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组装工艺论文实用13篇

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组装工艺论文

篇1

根据本工程的施工特点及进度要求,如果采用搭设大面积脚手架进行安装不仅费用较高而且搭设困难,满足不了工期紧张的要求。针对本工程属于平板网架的特点,我部通过对图纸认真、细致的研究后,结合安装类似工程的丰富经验,提出了在C-2轴支座位置向B-2方向在地面组装一块网架(上弦11个网格,下弦10个网格),然后整体吊装。此部分网架支座长度方向距离近,在该单元范围内共有3个支座,现场再用5t手动葫芦悬挂于屋架梁上作为临时支撑。后续网架在此片网架的基础上同时向两端安装,安装方式采用吊车配合吊装锥体高空散装法逐跨合拢,即“起步网架整体吊装安装,后续吊车配合高空散装法”的施工方案。按该方案安装时网架受力合理、施工安全可靠;施工速度快,工期短。由于网架长度方向支座相互距离远,在后续网架安装过程中,采用4个5t手动葫芦作为临时支撑,防止网架变形。

3.具体的施工工艺

3.1网架制作

网架结构工程的施工材料主要是螺栓球、杆件、套筒、锥头、支托、支座,这些部件由生产厂家制作并测试,合格后才可以使用。其制作过程及工艺流程是原材料检验——钢球加工——杆件的焊接——喷砂涂装——检验——编号预拼装 。

3.2网架的拼装及验收

根据网架高度特点,组装一块网架,然后实施整体吊装,再由此向两端开始安装。安装的支架必须对准网架下弦的支撑点,支架间距应适当,过大和过小都不利于施工,同时还可以避免网架下垂。拼装过程中,根据基础验收资料,放出拼装的标高和各榀屋架轴线的辅助线,以确保标高和各榀屋轴线的精确,进而保证施工质量。

拼装顺序的确定要优先考虑避免误差积累,其次要考虑施工方便,最后是要考虑结构的受力点和吊装机械的性能指标。从结构的中间部分,配合吊车安装,再由中间向两端开始逐跨安装的施工方式同步拼装,最后在另一端闭合。

3.3拼装工艺

篇2

一.引言。

随着我国经济的快速发展,水利水电工程作为经济发展的动力支柱,其建设规模和建设数量正在不断扩大。相对于的在水利水电工程施工过程中,机电安装工程也经历了从少到多,从慢到快,从小到大的发展过程。面临越来越大的建设规模,单机容量日益增大,机组的数量也所有增加,这就对机电安装提出了挑战,增加了安装的难度。目前,在水利水电施工中,机电安装还存在许多啊问题,既影响了工程的质量,同时也影响了水利水电工程的经济效益。

二. 水利水电工程施工的特点。

1.施工过程受环境影响较大。

在水利水电工程施工过程中,经常是在河流上进行,施工中受河流的地形、地质、气象和水文都周边环境的影响较大,在施工进度控制管理中,围堰填筑、施工导流和基坑排水都是主要控制因素。

2.施工组织困难。

绝大多数的水利水电工程,都处于交通条件不是很发达的偏远地区,在工程施工过程中,材料及机械设备的运输难度加大,不仅仅是运输成本有所增加,也增加了设备的运输风险,加大了施工的组织管理难度。

3.环境苛刻,要求严格。

水利水电工程的建设规模都较大,施工涉及的工种较多,工程量巨大,施工的强度较高,周围的环境干扰较为严重,施工过程中需要进行反复的论证和进行优选,才能保证施工质量,而对工程的质量要求通常都较高。

4.施工过程中操作类型较多且复杂。

水利水电工程在施工过程中,需要进行隧洞开挖、石方爆破、高空作业和水下作业、水上作业等,作业类型较多,作业工序较为复杂,施工存在一定的难度。

三.水利水电工程施工中机电安装工程的特点。

1.安装工程组织难度大,技术要求高。

水利水电工程在安装过程中,经常涉及到大量的超级超限部件需要在施工工地上进行焊接、组装,而对于水利水电工程的特殊性质来讲,通常都不会存在较为平整的大片施工工地,机电设备安装前组装作业的基本要求很难满足,同时由于场地的交叉使用和多台安装机组的平行流水作业,存在一定的矛盾和冲突,对土建施工造成影响,加大了安装工程的组织和管理难度,相应的提高了安装的技术要求。

2.安装强度高,设备要求精度高。

在水利水电工程施工中,建设规模不断扩大,需要安装的机组台数也逐渐增多,导致机组安装强度越来越高。同时,水利水电工程的机电设备对安装的精度要求较高,以水轮发电机组安装为例,其安装误差范围通常都是采用1/100mm来进行控制,部分工程中误差要求甚至更小,这就要求具备高超的安装技术,追求安装“零”误差。

3.安装工艺复杂,交叉作业较多。

水利水电工程机电安装时,受制于工程运输条件的约束,许多发电机组的部件都无法在制造厂完成加工和组装后,运输到工地进行安装,而是需要将零散的部件运输到施工现场后,在现场进行组装,导致原本就不宽敞的施工工地上堆放了大量的待组装零件,同施工现场其他工程施工造成作业交叉,加大了安装的复杂程度,增加了安装工作量。

四.水利水电工程施工中机电安装容易出现的问题及防治措施。

1.安装施工过程中容易出现的问题。

(1)设备的基础尺寸、位置和标高出现偏差。

设备的基础尺寸、位置和标高出现偏差,出现此类问题绝大多数原因都是由于施工图纸标注的尺寸和机电安装时的尺寸存在偏差导致的,例如在土建施工图纸上所标注的机组标高和水利机械图纸上所标注的标高不完全相同,在土建施工图纸上未考虑垫铁厚度因素,对设备进行绷重梁配筋布置时,就缺失对垫铁高度的计算,导致在机组进行安装就位时,无法按照设计的高程进行安装,而只好采取去除基础表面的混凝土,降低高度,或是放弃使用可以调节的垫铁,来保证机组的安装高程。

(2)安装前预留的孔洞存在位置偏差和尺寸误差。

机电设备安装前,在进行基础混凝土浇筑时,由于支撑模板的材质较差,导致在振捣时因为挤压而使模板变形,从而导致混凝土凝结后,出现预留的孔洞位置和尺寸与设计的标准存在误差,另外,土建工程施工时,对孔洞的定位时,参照的基准线不准确,也对导致孔洞的偏差。

(3)遗漏预留的电缆孔洞、电缆沟转弯位置的空间不够。

在泵站工程中,机电设备的结构较为复杂,电缆的数量较多且走向非常复杂,由于土建工程施工时,极容易遗漏预留的电缆孔洞,在进行电缆转向操作时,没有电缆转向的空间,另外由于工程设计的原因,导致电缆转弯半径太小,无法满足电缆转向的要求。

2.防治质量问题的相关措施。

1.做好安装工程施工前的准备工作。

在水利水电工程施工过程中,工程项目的施工图设计阶段时,要由具有机电安装专业知识的设计人员对土建结构设计、机电安装工程等提出自己的技术要求,如:穿墙管道预埋、电气设备和线路的固定件预埋、主机组地脚螺栓的孔洞预留、电缆孔洞预留、通风设备构件预留等。要将核心的技术要求在土建结构图上反映出来。在进行土建施工之前,土建施工技术人员要和机电安装人员共同对土建工程和机电专业的施工图纸进行审核,以避免后期施工出现差错。这就要求机电安装人员要有一定的土建相关知识,以看懂包括结构预留孔洞图等土建施工的图纸,要了解土建施工进度计划和施工管控,同时也要求土建施工技术人员要熟悉机电安装的施工图纸。

2.提高机电安装施工方案的合理性。

水利水电工程施工中,土建工程和机电安装的施工方案存在一定的交叉,有时也存在一定的相互矛盾,相互受到影响。如土建工程施工过程中,浇筑混凝土和预埋的部件时,对预留的孔洞位置要确保准确,而在进行立模和振捣操作时,又容易造成预留的孔洞和预留位置发生偏差;在进行主机组安装调试时,要求工作环境保持安静和清洁,而施工现场往往存在室内装饰施工和工程的机械作业等交叉作业,这就要求要保证机电安装施工方案要保持灵活性,要适合工程实际情况,在拟定方案时,要考虑其他因素的影响,注重各项因素的协调配合,这样才能设计出合理的安装施工方案。

3.做好交叉施工的配合。

水利水电工程施工时,机电安装过程中交叉作业较多,不仅仅涉及到施工场地,甚至出现工序相互交叉,相互影响。为了提高机电设备的安装水平,就有必要提高整体工程的施工质量,在保证施工安全的前提下,做好工程的配合和协调,共同做好工程施工。

五.结束语。

水利水电工程施工过程中,机电安装时出现的问题较多,设备安装单位要提前采取相关措施,做好质量事故的预防工作,通过加强施工管控,提高设备安装质量,保障水利水电工程的安全性。

参考文献:

[1] 王永刚 水利水电施工中机电安装出现的问题及对策分析 [期刊论文] 《科技致富向导》 -2012年24期

[2]邹伟清 浅议水利水电施工中的机电安装问题 [期刊论文] 《科技致富向导》 -2011年21期

[3]陈华 水利水电施工中机电安装出现的问题及对策 [期刊论文] 《科技信息》 -2011年3期

[4]黄小松 水电站机电安装施工中存在的问题与策略探讨 [期刊论文] 《商》 -2012年23期

篇3

0 引言

近几年随着我国人均GDP的增高,人们对汽车的需求量逐渐增加,其消费市场也越来越大,从而导致内部市场的竞争也越来越激烈。为进一步提升汽车企业在汽车生产制造行业当中的竞争力,作为企业生产制造方,必须从企业内部的设计和生产过程中不断地进行改革和完善,如此一来才能够从根本上优化企业的市场竞争力,为企业的可持续发展奠定基础。汽车总装线是汽车生产工艺流程的最后一个环节,也是保证汽车质量的最关键环节。在该工艺环节内通过各项技术工艺和管理措施,实现系统的流水线式组装作业,完成汽车生产的总装。

因此,在该工艺环节内设计步骤和组装方法的合理性和高效性是保障汽车生产的关键因素,也是控制汽车质量的必须手段。

1 汽车总装线参数确定设计及方法

汽车总装线参数确定主要是在整个汽车总装线的工作流程中对其总装目标的外形和特点等进行全面的分析,从而构建“两个确定”。

第一,确定总装汽车的三维空间。根据汽车总装线的目标物从其结构上对汽车的长度、宽度、高度三方面对其三维空间结构进行确定,从而对汽车的实际生产型号的标准进行确定。汽车总装线汽车总装三维空间参数的确定能够为汽车总装线的控制和管理提供准确的空间数据信息,使其步骤设计更加精确。

第二,确定总装汽车各个部分的重量。该参数的确定主要是根据目标汽车的生产需求对其各个环节的重量和总重实施参数确定,从而实现在汽车总装线设计工作过程中能够准确、迅速地进行移动运输,完成总装的准备工作。

汽车总装线的设计参数确定除了“两个确定”外还需要对其总装线的工艺参数和生产要素进行确定,从而更加准确地为其总装线的设计和实施实提供参数。

首先,在汽车总装线的工艺参数确定的过程中主要是根据目标汽车所使用的材料和需要进行组装的工艺部分进行处理,充分发挥总装线材料与工艺的实质性,促进汽车总装线工作质量的提升。

其次,在汽车总装线的生产要素参数确定的过程中主要是根据汽车总装线的工作人员数量,对其进行整体生产人员要素的控制。此外,在汽车总装线中对汽车的总装定额、生产节拍、工作强度、工作时间进行规划,实现生产流程参数化执行,改进总装线的工作效率。

2 汽车总装线分段的设计及方法

汽车总装线的分段生产能够有效地促进其生产效率和生产工艺的提升,从而掌握汽车生产制造的核心技术和方法。

汽车总装线分段生产的价值在于实现不同分段内不同生产工艺和组织形式生产,提升分段工作效率。汽车总装线分段生产根据不生产目标汽车的需求对其进行分段生产线处理,从而根据每一个组装的需求性对其工艺进行确定。例如,在汽车总装线工艺内的汽车底盘装配分段内根据汽车的型号和底盘的高度选择空间总装的方式,以悬挂式将汽车的前后轮胎进行装配,实现工艺技术的加强。

此外,汽车总装线的分段设计能够提高总装线的维护效率。传统的一体化总装线在其日常维护上维护内容较多,维护方式复杂,需要兼备各个总装线流程和工艺的专业人员和有经验的人员对其进行故障点进行定位,进而对其故障进行排除和维护,使用的时间较长,严重影响维护的效率。此外,如果对总装线的维护和故障处理上不具备高效性和稳定性则会降低汽车总装线工作的整体稳定性和工作效率,影响汽车的总装。

目前汽车总装线分段设计的方法主要是根据汽车的结构对其实施分段设计,其中以内饰装配、底盘装配和基本设备装配三段式为主要应用方法。在该三段式汽车总装线设计工艺中实现了分段、分结构、分工艺的汽车总装工作,有利于整个总装线的管理和维护,具有应用价值和意义。近几年随着我国生产线工艺的改进和管理方式的完善,汽车总装线分段设计融入了工程分段管理理念,按照汽车总装的先后顺序,建立了顺序分段总装线工艺,实现了结构和顺序双重分段组装工艺,为我国汽车总装线的生产质量和生产效率的提升奠定了基础。

3 汽车总装线工艺的设计及方法

汽车总装线流水线内需要不同的总装工艺,这样才能够完成总装线的根本设计。因此,汽车总装线工艺的设计需要根据汽车企业的生产计划和汽车市场的整体情况,对其进行选择。例如,大众汽车的生产战略为中端汽车消费行业,其在总装线工艺中更加强调的是总装线总体成本和效益的关系。因此,其总装线工艺设计的要点是对总装线流程的实施成本和预期收益进行规划,从而实现低成本、高效益的汽车总装线工艺。而宝马汽车企业注重的是高端市场的发展,其在总装线的设计上更加注重的是高端品质和各个部件的品质。因此,总装线的工艺必须从每一个细节处入手,完善细节和整体总装技术,其总装线的工艺流程应该更加细致化,从而实现汽车的总装。汽车总装线的运输链的速度和装配人员的熟练度是其汽车总装线日常生产总量和质量的主要影响因素。因此,在其方法改进的过程中必须强化转配人员的熟练度,提升总装线运输速度,缩短总装线时间,从而提高工作质量。

4 汽车总装线布置的设计及方法

汽车总装线布置设计的步骤主要是根据总装线的平面形式将其布置成直线型、U型、S型、矩形、螺纹型几种方式,从而实现汽车总装线的平面布置设计,为其流程的优化奠定基础。

汽车总装线布置的方法主要是根据汽车总装线的工作长度、汽车总装线的工作场地空间、汽车总装线的生产需求、汽车总装线的流畅性、汽车总装线的经济型五个方面对其实施设计。目前我国汽车总装线的工作步骤设计主要是采用旧厂房改造的方式,按照工程的格局和总装线的经济价值对其进行总装线布置设计,往往会忽略总装线的工作长度需求和生产需求。因此,在其工艺方法改进的过程中必须充分以改革总装线布置方法的需求对其进行方法改进。汽车总装线布置工艺的切入点是以汽车企业的人力资源和经济资源为基础,在满足总工艺的生产数量需求和质量需求的同时,实现工艺的优化,发挥汽车总装线的工作价值和意义。

5 总结

汽车总装线是汽车生产完成装配中的收尾环节,同样在整个汽车生产的流程中占有重要的位置。随着当前我国现代技术和管理水平的不断提升,未来在汽车总装线的设计步骤和方法上必须与时俱进,实现汽车总装工艺与现代工艺的完美结合,以汽车工艺为入手点,提高对设备、人员、财力等诸多方面的优化控制,提高生产效率,保证产品质量。从而为我国汽车生产制造行业的发展提供专业、高效的生产技术和管理技术。我们要发展自身优势,提高市场占有率。以汽车企业的发展战略目标为基础,以企业的生产目的为根本,实现企业总装线生产工艺的规划,保障各个环节工作的协调性和效率性,从而促进我国汽车批量生产质量的提升,达到我们自身发展的目标要求。

参 考 文 献

[1] 齐相龙,刘晋飞,陈明.汽车线束预装配线平衡问题的优化和仿真[J].机械设计,2015,01(01):68-72.

[2] 王元.汽车总装生产线分析[J].科技创新与应用,2016,03(05):79.

[3] 王龙飞.汽车总装线上加注制动液泄漏故障分析[J].汽车科技,2016,02(01):93-99.

[4] 董萌.浅谈汽车工厂与汽车工艺设计[J].中国高新技术企业,2014,16(07):113-115.

[5] 胥红光,姚文.采用PLC集成故障安全系统的汽车总装车间ANDON系统研究[J].微型电脑应用,2013,10(06):35-37.

篇4

《表面组装技术》(Surface Mounting Technology,SMT)是应用电子技术和电子信息工程技术专业的核心职业能力课程,是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。本课程的学习,对学生职业能力培养和职业素养养成起着主要的支撑作用。课程组根据示范性高职院校建设的要求,利用一体化,信息化教学和现场教学模式,对表面组组装技术课程进行了建设与改革研究。

2.课程设置

2.1 课程定位

表面组装技术课程是应用电子技术专业的一门必修专业课(SMT方向),同时更是一门与生产实践紧密相关的课程。通过本课程的学习,学生能了解现代电子产品的生产环境、熟悉了企业管理制度;掌握SMT生产的全过程;掌握SMT生产工艺编制、文件管理和品质控制方法;掌握设备操作与设备维护等。本课程的学习,对学生职业能力培养和职业素养养成起着主要的支撑作用。

2.2 课程任务

通过本课程的学习使学生建立SMT系统的概念、了解SMT生产系统的构成;正确识别表面组装元器件,熟悉表面组装材料;掌握表面组装设备的基本工作原理及操作规程;掌握表面组装工艺、生产的组织和管理等。培养学生SMT设备安装、管理、操作与维护的能力,拓宽学生的知识面。通过系统学习,学生们能熟练的使用有关软件进行操作与生产,使学生胜任SMT生产线各岗位要求,熟悉SMT工艺编程。为今后SMT生产一线的工作奠定较坚实的理论基础和操作技能。

2.3 课程目标

本课程的目标是使学生熟悉现代化电子产品生产线,熟悉电子产品生产工艺,及其表面组装技术在生产实践中的应用,了解表面组装技术的发展趋势,培养学生良好的思维习惯和职业素质,养成自主学习能力和学习科学探究方法,使学生了解科学技术与社会生产力的相互作用,逐步养成科学的价值观;在进一步的实践训练中锻炼学生实际操作技能,提示学生的团队合作精神,为就业打好坚实基础。

2.3.1 知识目标

了解和熟悉SMT技术的概念、特点、作用、现状及发展。掌握SMT元器件的型号、规格识别方法;SMT生产工艺流程;焊膏印刷、贴片、再流焊接等工艺方法;SMT的检测与返修方法;SMT设备基本结构、功能和工作原理;SMT设备编程知识。

2.3.2 技能目标

熟练掌握SMT印刷工艺流程;电SMT贴片工艺流程;电SMT再流焊接工艺流程;熟悉印刷机操作规范和操作要领;贴片机的操作规范和操作要领;回流焊炉的操作规范和操作要领;熟悉并了解返修设备的操作规范和操作要领;了解SMT生产加工的组织与管理过程。

2.3.3 素质目标

培养学生能独立承担电子产品的装配与工艺管理、质量检验、设计开发及设备维护管理等岗位的工作,具有良好的团队合作意识;在实际工作中能创造性地完成各项任务,了解电子信息产业的相关法律法规常识与行业标准;掌握文明生产、安全生产与环境保护的相关规定及内容。培养学生具有实事求是、热爱真理的精神,培养学生勇于创新、敬业乐业的工作作风;培养学生的质量意识、安全意识、社会责任心、环保意识和优秀的职业素质和道德。

3.课程改革的教学模式与设计思路

3.1 课程改革的教学模式

传统的应用电子技术类课程采用呆板的“满堂灌”讲授和课后零碎的见习的方式进行教学,我们针对本课程实践性强和学生探索欲强的特点,特殊的采取工学交替、任务驱动、项目导向、课堂与实训地点结合等一体化教学模式。将日后本专业学生就业的职业技能,职业素养与知识体系融入教学之中,将理论教学与实训教学结合在一起。授课时就告诉学生课程设计项目的内容、要求,设计应该涵盖的知识点,以此为基础展开理论教学和实训教学,注重培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力以及创新思维与技术综合应用能力。根据SMT技术的专业特点及电子产品生产流程,重点介绍SMT组装系统设备结构特点与操作技能、介绍表面组装工艺技术生产流程、工艺规范和质量检测管理等知识。

3.2 课程改革设计思路

(1)创新的教学理念与思路:经过今年的教学探索,我们坚持“以职业岗位为课程目标,以职业能力为课程核心,以职业标准为课程内容,以学生为主体,以教师为引导,以最新SMT技术为课程视野”的课程设计的理念。以“生产车间”为平台,按照“具体工作岗位分析实际的工作过程提炼典型工作任务转化为学习领域设计教学项目形成课程结构”的流程进行基于工作过程、行动导向的课程设计,形成“教、学、做”一体化的课程,

(2)教学过程教学过程形象化:理论教学将复杂的原理用简单的、感性的方法展现出来,并选取与学生实际生活密切相关的实例和生活中的应用联系讲解,结合多媒体等有效地使难以理解的概念简单化、形象化,充分激起了学生的学习兴趣和主动性。

(3)课程教学中始终贯穿学以致用,“以就业为导向,以能力为本位”的职教思想:以学生将来从事的职业岗位群所需要的相关知识和基本技能为依据,以项目课程为主体的模块化专业课程体系,它突破了学科为中心的课程体系,减少理论推导介绍,重点突出应用。以工作任务为中心组织课程内容,让学生在完成具体项目的过程中学会完成相应工作任务。以职业活动为导向将课程内容按“项目”进行整合。

3.3 灵活多样的教学方法与手段

本课程根据课程内容和学生特点,灵活运用项目导向任务驱动的教学、分组讨论、“角色扮演、学、练、做”四位一体教学现场实践教学“全程跟踪”“启发激励与鼓励”教学引导等教学方法,引导学生积极思考、乐于实践,提高教学效果。教学组织形式多样化并充分利用现代化教学仪器设备。

实践方面在学校的SMT教学工厂的生产过程中展开教学,利用实际生产环境,充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神。根据课程教学目标,以工作内容为驱动,以SMT工艺过程为向导来设计课程教学的各环节。通过“基于情境设置的行为体验式”教学模式是让学生参与企业实际的生产环境和生产过程中,按照企业的生产要求融入教学元素使学生在各种情景中去完成任务,成为教学行为的参与者,学生、教师及企业技术人员与设备完全融为一体,从而使每个学生都能够参与体验生产。

4.必要的考核与评价

课程考核采用项目考核的方式进行,主要以过程考核为主,考核项目涵盖完成学习任务的全过程。考核方法具体如下:平时成绩(占20%)、查学生平时的出勤率、学习态度、课后作业以及自主学习等方面。建议出勤占25%,学习态度(包括与教师的互动、回答问题等)占25%,课后作业占25%,自主学习(根据教师要求完成3~4份课后自主学习(上网)心得。期中考试成绩(占30%)、主要考查学生前半学期对课程的学习情况,考查方法可以采取闭卷考试的方式或让学生做简单电子产品并撰写工艺文件等的考查方法。期末考试成绩(占50%)要考查学生对课程理论知识的掌握及其运用理论知识的能力,主法可以采取做大型综合作业、撰写专业论文等形式的考查。

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引言:

钢结构桥梁具有跨度大、抗扭刚度大、强度高、自重轻、预制加工方便、施工周期短、整体性好、外型简洁美观、对外部环境影响小等优点。与混凝土桥梁相比,钢结构桥梁能减少上部结构自重,获得更大的桥下净空。随着交通事业的发展,钢结构桥梁在桥梁建设中将得到广泛的推广与应用。

1.施工技术准备

认真审查研究钢箱梁技术文件(设计图纸、招标文件、规范等资料),结合设计交底。编制《钢箱梁制造工艺方案》,完成施工图转化、工装设计、油漆工艺试验、焊接工艺文件编制(WPS)和质量计划编制等技术准备工作;制造工厂的资质认证,焊工考证等准备工作(例CWB的认证)。

1.1施工图绘制

施工图全部用CAD绘制。内容包括:板单元施工图、梁段施工图、大块件施工图、梁段拼装顺序图、材料明细表等。

1.2工艺文件编制

按照招标文件中《技术规范》和设计文件的要求,编制各个工序的工艺文件,用于指导生产,控制施工质量。钢箱梁工艺流程为:

细化设计材料采购材料预处理计算放样下料组装焊接调直整形拼装焊接探伤检查二次除锈防腐

2.板单元制造

2.1下料及加工

①放样和号料应严格按施工图和工艺要求进行,并预留燒接收缩量。

②本桥所用钢板下料前均进行预处理,通过赶平消除钢板的乱制变形(尤其是局部硬弯)减小乳制内应力,从而减小制造中的变形,这是保证板件平面度的必要工序。钢板的起吊、搬移、堆放过程中,应采用磁力吊,注意保持钢板的平整度。

③本桥除次要零件或剪切后边缘需要进行机加工的零件外均采用精密切割下料;剪切零件边缘应整齐,无毛刺,反口、缺肉等缺陷。

④大规格型钢或尺寸精度要求严格的型钢零件采用数控带银切割机下料。

⑤对于形状复杂的零件,用计算机1∶1放样确定其几何尺寸,并采用数控切割机精切下料。编程时,要根据零件形状复杂程度、尺寸大小、精度要求等确定切入点和退出点,并适当加入补偿量,消除切割热变形的影响。

⑥对于下料后需要机加工的零件,其加工尺寸偏差严格按工艺文件或图纸上注明的尺寸执行。

⑦对于采用数控切割机下料的首件下料后,必须经严格检验确认合格后,方可继续下料。

⑧号料前应检查钢料的牌号、规格、质量,当发现钢料不平直、有锈烛、油漆等污物影响下料时,应矫正、清理后再号料,号料外形尺寸允许偏差为± 1. 0mm 。

⑨号料时注意使钢板的乱制方向与梁主要受力方向一致。

2.2钢板接料

当钢板的尺寸不能满足零件的尺寸要求或有不等厚板对接时,一般应在零件精确下料前进行拼接,接料的偉接坡口、施择参数等必须严格按辉接工艺执行,并按对应的质量标准进行外观检验和无损检验。

2.3零件矫正及组拼件技术要求

①主要受力零件冷作弯曲时,环境温度不宜低于-5°C,内侧弯曲半径不得小于板厚的15倍,小于者必须加热,加热温度宜控制好。冷作弯曲后零件边缘不得产生裂纹。

②冷矫正后的钢材表面不应有明显的四痕和其它损伤。采用热矫时,热矫温度应控制在600度以下,严禁过烧。热矫后的零件应缓慢冷却,降至室温以前,不得锤击零件或用水冷却。

③由冲压成型的零件,应根据工艺试验结果用冷加工法矫正,矫正后不得出现裂纹或撕裂。

3.梁段、大节段制造

3.1胎架施工

胎架搭设流程:基础处理搭设胎架站板放形胎架验收

根据梁段的重量、结构形式、外形轮廓、梁段制作预变形、设计线型、成桥预拱值及钢箱梁转运等因素进行胎架的设计和制作,结构有足够的刚度,满足承载钢箱梁及施工荷载的要求,确保不随梁段拼装重量的增加而变形。胎架基础釆用混凝土条基,首先根据最大梁段的重量对混凝土条基及基础进行承载力验算,确定基础处理方式和钢筋混凝土配比等。胎架采用型钢框架平台,框架纵、横梁爆接成整体并与混凝土条基预埋件燥接形成刚体,结构经验算符合要求。

3. 2梁段组装

梁段组装组装采用“正装法”,在胎架上一次完成。以胎架为外胎,以横隔板为内胎,各板单元按纵、横基线就位,辅以加固设施以确保精度和安全。

梁段组装按照底板横隔板及中腹板边腹板的顺序,实现立体阶梯形推进方式逐段组装与焊接。

板单元及零部件必须经过全面检验合格并经监理工程师批准后方可参与梁段组装,构成各梁段的板单元及零部件应编号并记录清楚其所在的部位。梁段制造的各阶段报验单应提交监理工程师审核认可。

3.2.1底板单元组焊

为减少占用总拼装胎架时间,缩短总装周期,在底板单元参与梁段组装前,先在专用胎架上将二块底板单元拼焊成一个吊装板块。组装时使用预留焊接收缩量的样板控制焊缝两侧相邻助的中心距。为减少焊接变形和火焰修整量,保证板块平面度,在焊接前预置反变形。先将中间一块底板单元置于胎架上,使其横、纵基线在无円照影响的条件下与胎架上的基线精确对正,将其固定。然后依次对称组焊两侧底板板块,组装时应按设计宽度精确预留焊接收缩量。

3.2.2剪力钉焊接

在箱体组装检验合格后进行,根据图纸定位划线依次焊接。焊接顺序原则上应从被焊构件长度方向中心逐渐向两边展开。

按照GB10433—89标准,焊钉表面不允许有影响使用的裂缝、条痕、凹痕和毛刺等,硬度值HRB66~85,下料长度误差控制在5~10mm。

施工时采用挂线法布设剪力钉焊接方格网,再依次逐根进行剪力钉焊接施工。采取交错焊接的方法,边布料边焊接,焊接处不得损伤母材。焊接后,对焊钉焊接部位的质量进行弯曲试验,采用铁唾打击圆柱头焊钉,使焊钉弯曲至30°时,其焊缝和热影响区没有肉眼可见的裂缝。

3.3梁段焊接

3.3.1制定焊接工艺

焊接工艺指导书依据焊接工艺评定试验报告(WPS)制定,监理工程师批准后组织焊接施工。梁段焊接应注意事项:

①梁段焊接顺序:为保证梁段的外形和几何尺寸,防止产生过大的内力,梁段的焊接应分步进行,并遵循先内后外、先下后上、由中心向两边的施焊原则。优先选用C02焊方法,同时尽量采用陶质衬垫单面焊双面成型的焊接工艺。

②钢箱梁为全焊结构,结构焊缝较多,应在保证焊缝质量的前提下,尽量釆用焊接变形小焊缝收缩小的工艺,如C02气体保护焊,以减小焊接变形和残余应力。

③底板的纵横向对接焊缝、腹板与底板间焊缝均为I级溶透焊缝,应尽量釆用熔敷金属量少、焊后变形小的坡口。

④在焊接临时码板或工艺辅助件时,应避免对母材产生咬边及弧坑。拆除时,不允许锤击拆除,码脚用砂轮打磨平整,严禁对母材造成的伤害。

⑤焊前预热温度通过焊接性试验和焊接工艺评定试验确定,预热范围一般为焊缝每侧100mm以上,距焊缝30-50mm范围内测温。为防止T型接头出现层状撕裂,在焊前预热中,必须注意厚板一侧的预热效果。还必须对焊缝根据图纸的要求进行目检、UT、RT、MT等无损检测。

⑥工地横向环焊缝的焊接工艺需保证容许的焊缝间隙可在一定范围内调整,以帮助消化部分制造、安装误差。焊接前的测量和焊后测量必须在常温下进行,避免由于温度差导致桥面梁热胀冷缩造成测量误差。

⑦剪力钉焊接:每日每台班开始生产前,或更换一种焊接条件时,都必须按规定的焊接工艺试焊2个剪力钉,进行外观和30°角弯曲试验,合格后方可进行正式焊接。若有一个剪力钉破坏,应重新焊接2个剪力钉进行检验,若不符合要求,应调整焊接工艺参数重新试焊,直到合格为止(试焊钢板与工件材质相同,厚度允许变动±25%)。

4.结语

随着计算机技术的发展,钢箱梁组件的生产将朝向精细化的方向发展,安装过程中的施工控制将向量测的自动化发展;随着各种技术理论在桥梁建设中的应用,施工技术的科学化、自动化、智能化将成为一种趋势。

参考文献:

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SiC颗粒增强铝基复合材料因其具有广泛的、潜在的应用价值,是在目前非连续增强金属基复合材料中研究较多,较为成熟的复合材料。SiC颗粒增强铝基复合材料具有高比强度和比刚度、耐磨、耐疲劳、低热膨胀系数、低密度、高热导性、良好的尺寸稳定性和高微屈服强度等优异的力学和物理性能,被应用到汽车、航天、军事、电子和其他工业领域。从二十世纪八十年代初,世界各国开始竞相研究开发这种新型高性能材料。SiC颗粒增强铝基复合材料正受到越来越广泛的重视。

2. SiCp/Al复合材料在电子封装中的应用

随着电子装备的日益小型化、多功能化,LSI、VLSI不但集成度越来越高,而且基板上各类IC芯片的组装数及组装密度也越来越高(如MCM),也就是说,功率密度(输出功率/单位体积)越来越大。20世纪80年代末的功率密度为2.5W/cm 3 (40 W/in 3 ),而90年代己达6W/cm 3 (100 W/in 3 )以上。如何将产生的大量热量散发出去,这是电子装备在一定环境温度条件下能长期正常工作的保证,也是对电子装备的可靠性要求。在这类功率电路的电参数设计、结构设计及热设计三部分中,热设计显得更为重要。因为热耗散的好坏直接影响着电子装备的电性能和结构性能,甚至可引起重要电件能失效和结构的破坏。据统计,在电子产品失效中,由热引起的失效所占比重最大,为55%。由此可见,解决好热耗散是功率微电子封装的关键。

为从根本上改进产品的性能,全力研究和开发具有高热导及良好综合性能的新型封装材料显得尤为重要。热膨胀系数(CTE),导热系数(TC)和密度是发展现代电子封装材料所必须考虑的三大基本要素,只有能够充分兼顾这三项要求,并具有合理的封装工艺性能的材料才能适应电子封装技术发展趋势的要求。而SiC颗粒增强铝基复合材料则恰恰是既具有铝基体优良的导热性又可在相当广的范围内与多种材料的CTE相匹配的复合材料。 [1 ~ 2]

对表1中列出的芯片材料 Si、GaAs 以及各种封装材料的性能指标进行对比,不难看出,传统的材料如Al、Cu、Invar合金、Kovar 合金、W/Cu 合金、Mo/Cu 合金等 ,不能满足先进电子封装应用中低膨胀、高导热、低成本的严格要求。而Al 2 O 3 和BeO材料是广为使用的电子封装材料,但由于综合性能、环保、成本等因素,已难以满足功率微电子封装的要求。SiC颗粒增强铝基复合材料具有与Si、GaAs相匹配的热膨胀系数(CTE)以及强度高、重量轻、工艺实施性好、成本较低等特点。

因此,既具有优良的物理、机械性能,又具有容易加工、工艺简单、成本低廉、适应环保要求的新型微电子封装材料——SiC颗粒增强铝基复合材料——已能全面满足高密度电子封装技术的要求,成为最具有发展前景金属基复合材料。

表1 常用封装材料性能指标 [3]

 

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新建沪杭铁路客运专线跨沪杭高速特大桥在设计、重量、跨度上创出三个世界第一(图1):160米自锚上承式钢筋混凝土拱桥跨度为世界第一;软土地基上首次建造160米自锚上承式钢筋混凝土拱桥;单边转体重量为世界同类转体桥梁之最,而一年时间完成更增大了施工难度。

本文重点介绍该桥系杆索部分的安装技术。该桥系杆索由高强度低松弛镀锌预应力钢绞线制成,外包HDPE外防护套,防护套管内含分丝圈,两端采用VSL SSI 2000系列单根锚定夹片式锚具。系杆索共10束,单侧5束分三层布置,上层2束、中间层1束、下层2束,设在箱梁内,锚固在边跨拱肋端部,每束内穿85根φ15.24、1860Mpa高强镀锌无粘结钢绞线,单根钢绞线净长度为338.2米。系杆索每隔6~8米均设一道滚轮托架托住系杆索,使系杆索处于水平状态。

图1特大桥主桥总体布置图(尺寸单位:cm)

系杆索是桥梁的重要受力构件(图2),但由于疲劳、腐蚀等多种因素的影响而导致其使用质量的衰退,为了延长桥梁的使用寿命,需要对系杆索进行换索,因此,这种大规格的系杆索能否成功地进行单根换索也是业界广泛关注的焦点。

二、钢绞线系杆索安装工艺设计

系杆索的安装包括HDPE外套管的预制、安装和焊接;锚具预制、锚具安装;单根钢绞线安装、张拉;索体最终组装等各施工步骤,安装工艺结合本桥的特点,在系杆施索工中采用了一些特殊的施工措施。

1.系杆索总体施工工艺流程:

本系杆索体系的组成主要由自由段和锚固段两部分组成(图1):

1.1系杆索体自由段:由组在一起且防腐、防机械损伤的钢绞线束外包HDPE管组成。

1.2系杆索体锚固段:由锚具把系杆自由段和锚固点连接起来,使其成为整体受力构件,并最终对其进行整体防护。

2.安装工艺

系杆体系中SSI(即单根钢绞线安装)是本体系的核心所在。既使用小型、轻便设备,精确、高效地完成安装工作,并保证在施工过程中和成桥后单根钢绞线之间的索力偏差及整索索力误差严格控制在设计文件容许范围之内。安装过程主要包括三个步骤:钢绞线安装张拉、索力调整、最终组装。

3.系杆HDPE管及分丝圈的安装

3.1系杆HDPE管的安装

根据现场情况,可以将HDPE管安装分为以下步骤:

3.1.1 HDPE管长度分别为5.8米和11.6米两种规格;

3.1.2在系杆索的一端安装VHJ20型焊接机;

3.1.3采用镜面焊接将两根HDPE管焊接完成;

3.1.4使用5吨卷扬机将焊接完成的HDPE管从一端向另一端牵引;

3.1.5直到一根系杆索的HDPE管长度满足施工要求;

3.1.6HDPE管安装结束。

3.2分丝圈的安装

在桥面组装分丝圈,将组装完成的分丝圈用1.5吨卷扬机从一端牵引到另一端。

4.钢绞线安装及张拉

4.1钢绞线安装准备工作

4.1.1焊接预埋管外的铁制连接器;

4.1.2牵引装置就位:在索体经过的位置安装1台套1.5吨卷扬机;

4.1.3张拉设备就位:张拉油泵和千斤顶放置在工作平台的位置或桥面上;

4.1.4将分丝圈、定位绳(材料为高强钢丝)和牵引绳就位,在桥面组装分丝圈、定位绳和牵引线;

4.1.5在分丝圈的直径两端对称安装定位绳(为了保证分丝圈间距为6米,定位绳采用高强钢丝,高强钢丝在出厂前,每间隔6米处均用计米器标出一个记号,计入高强钢丝的延伸率(其6米为参考值,具体以设计的托架间距为实际值);

4.1.6在HDPE管组装时在其内预留1根牵引绳,为了牵引卷扬机钢丝绳;

4.1.7在穿板一端与预留牵引绳相连,另一端与卷扬机钢丝绳相连接,穿板的槽口向上放置;

4.1.8缓慢牵引预留绳使卷扬机钢丝绳就位;

4.1.9卸除牵引绳;

4.2钢绞线的安装

4.2.1连接1.5吨大卷扬机钢丝绳和分丝圈牵引线;

4.2.2缓慢开动1.5吨大卷扬机使蜂窝和牵引线就位;

4.2.3在钢绞线的一端进行环向和径向切割,剥去PE层,在钢绞线端部切除6根钢丝,再安装子弹头和空心螺丝,在钢绞线端部安装镦头机、镦头;

4.2.4连接1.5吨大卷扬机钢丝绳和钢绞线;

4.2.5缓慢开动卷扬机,同时使钢绞线保持松弛状态;

4.2.6等钢绞线端头露出锚具端面长度约为1000毫米;

4.2.7安装夹片,并用3/4英寸的镀锌水管将夹片打紧;

4.2.8在钢绞线另一端计入预埋管长度、锚垫板厚度、半圆垫片厚度和锚环厚度、千斤顶工作长度所需要钢绞线预留长度后,切断钢绞线;

4.3安装张拉设备,按照设计索力进行张拉。

4.3.1系杆索的安装指逐根完成钢绞线的穿索并安装夹片、预紧钢绞线使各钢绞线之间的索力均匀。在桥面安装大卷扬机、转向装置,桥面下放置张拉设备。把大卷扬机和钢绞线卷盘放在桥面,并将钢绞线放置在钢绞线支架上,通过桥面顶板放下钢绞线,进入桥面下,然后使用卷扬机牵引使之进入张拉端锚具约1000毫米,安装夹片,使用专用单孔千斤顶开始张拉预紧,第1根钢绞线安装完毕。 类似完成该束其余钢绞线的安装。

4.3.2安装索力的计算

采用单根穿索的方法,为使整束钢绞线安装完成后索力均匀,每根钢绞线安装时的所需要的张拉力是不同的,第1根钢绞线的张拉力最大,随着安装更多的钢绞线,其他钢绞线安装时的张拉力逐渐减小。因此,在穿索前,应对每根钢绞线所需要的安装张拉力进行计算确定,须要以下数据:

钢绞线线密度;钢绞线性能:实测截面积、弹性模量 ;整束安装前、后锚点坐标(设计提供);整束安装完成后作用在锚具上的力(监理指令要求的安装力);安装过程中两端锚点实测坐标(监控提供)。

4.4系杆索的张拉或调索

张拉包括对索力增加或减少索力。增加索力性质的张拉可以使用单孔千斤顶或群锚千斤顶进行张拉。减少索力张拉必须使用群锚千斤顶。鉴于此桥的施工技术要求,系杆索在张拉过程中应严格注意对称和同步张拉的原则。

4.4.1使用单孔千斤顶张拉增加索力

4.4.2安装张拉所需主要设备VSL轻型单孔千斤顶;配备高精度数字显式压力油表,其精度可达到0.01Mpa。

4.4.3张拉操作张拉具体操作过程:在锚具上方安装限位圈,将叉刀垂直安放在限位圈上,将单孔千斤顶穿过钢绞线并放低顶住叉刀。限位圈和叉刀配合可使夹片在张拉时有轻微的回缩。(如,当千斤顶张拉钢绞线时,夹片向上顶住叉刀并沿张拉方向放松钢绞线,当千斤顶压力释放时,钢绞线和夹片一起下移然后夹片咬紧钢绞线)千斤顶就位后,操作人员按照现场技术负责人、工程师计算数据开始进行张拉,钢绞线的张拉力通过数显油表的读数反应出来。根据监理指令所要求的张拉力或延伸量的大小,可分一个或多个行程张拉到位。

4.5使用群锚千斤顶减小索力

4.5.1索力的减少采用延伸量予以控制。

4.5.2若保持锚头位置不动而直接放松钢绞线来减少索力,将使钢绞线与锚头产生相对位移,钢绞线原来的锚固点就进入了锚头内部,这样是不符合施工要求的。因此减小索力必须使用群锚千斤顶进行索力释放。减少索力需要放松钢绞线,放松钢绞线是通过调整锚具上的螺母或减少半圆垫片,使夹片与锚环不产生相对位移而达到减少延伸量从而实现索力的减少。每根系杆索每端能减少的最大延伸量为120mm。因此在施工过程中增加索力可以选择相对保守的方法。

5.索力的控制及检验

5.1索力控制

5.1.1系杆索安装所用千斤顶和油压表必须经有效标定,并在有效期内采用ZPE15单孔千斤顶、数显油表及4升油泵车控制索力,单根索力误差可以控制在±2%以内。

5.1.2系杆索的安装前应根据桥梁的具体情况计算出各索中每根钢绞线的初张拉力,并在初张拉后单根索力的均衡性控制在±5%误差范围内,成桥后索股之间索力误差不超过±2%。

5.1.3系杆索的安装应按照单根穿索、单根张拉的安装工艺来执行,该工艺应注明每根系杆索的初张拉索力。

5.1.4为确保每根钢绞线索力的均衡性,允许对每根钢绞线进行单根补偿张拉。

5.1.5为达到期望的索力或桥面线形,对某些索或全部索力进行调整,调整方式可以是单根张拉。最终每根系杆索中单根索力误差不超过±2%。

5.2索力检验

对整束索体抽取20%钢绞线进行索力检查。通过此种方式,可以追溯整个施工过程中的实际索力,整束的索力为:

用经过精确标定的单孔千斤顶提升钢绞线,观察夹片,观察并记录油压表读数。索力检查必须是具有丰富经验的操作技术人员进行。其检查方法步骤如下:

•安装限位圈

•安装索力检查叉刀

•安装索力检查专用千斤顶

•开启油泵,并给油泵缓慢供油

•通过限位圈观察夹片的松动

油压表数值稳定,记录此时数值;该数值即为该根钢绞线的检查索力;按照同样的检查方法,按比例把整束锚具里的钢绞线索力检查完。

6.系杆索体系永久防护

在拉索处于锚具的入口处有定位器,它使得钢绞线束形状紧凑。定位器同时吸收拉索因为荷载引起震动、约束因拉索垂度的变化引起的径向位移,因而有效的保护了拉索锚具。

在锚环内单根钢绞线被VSL拉索夹片所锚固。与锚环相连接的是过渡管,过渡管包括将每个钢绞线锚固在锚环内的单个PE管,以及过渡管内起位置固定作用的一种特殊水泥。这些单个PE管的端部有特殊的定位鞍座和密封圈,定位鞍座使得钢绞线与过渡管有一光滑过渡。密封圈为PE管与单根钢绞线护套间提供紧密的连接。单根钢绞线护套位于PE管内被剥离一段,使得钢绞线与夹片之间可以安全锚接。除了钢绞线以外,所有锚具零部件全部在工厂制造、组装,即现场不需要进行关键部件的组装。最后在锚环上安装一个永久盖帽。

钢绞线系杆体系使单根钢绞线在锚具之间通过护套及单个的PE管,获得了一个完全独立的密封效果。锚固区钢绞线的密封通过过渡管末端的密封圈作为第一道屏障,而PE管内的填充油脂为第二道屏障。

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东方汽轮机厂生产的双背压、双壳体、 对分式、 单流程、 表面式凝汽器。该凝汽器与汽轮机的两个低压缸相对应,由凝汽器A和凝汽器B两大部分所组成,并随汽轮机方向成纵向布置, 壳体和热井为一体结构, LP7、LP8低压加热器布置于凝汽器的喉部。汕尾2号机组凝汽器优化工艺主要有:凝汽器喉部、热井在厂房外组合场分别组合成整体,凝汽器喉部提前吊挂至安装位置上方,凝汽器壳体和热井组合成整体拖运至安装位置,喉部下放与壳体组合成整体。

汽轮机低压外缸下半就位前需凝汽器具备的条件

底部循环水管道已存放至安装位置

凝汽器后水室及疏水扩容器已存放至安装位置

凝汽器壳体成型、隔板已存放至安装位置

凝汽器壳体与喉部连接已焊接完成

低压加热器已吊装至安装位置

凝汽器内部管件已存放完成

凝汽器主要部件参数

凝汽器壳体单重:170t喉部单重:56.2t

喉部外形尺寸:上端口长×宽:7300×7820mm下端口长×宽:10100×7820mm喉部高度:4521mm壳体外形尺寸(长×宽×高):10400×8000×6734mm

热井外型尺寸(长×宽×高):10400×8000×2035mm

凝汽器安装工艺流程

3.1 凝汽器常规安装工艺流程

凝汽器基础交安检查底部循环水管道存放临时平台制作支座就位找正底板制作侧板、后水室、疏水扩容器预存放壳体制作喉部制作喉部与壳体焊接低加吊装凝汽器内部管件吊装存放低压外缸下半就位安装

3.2 凝汽器优化安装工艺流程

凝汽器优化安装工艺程序

组合平台及拖运平台制作

4.1.1 在组合场用槽钢和工字钢在强度符合要求的平整空地上制作成井字形框架,使平台强度和刚性足以承受凝汽器热井及喉部自身重量。

4.1.2在凝汽器基础及循坑内搭设凝汽器拖运平台,支撑立柱用φ325×9的钢管作为立柱,立柱相隔1.5m,各立柱之间用[16槽钢连接;拖运梁采用双拼I45工字钢,拖运轨道之间 [16槽钢连成一体,拖运前须在轨道内涂上黄油;拖运轨道标高-0.884m;平台受力满足热井及壳体整体重量,具体核算如下。

拖运钢梁应力校核

如图所示钢粱为一条H型钢,支点最大间距

为1500mm,钢粱六点受力,则:

P=170000/6=28333Kg=2.8×105N

钢粱承受最大弯距:

Mmax=P×L/4=2.8×105×1500/4=1.05×108Nmm

经计算H350×350×12×19的H型钢截面系数:W=2.2×106mm3

则最大正应力:

δmax=Mmax/W=1.05×108/2.2×106=47.7MPa

所以经核算选用的拖运钢梁安全。

拖运钢梁循环水坑(7650×1000×5000)的支撑管(325×9)抗压强度及其稳定性校核:

抗压强度校核

σ=N/A=2.8×105/(3.14×162.52-153.52)=31.4N/mm2

而最大抗压强度为f=215N/mm2,σ远小于f

稳定性校核

δ′= N/(ψ×A)

ψ是轴心受压构件的稳定系数,要查ψ首先确定构件的长细比λ=μ×l/i,查表得:

μ=0.8,i=112mm,即λ=0.8×5000/112=35.7,由λ=35.7查表得:ψ=0.914

则:δ=2.8×105/(0.914×(3.14×162.52-153.52))=34.4 N/mm

而最大稳定性为f=215N/mm2,δ′远小于f

所以经核算支撑管安全。

喉部组合及喉部吊挂存放

4.3.1 在A排外组合场利用50t汽车吊配合组合喉部;

4.3.2喉部组装完成后,直接拖运进厂房并将喉部临时吊挂在汽机基础下(图二)。

4.3.3喉部吊装受力校核,详细计算如下:

汽机房行车性能核算

行车起吊最大重量为56.5t

负荷率η=56.5t/80t×100%=70.6%

所以经核算行车安全。

吊运喉部钢丝绳的选用

根据现场实际钢丝绳选用6×37+1-Ф52型钢丝绳,长度30m,P总破=156.1t,使用拆减系数β=0.85,钢丝绳夹角α≤6002根4股起吊, 吊点为内部承力支撑管,核算如下:

吊装总重P=56.2t(喉部重)+0.3t(钢丝绳重)=56.5t

安全系数K=156.1×4×COS30°×0.85/56.5=8.13(倍)

所以经核算选用的钢丝绳安全。

凝汽器热井组合

4.2.1 在组合场组合平台上拼焊凝汽器热井底板;凝汽器热井底板拼焊完成后,按图纸划好各支承管件和凝汽器热井侧板、凝汽器热井端板的布置线位;凝汽器热井侧板逐个起吊调整到安装状态,用临时支撑固定并检查合格,凝汽器热井侧板对接焊,同时焊接顶部连接条板;焊接内部各部件(支撑管、肋板、回热管系、淋水盘、样水槽等)安装及焊接;凝汽器热井整体成型。

4.2.2 热井整体吊装至凝汽器基础及循坑内搭设凝汽器的拖运平台。

壳体组合

4.4.1 在拖运平台上焊拼底板 ,把底板清理干净,正面焊缝焊接完毕后,用槽钢或工字钢点牢在底板上,以防止底板翻转时变形,底板焊拼完成后,按图纸划好各支承管件和侧板、端板的布置线位,安装线必须清晰准确;

4.4.2 先拼装外壳体,再拼装内部支撑管;外壳体拼装时先把侧板按图纸尺寸拼装起来,用角钢或管临时支承固定。

4.4.3 然后拼接端板,外壳体拼装完毕,检查尺寸符合后拼装内部支撑管,在拼装支撑管时,应先把中间所有焊缝焊好后,再与侧板和端板进行焊接;利用行车拼装侧板,开始侧板和加强筋板的焊接工作,完成后进行弯曲度的复查。

4.4.4 分别将前后端板吊装就位、找中、找正、并用角钢和管临时支撑固定前、后端板,同时调整与侧板接口间隙到规定范围,然后进行焊接工作;

4.4.5 用行车将所有支撑管件吊入壳体内,开始隔板下部支撑管的安装工作,调整完后点焊固定支撑管;开始隔板的安装,隔板从进出水室端开始安装隔板立起后调整隔板之间的间距,根据隔板的抬高量调整隔板的标高、水平度和垂直度,然后下支撑管和隔板间点焊固定隔板;隔板就位完成后,点焊固定侧面支撑管,注意保证管孔中心线的抬高量;依上述次序安装其余隔板,完成后安装空冷区包壳。

4.4.6 安装前、后管板,在前、后端板下部和左右点焊限位角铁,用行车吊运管板就位,使其自然找中找正,检测合格后点焊固定前、后管板;可根据现场需要部分点焊以加固隔板;结束后完成壳体其余支撑管、加强板等附件的安装,空气抽出管的存放;壳体安装完后,安装临时加固设施。

凝汽器壳体拖运就位

用4台100t螺旋千斤顶顶起凝汽器(热井与壳体)整体件,在拖运梁上布置槽钢和6台60t 重物位移器,将凝汽器放于小车上,用卷扬机拖运凝汽器至安装位置,千斤顶再次顶起凝汽器,拆除下方的拖运轨道,安装底座、穿装地脚螺栓、配制垫铁,放下凝汽器壳体;用行车将排汽接管,导汽管等附件从低压缸排汽口吊入,存放在安装位置,并绑扎牢固。将凝汽器A和凝汽器B的汽平衡管、水平衡管吊运至安装位置存放。

4.6 凝汽器壳体与喉部连接组合

凝汽器B壳体总体拼装完成后,进行喉部B与壳体B的组合,先在壳体顶板上临时点上限位用卡板,用行车把喉部吊到壳体上方 ,对准位置然后缓慢放下,对接完成后点焊固定壳体、喉部。

4.7 将低加从A排外,④-⑤轴间穿入喉部;凝汽器内部管件吊装存放及低压外缸下半就位安装。

5 结束语

通过对凝汽器安装工艺优化,缩短了凝汽器安装工期约60天,满足汽轮机主线安装要求,对整个机组安装进度有举足轻重作用。希望对以后同类型机组凝汽器安装有借鉴作用。

参考文献

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1、前言

高炉煤气余热电站发电的一个重要过程就是将高炉产生的煤气通过锅炉燃烧把经过处理的水烧成蒸汽,然后供给汽轮发电机组发电。锅炉安装质量的好坏直接影响煤气利用率及蒸汽的品质的好坏,因此有必要对高炉煤气锅炉安装技术进行分析总结。本项目作为国家十大重点节能工程之一的钢铁行业纯烧高炉煤气锅炉发电装置,充分利用高炉煤气等可燃气体,以自备电站为主要集成手段,推动钢铁企业节能降耗,实现资源的综合利用,又可减少煤气直接排放带来的环境污染。

2、技术特点

2.1钢结构安装采用扩大拼装,减少了高空作业,节约了吊车台班。

2.2锅筒安装采用临时支架固定,待炉顶平台安装完后进行正式固定,优化了安装流程,节约了吊车台班,缩短了施工工期。

2.3合理安排锅筒、集箱管道焊接顺序,减少了焊接变形,提高了施工质量;锅炉管道焊接采用氩―电联焊,提高了焊接效率。

2.4膜式水冷壁采用倒装工艺。

3、技术原理

3.1合理安排施工顺序,保证施工的连续性,锅炉水冷壁的安装采用“倒装法”,减少了高空作业,缩短了施工工期。解决了现场空间狭窄的难题。

4.2根据吊装设备性能,合理选择组装单元,提高了吊装效率 。

4.3焊接制定多种预焊接工艺,评定合格后,选择焊接质量好、效率高的氩电联焊。

4.4锅筒、集箱管道密集,施工时合理选择安装、焊接顺序,有效提高了安装效率和焊接质量。

4.5详细介绍了每个步骤的操作要领、检测方法及安装精度要求。将设计要求和规范合为一体,使业主、监理、施工单位有一个共同的检验标准,让各方的工作便于协调统一,达到优质高效的目的。

5、施工工艺及操作要点

5.1.130t/h煤气锅炉安装工艺流程

图5-1 130t/h锅炉安装工艺流程

5.2施工关键技术

5.2.1施工准备

1).根据现场实际情况,科学合理地进行施工平面布置,主要包括钢架组装场地、水冷壁组装场地和搭建临时办公室及临时仓库。

2).架设施工临时用电, 施工用电采用三级配电方式,设立用电总开关、分开关及控制开关三级配电二级保护配电方式,设专人管理,各配电箱内安装漏电保护器,其漏电动作电流不大于30mA,动作时间不大于0.1S。

3).合理布置施工机具,电焊机集中布置,氧气、乙炔库相隔大于5m布置。

5.2.2定位放线

1).根据锅炉基础纵横基准线及标高基准点,对锅炉基础及辅机基础进行逐一定位复测,记录复测数据,与图纸及规范要求进行对照,看是否符合要求。基础复测合格后在基础表面标明锅炉设备基础的纵向、横向中心线和标高线的基准线。

2).检验土建单位提供的锅炉基础混凝土检验报告,看是否符合要求。

3).与土建单位办理基础移交手续.

5.2.3设备清点

根据锅炉制造厂供(货)清单与工艺图纸要求的设备清单,逐类逐项逐件清点与检查,应按其结构与类别特点依次检查其规格和数量是否准确和齐全。其中包括:

1).锅炉本体部分:包括主要受压部件(锅筒、各部集箱等);受热面管系统(水冷壁管、过热器、省煤器、下降管、导汽管等);膨胀系统(锅筒集箱上的膨胀板、环及膨胀批示器的指针刻度板等);燃烧、返料设备;金属构架(受压部件的柱、压力表、安全阀、水位报警器、低地位水位计等)及阀门(主汽阀、给水调节阀、给水止回阀、排污阀及其它附属设备用的阀门等)。

2).水冷壁部分:前、后、左、右侧壁及其附件等。

3).空气预热器部分:包括空气预热器本体、膨胀装置、风道等。另外,还要清点和检查与之相配套的标准件、垫料、填料等。

5.2.4.钢架组装及吊装

1).钢架组装样台的敷设

为了安全施工,减少高空作业和确保安装件的几何尺寸达到规程标准,根据现场实际情况,在现场选择合适位置铺设锅炉钢架组装样台,本锅炉的钢架、炉顶、膜式水冷壁根据吊装能力在地面上分段组合好,然后再吊装到位进行整体安装,尽量加大地面组装,提高效率。

(1)首先地面平整夯实,垫工字钢,每排工字钢间距1.5m,用水准仪找平,再铺设s=12mm的钢板,对接处用电焊分段焊接,面积约为12m x12m为宜。

(2)组装台设置在锅炉附近25m范围内,以便于吊装。

(3)将钢立柱平放在工装台上,将分段运到现场的钢柱,接好并焊牢。

2).钢架组装

根据锅炉设计图及到货的情况及现场场地位置的实际情况,锅炉框架由四根立柱及拉杆、平台、楼梯组成,其中每根立柱均分为三段散件供货,立柱之间由拉杆连接,所以锅炉框架可在地面组装场地进行预组装,组装方法为:

(1)柱Z1下段正、反两根立柱及拉杆组装为一件,组装后框架宽为9660mm,高为10000mm,净重7733.2kg,加上稳固支架300kg,重量为8033.2kg.

(2)柱Z2下段正、反两根立柱及拉杆组装为一件,组装后框架宽为9660mm,高为10000mm,净重7221kg,加上稳固支架300kg,重量为7521kg.

(3)柱Z1中段正、反两根立柱及拉杆组装为一件,组装后框架宽为9660mm,高为9200mm,净重6956kg,加上稳固支架300kg,重量为7256kg.

(4)柱Z2中段正、反两根立柱及拉杆组装为一件,组装后框架宽为9660mm,高为11000mm,净重7839.8kg,加上稳固支架300kg,重量为8239.8kg。

(5)柱Z1上段正、反两根立柱及拉杆组装为一件,组装后框架宽为9660mm,高为10800mm,净重7675.4kg,加上稳固支架300kg,重量为7975.4kg。

(6)柱Z2上段正、反两根立柱及拉杆组装为一件,组装后框架宽为9660mm,高为8700mm,净重5164.4kg,加上稳固支架300kg,重量为5464.4kg.

3).立柱的调校组对

由于运输或者其它原因立柱可能发生变形,故组队前应该对立柱进行调校,采用枕木加型钢作为找正架,每根立柱设置4组枕木作为支墩,高约1m,横向搁置20号工字钢并用水平仪找平,即可进行钢架的调校组队。

(1)立柱的弯曲度,立柱长度的1/1000,且不大于10mm;

检测方法:在柱子相互垂直的两个面的中心线的两端焊接L=150-250mm的垂直柱面的等高圆钢,拉钢丝,并将柱长按每米一等分,平均分成若干份后用钢直尺测量每一等分点的高度,即可计算出柱子的弯曲度。

(2)立柱的扭曲度,立柱长度的1/1000,当柱长<5m时,为3mm;当柱长>5m时为7mm。

检测方法:将立柱放置水平,在柱的垂直焊置等高圆钢,在圆钢顶部对角交叉拉两根钢丝,用钢板尺检测两钢丝中点距离,该距离的一半即为扭曲值。

调校的主要方法有:

a小型构件弯曲变形超过规范要求时,应采用冷调法进行调校,温度必须在0℃以上,从外界施加压力使立柱校正;

b大型构件变形超出规范要求时宜采用热调,加热采用氧-乙炔火焰加热,但特别注意加热温度须小于700℃,以防止构件脱碳、渗碳、过烧等现象;弯曲特别严重时现场无法调校,则需反应业主由制造厂进行处理。

锅炉钢结构安装采用整体方法安装,每两根立柱组合成一个整体:

组合时,按照图纸要求,将钢柱上所有的横梁、支撑、平台牛腿安装焊好,以柱顶面的标高确定立柱1m标高点(立柱上的1m标高线可作为以后安装锅炉各部件、元件和检测时的基准标高点),且根据技术文件的规定注意立柱的压缩值,组合后必须保持垂直、无扭曲、无弯曲。

5.2.5.锅筒的吊装

锅筒的吊装在立柱金属框架及楼梯平台安装完毕并经验收合格后,顶板安装前进行。

5.2.5.1.吊装前的检查

吊装前检查锅筒、集箱,应符合下列要求:

1).锅筒、集箱两端水平和垂直中心线的标记位置应正确,必要时应根据管孔中心线重新标定或调整。

2).锅筒、集箱表面和焊接短管应无机械损伤,各焊缝及其热影响区表面应无裂纹、未熔合、夹渣、弧坑和气孔等缺陷。

3).检查并彻底清除锅炉、集箱内外表面及管孔内油污及其它杂物。

4).锅筒吊装要点

本设备的锅筒采用吊挂安装,需将锅筒吊装到位用临时支架支撑好,等顶板及吊挂装置安装完成后,用吊挂装置将锅筒固定好后才能拆除临时支撑,移动吊装锅筒时撬棍不得插入锅筒上的管接头或管孔中,应对其做好保护避免损坏且锅筒壁上禁止引弧施焊。

5.2.5.2.吊装准备

本锅炉锅筒长度为12400mm,而锅炉框架宽仅为8960mm,锅筒两端长度超出框架长度1720mm,所以锅筒既不能从框架内部提升至安装位置,也不能从外侧横穿吊放至安装位置,所以锅筒必须在锅炉顶板安装前吊装就位,否则锅筒很难就位。

锅筒的设计安装中心标高为28880mm,锅筒的内径为1600mm,锅筒的壁厚为46mm,锅筒的底部筒外壁设计安装标高为28880-1600/2-46=28034mm;锅筒中心轴线距最近的立柱Z1柱中心线距离为1300mm,在锅筒设计安装标高下方(锅炉框架的两侧面)有两根连接柱Z1上与柱Z2上的横拉杆(横拉杆为两根18#槽钢内扣焊接成方形),两根横拉杆的中心标高为25800mm,拉杆顶部标高为25820mm;锅筒的外径为1692mm,在锅筒的设计安装位置没有任何设计支撑。

在吊装之前必须为锅筒的就位制作一个坚固的临时支架,两端支架上锅筒就位点分别制作一个高为100mm的马鞍座(马鞍座与支架之间留10mm作为调整间隙),锅筒支架的宽度等于柱Z1上框架的宽度为8960mm,支架长为9114mm,支架高度为28034-25820-100-10=2104mm.马鞍座示意图如下:

图5-2 锅筒临时支架示意图

注:马鞍座宽为250mm,圆弧板宽为250mm,弧度为90°

就位后锅筒重量集中在支架两端横梁上,两端横梁因受压产生弯矩,锅筒本体净重26357kg,所产生的压力为263.57KN,每根横梁承受的压力为131.79KN,对横梁进行受力分析,如下:

图5-3 横梁受力分析示意图

式5-1

式5-2

横梁所受最大弯矩式5-3

经查Hw300×300×10×15的型钢的截面面积为117cm2,截面抵抗距为Wx=1328.85cm3

〔σ〕钢材的许用应力取140MPa,抗弯截面模量Wx=1328.85×10-6

横梁的抗弯力矩:

所以选用Hw300×300×10×15的型钢作为临时支架制作型材,材质为Q235B.临时支架制作如图所示:

图5-4 上锅筒支架图

图5-5 锅筒支架图节点1详图

图5-6 锅筒支架图节点2详图

图5-7 锅筒支架图节点3详图

5.2.5.3.吊装方法

在锅筒吊装前,锅筒马鞍座用螺栓固定在锅筒支架纵向中心线上,锅筒本体上不得焊接吊耳,所以锅筒吊装需用钢绳或吊带在吊点位置缠绕捆绑吊装,锅筒外桶壁上管接头排比列较密集,为避免吊装时勒伤管接头,锅筒的吊点位置选在锅筒两端距离锅筒横向中心线3860mm的位置(即锅筒吊挂装置的设计安装位置)。起吊前应用麻绳栓牢锅筒两端,起吊时,地面人员拉稳麻绳并调整锅筒的有利吊装姿势,以免在高空发生锅筒抗杆。在锅筒吊装就位后,调整锅筒锅筒水平度,使锅筒保持水平,调整完毕,固定好锅筒马鞍座后松钩。

5.2.5.4.钢绳及吊车的载荷计算及选用

1).钢绳的选用

锅筒本体净重26.357t, 构件长度为12400mm,用两根钢绳(或吊带),每根钢绳(或吊带)在吊点位置环抱锅筒吊装,相当于4根钢丝绳受力,拴挂点间距为7720mm,钢绳角选用600,经计算选用8倍安全系数时,每根钢丝绳承受的拉力为608 KN,6x37钢绳折扣系数为0.82,则需选用的钢绳破断力不小于714.5KN,选用钢丝绳型号为:6×37+FC1770 Φ38,2根钢绳(破断拉力为753KN),每根钢绳长为:18.70m.卸扣选用20吨2个备用。吊装时,锅筒与钢绳之间须垫10mm左右厚胶皮(或在钢绳上缠布条)以防钢绳滑动勒伤锅筒上管接头。

2).吊车的选用

钢绳角以最大计600,锅筒外径为1.692m,钢绳高度为6.686m,吊钩预留1.5m,锅筒跨越立柱柱头,所以需要的起升高度为:30+1.692+6.686+1.5=39.878m。

吊车实际吊装高度及臂长计算如下:

考虑到框架中心到框架柱之间的距离为4650mm,吊车回转中心到支架柱边距离6m,吊车支车位置在锅炉横向中心线上,锅筒纵向中心线距锅炉横向中心线3450mm,计算出回转半径为11.195m,臂长为41.42m,考虑吊钩及钢绳重量1.5t,总吊装重量为27.857t,起升高度为39.878m.

在锅炉侧面标高28034mm位置有一根Hw300×300×10×15的型钢锅筒支架。经计算,在此标高位置,锅筒就位中心点与吊车臂之间的最大抗杆距离L1=5.217,汽车吊在起升高度为39.878m时,吊车臂与锅筒就位中心之间的距离Lk1 L1,才能满足吊装要求。

设当Lk1>5.217m时,吊车旋转半径LK=12m不变,则计算吊车主臂长L:

利用三角形相似定理可得:L1/LK=(H-28.034)/H,H=h+28.034;

注:H为吊车起升高度,h为标高28034mm位置处锅筒支架与吊车臂顶点之间的距离。

经计算,吊车起升高度H=52.50m, 标高28034mm位置处锅筒支架距吊车臂顶点距离h =24.47m,则吊车臂长须为L=53.68m.

查徐工QAY240t汽车吊性能表:

当回转半径LK=12m,臂长L=54.5m,配重75t,全伸腿时起重量为29t27.857t,且吊车臂不抗杆,所以徐工QAY240t汽车吊能满足吊装要求,选用徐工QAY240t汽车吊作为锅筒吊装的主吊工具。

下图为锅筒吊装示意图:

图5-8 锅筒吊装立面示意图

图5-9 锅筒吊装平面示意图

5.2.6受热面管子的安装

5.2.6.1.受热面描述

为了减少空中安装的难度和危险,加快安装进度和确保安装质量,受热面水冷壁等根据吊装能力尽可能在地面组合成后进行吊装,过热器、省煤器蛇形管排捆扎吊装。吊装时,炉后吊装工作量相对较大,可安排炉后、炉前两路同步进行吊装:空气预热器、过热器、省煤器蛇形管排一路;炉膛水冷(屏)壁一路;前、后、左、右水冷壁各3道管屏,分上、中、下三段,燃烧区域水冷壁 ,水冷壁角组件,还有部分散管和散件。

5.2.6.2.水冷壁施工流程

工机具准备设备运输、铺开、检查管子通球集箱、管排加固、限位、管子对口验收拼缝、刚性梁及附件安装验收、加固组件吊装找正对口刚性梁附件安装 整体找正、验收。

5.2.6.3.作业程序

(1)设备清点,二次转运、铺开,外观检查。

(2)集箱清理吹扫、管子通球、合金钢部件光谱复查。

φ60×5管弯曲半径R=300 通球球径φ42.5mm

φ60×5管弯曲半径R=200 通球球径φ42.5mm

φ60×5管弯曲半径R=130 通球球径φ37.5mm

5.2.6.4.组合、吊装

1)左、右侧水冷壁上集箱与上部、中部管屏、刚性梁分别整体组合,组件在组合场组合后,由卷扬机滑轮组抬头,25T汽车吊抬尾,从炉侧地面拖进炉膛位置,然后用卷扬机从炉底吊装到空中,再用另一卷扬机吊点接,到位后直接穿销子就位。

2)后水冷壁上集箱与上部、中部管屏、刚性梁分别整体组合,组件在组合场组合后,由卷扬机滑轮组抬头,25T汽车吊抬尾,从炉后地面沿锅炉中心线拖进炉膛位置,然后用卷扬机从炉底吊装到空中,再用另一卷扬机吊点接,到位后直接穿销子就位。

3)前水冷壁上集箱与上部、中部管屏、刚性梁分别整体组合,吊装方式和侧水组件类同。

4)左、右侧水冷壁下集箱与下部管屏、刚性梁分别整体组合。

5)前后水冷壁下集箱与下部管屏、连接件分别整体组合。

5.2.6.5.水冷壁吊装力学分析

1)通过分析组件危险截面的应力为如下,应不大于材料的许用应力。计算公式如下:

式5-4

式5-5

式中 N-管子的根数

由于管与管之间的连接扁钢在中性轴上,其惯性距可以忽略不计。

图5-9水冷壁排管示意图

2)计算钢丝绳的大小

(1)其动载荷为P=1.1P0。用阻力系数法计算出绳端拉力:

式5-6

出绳端斜拉角α0 ,所以出绳实际拉力为:

式5-7

(2)求牵引钢丝绳直径,取安全系数值K=5.5,

需钢丝绳破断拉力:

式5-8

5.2.6.6.吊装顺序为:

左水冷壁上中段组合件 左水冷壁下段组件右水冷壁上中段组合件 右水冷壁下段组件 前水冷壁上中段组合件后水冷壁上中段组合件前水冷壁下段组件 后水冷壁下段组件 水冷壁角部组件其他零散附件。

5.2.6.7. 找正安装对口

下部管排每吊完一段后进行对口焊接。

5.2.6.8. 炉膛水冷壁整体找正并验收后拼缝密封,刚性梁连接、炉墙附件安装。

5.2.7 空气预热器安装

钢管空气预热器在安装前应检查管箱的外形尺寸,清除管内的尘土、锈片等杂物,检查管子的焊接质量并在预装场安装好防磨套管,然后用平板车运至吊装点进行吊装。吊装就位时,在管箱下的管板与支撑梁间垫上δ=10mm的石棉板以保证密封和管箱的热膨胀要求。波形伸缩节、密封板、型钢的焊缝必须按图纸全部焊完,保证密封不漏,相邻管箱波形密封板的两端要用钢板密封。

5.2.8省煤器安装

省煤器同样采用单排单根组装方法进行。先在地面进行单排单根检查、调校、通球、吹扫,在省煤器联箱安装好后,将蛇形管捆扎吊至安装位置。安装基准蛇形管并检查弯头端部长度符合要求后,焊接蛇形管。再依次安装其余管排,直至安装完成。

5.2.9过热器安装

高、低温过热器采用单排单根组装方法进行。过热器管在安装前用压缩空气进行吹洗和通球试验。组装过热蛇形管时,应将联箱校正固定后安装基准蛇形管,减温器安装前要进行抽芯检查,并对其盘管进行水压试验。检查联箱管头对接情况和联箱中心线距蛇形管口端部的长度偏差合格后,再安装其余排管。

5.2.10 锅炉管道及阀门的安装

1.锅炉本体管道安装

锅炉本体管道安装除了要控制好管道水平度、垂直度外,管道焊接是主要的质量控制要点.

1)为确保焊接质量,锅炉本体的管道采用氩电联焊的工艺和方法。

2)本体管道焊接方法,坡口型式和焊接材料的选择见表5-1:

表5-1 锅炉本体管道焊接方法、坡口型式和焊接材料的选择

3)采用对口钳组对焊口,保证管子垂直度和控制对口错边量小于0.1S,且不大小1mm,坡口加工详见图。

图5-10 坡口加工示意图

4)焊条、焊丝应有制造厂的质量证明书。合金钢、焊丝、焊条应进行光谱检验。焊条使用时必须烘干,R317、J507烘干温度为350-400℃,恒温1-2小时,而后放在100-150℃保温,随取随用。

5)焊口点焊1-2点,每点长约10mm,厚度不超过壁厚的2/3。氩弧焊的焊接规范参数见(表5-2):

表5-2 氩弧焊焊接规范参数

表5-3手工电弧焊焊接规范参数表

表5-4 管道焊接接头热处理温度与恒温时间表

8)焊缝经热处理后,用携带式硬度计检查热处理焊缝的硬度,主给水管焊接一般不超过母材布氏硬度HB100,且不大于300,其标准为:合金总合量<3%,HB≤270,合金总合量3%-10%,HB≤300。

2.锅炉本体的阀门安装

1)所有本体阀门(除有特殊要求说明外)安装前均须检查、清理,装配好密封面和填料,经单个水压试验不漏。安装位置除规定外,应设置在便于操作和检查维护的地方。

2)阀门用清水进行试验,试验压力为工作压力的1.5倍。试验或研磨修理合格后阀两端口封闭保护,最好拆下手轮防止安装前阀门开启脏物进入密封面。

3)阀门安装注意介质流向,注意方便开关,其平直度符合规范要求。

4)锅炉安全阀的安装:各种安全阀安装前应解体检查,其材质、加工精度,配合间隙,可调行程等。

5)安全阀必须垂直安装并应装设有足够截面的排汽或排水管,其排放管应畅通并直通安全

排放点。排汽管底部应装有疏水管,排水管应有防冻措施。

6)电动阀门的传动装置,应方便操作和检修,其行程开关应调整至保证足开和关严及在规定的力矩范围内自我保护状态下关或开。

7)放空气阀应设在各管道最高处,阀门设置应便于操作,管道上的放空气点开孔在按图纸规定进行,放空管的装设必须重视并保证角焊缝质量,管道布置时应考虑有适当的柔性,以补偿膨胀。

6.总结和展望

本文主要介绍了130t/h煤气锅炉的安装关键技术,包括锅炉支架的安装、锅筒临时支架的设计验算、锅筒吊装、受热面管道安装及管道的焊接等关键技术。通过对上述各要素的分析和总结,希望对同类设备的施工提供有益的参考。同时也是对自己的技术管理能力的一次有益的总结和提升。

参考文献:

篇10

一.前言

加强超高层建筑钢结构施工中吊装工程的安全管理工作,有助于提高工程的施工进度和建筑质量,在实际施工过程中建立安全施工的监督管理机制,能够提高施工质量,在超高层建筑施工过程中建立一套完善的安全管理体系是十分复杂和必要的,应该针对建筑物的实际情况,建立切实可行的系统的有效的科学的管理模式。

二.工程概况

深圳市某超高层工程由地下室、裙楼、二座呈镜像对称分布的塔楼组成。建设用地面积14788.29 m2,总建筑面积157425.87 m2,其中地下建筑面积约30158m2,裙房约20234 m2,住宅约100696 m2,幼儿园约1600 m2。建筑基底面积8750.65 m2,容积率8.55,建筑密度59.17%,建筑高度:149.95m。本工程为超高层高尚住宅楼,建筑设计使用年限为100年,建筑防火分类:一类,建筑耐火等级:一级,抗震设防烈度:7度,人防工程等级:六级。结构类型:核心筒-框支剪力墙结构;建筑层数:地上48层,地下4层,裙房2层,19~20层、35~36层设有避难间。其中:①地下室:共四层,结构层高为3.9m、3.9m、3.9m、5.85m,地下四层至地下二层主要用途为车库与各设备用房,人防地下室设在地下四层,人防面积2542 m2;地下一层为商业用房。②裙房(2层),建筑层高分别为6.0m、4.8m,主要用途为商业用房。③塔楼(50层),转换层在3层、建筑层高为3层8.1m;3层以上(4~50)为住宅,建筑层高为2.9m。

本工程钢结构构件的分布情况为:在主塔楼-2至3层顶框支柱KZZ1a、KZZ1~KZZ5,设计采用型钢混凝土柱,转换层采用劲钢梁。劲钢柱56根,劲钢梁31根;型式为两个焊接H型钢交叉而成,壁厚25mm;总用钢量1200吨,由此可见,本工程钢结构吊装工程量是相当大的。另外,由于本工程是旧村改造工程,拆迁面积有限,造成现场施工用地紧张,工期紧凑,因此,钢结构吊装施工是本工程的一大重点和难点。

三.超高层建筑钢结构吊装施工前准备

为了使吊装施工快速、安全的开展,在吊装之前必须做好以下几个方面的准备:

1.检查设计图纸并对图纸进行学习、审核和会审,对图纸中的不详、有疑问的地方及时地向甲方交谈,并对其交谈结果进行确认。

2.组织施工人员熟悉设计图纸与安装规范要求,掌握安装工程验收标准,并备齐相关施工质量检查、验收规范及质量表格。

3.钢构件的加工制作质量以及型号必须符合规范与设计的规定,并有出厂技术文件和合格证明。

4.施工现场必须满足其施工的要求,路面无障碍、地面结实、标高与轴线符合要求。

5.必要的工器具必须准备好,如吊索具、扳乎、垫木、装机械、扭矩扳乎、焊机、乎持电动砂轮、电钻、撬棍、焊钳等。

6.焊条、螺栓、涂料等连接材料必须有相关质量的证明,并符合有关国家标准的规定以及设计的要求。

7.对施工机械进行组装、调试,使其有良好性能。

四.超高层建筑钢结构吊装施工关键技术

1.吊装顺序

不同的建筑工程有着不同的吊装顺序,就本工程而言,其吊装顺序没有明确的规定,则按照实际情况决定。

2.钢梁吊装

本工程钢梁安装经调整后必须满足下列技术要求:钢梁水平偏差为L/1000,目不应大于10. 0mm;钢柱的垂直度偏差为H/1000,目不应大于10.0mm;钢柱间距偏差为士4mm。吊装梁的吊索夹角一般不得大于60度,钢梁的吊点设置在梁的二等分点处,在吊点处的吊耳设置在钢梁上翼缘上,待钢梁吊装就位完成之后割除。钢梁拼装:钢梁在吊装前以地面作为工作平台进行涂装、拼装,用螺栓按要求紧固。钢梁绑扎:钢梁按合理的绑扎点进行两点绑扎。钢梁起吊:在钢梁两端分别绑扎一根缆风绳随钢梁起吊,起吊时保持钢梁两端平衡,钢梁超过钢柱柱顶200mm以上才能徐徐下降,与柱了对位,起吊时要注意风力对起吊的影响。

3.钢柱吊装

在进行钢柱安装定位时,应该注意在每一节钢柱安装完工后对其进行测量调整,在本工程中,要求如下:十字中心线偏差毛小于等于1mm;柱顶标高偏差为3mm;垂直度偏差h/1000,且不应大于10. 0mm。钢柱安装过程中偏差控制要点:地下室钢柱主要包括Z1钢竹柱、Z2箱形柱、Z3日字巨柱。安装时全部采用100t履带吊吊装就位,其最大吊装分段为Z3-3(分段3)钢柱,重量为32. 8t 钢柱安装后,应对柱顶作一次标高实测,根据实测标高的偏差值来确定是否对后一节钢柱的高度进行调整。标高偏差值为3mm,只记录不调整,超过3mm需进行调整。

本工程钢柱安装过程中结构稳定控制措施:

(一)采用揽风绳临时固定。

(二)采用码板进行加强。

(三)采用临时支撑进行固定。钢柱安装过程中垂直度校正措施校正的方法是:大多采用螺旋千斤顶作微调来完成垂直度的校正,校正过程中应边调整边测量,每次调整幅度不宜过大。吊点设置在预先焊好的连接耳板处。为防止吊耳起吊时的变形,采用专用吊装卡具,采用单机回转法起吊。采用4根钢兹绳起吊,起吊时,不得使柱端在地面上有拖拉现象。

五.超高层建筑吊装施工安全管理分析

1.在对超高建筑物钢结构工程的安全管理过程中,应该对楼板混凝土建筑、栓钉熔焊、压型钢板铺设、焊接结构、测量校正、吊装、构件验收和构件制造等环节进行安全管理。在超高层建筑物之中的吊装工程之中,完善安全管理体系是一项具体而负责的工作,应该对在施工过程之中出现的矛盾进行及时的解决、如果没有对过程进行及时有效的控制,不仅会使工程的工期受到损害,同时会使建筑物的质量受到一定程度的影响。

2.对施工过程的管理可以分为安全文明施工、施工工期控制、材料质量控制、焊接质量控制、精度控制、构件安装、吊装前的准备、构件进场验收、构件制造等。在施工的过程中使用整体调整和单柱校正相结合的方式,使超高层建筑钢结构吊装施工的施工关键技术与安全管理水平得到有效的提高。

3.在对钢结构进行安全管理的过程中,应该将制造的规范、工艺和工程试验有效的结合起来,最终在实验的过程之中,覆盖所有的接头要求和接头形式,针对在超高层建筑物之中的形式要求和规范要求,进行灵活的选择。与此同时,对于那些富有经验的承包商,应该对其以往的焊接工艺进行评价,在制造钢柱的过程中,应该采取切实可行的工程措施和工艺措施,最终促进施工过程的顺利进行,并使其施工质量得到进一步的提高。

4.在进行吊装的过程之中,安全施工是十分重要的环节,在进行钢结构施工的过程中,因为其具有悬空作业和高空作业的特点,因此,十分容易产生在高空中坠下零件的现象,很容易造成严重的安全事故,为了减少这种安全隐患的产生,应该在施工的现场设立完善的监督安全小组,在每个安装过程中设置专门的人员进行管理,对员工进行在职培训,使员工的安全教育水平得到提高,不断完善员工的安全施工意识,在员工之中树立起“安全第一”的思想。

5.在管理的过程之中,将安全管理知识落实到生产之中。在建立完善的安全管理的基础之上,着重对薄弱部分加强保护,通过安全网的增设和树立安全护栏,使施工现场的文明程度和安全程度得到提高,最终提高超高层建筑之中的安全管理机制。

六.结束语

超高层建筑钢结构吊装施工关键技术对于钢结构吊装施工的质量具有重要的意义,同时加强钢结构吊装施工技术的安全管理对于确保工程安全具有重要的作用。

参考文献:

[1]李华钢 邓利辉 超高层建筑钢结构吊装施工技术研究 [期刊论文] 《价值工程》 ISTIC -2010年31期

[2]李宏生 超高层建筑钢结构吊装施工的施工关键技术与安全管理 [期刊论文] 《科技创新导报》 -2012年8期

[3]崔晓强 胡玉银 吴欣之 超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施 (被引用 12 次) [期刊论文] 《建筑机械化》 -2009年6期

[4]刘司华 超高层建筑钢结构吊装工程的施工监理及安全管理 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年18期

[5]罗梦恬 国金中心高层钢结构施工过程中若干问题研究 [学位论文], 2008 - 同济大学土木工程学院 同济大学:建筑与土木工程

篇11

前言

在一些工农业过程中,机泵可以用作于灌溉等输送装置;在一些科研以及国防项目中,机泵可以用作提供试验中的流体运输。所谓机泵,就是一些用作提供流体运输的动力的机械装置。当机泵在工农业生产过程中运用时,其使用过程中常常会由于各个方面的故障,导致机泵的运转性能逐步发生改变,进而导致其运转周期逐渐降低,使得其生命周期不断下降。如何提升机泵的运转性能,并有效提高其使用的生命周期,对于一些生产活动而言,有着重要的意义。

本文通过500LW-72D-9-99立式污水泵为研究对象,这台立式污水泵主要用于石油化工的污水处理工作,然而由于其使用的不当以及设计方面所存在的缺陷,常常会导致该机泵的运转性能出现下降,最终对其生命周期造成较大的影响。本文重点研究改机泵设计过程中所存在的缺陷,通过分析设计不足导致的机泵运转问题,提出相应的维修措施,有效改进其运转性能。

事实上,通过对于机泵的一些简单的维修与改造,并有效提高机泵工作人员的素质,使得他们能够规范操作机泵设备,并对设备进行定期的保养工作,可以有效的提升机泵运转性能的同时,延长其生命周期,使得机泵能够为生产实践活动提供更多的价值。

1.机泵的可靠性设计与制造

对于机泵而言,其可靠性的设计与制造有着非常重要的意义,有的机泵由于其先天性的设计不足,导致云状过程中出现轴承问题过高,或者出现轴承受力断裂的情况,影响了其运转性能与生命周期。对于500LW-72D-9-99立式污水泵而言,由于立式的设计,使得光叶轮的重量完全作用于轴承之上,光叶轮的重量达到了一百多千克,在高速运转过程中,会给机泵的轴承造成一个巨大的轴向力。并且由于轴承与叶轮之间的磨损,常常会导致机泵运转时,产生摩擦力,在这一摩擦力的作用之下,高速云状的叶轮与轴承之间的温度会逐渐升高。

长期处于高温负荷作用下的轴承在运行一段时间之后,会导致轴承出现裂缝,这一裂缝的出现会加剧机泵运转时的机械振动,使得轴承运转处于一种恶性循环之中,最终导致轴承磨损愈加严重,直至生命周期的完结。由此可见,机泵的可靠性设计与制造,可以有效的杜绝机泵设计的先天性不足问题,使得机泵处于一种更加稳定的运转状态之下,使得机泵的价值在生产实践过程中得以充分的体现。

2.机泵的正确安装与专业化操作

开始机泵的安装与调试时,应首先对机泵的设计构造有着深入的了解,并对机泵的运转过程中的一些注意事项熟练掌握。切忌凭借个人的安装经验,随意的进行机泵的组装与试运行。因为不同的机泵设计有所不同,其设计的构造的不同,会导致其安装工艺有所差异。进行机泵的安装时,应注意一下的几个方面。

首先,选择合适的安装高度,防止机泵出现气蚀的现象,同时合理的安装高度,可以方便后期机泵的操作。其次,进行机泵的安装时,应首先清除其上面的杂物,防止机泵安装过程中,杂物对安装工艺造成干扰。最重要的一点是,进行接联轴的安装时,应保证接联轴的方向与机泵的运转方向保持一致。

安装好机泵之后,开始机泵的试运行,在机泵的试运行时,应注意以下的几个问题。

第一,试运行之前,首先检查机泵的安装是否符合要求。开始试运行时,检查机泵设备运转过程中是否存在着明显的撞击或者摩擦产生的异常噪音。

第二,检查机泵运转过程中,检查其工作的电流与电压峰值是否超过其额定值;检查其进出口压力值是否超出额定值;检查运转过程中,机泵的油压是否处于正常值范围之内。

第三,进行机泵振动的检测,机泵振动检测应严格依据相关的规范设置执行。

由此可见,机泵的正确安装与试运行对于机泵而言,有着重要的意义。对于500LW-72D-9-99立式污水泵而言,常常会出现由于轴承与转子之间的间隙过大,导致机泵运转时,造成转子上下振动严重,如此直接造成了轴承与转子之间的摩擦加大,加速了轴承与转子的磨损,影响该机泵的生命周期。

此外,规范的操作对于机泵的生命周期而言,也有着重要的意义。因此要定期对机泵操作人员进行操作方面的培训,以及理论方面的学习,使得他们能够熟练的掌握机泵的开关、切换以及冲洗保养的操作。机泵的养护对于机泵的性能提升以及机泵的生命周期延长有着非常重要的意义。由于机泵的压头与流量还处于一种动态的范围之中,因此机泵的运行时,应尽量避免机泵处于长期的抽空以及低流量的情况下,如此可以有效的控制机泵轴承出现疲劳断裂,影响机泵的效率。

3. 定期进行机泵的保养工作

任何的机械都有着自身的生命周期,机泵通过一些不同的零部件组装而成,因此机泵的故障发生是一种必然的现象。对其进行定期的保养工作,可以有效的提升其性能,同时延长其生命周期。对机泵的内部进行定期检查,及时的清除机泵内部所存在的潜在隐患,使得机泵处于一种安全稳定的运转环境之下。

相关的调查研究显示,我国近十年来,国内的很多大型企业都会组织对企业的机泵进行定期保养工作,并对机泵进行定期的预知性的维修。如此一来可以确定机泵的故障发生部位,并对其发生的原因进行分析,使得机泵的故障率得以有效控制,提升企业的经济效益。另一方面,通过对机泵的预先维修,可以有效延长机泵的生命周期,提升装置的利用率,创作更高的利用价值。

4.结束语

综上所述,可以知道,机泵虽然在运转过程中存在着很多的不定因素,导致机泵运转时处于一种不利的环境之下,最终导致了机泵故障的发生。为了有效的改善机泵的运转性能,提升其使用寿命,应从机泵的设计构造、机泵的运转方面有着深入的认识,通过改善机泵的设计,对机泵所存在的潜在威胁提前发现,及时改善并进行去除,如此可以有效促进机泵的运转性能,提升其使用周期。

参考文献:

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XIANFei

(Fiberhome Telecommunication Co., Ltd, Wuhan 430074,China)

Abstract: Although wave soldering is a conventional soldering technology, now it still plays a important role in electronics production. The article introduces theory of wave soldering, at the same time an advanced soldering technology is also mentioned, it allowed through-hole components to be soldered, and protected the SMT components from the wave, unlike in the case of wave soldering. At last the effective way for improving the quality of wave soldering was discussed in terms of the quality control before soldering and the control of manufacturing material and process parameters.

Keywrds: Wave Soldering; Printed Circuit Board; Soldering Flux; Solder; Process Parameters

波峰焊是将熔化的焊料,经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰,使预先装有电子元器件的线路板通过焊料波峰,实现元器件焊端或引脚与线路板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。波峰焊用于线路板装联已有20多年的历史,现在已成为一种非常成熟的电子装联工艺技术,目前主要用于通孔插装组件和采用混合组装方式的表面组件的焊接。

1波峰焊工艺技术介绍

波峰焊有单波峰焊和双波峰焊之分。单波峰焊用于SMT时,由于焊料的“遮蔽效应”容易出现较严重的质量问题,如漏焊、桥接和焊缝不充实等缺陷。而双波峰则较好地克服了这个问题,大大减少漏焊、桥接和焊缝不充实等缺陷,因此目前在表面组装中广泛采用双波峰焊工艺和设备。

双波峰焊的结构组成见图1。

波峰锡过程:治具安装喷涂助焊剂系统预热一次波峰二次波峰冷却。下面分别介绍各步内容及作用。

1.1 治具安装

治具安装是指给待焊接的线路板安装夹持的治具,可以限制基板受热形变的程度,防止冒锡现象的发生,从而确保浸锡效果的稳定。

1.2 助焊剂系统

助焊剂系统是保证焊接质量的第一个环节,其主要作用是均匀地涂覆助焊剂,除去线路板和元器件焊接表面的氧化层和防止焊接过程中再氧化。助焊剂的涂覆一定要均匀,尽量不产生堆积,否则将导致焊接短路或开路。

助焊剂系统有多种,包括喷雾式、喷流式和发泡式。目前一般使用喷雾式助焊系统,采用免清洗助焊剂,这是因为免清洗助焊剂中固体含量极少,不挥发物含量只有1/5~1/20。所以必须采用喷雾式助焊系统涂覆助焊剂,同时在焊接系统中加防氧化系统,保证在线路板上得到一层均匀细密很薄的助焊剂涂层,这样才不会因第一个波的擦洗作用和助焊剂的挥发,造成助焊剂量不足,而导致焊料桥接和拉尖。

喷雾式有两种方式:一是采用超声波击打助焊剂,使其颗粒变小,再喷涂到线路板上。二是采用微细喷嘴在一定空气压力下喷雾助焊剂。这种喷涂均匀、粒度小,易于控制,喷雾高度/宽度可自动调节,是今后发展的主流。

1.3预热系统

1.3.1预热系统的作用

1)助焊剂中的溶剂成份在通过预热器时,将会受热挥发。从而避免溶剂成份在经过液面时高温气化造成炸裂的现象发生,最终防止产生锡粒的品质隐患。

2)待浸锡产品搭载的部品在通过预热器时的缓慢升温,可避免过波峰时因骤热产生的物理作用造成部品损伤的情形发生。

3)预热后的部品或端子在经过波峰时不会因自身温度较低的因素大幅度降低焊点的焊接温度,从而确保焊接在规定的时间内达到温度要求。

1.3.2预热方法

波峰焊机中常见的预热方法有三种:空气对流加热、红外加热器加热以及热空气和辐射相结合的方法加热。

1.3.3预热温度

一般预热温度为130~150℃,预热时间为1~3min。预热温度控制得好,可防止虚焊、拉尖和桥接,减小焊料波峰对基板的热冲击,有效地解决焊接过程中线路板翘曲、分层、变形问题。

1.4焊接系统

焊接系统一般采用双波峰。在波峰焊接时,线路板先接触第一个波峰,然后接触第二个波峰。第一个波峰是由窄喷嘴喷流出的“湍流”波峰,流速快,对组件有较高的垂直压力,使焊料对尺寸小、贴装密度高的表面组装元器件的焊端有较好的渗透性;通过湍流的熔融焊料在所有方向擦洗组件表面,从而提高了焊料的润湿性,并克服了由于元器件的复杂形状和取向带来的问题;同时也克服了焊料的“遮蔽效应”湍流波向上的喷射力足以使焊剂气体排出。因此,即使线路板上不设置排气孔也不存在焊剂气体的影响,从而大大减少了漏焊、桥接和焊缝不充实等焊接缺陷,提高了焊接可靠性。经过第一个波峰的产品,因浸锡时间短以及部品自身的散热等因素,浸锡后存在着很多的短路、锡多、焊点光洁度不正常以及焊接强度不足等不良内容。因此,紧接着必须进行浸锡不良的修正,这个动作由喷流面较平较宽阔、波峰较稳定的二级喷流进行。这是一个“平滑”的波峰,流动速度慢,有利于形成充实的焊缝,同时也可有效地去除焊端上过量的焊料,并使所有焊接面上焊料润湿良好,修正了焊接面,消除了可能的拉尖和桥接,获得充实无缺陷的焊缝,最终确保了组件焊接的可靠性。双波峰基本原理如图3。

1.5冷却

浸锡后适当的冷却有助于增强焊点接合强度,同时,冷却后的产品更利于炉后操作人员的作业。因此,浸锡后产品需进行冷却处理。

2使用屏蔽模具波峰焊接工艺技术

由于传统波峰焊接技术无法应对焊接面细间距、高密度贴片元件的焊接,因此一种新方法应运而生:使用屏蔽模具(如图4)遮蔽贴片元件来实现对线路板焊接面插装引线的波峰焊接。

2.1使用屏蔽模具波峰焊接技术的优点

1)实现双面混装PCB波峰焊生产,能大幅提高双面混装PCB生产效率,避免手工焊接存在的质量一致性差的问题。

2)减少粘贴阻焊胶的准备时间,提高生产效率,降低生产成本。

3)产量相当于传统波峰焊。

2.2屏蔽模具材料

1)制作模具必须防静电,常见材料为:铝合金,合成石(国产/进口),纤维板。使用合成石时为避免波峰焊传感器不感应,建议不要使用黑色合成石。

2)制作模具基材厚度。根据机盘反面元件的厚度,选取5~8mm厚度的基材制作模具。

2.3模具工艺尺寸要求

1)模具的外形尺寸:模具的长与宽分别等于PCB的长与宽加上60mm的载具边的宽度且模具宽度必须350mm,具体工艺尺寸如图5。当PCB宽度小于140mm时,可以考虑在一模具同时放置两块PCB焊接。

2)工艺边离边缘8mm,另外两边贴近边缘地方加装10mm宽、10mm高的电木条,以增加模具的强度,减少模具变形。

3)每个加强档条上必须使用螺丝固定,螺丝与螺丝的间隔必需在150mm以下。

4)在模具制作完成后,需在四周且间距100mm以内安装压扣 (固定PCB于模具上),且须注意以下几点:(1)旋转一周不碰触到零件;(2)不影响DIP插件;(3)能将PCB稳固于模具。

5)模具的四个角要开一个R5的倒角。

6)模具上的PCBA在过锡炉时,有些零件受锡波的冲击会产生浮高,因此对一些容易浮高的零件采用压件的方法来解决。目前主要采用的方式:(1)金属铁块压件;(2)模具上安装压扣压件;(3)制作防浮高压件治具。

3提高波峰焊接质量的方法和措施

分别从焊接前的质量控制、生产工艺材料及工艺参数这三个方面探讨了提高波峰焊质量的有 效方法。

3.1 焊接前对线路板质量及元件的控制

3.1.1焊盘设计

1)在设计插件元件焊盘时,焊盘大小尺寸设计应合适。焊盘太大,焊料铺展面积较大,形成的焊点不饱满,而较小的焊盘铜箔表面张力太小,形成的焊点为不浸润焊点。孔径与元件引线的配合间隙太大,容易虚焊,当孔径比引线宽0.05~0.2mm,焊盘直径为孔径的2~2.5倍时,是焊接比较理想的条件。

2)在设计贴片元件焊盘时,应考虑以下几点:

(1)为了尽量去除“阴影效应”,SMD的焊端或引脚应正对着锡流的方向,以利于与锡流的接触,减少虚焊和漏焊。波峰焊时推荐采用的元件布置方向图如图6所示。

(2)波峰焊接不适合于细间距QFP、PLCC、BGA和小间距SOP器件焊接,也就是说在要波峰焊接的这一面尽量不要布置这类元件。

(3)较小的元件不应排在较大元件后,以免较大元件妨碍锡流与较小元件的焊盘接触,造成漏焊。

(4)当采用波峰焊接SOIC等多脚元件时,应于锡流方向最后两个(每边各1)焊脚处设置窃锡焊盘,防止连焊。

(5)类型相似的元件应该以相同的方向排列在板上,使得元件的安装、检查和焊接更容易。例如使所有径向电容的负极朝向板件的右面,使所有双列直插封装(DIP)的缺口标记面向同一方向等等,这样可以加快插装的速度并更易于发现错误。如图7所示,由于A板采用了这种方法,所以能很容易地找到反向电容器,而B板查找则需要用较多时间。实际上一个公司可以对其制造的所有线路板元件方向进行标准化处理,某些板子的布局可能不一定允许这样做,但这应该是一个努力的方向。

3.1.2PCB平整度控制

波峰焊接对线路板的平整度要求很高,一般要求翘曲度要小于0.5mm,如果大于0.5mm要做平整处理。尤其是某些线路板厚度只有1.5mm左右,其翘曲度要求就更高,否则无法保证焊接质量。

3.1.3妥善保存线路板及元件,尽量缩短储存周期

在焊接中,无尘埃、油脂、氧化物的铜箔及元件引线有利于形成合格的焊点,因此线路板及元件应保存在干燥、清洁的环境中,并且尽量缩短储存周期。对于放置时间较长的线路板,其表面一般要做清洁处理,这样可提高可焊性,减少虚焊和桥接,对表面有一定程度氧化的元件引脚,应先除去其表面氧化层。

3.2生产工艺材料的质量控制

在波峰焊接中,使用的生产工艺材料有:助焊剂和焊料,分别讨论如下:

3.2.1助焊剂质量控制

助焊剂在焊接质量的控制上举足轻重,其作用是:

1)除去焊接表面的氧化物;

2)防止焊接时焊料和焊接表面再氧化;

3)降低焊料的表面张力;

4)有助于热量传递到焊接区。目前,波峰焊接所采用的多为免清洗助焊剂。

选择助焊剂时有以下要求:

1)熔点比焊料低;

2)浸润扩散速度比熔化焊料快;

3)粘度和比重比焊料小;

4)在常温下贮存稳定。

3.2.2焊料的质量控制

锡铅焊料在高温下(250℃)不断氧化,使锡锅中锡-铅焊料含锡量不断下降,偏离共晶点,导致流动性差,出现连焊、虚焊、焊点强度不够等质量问题。可采用以下几个方法来解决这个问题:

1) 添加氧化还原剂,使已氧化的SnO还原为Sn,减小锡渣的产生;

2) 不断除去浮渣;

3) 每次焊接前添加一定量的锡;

4) 采用含抗氧化磷的焊料;

5) 采用氮气保护,让氮气把焊料与空气隔绝开来,取代普通气体,这样就避免了浮渣的产生。这种方法要求对设备改型,并提供氮气。

目前最好的方法是在氮气保护的氛围下使用含磷的焊料,可将浮渣率控制在最低程度,焊接缺陷最少、工艺控制最佳。

3.3焊接过程中的工艺参数控制

焊接工艺参数对焊接表面质量的影响比较复杂,并涉及到较多的技术范围。

3.3.1预热温度的控制

预热的作用:

1)使助焊剂中的溶剂充分发挥,以免线路板通过焊锡时,影响线路板的润湿和焊点的形成;

2)使线路板在焊接前达到一定温度,以免受到热冲击产生翘曲变形。一般预热温度控制在180~210℃,预热时间1~3分钟。

3.3.2焊接轨道倾角

轨道倾角对焊接效果的影响较为明显,特别是在焊接高密度SMT器件时更是如此。当倾角太小时,较易出现桥接,特别是焊接中,SMT器件的“遮蔽区”更易出现桥接;而倾角过大,虽然有利于桥接的消除,但焊点吃锡量太小,容易产生虚焊。轨道倾角应控制在5°~8°之间。

3.3.3波峰高度

波峰的高度会因焊接工作时间的推移而有一些变化,应在焊接过程中进行适当的修正,以保证在理想波峰高度进行焊接,以压锡深度为PCB厚度的1/2~1/3为准。

3.3.4焊接温度

焊接温度是影响焊接质量的一个重要的工艺参数。焊接温度过低时,焊料的扩展率、润湿性能变差,使焊盘或元器件焊端由于不能充分的润湿,从而产生虚焊、拉尖、桥接等缺陷;焊接温度过高时,则加速了焊盘、元器件引脚及焊料的氧化,易产生虚焊。焊接温度应控制在250+5℃。

4常见焊接缺陷及排除方法

影响焊接质量的因素是很多的,表1列出的是一些常见缺陷及排除方法,以供参考。

波峰焊接是一项很精细的工作,影响焊接质量的因素也很多,还需要我们更深一步地研究,以期提高波峰焊的焊接质量。

参考文献

[1]吴懿平,鲜飞.电子组装技术[M].武汉:华中科技大学出版社,2006.

[2]张文典.实用表面组装技术(第二版)[M].北京:电子工业出版社,2006.

[3]周德俭.表面组装工艺技术[M].北京:电子工业出版社,2002.

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XIANFei

(Fiberhome Telecommunication Technologies Co., Ltd, Wuhan 430074,China)

Abstract: The rapid development of high density packaging technology has already bring up the new challenge to testing technology. For replying challenge, the new testing technology continuously appears, X-ray inspection is one of them, it can be used to control quality of BGA soldering and assembly. This paper simply introduces the theory of automatic X-ray inspection, the development of it is also mentioned.

Key words: X-ray Inspection; PCB; BGA; Electronics Assembly

随着电子技术的飞速发展,封装的小型化和组装的高密度化以及各种新型封装技术的不断涌现,对电路组装质量的要求也越来越高。于是对检查的方法和技术提出了更高的要求。为满足这一要求,新的检测技术不断出现,自动X射线(X-ray)检测技术就是这其中的典型代表。它不仅可对不可见焊点进行检测,如球栅阵列封装(Ball Grid Array,BGA)等,还可对检测结果进行定性、定量分析,以便及早发现故障。本文将简要介绍X射线检测技术的原理,以供参考。

1测试技术的种类

目前在电子组装测试领域中使用的测试技术种类繁多,常用的有人工目检(Manual visual inspection ,MVI)、在线测试(In-circuit testing,ICT)、自动光学测试(Automatic Optical Inspection,AOI)、自动X射线测试(Automatic X-ray Inspection,AXI)、功能测试(Functional Tester,FT)等。这些检测方式都有各自的优点和不足之处。

(1)人工目检是一种用肉眼检察的方法。其检测范围有限,只能检察器件漏装、方向极性、型号正误、桥连以及部分虚焊。由于人工目检易受人的主客观因素的影响,具有很高的不稳定性。在处理0603、0402和细间距芯片时人工目检更加困难,特别是当BGA器件大量采用时,对其焊接质量的检查,人工目检几乎无能为力。

(2)飞针测试是一种机器检查方式。它是以两根探针对器件加电的方法来实现检测的,能够检测器件失效、元件性能不良等缺陷。这种测试方式对插装PCB和采用0805以上尺寸器件贴装的密度不高的PCB比较适用。但是器件的小型化和产品的高密度化使这种检测方式的不足表现明显。对于0402级的器件由于焊点的面积较小探针已无法准确连接。特别是高密度的消费类电子产品,如手机,探针会无法接触到焊点。此外其对采用并联电容,电阻等电连接方式的PCB也不能准确测量。所以随着产品的高密度化和器件的小型化,飞针测试在实际检测工作中的使用量也越来越少。

(3)ICT针床测试是一种广泛使用的测试技术。其优点是测试速度快,适合于单一品种大批量的产品。但是随着产品品种的丰富和组装密度的提高以及新产品开发周期的缩短,其局限性也越发明显。其缺点主要表现为以下几方面:需要专门设计测试点和测试模具,制造周期长,价格贵,编程时间长;器件小型化带来的测试困难和测试不准确;PCB进行设计更改后,原测试模具将无法使用。

(4)自动光学检测(AOI)是近几年兴起的一种检测方法。它是通过CCD照相的方式获得器件或PCB的图像,然后经过计算机的处理和分析比较来判断缺陷和故障。其优点是检测速度快,编程时间较短,可以放到生产线中的不同位置,便于及时发现故障和缺陷,使生产、检测和二为一。可缩短发现故障和缺陷的时间,及时找出故障和缺陷的成因。因此它是目前采用得比较多的一种检测手段。但AOI系统也存在不足,如不能检测电路错误,同时对不可见焊点的检测也无能为力。

(5)功能测试。ICT能够有效地查找在SMT组装过程中发生的各种缺陷和故障,但是它不能够评估整个线路板所组成的系统在时钟速度时的性能。而功能测试就可以测试整个系统是否能够实现设计目标,它将线路板上的被测单元作为一个功能体,对其提供输入信号,按照功能体的设计要求检测输出信号。这种测试是为了检测线路板能否按照设计要求正常工作。所以功能测试最简单的方法,是将组装好的某电子设备上的专用线路板连接到该设备的适当电路上,然后加电压,如果设备正常工作,就表明线路板合格。这种方法简单、投资少,但不能自动诊断故障。

2自动X射线检查技术

根据对各种检测技术和设备的了解,自动X射线检查(Automatic X-ray Inspection,AXI)技术与上述几种检测技术相比具有更多的优点。它可使我们的检测系统得到较高的提升,为我们提高“一次通过率”和争取“零缺陷”的目标,提供一种有效检测手段。

2.1 AXI检测原理

AXI是近几年才兴起的一种新型测试技术(见图1)。当组装好的线路板(PCBA)沿导轨进入机器内部后,位于线路板上方有一X射线发射管,其发射的X射线穿过线路板后被置于下方的探测器(一般为摄像机)接受,由于焊点中含有可以大量吸收X射线的铅,因此与穿过玻璃纤维、铜、硅等其它材料的X射线相比,照射在焊点上的X射线被大量吸收,而呈黑点产生良好图像(如图2所示),使得对焊点的分析变得相当直观,故简单的图像分析算法便可自动且可靠地检验焊点缺陷。

2.2AXI检测的特点

(1)对工艺缺陷的覆盖率高达97%。可检查的缺陷包括:虚焊、桥连、立碑、焊料不足、气孔、器件漏装等等。尤其是X射线对BGA、CSP等焊点隐藏器件也可检查。

(2)较高的测试覆盖度。可以对肉眼和在线测试检查不到的地方进行检查。比如PCBA被判断故障,怀疑是PCB内层走线断裂,X射线可以很快的进行检查。

(3)测试的准备时间大大缩短。

(4)能观察到其他测试手段无法可靠探测到的缺陷,比如:虚焊、空气孔和成型不良等。

(5)对双面板和多层板只需一次检查(带分层功能)。

(6)提供相关测量信息,用来对生产工艺过程进行评估。如焊膏厚度、焊点下的焊锡量等。

2.3 AXI检测设备

近几年AXI检测设备有了较快的发展,已从过去的2D检测发展到3D检测,具有SPC统计控制功能,能够与装配设备相连,实现实时监控装配质量。目前的3D检测设备按分层功能区分有两大类。

2.3.1 不带分层功能

这类设备是通过机器手对PCBA进行多角度的旋转,形成不同角度的图像,然后由计算机对图像进行合成处理和分析,来判断缺陷。图3是一张倾斜拍摄的BGA照片,其中正常的焊点为圆柱型,开焊焊点为圆型。

2.3.2具有分层功能

计算机分层扫描技术可以提供传统X射线成像技术无法实现的二维切面或三维立体表现图,并且避免了影像重叠、混淆真实缺陷的现象,可清楚的展示被测物体内部结构,提高识别物体内部缺陷的能力,更准确的识别物体内部缺陷的位置。这类设备有两种成像方式:

(1)X光管发射X光束并精确聚焦到被测物体的某层,被测物体置于一可旋转的平台上,旋转平台的高速旋转使焦面上的图像清晰的呈现在接收器上,再由CCD照相机将图像信号变为数字信号,交给计算机处理和分析,如图4。

(2)这种方式是将X光束精确聚焦到PCB的某一层上,然后图像由一个高速旋转的接收面接收,由于接收面高速旋转使处在焦点上的图像清晰,而不在焦点上的图像则被消除,如图5。如此得到各个不同层面的图像,再通过计算机的合成、分析就可以实现对多层板和焊点结构的检查,如图6。

3结束语

X射线检测技术为SMT生产检测手段带来了新的变革,可以说它是目前那些渴望进一步提高生产工艺水平,提高生产质量,并将及时发现电路组装故障作为解决突破口的生产厂家的最佳选择。随着SMT器件的发展趋势,其他装配故障检测手段由于其局限性而寸步难行,X射线自动检测设备将成为SMT生产设备的新焦点并在SMT生产领域中发挥着越来越重要的作用。

参考文献

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