吊机臂局部换新施工方案设计

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　　摘要：柴油吊机、电吊机吊臂在超载情况下，可能会发生折弯变形的事故，导致吊臂其中的一节或一段变形而不能使用。对此，可以焊接修复。经过多年的修理经验，发现此方法可行。经过修复后，能达到吊车使用的技术要求参数。对以后类似的情况可忽略做拉伸、硬度试验，直接采用本文介绍的方法来修复吊臂，这样缩短了维修的时间，使吊机尽快的正常运转，降低损失。
　　关键词：吊臂;方管;变形;测量
　　吊臂是吊机主要承载构件，变形后必须更换或修复才能使用，但更换新吊臂不划算，新吊臂价格较高，运输不方便，时间长。为节约成本和时间，可根据现场的实际情况进行修复。吊臂修复后，必须达到吊机的技术参数要求。因此，选择合理的修理技術是修复吊臂的关键。
　　一、工程概述：
　　吊臂方管局部厚度超标或变形，局部需换新施工，纵向主梁为6”x6”x1/4”（152mmx152mmx6.4mm）方管，斜撑为2”x2”x3/16”（51mmx51mmx4.8mm）方管;
　　二、工程前期方案准备
　　施工前，施工方案需经组织专业人员一起进行方案评审，评审合格后，形成书面文件，经各方签字同意后才开始施工。
　　施工单位组织施工前，组织召开工艺交底会，让每个工人都要掌握施工方法。在施工过程中，施工人员按照评审过的方案和船级社认可的工艺组织装配、焊接施工。作业前、中、后均需做好测量记录，并报请业主方、船检认可，记录需经过现场抽查并签字，作为完工交验资料存档。
　　焊接工艺要提前编制，需经验船师审核确认后方可下发，在施工过程中严格执行;
　　三、吊臂局部更换流程
　　1.吊臂上胎架：将吊机臂平放在施工场地，下面加钢墩支撑和垫木，吊机臂分为尾段、中段、首段，用水平仪以带铰链眼板的尾段为基准进行调整;
　　2.施工前测量原始状态数据：
　　在自由状态下进行原始状态测量。测量数据包括吊臂主梁的直线度、吊臂的水平值、中心偏移，确保数据真实;测量数值记录并整理形成测量表格，然后报请船东、验船师参加现场抽检，检查测量记录没有问题后，己方签字，记录留存。
　　3.施工前先进行封胎生根，再进行工装安装。
　　工装设计：分大方管更换工装和小方管更换支撑工装：
　　1）大方管更换工装：有横向工装和纵向工装。纵向工装：在更换区域主梁150mm方管两端延伸300mm至500mm双面加装通长的L150角钢或槽钢型材、工装架以增加强度，保证装配直线度;横向工装：在大方管切割端部200外安装横向工装，防止大方管切割后剩余大方管内收或者外闪变形。
　　2）小方管更换支撑工装：在切割区的两端主梁上加L150角钢或槽钢搭接支撑连接，加固焊接，以保证切割更换区域时不会应力释放而发生变形，50mm方管斜撑连续换新的区域，为了防止变形，要求分批次换新，原则上隔2根换1根，隔3根要有1根工装L150角钢或槽钢型材加强;
　　3）此加固工装要保留到焊接结束自然降温后才可以拆除。拆除方法：可以用气刨方式距离焊缝5毫米处截断，剩余留根用打磨机磨平，磨平后表面做MT，并出报告;
　　4）为了保证根部铰链眼板同轴度出现偏差，在施工前，应安装假轴并固定。
　　4.先更换大方管，焊接后再更换小方管。
　　1）更换大方管：用电切割机切掉需更换的大方管，形成坡口并打磨好，处理好该段内斜支撑小方管端面，对接口装配间隙按照WPS要求，保持在2-4mm以内;每道焊口加1毫米收缩量。然后加装双面保型纵向工装。
　　2）更换小方管：为了释放应力减少变形，应确保从吊臂前段、中段、尾段中间向两侧更换。更换时，用电切割机距离焊点4mm切割掉需更换的斜支撑小方管，剩余留根需经打磨机去除，然后实施一对一更换装配，装配间隙保持在0-2mm，0最好;
　　1.施工前先对周围环境进行清理，同时对未拆除的管线、电缆进行包扎防护。
　　2.施工前应通知业主现场确认。切割后如发现原结构有蚀坑应进行补焊处理，需要换新时应及时通知业主现场确认。
　　3.施工前对吊臂进行固定，确保施工中不会有晃动。
　　4.焊接过程中随时监控测量精度，一旦有尺寸情况出现，及时停工分析、整改。焊接采用手工焊打底手工焊盖面，严格控制焊接电流、电压，按照合理的焊接顺序，减少焊接收缩变形;
　　5.焊后外观处理：打磨，去除焊缝缺陷;焊后外观检查，MT检测，向船东和验船师报验，最终交验;
　　6.焊后数据测量：按之前的同样的测量点进行测量，测量结果与原始数据对比，判断是否在原初始弯曲变化范围内。
　　四、测量技术方案及精度要求
　　1.基准面和测量点的确定
　　1）以带铰链眼板的尾段为基准;
　　2）采用拉钢丝测量方法：贯穿尾段、中段、首段整个长度拉一根钢丝，用来检验整体直线度;并作为总精度偏心基准。
　　3）尾段、中段、首段分别以各自段为基准拉钢丝，每个纵向主梁方通（chords）两侧水平和竖直方向上偏移一定距离拉钢丝，钢丝两端使用固定夹具，测量直线度，每个节点测量一个数值记录;
　　4）尾段、中段、首段分别以各自段为基准在顶面和地面中心拉钢丝，从顶部每个节点处吊线锤，来测量中间贯通和底部分段中心线之间的偏差，描述偏心程度，并用来测量两相邻横断面横向扭曲;
　　2.测量方案：
　　1）测量分3部分：施工前期测量，施工过程中的测量，施工后的测量;
　　施工前期的测量数据，目的为后期提供有效参考;
　　施工过程中的测量，帮助施工定位及装配检验;
　　施工后的测量用来验证施工的正确性，以及留存数据档案。
　　2）所有测量数据必须真实有效，测量时要求船东代表验船师参与记录。
　　3）精度要求与初始状态相比不恶化：
　　3.完工精度要求
　　1）扭曲变形精度要求
　　相邻两节点平面（PANEL POINTS）之间最大扭曲变形不超过4.0mm。
　　2）与初始状态精度相比没有恶化。
　　五、试验载荷
　　吊臂修复完成后与原吊机安装成功后，经过对吊臂的试验载荷（动载110%，静载125%）下测试能够满足吊机的验收要求，达到使用的技术要求后方可正常运行。
　　（作者单位：天津修船技术研究所）
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