重叠距离,每道叠焊,应在前一层焊层的1/3处开始施焊,以防止焊层表面产生凹凸不平。
B5.焊接完成以后,在焊层尚未冷却至100℃时,再次加热到200~350℃,保温2-6小时后轻敲焊层及其邻近区域,使金属晶粒间的应力得以释放,并使用100%UT探伤检查,确保焊层没有缺陷。
步骤C,如附图1所示,焊接完成后在焊接螺柱上套上套筒并拧上2个螺母,然后涂上kluber MICROLUBE GBU-Y 131抗水防腐润滑油进行防腐,之后在套筒上盖上C25水泥砂浆覆盖地脚螺栓。
修复完成后,卸船机满载工作三个月后,地脚螺栓未见异常。
Claims (5)
1.一种卸船机底座地脚螺栓断裂修复方法,其特征在于:包括以下步骤:
A.加工焊接螺柱,焊接螺柱底部头端开锥形坡口;
B.将加工好的焊接螺柱与地脚螺栓断头处用多层焊层进行焊接并确保焊缝熔透,焊接时下一层焊层与上一层焊层重叠并圆滑过渡;
步骤B中,焊接的具体流程如下:
B1.选用E5015低氢钠型低合金结构钢焊条,焊机采用直流反接极性,即地线夹接负极-,焊钳接正极﹢;
B2.将焊条放入焊条烘干炉中经280~350℃高温加热1h,然后再置于焊条保温筒中保温25~35min;
B3.首先采用直径2mm的细焊条在焊接螺柱的锥形坡口底部进行点焊,设置电流大小为140A,通过三个点焊焊点将焊接螺柱锥形坡口底部均分成三部分,每部分为120°,三部分分别记为A区、B区、C区,继续使用点焊将各区焊满,形成第一焊层;
B4.按照B3步骤中的分区继续在第一焊层的基础上从里往外逐层进行焊接,每一层按顺序逐区焊接,各区的焊接位置均近似于横焊,第二焊层焊接时仍采用直径2mm的细焊条进行焊接,采用140A小电流,焊条角度根据焊道高低进行调整,短弧操作;从第三焊层开始采用直径为4mm的焊条进行焊接,采用450A大电流进行长弧操作,采用斜圆圈运条法,由下到上,由里往外重复第三焊层焊接方式逐层将焊接螺柱的锥形坡口焊满;
B5.焊接完成以后,在焊缝尚未冷却至100℃时,再次将焊缝加热到200~350℃,保温2-6小时后轻敲焊缝及其邻近区域;
步骤B后,还包括有步骤C,焊接完成后在焊接螺柱上套上套筒并拧上螺母,然后涂上润滑油,之后在套筒上盖上混凝土,套筒材质与焊接螺柱相同,套筒开两段孔,与断裂地脚螺栓相接的一端孔径比焊接螺栓的直径大20~25mm,上端孔径与焊接螺栓的直径相配合;
所述步骤B4中,按照B3步骤中的分区继续在第一焊层的基础上从里往外逐层进行焊接,每一层按顺序逐区焊接,各区的焊接时间间隔应≤30秒;
所述步骤B中,应控制每层焊层之间的重叠距离,每道叠焊,应在前一层焊层的1/3处开始施焊。
2.根据权利要求1所述的卸船机底座地脚螺栓断裂修复方法,其特征在于:所述焊接螺柱为45#钢,4.8级高强螺栓,焊接螺柱直径与地脚螺栓断裂处直径一致。
3.根据权利要求1所述的卸船机底座地脚螺栓断裂修复方法,其特征在于:所述步骤B2中,使用钢丝刷将断裂螺栓与焊接螺柱的焊接部位及其附近的油污、砂及其它杂质清理干净。
4.根据权利要求1所述的卸船机底座地脚螺栓断裂修复方法,其特征在于:所述步骤B3中,焊接时焊条与地面成30°角。
5.根据权利要求1所述的卸船机底座地脚螺栓断裂修复方法,其特征在于:所述步骤B中,每焊接一层焊层,应对焊层进行清根处理后再进行下一层焊层的焊接。
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