[发明专利]一种圆筒膜式壁全对称组对工装及组对方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤化工领域，特别涉及一种适用煤化工行业高效气化炉的圆筒膜式壁全对称组对工装及组对方法。

背景技术

煤化工产业在国民经济中发挥越来越大的作用；其主体设备“气化炉”由外壳和内件构成，内件主要由多段圆筒形水冷膜式壁组成；多数圆筒膜式壁由圆管扁钢交替焊接而成。

圆筒膜式壁一般为圆管与扁钢交替焊接组成，由于扁钢宽度小，使膜式壁焊缝非常密集，又由于圆筒膜式壁截面为圆形结构，不能像平面膜式壁用膜式壁焊机直接将管排焊成。目前多数工艺为，先用膜式壁焊机焊成两管三扁钢或三管四扁钢单元，再用胎具组对、焊接成圆筒形状。在用胎具组对焊接时，受焊缝收缩影响会导致以下缺陷：1、在没有支撑环地方出现收腰，外形成波浪状；2、组对时中心线出现较大弯曲，使组对、焊接无法进行下去；3、由于焊缝非常密集，焊接收缩量大，焊缝容易被拉开，造成焊接缺陷。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种调整焊接顺序使焊缝始终处于施焊工件的几何中间避免焊接过程中出现较大弯曲的圆筒膜式壁全对称组对工装及组对方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种圆筒膜式壁全对称组对工装，包括组对胎具，所述的胎具包括至少两个定位环及至少3根连接钢管，所述的定位环分别套装固定在3根平行设置的连接钢管外侧，连接钢管两端两定位环之间的距离大于圆筒膜式壁的长度；所述定位环的外径上设置有沿母线划分的与圆筒膜式壁所需的包含圆管及扁钢的膜式壁单元数量相同的等分线，用以控制膜式壁单元在胎具上的圆周位置；该工装还包括确定胎具与第一组膜式壁单元相对位置的对线板以及确定了胎具与第一组膜式壁单元的相对位置后与定位环焊接在一起的定向块，用于保证第一组膜式壁单元在胎具上只能作轴线方向移动。 

进一步地，该胎具还包括活动定位板，所述活动定位板的内弧与所述定位环的外止口配合，用螺栓联接，且活动定位板外径等于圆筒膜式壁内径，用于圆筒膜式壁直径定位。

进一步地，该工装还包括立板与横板，立板的上端面与膜式壁单元端部的扁钢下端面焊接在一起，立板的下端面与横板的上端面焊接在一起。

进一步地，所述的膜式壁单元为两管三扁钢单元或者三管四扁钢单元，所述定向块的端面上端为梯形结构，该梯形结构卡在膜式壁单元中两个圆管中间并贴在圆管外径上，下端竖直与定位环焊接在一起。

进一步地，所述的膜式壁单元为单管单扁钢单元，所述的定向块上端设置有一圆弧形凹槽及一支撑端面，圆弧形凹槽贴住单管单扁钢单元的圆管，支持端面贴住单管单扁钢单元的扁钢，保证焊接时单管单扁钢单元只能在轴线方向移动。

进一步地，所述的胎具包括4根连接钢管，定位环以焊接的方式套装固定在4根连接钢管的外侧。

一种圆筒膜式壁全对称组对方法，该方法的步骤如下：

步骤1、用膜式壁焊机将圆管与钢焊成膜式壁单元，该膜式壁单元包括圆管及扁钢；

步骤2、将第一组膜式壁单元装在胎具上，将定向块下端竖直与定位环焊接在一起，保证第一组膜式壁单元在胎具上只能作轴线方向移动；

步骤3、将与第一组膜式壁单元完全对称的第二组膜式壁单元装在胎具上；

步骤4、将两组膜式壁单元焊接在一起，焊缝位于两组膜式壁单元的中间位置；

步骤5、根据以上方法依次完成整个圆筒膜式壁的焊接即可。

进一步地，上述方法还包括：将立板的上端面与胎具上膜式壁单元端部的扁钢下端面焊接在一起，将立板的下端面与横板的上端面焊接在一起，膜式壁单元贴住胎具的活动定位板外径，保证活动定位板在长度方向与圆周方向移动。

本发明的技术方案产生的技术效果如下：组对焊接时调整焊接顺序，使焊缝始终处于施焊工件的几何中间，保证焊接应力引起的变形自身抵消，避免出现膜式壁单元侧弯；定向块可保证第一组膜式壁单元只能作轴线方向移动，避免焊接过程中出现弯曲；膜式壁单元贴住活动定位板，不仅可用于圆筒膜式壁的直径定位，同时活动定位板与定位环通过螺栓连接，在圆筒膜式壁焊接完成后胎具易从圆筒膜式壁上取下，活动定位板与定位环之间可简单取下，不会损坏定位环。

附图说明

图1为本发明圆筒膜式壁端面视图。

图2为本发明组对前两管三扁钢单元的端面视图。

图3为本发明组对胎具端面视图。

图4为本发明组对胎具剖视结构示意图。

图5为本发明定位环的侧视结构示意图。

图6为本发明定向块装配结构示意图。

图7为本发明立板、横板的安装结构示意图。