起重机轨道安装质量控制要求

无锡太行轨道紧固技术有限公司

起重机轨道安装质量控制要求

     起重机轨道安装的好坏直接影响到起重机的运行质量。只有从源头上把握质量关,才能保证起重机轨道安装质量。

 

    1. 起重机轨道

    起重机运行轨道有起重机钢轨、铁路钢轨和方钢。钢轨的顶部是凸状的,底部是具有一定宽度的平板,增加了与基础的接触面;轨道的截面多为工字形,具有良好的抗弯强度。方钢可以看作平顶钢轨,由于对车轮磨损大,一般只用于起重量较小、运行速度较慢、工作不频繁的起重机。钢轨的通常用含碳、锰较高的钢材(C=015%～018%、Mn=016%～115%)轧制而成。起重机轨道的典型材料为U71Mn钢。方钢主要用Q275的方钢或扁钢制成。

    起重机钢轨是用作起重机大车及小车用的特种截面钢轨,标准长度为9、915、10、1015、11、1115、12、1215等8种。常见规格为QU70、QU80、QU100、QU120,QU后面数字表示轨道头部宽度。铁路钢轨分重轨和  轻轨2种、钢轨规格用每米长度公称重量表示。重量大于30kg/m的钢轨,属于重轨。标准轨长度有12150m和25100m2种规格。轻轨的量不大于30kg/m的钢轨,通常长度5～12m。轻轨用钢,多是普通碳素结构钢的镇静钢和半镇静钢,为提高钢轨的耐磨性和耐腐蚀性能,近年采用Mn、Si、P等合金元素的低合金结构钢。

 

    2. 起重机轨道的安装方式

    用于安装轨道的轨道梁常用的有2种：一种是钢结构梁，一种是混凝土预制梁。混凝土预制梁必须留有预埋孔，以备安装时穿螺栓，或者在混凝土预制梁中预埋螺栓。起重机轨道的安装方法有用压板固定法、钩形螺杆固定、焊接和螺栓联用固定等。为了进行水平方向的调整，轨道压板上的孔通常做成长孔，垂直方向的调整可在钢轨下加垫。轨道压板在设计时，要具有足够的刚性，每块压板，根据受力的大小可以制成单孔的或双孔的。只有轨道与轨道梁或者轨道梁上固定的钢垫板采用焊接方式连接时，车档方可焊接在轨道上。

 

    3. 轨道铺设前对轨道梁的安装要求

 

    3.1 对混凝土轨道梁的要求：

 

    (1) 轨道梁制作时必须保证沿梁横向及纵向的预留螺栓孔位置偏差≤5mm,螺栓孔直径比螺栓直径大2～7mm,梁顶面要求平整,但不得抹压光滑。

 

    (2) 轨道梁的安装偏差必须满足下列要求,否则要调整好轨道梁后才允许用混凝土找平。

     ① 梁中心位置对设计定位轴线的偏差≤5mm。

     ② 梁顶面标高对设计标高的偏差+10mm-5mm。

     ③ 梁上预留螺栓孔及预留螺栓对梁中心的位移偏差≤5mm。

 

    (3) 混凝土找平层的施工要求

 

    ① 混凝土找平层强度等级为C30,厚度为30～50mm。

    ② 混凝土找平层施工前应按要求检查轨道梁的安装偏差，如不符合要求，则应调整轨道梁。

    ③ 根据轨道梁面的实测标高，确定一个合适的混凝土找平层顶面控制标高，在轨道梁上每隔214～310m设置一个控制标高的基准点。

    ④ 用仪器测量，调整好基准点的标高，定出找平层顶面标高的基准线，然后安装模板,清除轨道梁顶面和螺栓孔内的杂物，并将螺栓孔上口堵住，洒水湿润后即可浇筑混凝土。

    ⑤ 找平层顶面必须找平压光，不得有石子外露和凹不平现象，不允许采用在表面另铺水泥砂浆的方法找平。

    ⑥ 施工中要随时用仪器测量检查，找平层顶面必须满足下列要求：螺栓处400mm宽度范围内顶面不水平度≤5mm；任意610m长度内务螺栓处顶面标高差±3mm；沿全长各螺栓处顶面标高差±5m。

    ⑦ 混凝土采用机械搅拌,施工时应加强养护，当混凝土试块达到75%强度设计值，方可进行轨道安装工作。

 

    3.2  对钢结构轨道梁的要求

 

     (1) 轨道梁的跨中垂直度≤h/500,h为轨道梁的梁高。

     (2) 轨道梁的水平旁弯≤l/1500,且净10mm,l为轨道梁的梁长。

     (3) 轨道梁垂直方向上拱≤10mm。

     (4) 轨道梁中心位置对设计定位轴线的偏差≤5mm,如不符合要求,则应调整轨道梁定位后,才能安装轨道。

     (5) 同跨内同一横截面轨道梁顶面高度差在支座处≤10mm,其他处≤15m。

     (6) 同列相邻2柱间轨道梁顶面高度差≤l/1500,且≯10mm,l为轨道梁的梁长。

     (7) 相邻2轨道梁接头部位,2轨道梁顶面高度差≤1mm,中心侧向错位≤3mm。

 

     4. 起重机轨道接头

     4.1 焊前准备

     起重机轨道接头焊接前,应仔细清理坡口及附近的油、锈等污物,直到露出金属光泽。焊材依据等强原则,匹配碱性焊条,其牌号J857(国家标准4.2　轨道焊接变形的控制钢轨端头预先垫起的高度,依钢轨的品种、长度和固定情况以及环境温度等因素而定,采用预先,用紫铜垫板及碳钢板将钢轨端头垫起30～40mm,利用已制作好的螺栓和压板等联接件,拧紧螺帽使钢轨固定在轨道梁上,每一钢轨接头附近至少设置4处固定点。当焊完轨底部以后,松开压板,将钢轨端头的垫起部分降低到20mm,再拧紧压板螺帽。当焊接轨腰部分时,逐渐降低垫板高度,当轨腰部分焊完时,应拆除全部垫板,并松开压板,此时轨道接头处应有很小的上翘值,在施焊轨头过程中,根据钢轨恢复平直的情况,决定是否再拧紧压板螺母。在全部施焊过程中,必须随时用直钢板尺检查钢轨接头的变形情况,随时调整接头的高度和紧松压板来控制钢轨接头的变形。在施焊前固定钢轨接头时,2根钢轨端头之间所留的间隙是上宽下窄,以轨底间隙为准,不得小于12mm,也不宜过宽,一般控制在15～18mm范围内。在调整固定钢轨接头时,除了保证端头间隙的尺寸以外,还必须使2根钢轨端头对齐,不得有歪扭和错开等现象。在焊接前与施焊过程中,应严格检查并确保2根钢轨中心线的位置在一条线上,以防止轨道焊接完毕时,通常有弯曲不直现象发生。用弯钩螺栓固定的钢轨,焊接其轨道接头时,可根据具体情况参照上述方法,设置临时卡具固定钢轨,以便焊接。

 

     4.3　焊接

     焊接轨道接头的顺序是由下而上,先轨底后轨腰、轨头,逐层逐道进行堆焊,最后修补周围。2根轨道端头的范围各为40mm,同时进行预热,预热及层间温度控制在300℃～350℃。第一层焊接(打底):电流120A～130A,以防止永久性碳钢垫板烧穿而将紫铜垫板熔化,从而减少剔除紫铜垫板的难度,缩短轨道空冷时间,以利于保持层间温度,防止淬火;以后各层可以使用(130±15)A,每层焊完必须焊渣清除干净才能继续施焊。

 

    轨腰焊接：电流130～140A,从腰下部向上施焊,注意清渣。

    轨头焊接：电流130～140A,将紫铜托板安装好后开始焊接,注意每层清渣一次;最后,对焊缝周围未焊饱满处进行补焊处理。

 

    4.4  轨道焊接过程中的注意事项

 

     在施焊每层焊波时,尤其在施焊轨底的每层焊波时,应使用l根焊条焊完,中间避免接用焊条而断弧,前后2层焊波的施焊方向应相反;每个轨道接头的焊接工作应连续进行,以使轨端头保持在较高温度下焊接(300℃～350℃)。在焊接后,当消除应力热处理后尚未冷却前,须防雨水等淋湿;烧热的紫铜板可以取下沾水冷却,以便于下次再用。

 

     4.5  消除应力热处理(火焰加热法)

     钢轨端头在焊接完成后的消除应力热处理是提高焊接质量的重要措施,对于在比较低的温度下如冬季施工等情况下),进行焊接的轨道,必须采用这项措施;消除应力热处理均采用气焊喷嘴围绕轨头、轨腰和轨底反复进行加热,应尽可能使轨道全截面加热均匀,要特别注意轨底的加热质量。消除应力热处理温度为620℃～650℃,从焊缝中心算起两侧各为40mm作为消除应力热处理的范围;消除应力热处理的温度达到后,恒温加热必须保证在20～30min以上,用针刺毯保温棉包好,保温缓冷,直到常温。

 

    4.6  轨道接头的磨平处理

    钢轨焊接接头已消除应力热处理并冷却到大气温度以后，对轨道顶面和两侧面的焊缝进行磨平处理。当焊接凸起过大时，用砂轮磨光机进行打磨处理，直到与轨头齐平，最后将表面磨光。

 

     厂房伸缩缝处轨道接头处理

     厂房伸缩缝处轨道接头处理通常有2种：一种采用夹板或鱼尾板连接，轨道采用45°斜接头,间隙为10mm。另一种采用按轨头外形加工的拼接夹板连接，间隙为50mm

 

 

 

轨道焊接工艺

　　 

 

本工艺规程适用于公司生产的岸桥和场桥起重机用型号为A75（110kg/mm2）轨道钢的对接接头的焊接，其它型号的轨道钢的对接焊可参考本工艺执行。

1. A75轨道钢化学成分

1.1典型A75轨道钢化学成分如下表示：

C Si Mn P S Cr V

0.71 0.75 1.00 0.016 0.015 1.024 0.092

注：表中数据为质量百分比

1.2 典型A75轨道钢碳当量为

   CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15=0.71+1/6+(1.024+0.092)/5=1.10

   由上述碳当量可知，轨道钢的焊接性很差，要求焊接操作严格按照本工艺执行。

2. 焊接材料

本工艺选择手工电弧焊进行轨道的对接焊。

2.1 电焊条为CH E507或J507（GB E5015）,J107Cr（GB E10015-G）;

2.2 以上电焊条的均须紧经350～400℃烘焙一小时，烘焙后置于120℃保温箱内保温；

2.3 焊条须随用随领并使用焊条筒领取，CHE507或J507焊条领取4小时内必须用完，J107Cr领取半小时内用完。如焊条筒由电加热保温防潮功能，则领用的焊条不受上述时间的限制。焊接过程中不得使用受潮的焊条。

3. 接头准备

3.1 轨道的对接须在车间内场进行，对接完成后将轨道置于大梁承轨梁上，随大梁一起移至外场。

3.2 轨道尽量使用端面平齐的供货态钢对接，焊前打磨清理干净焊接区域，须保证无油污、无杂物；

3.3 接头装配如图1接头装配简图示，接头下加衬垫，尺寸为6×100×260mm，材质为Q345或A705-50、St52-3，衬垫表面须打磨干净，无污物接头间隙为18～20mm；装配时须用直尺检验两段轨道对齐的直线度，对齐后可用档板在轨道两侧定位。

4. 预热和层间温度

4.1 焊前对接头部位进行充分的预热，预热温度为300～350℃（见WPS-TR-01）预热范围为每端150mm，整个接头长度为300mm；

图1.接头装配简图

4.2 焊接过程中，层间温度须保持与预热温度相同，质检人员随时用激光测温仪检测，以保证这一温度要求；

4.3 中断的焊接过程，须重新预热至300～350℃方能继续施焊。

5. 焊接

轨道接头的焊接可分三部分，如图2示。

图2.分层施焊简图

5.1 第I部分用CH E507或J507焊条焊接，I部分焊接完成后迅速进行清渣，以保证足够的层间温度；

5.2 第II部分仍能用CH E507或J507进行焊接，运条手法是不间断地转小圈，使焊渣从两侧流出，焊接过程中要注意保证轨道两侧焊缝饱满；

5.3 第III部分用J107Cr焊条进行施焊，要求焊缝饱满，打磨后溶合线处无可见的下凹。

6. 焊后热处理与保温

    焊接结束时立即用火焰加热，对接头焊缝部位进行焊后热处理，温度为650～750℃，时间为15～30分钟（见WPS-TR-01），之后对接头区域进行保温缓冷。

7. 打磨

碳刨割除接头处衬垫，碳刨前需预热至300℃。碳刨不得伤及轨道。轨道上表面焊缝用轨道专用打磨机打磨，两侧及衬垫处手工打磨，均须平滑过渡并与轨道外形一致，可用模版或直尺检验。

8. 探伤与返修

8.1 接头焊缝在焊接完工24小时并经上述打磨后，作100％MT检查，采用局部UT探伤，结果供公司内部参考（探伤区域及方式由探伤室确定）；

8.2 要求20％的焊接接头抽查硬度，若发现有相差较大的，则检测所有接头的硬度，对相差较大的返修；

8.3 返修

探伤过程中发现的表面裂纹及内部缺陷，要及时返修。对表面裂纹可先打磨去除，如无法打磨清除，可用碳刨然后打磨清理干净，但碳刨及其后的焊接须按前述对碳刨及焊接的要求来进行充分的预热，并按第6条要求进行焊后热处理及保温。

  9.监控要点

接头准备、预热及层间温度、焊后热处理及保温需质检严格控制。