CN1028285C - 焊接圆柱体贮罐壁板定位组装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种螺旋式起升倒装定位组装焊接壁板的方法，本方法中，最下层罐壁的每块壁板和最上层罐壁的每块壁板都制成直角梯形状。在最下层壁板组装焊接后，其上端面形成螺旋斜面状，在螺旋斜面上安装支承滚动滑轮，以滑轮为支承面组装焊接最上层壁板。在外力作用下使最上层罐壁螺旋上升，使两层罐壁的咬合台阶处形成空缺，可进行中间壁板的焊接，这样不断螺旋上升，不断焊接，使操作点在下部固定位置上，劳动强度低，工效高。
Description
本发明是一种采用滑轮使贮罐的壁板螺旋式起升进行定位组装焊接壁板的施工方法。
从50年代到70年代初，各种大型贮罐在组装焊接时，都采用正装法。象砌墙一样，一块壁板接一块壁板往上垒、焊接。这种方法由于焊点不固定，而且逐渐升高，这样给施工操作人员增加了操作难度。目前，钢制浮顶罐也还应用此方法施工，但钢制拱顶罐已被倒装法所代替，倒装法一般有两种：空气顶升法和机械提升法，多年的施工实践证明，这两种方法具有工艺简单，高空作业少，工期短等优点，但也有很大的缺点：前者在罐体起升对接中，如果风量掌握不好，稍有不慎就会发生冒顶事故，遇到停电罐体会因为失去浮力导致歪斜或下沉;后者因机械提升的起吊点之间有一定的距离（起吊点是分布在罐体圆周的若干个点上的），因此，在起升当中起吊点受力较大，罐壁板有向内拉的力，往往造成壁板鼓包，影响壁板的安装质量，还有这两种方法都要集中相当数量的电焊机，不利于设备的合理使用，也不利于施工单位组织协调。
本发明的目的是实现一种焊接圆柱体贮罐壁板定位组装方法，
也是一种倒装法，可以使罐壁螺旋起升，从而使操作点固定，施工操作人员可以省工、省力、劳动强度低，有利于安全生产，安装质量可以保证，所用的焊机少，有利于施工单位组织协调。
本发明是通过下述方式实现的。采用螺旋起升倒装定位组装，步骤为：
（1）将最下层罐壁的每块壁板和最上层罐壁的每块壁板都制成斜腰边的斜率都相等的直角梯形状，并且所述的每一层罐壁上的每块壁板的各底边互相衔接，能排成一个大直角梯形状。最下层罐壁和最上层罐壁之间的壁板，除两块过渡壁板外都按常规方法制成矩形板，两块过渡壁板都为四边形，其中每块壁板的三条边都为直角边，另一条边为斜率都和最上、最下层壁板的斜腰边的斜率都相等的斜边，所有的壁板都煨制成弧状。
（2）在罐底上组装和焊接最下层罐壁的壁板，并且每块壁板的梯形直腰边都与罐底相接，其斜腰边都朝上，组装一圈后，最下层罐壁的上端面形成螺旋斜面状，而且在最宽的底边和最窄的底边相接处形成一个台阶。
（3）对上述组装和焊接完毕的最下层罐壁的壁板进行加固。
（4）在最下层罐壁的上端面上沿螺旋方向安装一圈支承滚动滑轮。
（5）在最下层罐壁的内外壁的上沿上，分别各沿圆周均匀分布焊接若干个挡板。
（6）以前述的支承滚动滑轮为支承面，在前述的最下层罐壁上的内外挡板之间组装焊接最上层罐壁的壁板，并且每块壁板的梯形直腰边都朝上，其斜腰边都朝下，组装一圈后，最上层罐壁的下端面形成螺旋斜面状，通过前述的支承滚动滑轮倒扣在最下层罐壁的上端面上，而且最上层罐壁上的最宽底边和最窄的底边所形成的台阶与最下层罐壁的台阶正好啮合。
（7）在最上层罐壁上安装焊接罐顶及附件。
（8）在外加动力作用下，使最上层罐壁在支承滚动滑轮上螺旋式旋转上升，同时使最上层罐壁和最下层罐壁啮合的台阶处形成空缺，当空缺大于一块壁板时，停止最上层罐壁的旋转上升，在空缺处把一块过渡壁板焊接在最上层罐壁上，其中过渡壁板的斜边与最上层罐壁的台阶相接，然后再继续使最上层罐壁旋转上升，又出现空缺，再焊接一块壁板，就这样反复的进行，直至达到设计高度为止，最后焊接的是另一块过渡壁板，其中过渡壁板的斜边留出，留到最后与最下层罐壁的台阶焊接。
（9）当最上层罐壁旋转上升到设计高度后，根据罐体重量，在罐壁内围绕着最下层罐壁的圆周均布若干个千斤顶，将罐顶及最下层罐壁以上的罐壁顶起，然后拆除支承滚动滑轮，将顶起部分放下，再焊接最下层罐壁和在其之上的罐壁间的接缝，最后拆除挡板，整个贮罐壁组装焊接完成。
下面用实施例结合附图再进一步说明。
图1为贮罐罐壁排板图。
图2为贮罐罐壁的过渡板排板图。
图3为贮罐罐壁的组装焊接图。
图4为加固最下层罐壁的示意图。
图5为在最下层罐壁上边缘的下方加槽钢涨圈的示意图。
图6为在最下层罐壁的内外壁上焊接挡板的示意图。
图7为图5的俯视图。
图8为支承滚动滑轮的主视图。
图9为支承滚动滑轮的侧视图。
图10为在罐壁的外壁上安装电动倒链的示意图。
图11为采用千斤顶顶起罐顶及最下层罐壁以上的罐壁的示意图。
实施例
采用焊接圆柱体贮罐壁板定位组装方法组装焊接1000m3的存水罐。罐体高度为6.4米，直径为15米，壁板厚度均为6毫米，罐体需起升重量约17吨。如要采用传统的组装焊接法，劳动强度大，操作难度也大，又不安全，质量不保证。采用本发明的方法就很简单，也很安全，质量又可以保证。
罐顶及罐底采用常规的排板、铺装、焊接的方法。贮罐罐壁的排板如图1所示。共有36块板，其中最下层壁板共8块，从第29块板到第36块板;最上层壁板共8块，从第一块板到第
8块板，上述壁板均为直角梯形状。其余的除两块过渡壁板外，剩余18块板均为矩形板。从图2看出，过渡壁板28，9各有一斜边，斜边的斜率是和直角梯形壁板的斜腰边的斜率是相等的，即四边形的斜边和虚线的夹角等于直角梯形的斜腰边和虚线的夹角。排板后，把每块壁板都煨制成弧状。
如图3所示，在罐底上组装和焊接最下层罐壁的壁板（29块至36块），最下层罐壁的上端面形成在逆时针方向上的螺旋向上斜面状。并在其上端面上安装支承滚动滑轮41，以支承滚动滑轮为支承面，组装焊接最上层罐壁的壁板（1块至8块）。安装焊接罐顶及附件后，在外加动力作用下，使最上层罐壁沿逆时针方向螺旋上升，同时使两层罐壁的啮合的台阶处42，形成空缺，在空缺处就可以进行中间壁板的焊接了。
所述的对组装和焊接完毕的最下层罐壁的壁板进行加固的过程是采用下述方式进行的，如图4所示，沿罐壁的内圆间隔均匀地用支撑钢管43与水平面成倾斜角度支撑最下层罐壁，每个支撑钢管的两端都分别各通过一块钢块44，焊接在最下层罐壁和罐底上的。支撑钢管一般沿内圆均匀地间隔3-5米加固、布置。并且如图5所示，在最下层罐壁的壁板上边缘的下方沿内圆加固一圈由槽钢煨制的涨圈45。涨圈一般在距壁板上边缘100毫米处。此外，如果因贮罐直径大，壁板薄，使得罐体刚度不够，在这种情况下，在最上层罐壁的壁板下边缘处也加固一圈涨圈。
在组装焊接最上层罐壁的壁板之前，在最下层罐壁的内外壁的上沿上，分别各沿圆周焊接一圈挡板，如图6所示，挡板46焊接在内外壁上，并且如图7所示，挡板46在内外壁上交错焊接，并应避开支承滚动滑轮。
如图8图9所示，所采用的支承滚动滑轮是由滚轮47，轴承支承板48，卡具座49所组成，所述的滚轮47是通过其滚轮轴50以转动配合的方式安装在所述的轴承支承板48上的，轴承支承板48固定连接在所述的卡具座49上的，在使用时，是通过卡具座49将支承滚动滑轮安装在最下层罐壁的上端面的，并用卡具座49上的偏心轮51卡死在最下层罐壁上，从图8看出滚轮47的轮面为凹面，正好将最上层罐壁卡入凹轮面中，一般情况下，在最下层罐壁的上端面上每间隔2.5-3米之间安装一个支承滚动滑轮。
在组装焊接最上层罐壁的壁板时，每装一块壁板都在罐壁内外分别用管子临时支撑，每一块壁板在罐壁的内外至少各有两根管子支撑，待罐顶安装焊接完毕后，即可拆除。
如图10所示，所述的使最上层罐壁螺旋式旋转上升的外加动力为电动倒链，即在罐顶安装完毕后，在罐壁外均匀分布若干个电动倒链52，本实施例中采用4个电动倒链，每个电动倒链52的两端分别焊接在最上层、最下层罐壁上的U型钢板53上，并且每个电动倒链都由统一开关控制其动作，一般情况下U型钢
板的直线距离应保证在6.5-7米之间。
安装旋转上升后所出的空缺处的最下层罐壁上的内外挡板，要求同一侧的挡板的间距为500毫米，此处的挡板排列的总长为所要围新壁板长度加1米。
在最上层罐壁和最下层罐壁相接的空缺处嵌入新安装的壁板时，先把新安装的壁板和最上层罐壁连接的纵缝和环缝点固后再次旋转上部罐体，然后再接着安装下一块壁板，与此同时进行已围壁板纵、环缝的焊接工作，这样依次可以按流水作业的方式直至组装完最后一块壁板。壁板组装完毕之后。在罐壁内圆周均布若干个千斤顶，如图11所示，在接缝上部的壁板的内壁上固定上支板55，在最下层壁板的内壁上固定下支板56，千斤顶54就支架在上支板和下支板之间，就这样在罐壁内均布若干个千斤顶。用千斤顶将螺旋接缝上部的壁板顶起，卸掉支承滚动滑轮，使上部壁板降至规定位置后，进行点焊，焊接。最后拆除挡板，整个贮罐组装焊接完成。
本方法经试验，组装焊接的贮罐，其质量完全符合SYT1205-87《圆筒形钢制焊接贮罐施工及验收规范》的标准要求。本发明的方法和传统的组装焊接方法相比具有以下优点：
（1）本方法简单、劳动强度低，施工前期准备时间短、施工机具简单，因为这种方法是在罐下部固定位置连续施工，施工人员可不必沿罐壁来回奔跑。
（2）减少施工机械台班，提高设备利用率，由于施工操作是在固定位置上进行，因此可在固定点附近集中摆放，减少了沿罐圆周围板工序，在整个施工过程中使用电焊机2台，气焊设备2套、半径吊小车一台，这和传统方法相比节省大量的施工机具，人力和物力，对降低施工成本，提高工效具有广阔的前景。
（3）能够实行流水作业，便于合理分工，有利于提高工效，宜于保证施工质量。
（4）不受场地狭小限制，可以做到安全生产，由于操作点在下部固定位置上，有利于安全操作。
（5）如果工期紧张，壁板在排板时，可设计成双轨螺旋起升，即可在两处固定点同时组装，大大缩短建罐周期。
本发明的方法可广泛用于对大型的水罐、油罐及工业用罐的组装焊接的施工中。
Claims (4)
1、一种焊接圆柱体贮罐壁板定位组装方法，其特征在于采用螺旋起升倒装定位组装，步骤为：
(1)将最下层罐壁的每块壁板和最上层罐壁的每块壁板都制成斜腰边的斜率都相等的直角梯形状，并且所述的每一层罐壁上的每块壁板的各底边互相衔接，能排成一个大直角梯形状，最下层罐壁和最上层罐壁之间的壁板，除两块过渡壁板处都按常规方法制成矩形板，两块过渡壁板都为四边形，其中每块壁板的三条边都为直角边，另一条边为斜率都和最上、最下层壁板的斜腰边的斜率都相等的斜边，所有的壁板都煨制成弧状，
(2)在罐底上组装和焊接最下层罐壁的壁板，并且每块壁板的梯形直腰边都与罐底相接，其斜腰边都朝上，组装一圈后，最下层罐壁的上端面形成螺旋斜面状，而且在最宽的底边和最窄的底边相接处形成一个台阶，
(3)对上述组装和焊接完毕的最下层罐壁的壁板进行加固，
(4)在最下层罐壁的上端面上沿螺旋方向安装一圈支承滚动滑轮，
(5)在最下层罐壁的内外壁的上沿上，分别各沿圆周均匀分布焊接若干个挡板，
(6)以前述的支承滚动滑轮为支承面，在前述的最下层罐壁上的内外挡板之间组装焊接最上层罐壁的壁板，并且每块壁板的梯形直腰边都朝上，其斜腰边都朝下，组装一圈后，最上层罐壁的下端面形成螺旋斜面状，通过前述的支承滚动滑轮倒扣在最下层罐壁的上端面上，而且最上层罐壁上的最宽底边和最窄的底边所形成的台阶与最下层罐壁的台阶正好啮合，
(7)在最上层罐壁上安装焊接罐顶及附件，
(8)在外加动力作用下，使最上层罐壁在支承滚动滑轮上螺旋式旋转上升，同时使最上层罐壁和最下层罐壁啮合的台阶处形成空缺，当空缺大于一块壁板时，停止最上层罐壁的旋转上升，在空缺处把一块过渡壁板焊接在最上层罐壁上，其中过渡壁板的斜边与最上层罐壁的台阶相接，然后再继续使最上层罐壁旋转上升，又出现空缺，再焊接一块壁板，就这样反复的进行，直至达到设计高度为止，最后焊接的是另一块过渡壁板，其中过渡壁板的斜边留出，留到最后与最下层罐壁的台阶焊接，
(9)当最上层罐壁旋转上升到设计高度后，根据罐体重量，在罐壁内围绕着最下层罐壁的圆周均布若干个千斤顶，将罐顶及最下层罐壁以上的罐壁顶起，然后拆除支承滚动滑轮，将顶起部分放下，再焊接最下层罐壁和在其之上的罐壁间的接缝，最后拆除挡板，整个贮罐壁组装焊接完成。
2、根据权利要求1所述的焊接圆柱体贮罐壁板定位组装方法，其特征在于：所述的使最上层罐壁螺旋式旋转上升的外加动力为电动倒链，即在罐顶安装完毕后，在罐壁外均匀分布若干个电动倒链，每个电动倒链的两端分别焊接在最上层、最下层罐壁上的U型钢板上，并且每个电动倒链都由统一开关控制其动作。
3、根据权利要求1或2所述的焊接圆柱体贮罐壁板定位组装方法，其特征在于：所述的采用的支承滚动滑轮是由滚轮轴承支承板、卡具座所组成，所述的滚轮是通过其滚轮轴以转动配合的方式安装在所述的轴承支承板上的，轴承支承板固定连接在所述的卡具座上的，在使用时，是通过卡具座将支承滚动滑轮安装在最下层罐壁的上端面的，并用卡具座上的偏心轮卡死在最下层罐壁上。
4、根据权利要求3所述的焊接圆柱体贮罐壁板定位组装方法，其特征在于：所述的对组装和焊接完毕的最下层罐壁的壁板进行加固的过程是采用下述方式进行的，沿罐壁的内圆间隔均匀地用支撑钢管与水平面成倾斜角度支撑最下层罐壁，每个支撑钢管的两端都分别各通过一块钢块焊接在最下层罐壁和罐底上的，并且在最下层罐壁的壁板上边缘的下方沿内圆加固一圈由槽钢煨制的涨圈。
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