CN110576939A - 一种大型锥形筒体分段的建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型锥形筒体分段的建造方法，包括以下步骤：步骤一、将待建造锥形筒体分段沿周向划分为复数个待建造锥环段；步骤二、将复数个待建造锥环段分别沿径向划分为数个圆弧段并加工成型；步骤三、将圆弧段在平面胎架上竖态拼接成对应的锥环段；步骤四、将拼接得到的复数个锥环段依次在平面胎架上拼接成整个分段，并进行定位焊；步骤五、将整个分段水平放置于滚轮架上，焊接成型，得到锥形筒体分段。本发明将大型锥形筒体分段分成数个锥环段，再分成数个圆弧段，以便于板材的加工和成型，解决了大型锥形筒体分段口径大无法直接加工成型、加工精度无法保证、焊接变形不易控制的难题，降低了施工难度，提高了焊接效率和质量。

Description

一种大型锥形筒体分段的建造方法

技术领域

本发明属于船舶钢结构建造施工技术领域，具体涉及一种大型锥形筒体分段的建造方法。

背景技术

现有船舶钢结构建造中，大型锥形筒体分段通常是指最小内径尺寸在6米以上的筒体分段。锥形筒体分段是轴对称的，筒体分段前后两端面的内径尺寸不一致，沿轴向方向内径尺寸线性增加或减小。对于小型中空圆柱体分段，现有技术当中通常将筒体分段沿径向分成两半，在机械设备上进行加工，再在半圆形胎架上拼接成圆。但对于大型锥形筒体分段，现有技术存在以下不足：

(1)内径尺寸过大，机械加工能力有限，无法满足分段沿径向分成两半直接加工成型的加工方式。

(2)在径向方向加工半径不同，每个锥环段的长度越长，机械加工精度越低，往往在拼接成圆过程中造成锥环段前后端的圆心重合度不一致，与地面不成水平，锥环段间对接超差大，需要重新二次加工。

(3)内径尺寸越大，相应半圆形胎架高度越高，需要消耗更多的胎架及加强材料，人员施工需要登高作业，建造安全性也大大降低。

(4)在半圆形胎架上合拢建造，分成两半拼接成圆后，只能采用二氧化碳半自动焊横对接焊，焊接难度大，质量难以保证。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种大型锥形筒体分段的建造方法，本发明能够降低大型锥形筒体的建造施工难度，可采用自动焊高效焊接，提高焊接效率和质量，减少焊接变形，解决了现有大型锥形筒体无法直接加工成型的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种大型锥形筒体分段的建造方法，包括以下步骤：

步骤一、根据待建造锥形筒体分段的高度，将待建造锥形筒体分段沿轴向划分为复数个待建造锥环段；

步骤二、将步骤一中的复数个待建造锥环段分别沿径向划分为数个圆弧段，得到圆弧段的参数并加工成型；

步骤三、将所述步骤二中的每个待建造锥环段对应的数个圆弧段，在平面胎架上竖态拼接成对应的锥环段；

步骤四、将步骤三拼接得到的复数个锥环段依次在平面胎架上拼接成整个分段，并进行定位焊；

步骤五、将步骤四得到的整个分段水平放置于滚轮架上，焊接固定，得到锥形筒体分段。

作为优选的技术方案，所述步骤一中待建造锥环段的高度为2-2.4米。

作为优选的技术方案，所述步骤二中每个待建造锥形段划分为3-4个圆弧段。

作为优选的技术方案，所述步骤三中平面胎架的中心线与所述锥环段的中心线重合。

作为优选的技术方案，所述步骤四中，每个锥环段在拼接前，采用电子水平尺检验端面的水平度，然后采用吊钢丝的方法确定锥环段的圆心，在地面上做圆心标记，作为后续锥环段的拼接标准。

作为优选的技术方案，所述步骤四中，定位焊的焊接长度为200毫米，定位焊的焊接间距为300毫米，定位焊完成后，校验最上端锥环段端面的水平度及各个锥环段圆心的重合度。

作为优选的技术方案，所述步骤五中，所述整个分段水平放置时，以整个分段两个端面的圆心坐标为基准进行调整，将两个端面圆心的连线调整至于水平面平行。

作为优选的技术方案，所述步骤五中的焊接方式采用二氧化碳气体保护焊。

作为优选的技术方案，所述平面胎架为立柱式胎架，所述胎架的立柱由角钢拼接而成，所述立柱的高度为800毫米，两两相邻的所述立柱之间的弧长为1米，所述立柱上设置有内壳胎板。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明在建造时，采用先轴向分成锥环段、再径向分成圆弧段的机械加工成型方式，先竖态圆弧段小合拢，再进行锥环段大合拢，最后在滚轮架上自动焊接完工，解决了大型锥形筒体分段口径大无法直接加工成型、加工精度无法保证、焊接变形不易控制的难题，在建造方式上大大降低了施工难度，并可采用自动焊高效焊接，提高了焊接效率和质量，减少了焊接变形。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明大型锥形筒体的分段建造方法流程图。

图2为本发明待建造锥环段划分的结构示意图。

图3为本发明圆弧段一种情况下划分的结构示意图。

图4为本发明圆弧段另一种情况下划分的结构示意图。

图5为本发明锥环段合拢的结构示意图。

图6为本发明锥环段焊接的结构示意图。

图7为图6沿B-B方向的剖视图。

图8为本发明胎架的结构示意图。

图9为图8沿A-A方向的剖视图。

其中，附图标记具体说明如下：一号待建造锥环段1、二号待建造锥环段2、三号待建造锥环段3、四号待建造锥环段4、五号待建造锥环段5、六号待建造锥环段 6、圆弧段7、立柱8、内壳胎板9、滚轮架10、一号锥环段11、二号锥环段12、三号锥环段13、四号锥环段14、五号锥环段15、六号锥环段16。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例提供一种大型锥形筒体分段的建造方法，首先将锥形筒体分段划分为复数个圆弧段7，之后将圆弧段7合拢为锥环段，之后将锥环段合拢为整个分段，将整体分段翻身90度，焊接完工得到大型锥形筒体分段。

本实施例以总长为13米，内径尺寸为7-9米的大型锥形筒体分段的建造做进一步的详细说明，本发明的详细施工步骤如下：

步骤一、如图2所示，将待建造的大型锥形筒体分段沿轴向划分为高度为2-2.4 米的待建造锥环段，本实施例中，划分为6个待建造锥环段，按照内径由大至小的顺序，标记为一号待建造锥环段1、二号待建造锥环段2、三号待建造锥环段3、四号待建造锥环段4、五号待建造锥环段5、六号待建造锥环段6。其中，一号待建造锥环段1、二号待建造锥环段2、三号待建造锥环段3、四号待建造锥环段4、五号待建造锥环段5高2.2米，六号待建造锥环段6的高度为2米。

步骤二、如图3及图4所示，将步骤一中的6个待建造锥环段分别划分为3-4 个圆弧段7，其中一号待建造锥环段1划分为4个圆弧段7，六号待建造锥环段6划分为3个圆弧段7，其余待建造锥环段可以划分为3个圆弧段7，也可以划分为4个圆弧段7，圆弧段7的划分数量根据机械加工能力确定，得到圆弧段7的参数并加工成型

步骤三、如图5所示，在平面胎架上将圆弧段7分别合拢为对应的一号锥环段 11、二号锥环段12、三号锥环段13、四号锥环段14、五号锥环段15、六号锥环段 16，采用定位焊的方式对拼接缝进行焊接。如图8及图9所示，平面胎架的立柱8 由角钢拼接而成，立柱8的高度统一为800毫米，两两相邻的立柱8之间的弧长为 1米，立柱8上设有内壳胎板9，内壳胎板9对圆弧段7起到支撑的作用。平面胎架的设计与制造过程，对船舶制造领域的技术人员而言，是公知技术，故不在此进行赘述。

步骤四、如图5所示，考虑到13米长的大型锥形筒体分段竖态合拢高度过高，为保证施工安全性，分别以一号锥环段11和四号锥环段14为两个基面胎架，先合拢成上、下两小分段，再以一号锥环段11为基面胎架，再整体合拢成整只大型锥形筒体分段。在每一只锥环段合拢前，用电子水平尺进行端面的水平度检验，同时采用吊钢丝的方法确定圆心，在地面上做好圆心标记，作为后续锥环段合拢的基准。竖态合拢整个分段结束后，考虑到锥环段环形焊缝横向焊接效率低，质量不易保证，本次合拢仅采用定位焊，焊接长度为200毫米，焊缝的间距300毫米。同时，相邻的锥环段上的焊缝交错设置，例如，一号锥环段11上圆弧段7之间的焊缝与二号锥环段12上圆弧段7之间的焊缝不在同一条直线上。

步骤五、如图6及图7所示，将步骤四中的整个分段装翻身后平移至滚轮架10 上，以整个分段两个端面的圆心坐标为基准进行调整，将两个端面圆心的连线调整至于水平面平行，偏差不超过1毫米。整只分段在滚轮架10上环段焊缝电焊采用 CO₂气体保护焊自动焊，以提高焊接效率和质量。

尽管上述实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。

Claims (9)

1.一种大型锥形筒体分段的建造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、根据待建造锥形筒体分段的高度，将待建造锥形筒体分段沿轴向划分为复数个待建造锥环段；

步骤二、将步骤一中的复数个待建造锥环段分别沿径向划分为数个圆弧段，得到圆弧段的参数并加工成型；

步骤三、将所述步骤二中的每个待建造锥环段对应的数个圆弧段，在平面胎架上竖态拼接成对应的锥环段；

步骤四、将步骤三拼接得到的复数个锥环段依次在平面胎架上拼接成整个分段，并进行定位焊；

步骤五、将步骤四得到的整个分段水平放置于滚轮架上，焊接成型，得到锥形筒体分段。

2.如权利要求1所述的一种大型锥形筒体分段的建造方法，其特征在于，所述步骤一中待建造锥环段的高度为2-2.4米。

3.如权利要求1所述的一种大型锥形筒体分段的建造方法，其特征在于，所述步骤二中每个待建造锥形段划分为3-4个圆弧段。

4.如权利要求1所述的一种大型锥形筒体分段的建造方法，其特征在于，所述步骤三中平面胎架的中心线与所述锥环段的中心线重合。

5.如权利要求1所述的一种大型锥形筒体分段的建造方法，其特征在于，所述步骤四中，每个锥环段在拼接前，采用电子水平尺检验端面的水平度，然后采用吊钢丝的方法确定锥环段的圆心，在地面上做圆心标记，作为后续锥环段的拼接标准。

6.如权利要求1所述的一种大型锥形筒体分段的建造方法，其特征在于，所述步骤四中，定位焊的焊接长度为200毫米，定位焊的焊接间距为300毫米，定位焊完成后，校验最上端锥环段端面的水平度及各个锥环段圆心的重合度。

7.如权利要求1所述的一种大型锥形筒体的分段建造方法，其特征在于，所述步骤五中，所述整个分段水平放置时，以整个分段两个端面的圆心坐标为基准进行调整，将两个端面圆心的连线调整至于水平面平行。

8.如权利要求1所述的一种大型锥形筒体的分段建造方法，其特征在于，所述步骤五中的焊接方式采用二氧化碳气体保护焊。

9.如权利要求1所述的一种大型锥形筒体的分段建造方法，其特征在于，所述平面胎架为立柱式胎架，所述胎架的立柱由角钢拼接而成，所述立柱的高度为800毫米，两两相邻的所述立柱之间的弧长为1米，所述立柱上设置有内壳胎板。