CN112222733B - 一种大型下法兰结构顶盖整体翻身方法 - Google Patents

一种大型下法兰结构顶盖整体翻身方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种大型下法兰结构顶盖整体翻身方法，采用在顶盖法兰之间利用整体翻身吊耳替换法兰内支撑筋板的方法完成顶盖的起吊翻身操作，顶盖加工制造完毕利用镗床将整体吊耳凸出法兰板的部位铣掉，本发明具有通用性，可杜绝顶盖在加工过程中翻身吊耳的焊接、割除所产生的热变形，同时可克服大型下法兰结构的水轮机顶盖围板强度不够问题造成的顶盖整体翻身变形，不仅适用于大型下法兰结构的水轮机顶盖，也可适用于其他双法兰结构的顶盖，可减少生产周期、降低制造成本，提高顶盖的加工质量。

Description

一种大型下法兰结构顶盖整体翻身方法
技术领域
本发明涉及水轮机领域，尤其涉及一种大型下法兰结构顶盖整体翻身方法。
背景技术
水轮机顶盖是水轮发电机组的核心部件。顶盖作为导水机构装配的主要支撑和定位主件，对水轮发电机组的导流和机组的稳定性具有决定性的作用，因此对于顶盖的制造公差和尺寸具有严格要求。
水轮机顶盖其结构较复杂，制造周期较长。为了满足加工要求，水轮机顶盖通常需要多次翻身进行各部位尺寸的加工。而大型机组的顶盖通常因其尺寸大、吨位重，顶盖的翻身方案是顶盖制造过程重的一个重点关注项。
对于常规顶盖通常采用在顶盖外围板合适部位焊接翻身吊耳的方式进行翻身操作，可满足绝大多数水轮机顶盖的翻身要求。但对于大型水轮机顶盖，通常顶盖尺寸大、吨位重，大型顶盖所处的水轮发电机组对顶盖的强度要求高。为提高设计时材料利用率，大型水轮机顶盖设置成下法兰结构，并将顶盖的主要高强度部位设置在下法兰及下法兰以下部位，顶盖的围板部位设计强度不高。如果还使用常规方式在顶盖围板部位设置翻身吊耳，会造成顶盖整体翻身过程中产生较大变形，影响顶盖的加工制造质量。
为保证大型下法兰结构顶盖的翻身质量，有必要针对现有顶盖的结构特点，研发一种大型下法兰结构顶盖整体翻身方法，减少焊接及去除吊耳产生的变形及顶盖的翻身变形对顶盖的影响，从而减少生产周期、降低制造成本，提高顶盖的加工质量。
发明内容
本发明提供一种大型下法兰结构顶盖整体翻身方法，减少焊接及去除吊耳产生的变形及顶盖的翻身变形对顶盖的影响，从而减少生产周期、降低制造成本，提高顶盖的加工质量，其主要步骤如下：
1)摘除顶盖(1)的上法兰(11)与下法兰(12)之间4个位置对称的第一支撑筋板(3)、第二支撑筋板(4)、第三支撑筋板(5)、第四支撑筋板(6)，摘除的第一支撑筋板(3)、第四支撑筋板(6)选取位置与合缝面(2)的夹角为30°～40°，第三支撑筋板(5)和第四支撑筋板(6)及第一支撑筋板(3)和第二支撑筋板(4)距离约800～1000mm；
2)按照上法兰(11)与下法兰(12)之间尺寸制作4个整体翻身吊耳：第一整体翻身吊耳(7)、第二整体翻身吊耳(8)、第三整体翻身吊耳(9)、第四整体翻身吊耳(10)，4个整体翻身吊耳的吊耳孔应高出上法兰(11)和下法兰(12)外边缘；
3)将第一整体翻身吊耳(7)安放在摘除的第一支撑筋板(3)位置，第二整体翻身吊耳(8)安放在摘除的第二支撑筋板(4)位置，第三整体翻身吊耳(9)安放在摘除的第三支撑筋板(5)位置，第四整体翻身吊耳(10)安放在摘除的第四支撑筋板(6)位置，4个整体翻身吊耳与顶盖法兰内进行大角焊焊接；
4)顶盖(1)加工制造过程中，利用4个整体翻身吊耳进行空翻完成顶盖整体翻身操作；
5)顶盖(1)精加工完毕，利用镗床将第一整体翻身吊耳(7)、第二整体翻身吊耳(8)、第三整体翻身吊耳(9)、第四整体翻身吊耳(10)高出法兰部分(13)铣掉，剩余部分保留在顶盖(1)的上法兰(11)与下法兰(12)之间。
6)以上步骤1、步骤2、步骤3在顶盖(1)的设计阶段完成。
技术效果
1、本发明适用于大型下法兰结构的水轮机顶盖加工制造过程中的翻身需求，在顶盖法兰之间提前利用整体翻身吊耳替换法兰内支撑筋板的方法完成顶盖的起吊翻身操作。本发明可杜绝顶盖在加工过程中翻身吊耳的焊接、割除所产生的热变形，同时可克服大型下法兰结构的水轮机顶盖围板强度不够问题造成的顶盖整体翻身变形。
2、本发明具有通用性，不仅适用于大型下法兰结构的水轮机顶盖，也可适用于其他双法兰结构的顶盖，可减少生产周期、降低制造成本，提高顶盖的加工质量。
附图说明
图1为下法兰结构顶盖剖面图；
图2为下法兰结构顶盖外法兰支撑筋板分布图；
图3为下法兰结构顶盖外法兰替换翻身吊耳结构图；
图4为下法兰结构顶盖外法兰整体翻身吊耳分布图；
图5为下法兰结构顶盖整体翻身前平吊示意图；
图6为下法兰结构顶盖翻转45°示意图；
图7为下法兰结构顶盖翻转90°示意图；
图8为下法兰结构顶盖翻转90°时翻转180°示意图；
图9为下法兰结构顶盖翻转135°示意图；
图10为下法兰结构顶盖翻转180°示意图；
图11为下法兰结构顶盖制造完成吊耳去除示意图。
具体实施方式
以下结合图1～图11对本发明的方案进一步说明。具体操作步骤如下：
1)如图1、图2所示，摘除顶盖1的上法兰11与下法兰12之间4个位置对称的第一支撑筋板3、第二支撑筋板4、第三支撑筋板5、第四支撑筋板6，摘除的第一支撑筋板3、第四支撑筋板6选取位置与合缝面2的夹角为30°，第三支撑筋板5和第四支撑筋板6及第一支撑筋板3和第二支撑筋板4距离约800～1000mm；
2)如图3、图4所示，按照上法兰11与下法兰12之间尺寸制作4个整体翻身吊耳：第一整体翻身吊耳7、第二整体翻身吊耳8、第三整体翻身吊耳9、第四整体翻身吊耳10，4个整体翻身吊耳的吊耳孔应高出上法兰11和下法兰12外边缘以便于起吊；
3)将4个整体翻身吊耳分别安放在摘除的第一支撑筋板3、第二支撑筋板4、第三支撑筋板5、第四支撑筋板6位置，整体翻身吊耳与顶盖法兰内进行大角焊焊接，满足顶盖1制造过程中的翻身强度要求；
4)顶盖1在制造过程中，利用4个整体翻身吊耳如图5、图6、图7、图8、图9、图10所示方式，进行空翻完成顶盖整体翻身操作；
5)如图11所示，顶盖1精加工完毕，利用镗床，将整体翻身吊耳7、整体翻身吊耳8、整体翻身吊耳9、整体翻身吊耳10高出法兰部分13铣掉，剩余部分保留在顶盖1的上法兰11与下法兰12之间部分起到支撑筋板的作用。
6)以上步骤1、步骤2、步骤3在顶盖1的设计阶段完成。
具体实施实例：
以某大型水电机组为例，说明应用本发明实施的设计和调整过程：假如机组水轮机顶盖采用下法兰结构，顶盖总重量210吨，分两瓣结构，最大直径Φ9800mm，最小直径Φ3100mm，顶盖总高度2200mm。顶盖在上平面设置6只工地用平吊吊耳，只能满足顶盖平吊要求。顶盖外围板设计厚度为30mm厚Q235钢板，围板的强度无法焊接吊耳用于加工制造过程中的多次翻身要求。
1)假如机组水轮机顶盖设计为下法兰结构，法兰之间宽度300mm，法兰板内外宽度400mm，按120等分均布118个支撑筋板(合缝面位置取消2个)；
2)为保证机组水轮机顶盖在加工制造过程中的翻身要求，选取与合缝面的夹角为30°、39°对称位置的4个支撑筋板进行替换成整体翻身吊耳；
3)根据有限元强度计算，4只整体翻身吊耳材料选用430X300厚度130mm的Q345B钢板制作，对4个对称位置支撑筋板进行替换，整体翻身吊耳与顶盖相接三边按C55大焊角焊接，保证其翻身强度要求；
4)顶盖在加工制造过程中采用空翻的方式进行翻身，双钩分别挂住顶盖两侧的2只吊耳，将顶盖吊起，落下一侧的吊钩，将顶盖依次翻至45°、90°，直至顶盖完全垂直卧放，此时上侧一个吊钩受力；
5)用人力沿吊挂方向旋转顶盖180°，顶盖下侧朝向松弛的吊钩；
6)重新拉紧松弛的吊钩，将顶盖整体翻身至135°、180°，下平面朝上后翻身完成；
7)顶盖整体翻身正放，翻身方式同步骤4、步骤5、步骤6；
8)顶盖精加工完毕，将顶盖整体翻身吊耳正对镗床，利用镗床将吊耳耳孔部位铣掉，保留法兰之间支撑部位。

Claims (1)

1.一种大型下法兰结构顶盖整体翻身方法，其特征包括如下步骤：
1)摘除顶盖(1)的上法兰(11)与下法兰(12)之间4个位置对称的第一支撑筋板(3)、第二支撑筋板(4)、第三支撑筋板(5)、第四支撑筋板(6)，摘除的第一支撑筋板(3)、第四支撑筋板(6)选取位置与合缝面(2) 的夹角为30°～40°，第三支撑筋板(5)和第四支撑筋板(6)及第一支撑筋板(3)和第二支撑筋板(4)距离为800～1000mm；
2)按照上法兰(11)与下法兰(12)之间尺寸制作4个整体翻身吊耳：第一整体翻身吊耳(7)、第二整体翻身吊耳(8)、第三整体翻身吊耳(9)、第四整体翻身吊耳(10)，4个整体翻身吊耳的吊耳孔应高出上法兰(11)和下法兰(12)外边缘；
3)将第一整体翻身吊耳(7)安放在摘除的第一支撑筋板(3)位置，第二整体翻身吊耳(8)安放在摘除的第二支撑筋板(4)位置，第三整体翻身吊耳(9)安放在摘除的第三支撑筋板(5)位置，第四整体翻身吊耳(10)安放在摘除的第四支撑筋板(6)位置，4个整体翻身吊耳与顶盖法兰内进行大角焊焊接；
4)顶盖(1)加工制造过程中，利用4个整体翻身吊耳进行空翻完成顶盖整体翻身操作；
5)顶盖(1)精加工完毕，利用镗床将第一整体翻身吊耳(7)、第二整体翻身吊耳(8)、第三整体翻身吊耳(9)、第四整体翻身吊耳(10)高出法兰部分(13)铣掉，剩余部分保留在顶盖(1)的上法兰(11)与下法兰(12)之间；
6)以上步骤1、步骤2、步骤3在顶盖(1)的设计阶段完成。
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