卷筒制作检验指导书内容

卷筒制作检验和质量控制
1.目的
本指导书是为了规定上海振华港口机械（集团）股份有限公司长兴基地质检部卷筒检验员进行卷筒钢结构制作、机加工制作和表面热处理的检验程序、内容以及执行的检验标准。

2.适用范围
本文件适用上海振华港口机械（集团）股份有限公司长兴基地所制作卷筒的钢结构、机加工及热处理检验，是检验员上岗前必读文件。

3.引用文件和标准：
3.1 AWSD1.1:2002《钢结构焊接规范》
3.2 ZP/TSF01～02-04《港口机械和大型钢结构制造与验收标准》
3.3 JQ/GJD03.01--92《港机标准》
3.4 GB/T 17394-1998
3.5 JB/T5926-91
4.卷筒结构制作与检验
4.1 下料与材质跟踪
4.1.1 筒体钢板料由生产准备部供料,优先选用国标Q345B牌号钢板,或根据项目要求选用级别相当的A709-50-2 和ST52-3等低合金结构钢,由供应商提供质保书。

4.1.2 结构检验员需检查钢板表面是否有缺陷(锈蚀麻点,剥落等),材质标识是否清楚。

如有缺陷,应参照相关标准确定其缺陷等级,对等级超标钢板应予退库。

4.1.3 筒体钢板表面符合要求后，还需由探伤检验员对其进行UT探伤,在符合相关标准后方可进一步使用,并由探伤检验员做好相关记录。

4.1.4 下料前应核对所用钢板是否与图纸指定材料相一致,若不符,则以设计部门的修改单或材料代用单为依据,否则予以退库。

4.1.5 下料划线时必须将钢板表面的相关材质标识、项目名称、项目工号等准确无误地移植到已划完线的每一筒节的钢板表面,并需始终准确跟踪移植到制作结束。

4.1.6 钢板划线后,应检查其周长C=〔蓝图要求内径+2×(板厚/2)〕×3.14,为确保机加工后筒体壁厚能达到蓝图要求,其划线周长一般取蓝图要求的内径下偏差进行计算。

4.1.7切割下料后,筒节圆周方向两边需割制坡口,坡口度数参照各项目蓝图要求,其允许偏差一般为-5°— +10°。

4.2 卷制筒体
4.2.1 对于切割完的筒体料：当板厚t＜40mm时,可直接上机
进行卷制；当板厚≥40mm时,需将圆周方向已备制坡口的两
端部采用模具压头,预制成相应的弧度,再进行卷制；当板厚
≥65mm时，根据工艺设备和工装的制造能力来确定板材两端
是否留有压头余量。

4.2.2 筒体初卷成型后,在卷板机上应在筒体外壁坡口定位
筒体纵向焊缝,并注意定位的对接处不可成外凸形状。

4.2.3 筒体初卷后焊接纵缝时，应先焊接内壁坡口焊缝,然后
反面用碳弧气刨清根,保证清根后的坡口角度达到蓝图要求,
并打磨顺滑(一般采用SAW焊接,预热及层间温度要求以现场
WPS为准)。

检验人员需按工艺文件进行外观及无损检测检查,
合格后方可进入下道工序,并做好记录。

4.2.4 纵缝焊接完毕后,单个筒体需重新上卷板机进行复圆
处理,保证筒体内径符合图纸要求,并长短径之差小于3mm,检
验员需做好记录。

4.3 结构装配及焊接
4.3.1 单个筒体相互对接时,筒体与筒体之间错位应＜2mm,
筒体的同轴度误差应＜3mm,两对接筒体的纵焊缝应在圆周方
向错开≥200mm的距离。

4.3.2 对接环焊缝需进行无损检测,检验员检查后应参照相
关标准对照,不得有超标缺陷存在,并做好检查记录。

4.3.3在充分考虑法兰板加工余量及筒体焊接收缩余量的前
提下,将对接好的筒体进行加工,保证它的长度尺寸、焊接坡
口尺寸和其它配合尺寸。

4.3.4 卷筒轴端组件制作:
4.3.4.1 卷筒轴由总公司供料,并附有材料质保书。

常用卷筒
轴材料一般为35锻钢,特殊情况经副总工以上领导批准后可
选用其它材料；并卷筒轴需为正火状态,硬度一般为HB149～187。

按照工艺要求粗加工后,装焊之前需经UT检查,应无裂纹及轧制缺陷,合格后方可装焊。

4.3.4.2 数控法兰板和内腹板均由生产准备部提供,按工艺要求,需经过机加工达到尺寸要求方
可进行装焊。

4.3.4.3 法兰板内孔与卷筒轴中段加工的台阶进行加热过盈装配,然后外面按图纸要求用连续角焊缝焊接,焊缝需饱满,以便于机加工时能够加工圆弧进行过渡；腹板也应按图纸要求与卷筒轴末端台阶装配并施焊，所有焊缝应按要求进行无损检测,并检验员做好记录。

4.3.4.4 将焊接好的轴端组件进行车削加工(注意法兰板与腹板之间
的空档位置应装工艺撑加强刚性),尺寸按要求制作,需检查合格后方
可装焊。

4.3.5 非轴端法兰板也应按按图纸要求进行机加工,待尺寸检查合格
后方可装配。

4.3.6 筒体与法兰板装配后开始焊接,通常采用FCAW+SAW,与卷筒轴
装焊的腹板采用FCAW焊接,其预热温度、焊接温度等要求参照现场
WPS。

4.3.7 为了加强卷筒的刚性,在一些比较大或比较长的卷筒上会加装
内环筋板:
4.3.7.1 内环筋板一般采用Q235材料,通常由独立的三片扇形板搭接拼焊而成,材料由生产准备部提供。

4.3.7.2 筋板布置应避开筒体的环形对接焊缝约200mm,制作时如实际装配尺寸与蓝图相矛盾,需经设计或工艺技术部门确认方可调整筋板间隔尺寸。

4.3.7.3 由于筋板采用分块搭接式,装配时应使筋板外圆贴紧内筒壁,使装配间隙(一般＜1mm)。

筋板外圆与筒体焊缝相交处,在外圆开一个圆弧缺口作为过焊孔,并
使其与纵向焊缝之间有10mm自由边。

4.3.7.4 筋板与筒体的焊缝采用小贴角双面交错间断焊缝(但每块
板的端部第一段必须同位双面焊)，与筒壁焊接完成后,将三块筋板
中的两块接缝处对接焊妥,第三块与这两块双面搭接焊成整体。

4.3.7.5 全部焊接完成以后,结构检验员需检查筒体各个尺寸,焊缝外观,变形情况；NDT人员按图纸和标准要求检查焊缝,并各检验员须做好记录。

按照原始记录,结构检验员需制作材质跟踪报告、结构尺寸检查报告,NDT检验员需制作UT、MT、RT检查报告,并RT所拍的片子需经过审核认可。

5 卷筒振动时效(VSR)
5.1 VSR简介
振动时效VSR (英文Vibrating Stress Relief的缩写)又称振动消除应力。

它旨在通过控制激振器的激振频率使工件发生共振(最多数十分钟),让工件产生适当的交变运动并吸收部份能量,以致其内部发生微观粘弹塑性力学变化,从而降低工件的局部峰值应力和均化工件的残余应力场(尤其是表面的集中应力区域)，并提高构件尺寸稳定性和安全性。

5.2 工作准备
5.2.1 振动前需先确定工件支撑位置,一般卷筒采用自由支撑方
式,在距筒体两端各2/9处用V形支架(支架上垫4块橡胶垫)支撑。

注意支撑时不能让工件任意一点接触地面,也不能让任一点的橡
胶垫被压扁。

5.2.2 支撑完毕后,需要安装激振器和拾振器。

激振器安装在工件
端部刚性较大处,卷筒一般将激振器安装在无轴端的法兰板上,安
装处平面应光滑、平整,尽量保证激振器底座与法兰板紧密贴和,
中间不得有铁屑等异物,并采用卡具固
定。

拾振器应尽量安装在工件远离激振
器的另一端或对面,并且能够反映主振频率的最大振幅。

卷筒一般将拾
振器安装在远离激振器的另一侧法兰板上,法兰板接合面与拾振器底
座要清理干净,保证贴合紧密。

5.3 振动时效操作处理
5.3.1 手动扫频:扫频范围通常为1000rpm～10000rpm,而卷筒扫频基本可锁定在4000rpm～8000rpm之间,并同时进行打印。

查看在此转数区间是否有共振峰,若无则调整拾振器或激振器位置,并检查工件支撑是否良好,工件有无触地,是否有松动现象,控制系统运行是否正常,电缆连接是否正常；如一切正常,则重新扫频直至找出共振峰,并记录共振频率。

5.3.2自动扫频:手动扫频结束后重新开机进行自动扫频,观察振动情况。

通过操作人员用手触摸卷筒中间及各条焊缝邻近部位感觉振动大小,调整偏心角度到一适当的档位得到合适的激振力。

如果有必要,可通过调整支撑点、激振点和拾振点的位置来激起较多振型,通过记录工件的振幅频率(A-f)曲线测定1～3个共振峰大的频率在共振时的动应力峰值大小,选择动应力大、频率低的共振频率作为主振频率。

5.3.3工件的主振:进行主振前扫频,记录振幅频率(A-f)曲线。

然后在亚共振区内选则主振峰峰值的1/3～2/3所对应的频率开始对工件进行主振,主振时装置的偏心档位应使工件的动力峰值达到工作应力的1/3～2/3,并使装置的输出功率不超过额定功率的80%；记录振幅时间(A-t)曲
线,起振后振幅时间(A-t)曲线上的振幅上升后变平或上升后下降再变平,从变平开始稳定3～5min为振动截止时间,并一般累计振动时间不超过40min.最后进行振后扫频, 记录振幅频率(A-f)曲线。

5.4振动时效检验
5.4.1 在振动时效过程中，如发现工件存在如夹渣缩孔裂纹虚焊等缺陷,并以裂纹扩展的形式出现时,应立即中断时效处理,工件排除缺陷后,允许重新进行振动时效。

5.4.2 检验员应严格按照“振动时效工艺卡”监督整个振动时效过程的操作,振动结束以后及时制作“振动时效检查报告”。

5.4.3 当出现下列情况之一时,检验员可以判定工件达到振动时效的工艺效果,否则需重新进行振动时效处理或选择其它时效处理方法:
a 振幅时间(A-t)曲线上升后变平；
b 振幅时间(A-t)曲线上升后下降再变平；
c 振幅频率(A-f)曲线,振后比振前的振幅峰值上升；
d 振幅频率(A-f)曲线,振后比振前的振幅峰值点左移；
e 振幅频率(A-f)曲线,振后比振前的带宽变窄。

5.4.4 时效振动结束以后,应由NDT人员对工件焊缝进行MT检查,并制作MT检查报告。

6 卷筒机加工制作与检验
6.1 筒体外圆机加工与壁厚测量
6.1.1 卷筒上机床加工之前应测量坯件的各个尺寸,了解各部位的加工余量情况。

6.1.2 吊上机床后应首先对卷筒进行校正调中心,采用百分表粗调,使筒体对边的各对称点的最大显示刻度差＜3mm；并轴头与筒体的同轴度误差也需保证在轴头有足够的加工余量的范围之内。

6.1.3 粗车调整壁厚
6.1.3.1 在加工外圆之前先车制几条测厚槽进行壁厚测量,位置是在靠近卷筒两端法兰的角接焊缝处各车制一条测厚槽，同时在对接的每条环焊缝两侧车测厚槽，加工好的测厚槽的直径必须保证比图纸要求的外圆尺寸有余量≥3mm。

6.1.3.2 测量测厚槽的壁厚时,记下各对称点的厚度数值(通常选
取8个点两两对称),计算对称点厚度差,若对称点厚度差小于2mm
且实际加工的厚度符合蓝图要求,则不必精调；若对称点厚度差
＞2mm时,应当进行精调,但调整时需要对其它槽的厚度进行充份
考虑,以达到最好的调整效果。

6.1.3.3 按6.1.3.2调整后,如仍有局部区域厚度超差,且弧长≤300mm,可以继续下道工序。

6.1.4 在校正中心及测量厚度合格后车制筒体外圆时,应当在直径上留有2mm左右的加工余量留给下道工序加工。

6.1.5 检验员应根据现场记录的数据,经过计算后填写卷筒壁厚测量报告。

6.2 卷筒两端轴、孔加工
6.2.1 先将卷筒按外圆找正,要求跳动≤0.1mm；然后在筒体两端加工车制两个基准托架面,要求此两个基准外圆面的尺寸相差≤0.05mm。

6.2.2 车制两端轴、孔时分别以两端托架基准面找正中心,并架托辊
架进行加工,加工过程当中要注意保证各部位尺寸公差符合图纸的要
求。

6.2.3 在分别加工轴、孔结束时,操作者应
当对各加工尺寸进行自检,自检合格后立即
报检,经检验员现场检验合格后方可吊下机
床,并检验员需将数据记录下来。

6.3 卷筒绳槽加工
6.3.1 卷筒吊上机床后以原加工的两个基准托架面为基准校正中心,使其达到图纸要求的同轴度要求。

6.3.2 仔细阅读图纸,计算卷筒绳槽的定位尺寸,熟悉绳槽旋向、螺距等参数和尺寸。

然后在筒体外圆上按计算的结果用刀具刻线,刻好线以后再对照图纸检查一遍,确认无误后方可开始加工。

6.3.3 车加工结束后,操作者应当自检尺寸,并且需打磨绳槽加
工后产生的毛刺、锐边等, 在全部自检合格后立即向检验员报检,
检验合格后方可吊下机床。

6.3.4 对于机加工结束并且检验合格的卷筒,检验员应当根据规
定在轴端法兰板外圆上(特殊情况另定)用钢印打上项目工号、零
件图号和顺序编号,并且根据记录填写卷筒机加工尺寸检查报告。

7 卷筒绳槽表面淬火及硬度检验
7.1 卷筒吊上淬火机床后首先进行中心调整,使卷筒两端外圆跳动＜0.1mm。

7.2 根据绳槽的圆弧大小和硬度要求选择合适的感应加热器以及各项参数。

由于采用中频表面
淬火,因此一般参数选择为:频率4～6KHz,中频电压300～500V,
直流电压250～350V,直流电流125～200A,功率20～50KW,感应
器与绳槽表面的距离是1.5～2.5mm。

7.3 在选择好各项参数并调整好距离后开始进行表面淬火,淬
火时应马上对淬火部位进行硬度测试,以便根据硬度情况调整
电压、转速、距离等参数,使淬火硬度保证在图纸要求的范围之内(一般为HB300～380)。

7.4 在硬度调整稳定之后,每隔三槽就要进行硬度抽检,以便于
进行及时的调整。

7.5 卷筒绳槽表面淬好,待冷却后进行槽底硬度测试。

一般情况
下在相隔距离均匀的6处进行检测,每处测试三点,并根据测试
数据填写卷筒绳槽表面淬火硬度报告。

8. 相关检验报告
8.1 《卷筒结构件尺寸检查报告》
8.2 《卷筒震动时效检查报告》
8.3 《卷筒壁厚测量检查报告》
8.4 《卷筒机加工尺寸检查报告》
8.5 《卷筒绳槽硬度检查报告》
9. 卷筒制作检验工作流程图
a.卷筒结构制作与检验流程图
b.卷筒震动及机加工制作检验流程图
见附页。