CN115138979A - 一种三体罐联体封头的成型方法 - Google Patents

一种三体罐联体封头的成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种三体罐联体封头的成型方法，该方法采用了一种三体罐联体封头激光划线放样装置对每个半球封头进行划线；三体罐联体封头激光划线放样装置，包括标尺主体、固定支腿、点激光器、真空吸盘、活动支腿和线激光器，固定支腿包括固定主支腿和固定分支腿，固定主支腿的上端与标尺主体的一端连接，固定主支腿的下端连接有激光发射口竖直向下的点激光器，固定分支腿的上端与固定主支腿的下部侧面连接，固定分支腿的下端均连接有真空吸盘，活动支腿上端与标尺主体相连，活动支腿能沿标尺主体的长度方向移动，线激光器设置在标尺主体上并可沿标尺主体移动，线激光器上设置有方位盘。

Description

一种三体罐联体封头的成型方法
技术领域
本发明属于三体罐制造技术领域，具体涉及一种三体罐联体封头的成型方法。
背景技术
液化天然气（LNG）是一种清洁能源，广泛用于工业和民生领域。近年随着LNG需求量的增大，专门用于运输LNG的储罐容积也往大容积化发展，为了使LNG储罐容积最大化，一种做法是将LNG储罐设计成双体罐或三体罐。三体罐联体封头是三体罐重要的组成部分，它是由三个球缺封头相交联合，相交处通过Y形纵隔舱壁板焊接而成。三体罐联体封头是由多块壳板拼焊而成，由于该类液货舱的封头承受内部压力，对液货舱及封头的拼装精度和控制焊接变形量要求较高，建造过程中必须采用有效的方法来控制其精度和质量。
传统的联体封头建造方法是在一平台上先搭建专用胎架，然后将压制成一定双曲率的壳板在专用胎架上进行贴合、切割、组对和焊接。该方法需要预先制作一个与三体罐封头直径、曲率等同的组对胎架，制作组对胎架的精度和贴合时的测量尺寸决定了三体罐联体封头的精度。用该方法时制作胎架需要大量的辅材，胎架间距大小也影响联体封头组对整体贴合成型的精度，由于专用胎架在封头内侧，所以采用此方法组焊联体封头时，焊接工作只能在外侧进行单侧焊接。因此，传统方法建造的联体封头建造成本高、建造时间长且联体封头的焊缝分布和成型也不够合理。
因此，需要设计一种三体罐联体封头的成型方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三体罐联体封头的成型方法，以解决背景技术中提出的传统方法建造的联体封头建造成本高、建造时间长且联体封头的焊缝分布和成型也不够合理的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种三体罐联体封头的成型方法，采用了一种三体罐联体封头激光划线放样装置，三体罐联体封头激光划线放样装置包括标尺主体、固定支腿、点激光器、真空吸盘、活动支腿和线激光器，
固定支腿包括固定主支腿和固定分支腿，固定主支腿的上端与标尺主体的一端连接，固定主支腿的下端连接有激光发射口竖直向下的点激光器，固定分支腿的上端与固定主支腿的下部侧面连接，固定分支腿的下端均连接有真空吸盘，
活动支腿上端与标尺主体相连，活动支腿能沿标尺主体的长度方向移动，
线激光器设置在标尺主体上并可沿标尺主体移动，线激光器用于向标尺主体下方发射线激光，线激光器上设置有方位盘，方位盘用于调整线激光器发射的线激光的方向；
具体包括以下步骤：
先对三体罐联体封头进行建模，针对三个半球封头分别设计出切割成球缺封头的切割线，并规划出每个半球封头所需要压制的壳板，
压制出相应的壳板，使用压制好的壳板拼装成半球封头，
再采用前述的三体罐联体封头激光划线放样装置对每个半球封头进行划线，按划线进行切割，切割完成后即为球缺封头，
将三块平板焊接成Y形舱壁板，
将三个球缺封头与Y形舱壁板组对焊接成完整的三体罐联体封头。
在一种具体的实施方式中，三体罐联体封头激光划线放样装置对每个半球封头进行划线的步骤如下：
将三体罐联体封头激光划线放样装置置于半球封头的顶部，调节固定分支腿的位置使得位于固定主支腿下端的点激光器所发出的点激光垂直对准半球封头顶部事先确定的正中心，然后利用固定分支腿下端连接的真空吸盘将固定分支腿固定住，
沿标尺主体长度方向移动活动支腿，调整活动支腿的位置使得标尺主体处于水平状态，然后固定活动支腿，
沿标尺主体长度方向移动线激光器，使得线激光器与固定主支腿上端的水平距离等于建模时测量得到的该半球封头正中心到该半球封头上两根切割线的交点的水平距离，
开启线激光器，调整方位盘使得线激光器发射的线激光与建模时该半球封头上的第一根切割线相对应，然后完成第一根切割线的划线，划完第一根切割线后，再调整方位盘，使得线激光器发射的线激光与建模时该半球封头上的第二根切割线相对应，然后完成第二根切割线的划线。
在一种具体的实施方式中，所述半球封头上的壳板包括温带板和极带板，极带板位于半球封头的中心，温带板环绕极带板设置，极带板包括一块极中板和两块极侧板，所有温带板的尺寸规格均相同，所有极中板的尺寸规格均相同，所有极侧板的尺寸规格均相同；
且通过控制温带板和极带板分瓣角的大小，使得建模显示会被切割线完整切割掉的部分温带板在拼装成半球封头时不用拼装；每块温带板的坡口切割线指向半球封头中心；
半球封头上不需要被切割的壳板在拼装成半球封头时先进行焊接。
在一种具体的实施方式中，所述线激光器为具有打点功能的线激光器；方位盘上设置有用于显示线激光器发射的线激光方向的指针。
在一种具体的实施方式中，所述标尺主体上设置有水平仪；所述标尺主体包括多节相互嵌套的尺体组成，形成可伸缩的结构。
在一种具体的实施方式中，所述活动支腿的下方也设置有真空吸盘。
在一种具体的实施方式中，所述活动支腿的下方还设置有旋转螺杆，旋转螺杆用于调节活动支腿的支撑高度。
在一种具体的实施方式中，所述标尺主体上均匀设置有挂孔，活动支腿上端设置有挂钩，标尺主体上的挂孔与活动支腿上的挂钩可拆卸连接。
在一种具体的实施方式中，所述固定主支腿的上端与标尺主体通过铰接的方式进行连接。
相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明中的三体罐联体封头的成型方法是将三体罐联体封头的三个球缺封头分别划线放样切割成形后，再与Y形舱壁板组对连接。单个球缺封头由温带板和极带板组成，其中温带板每块壳板尺寸规格相同，极带由极中板和两块极侧板组成，三个球缺封头中同型号的壳板可互换，可简化三体罐联体封头的建造工艺并提高效率。
本发明中的三体罐联体封头的成型方法不受球缺封头直径大小限制，不需要搭建工装胎架，放样方法简单快捷且装置可重复使用。同时，球缺封头焊缝分布和成型更合理。
本发明中的三体罐联体封头焊接前的三个球缺封头中同型号的壳板可互换，每块温带板坡口切割线指向半球封头中心，因此，组对的焊缝坡口大小规则一致，方便后续焊接施工。
本发明是将每块壳板采用压力机压片成型，下精料后再组对成单个半球封头或球缺封头，不需要另搭建专用胎架进行贴合下料和组对，提高了储罐的拼装速度并降低了成本。
本发明中三体罐联体封头激光划线放样装置不受球缺封头直径大小影响，可重复使用，且不需要搭建专用胎架。
本发明中单个球缺封头焊接成形后，再采用专用装置整体激光划线放样，可整体切割，也可将单块壳板拆卸下来分块切割后，再组装还原，大大减少了传统胎架贴合方法中焊接变形对Y形接头间隙的不利影响。
本发明方法分别将单个球缺封头作为一个整体划线放样，方便对单个球缺封头切割和尺寸控制，单个球缺成型后，再与Y形舱壁板拼装合拢成一整体。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明一种三体罐联体封头激光划线放样装置的实施例的结构示意图；
图2是本发明一种三体罐联体封头激光划线放样装置的实施例的方位盘的示意图；
图3是本发明一种三体罐联体封头激光划线放样装置的实施例进行划线的示意图；
图4是本发明中单个半球封头的激光划线示意图；
图5是本发明中单个半球封头按激光划线切割完第一根切割线的示意图；
图6是本发明中单个半球封头按激光划线切割成球缺封头的示意图；
图7是本发明中三个球缺封头和Y形舱壁板焊接前的位置示意图；
图8是本发明中焊接完成的三体罐联体封头的示意图；
其中，1、固定支腿；2、标尺主体；3、点激光器；4、真空吸盘；5、活动支腿；6、线激光器；11、固定主支腿；12、固定分支腿；21、水平仪；51、旋转螺杆；61、方位盘；01、温带板；02、极中板；03、极侧板；04、切割线；05、Y形舱壁板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的一种三体罐联体封头的成型方法，采用了一种三体罐联体封头激光划线放样装置，三体罐联体封头激光划线放样装置包括标尺主体2、固定支腿1、点激光器3、真空吸盘4、活动支腿5和线激光器6，
固定支腿1包括固定主支腿11和固定分支腿12，固定主支腿11的上端与标尺主体2的一端连接，固定主支腿11的下端连接有激光发射口竖直向下的点激光器3，固定分支腿12的上端与固定主支腿11的下部侧面连接，固定分支腿12的下端均连接有真空吸盘4，激光发射口竖直向下的点激光器3能起到铅垂定位的作用。
活动支腿5上端与标尺主体2相连，活动支腿5能沿标尺主体2的长度方向移动，
线激光器6设置在标尺主体2上并可沿标尺主体2移动，线激光器6用于向标尺主体2下方发射线激光，线激光器6上设置有方位盘61，方位盘61用于调整线激光器6发射的线激光的方向。
具体包括以下步骤：
先对三体罐联体封头进行建模，针对三个半球封头分别设计出切割成球缺封头的切割线04，并规划出每个半球封头所需要压制的壳板，
压制出相应的壳板，使用压制好的壳板拼装成半球封头，
再采用前述的三体罐联体封头激光划线放样装置对每个半球封头进行划线，将已划线完成的壳板拆分后按划线进行切割，切割完成后将相应壳板组装焊接成球缺封头，
将三块平板焊接成Y形舱壁板05，
将三个球缺封头与Y形舱壁板05组对焊接成完整的三体罐联体封头。
三体罐联体封头激光划线放样装置对每个半球封头进行划线的步骤如下：
将三体罐联体封头激光划线放样装置置于半球封头的顶部，调节固定分支腿12的位置使得位于固定主支腿11下端的点激光器3所发出的点激光垂直对准半球封头顶部事先确定的正中心，然后利用固定分支腿12下端连接的真空吸盘4将固定分支腿12固定住，
沿标尺主体2长度方向移动活动支腿5，调整活动支腿5的位置使得标尺主体2处于水平状态，然后固定活动支腿5，
沿标尺主体2长度方向移动线激光器6，使得线激光器6与固定主支腿11上端的水平距离等于建模时测量得到的该半球封头正中心到该半球封头上两根切割线的交点的水平距离，
开启线激光器6，调整方位盘61使得线激光器6发射的线激光与建模时该半球封头上的第一根切割线04相对应，然后完成第一根切割线04的划线，划完第一根切割线04后，再调整方位盘61，使得线激光器6发射的线激光与建模时该半球封头上的第二根切割线04相对应，然后完成第二根切割线04的划线。
所述半球封头上的壳板包括温带板01和极带板，极带板位于半球封头的中心，温带板01环绕极带板设置，极带板包括一块极中板02和两块极侧板03，所有温带板01的尺寸规格均相同，所有极中板02的尺寸规格均相同，所有极侧板03的尺寸规格均相同；
且通过控制温带板01和极带板分瓣角的大小，使得建模显示会被切割线完整切割掉的部分温带板01在拼装成半球封头时不用拼装；每块温带板01的坡口切割线指向半球封头中心；
半球封头上不需要被切割的壳板在拼装成半球封头时先进行焊接。
所述线激光器6为具有打点功能的线激光器；选择具有打点功能的线激光器能减少人工划线的误差，同样也降低了人力成本。方位盘61上设置有用于显示线激光器发射的线激光方向的指针。设置指针方便准确测量划线的角度。
所述标尺主体2上设置有水平仪21；水平仪21能直观的显示是否处于水平，能有效提高工作效率。所述标尺主体2包括多节相互嵌套的尺体组成，形成可伸缩的结构。采样可伸缩结构方便收纳。
所述活动支腿5的下方也设置有真空吸盘4，有利于标尺主体的稳定。
所述活动支腿5的下方还设置有旋转螺杆51，旋转螺杆51用于调节活动支腿5的支撑高度。
所述标尺主体2上均匀设置有挂孔，活动支腿5上端设置有挂钩，标尺主体2上的挂孔与活动支腿5上的挂钩可拆卸连接。通过将活动支腿5上的挂钩更换挂在不同位置的挂孔上使得活动支腿5相对标尺主体2能沿标尺主体2的长度方向移动。活动支腿5上的挂钩挂在挂孔上之后，活动支腿5与标尺主体2形成铰接连接。
所述固定主支腿11的上端与标尺主体2通过铰接的方式进行连接，方便收纳。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种三体罐联体封头的成型方法，其特征在于，采用了一种三体罐联体封头激光划线放样装置，三体罐联体封头激光划线放样装置包括标尺主体（2）、固定支腿（1）、点激光器（3）、真空吸盘（4）、活动支腿（5）和线激光器（6），
固定支腿（1）包括固定主支腿（11）和固定分支腿（12），固定主支腿（11）的上端与标尺主体（2）的一端连接，固定主支腿（11）的下端连接有激光发射口竖直向下的点激光器（3），固定分支腿（12）的上端与固定主支腿（11）的下部侧面连接，固定分支腿（12）的下端均连接有真空吸盘（4），
活动支腿（5）上端与标尺主体（2）相连，活动支腿（5）能沿标尺主体（2）的长度方向移动，
线激光器（6）设置在标尺主体（2）上并可沿标尺主体（2）移动，线激光器（6）用于向标尺主体（2）下方发射线激光，线激光器（6）上设置有方位盘（61），方位盘（61）用于调整线激光器（6）发射的线激光的方向；
具体包括以下步骤：
先对三体罐联体封头进行建模，针对三个半球封头分别设计出切割成球缺封头的切割线（04），并规划出每个半球封头所需要压制的壳板，
压制出相应的壳板，使用压制好的壳板拼装成半球封头，
再用三体罐联体封头激光划线放样装置对每个半球封头进行划线，按划线进行切割，切割完成后即为球缺封头，
将三块平板焊接成Y形舱壁板（05），
将三个球缺封头与Y形舱壁板（05）组对焊接成完整的三体罐联体封头。
2.根据权利要求1所述的三体罐联体封头的成型方法，其特征在于，三体罐联体封头激光划线放样装置对每个半球封头进行划线的步骤如下：
将三体罐联体封头激光划线放样装置置于半球封头的顶部，调节固定分支腿（12）的位置使得位于固定主支腿（11）下端的点激光器（3）所发出的点激光垂直对准半球封头顶部事先确定的正中心，然后利用固定分支腿（12）下端连接的真空吸盘（4）将固定分支腿（12）固定住，
沿标尺主体（2）长度方向移动活动支腿（5），调整活动支腿（5）的位置使得标尺主体（2）处于水平状态，然后固定活动支腿（5），
沿标尺主体（2）长度方向移动线激光器（6），使得线激光器（6）与固定主支腿（11）上端的水平距离等于建模时测量得到的该半球封头正中心到该半球封头上两根切割线的交点的水平距离，
开启线激光器（6），调整方位盘（61）使得线激光器（6）发射的线激光与建模时该半球封头上的第一根切割线（04）相对应，然后完成第一根切割线（04）的划线，划完第一根切割线（04）后，再调整方位盘（61），使得线激光器（6）发射的线激光与建模时该半球封头上的第二根切割线（04）相对应，然后完成第二根切割线（04）的划线。
3.根据权利要求2所述的三体罐联体封头的成型方法，其特征在于，所述半球封头上的壳板包括温带板（01）和极带板，极带板位于半球封头的中心，温带板（01）环绕极带板设置，极带板包括一块极中板（02）和两块极侧板（03），所有温带板（01）的尺寸规格均相同，所有极中板（02）的尺寸规格均相同，所有极侧板（03）的尺寸规格均相同；
且通过控制温带板（01）和极带板分瓣角的大小，使得建模显示会被切割线完整切割掉的部分温带板（01）在拼装成半球封头时不用拼装；每块温带板（01）的坡口切割线指向半球封头中心；
半球封头上不需要被切割的壳板在拼装成半球封头时先进行焊接。
4.根据权利要求1所述的三体罐联体封头的成型方法，其特征在于，所述线激光器（6）为具有打点功能的线激光器；方位盘（61）上设置有用于显示线激光器发射的线激光方向的指针。
5.根据权利要求1所述的三体罐联体封头的成型方法，其特征在于，所述标尺主体（2）上设置有水平仪（21）；所述标尺主体（2）包括多节相互嵌套的尺体组成，形成可伸缩的结构。
6.根据权利要求1所述的三体罐联体封头的成型方法，其特征在于，所述活动支腿（5）的下方也设置有真空吸盘（4）。
7.根据权利要求1所述的三体罐联体封头的成型方法，其特征在于，所述活动支腿（5）的下方还设置有旋转螺杆（51），旋转螺杆（51）用于调节活动支腿（5）的支撑高度。
8.根据权利要求1所述的三体罐联体封头的成型方法，其特征在于，所述标尺主体（2）上均匀设置有挂孔，活动支腿（5）上端设置有挂钩，标尺主体（2）上的挂孔与活动支腿（5）上的挂钩可拆卸连接。
9.根据权利要求1所述的三体罐联体封头的成型方法，其特征在于，所述固定主支腿（11）的上端与标尺主体（2）通过铰接的方式进行连接。
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