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中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：

1引言

結構鋼建筑具有自重輕、施工速度快、強度高、抗震性好、環保等多項優點，是目前國內重點推廣的項目之一。在利用鋼結構建筑進行高層建筑建設過程中，合理確定鋼結構建筑的安裝施工順序、盡量采取合理的安裝措施來控制安裝質量是保證整個建筑施工質量的關鍵。下面筆者就先結合建筑鋼結構自身特點開始本次論文的分析。

2建筑鋼結構的特點

2.1鋼結構材質均勻

從機械功能的角度來看，剛才自身材質符合力學假定條件。同時因為鋼材內部結構近乎同向，因此在受外界環境作用時，其所受波動范圍相對較小，只要其所承受的應力在其可承受能力范圍內都具備很好的彈性。另外其實際受力狀態和利用工程力學計算出的結果是相近的，更容易進行選材。因為說鋼材的材質相較于其他材料更好。

2.2鋼材的塑性和韌性相對較好

鋼材的塑性和韌性都不錯，一般的壓力環境不會引起鋼材的斷裂或損傷，因此選擇鋼材作為建筑材料即使遇到超載情況，鋼材也能夠及時分配建筑內部各部分作用力，從而達到建筑各部分應變力的平衡，而不會引起建筑自身的損害。另外因為鋼材自身適應載荷能力強，因此即使遇到強震，鋼材也能夠保持很好的整體性，不會致使建筑物坍塌。實踐經驗證明，鋼材作為建筑材料具備其他材質建筑材料所沒有的抗震能力。

2.3鋼材自重輕且強度高

眾所周知，鋼材具有很高的強度，且和一般的建筑材料鋼筋混凝土結構相比，鋼結構建筑的豎向構件截面積更小，這樣就大大增加了建筑的可使用面積。且鋼材料自身自重相對較輕，在同樣高度的建筑物中，同樣高度的鋼結構的重量僅有鋼筋混凝土的一半。此時建筑內部的設計內力相對較小，所以即使遇到地震等外力，建筑物也具備較高的抗震穩定性。且鋼結構材料的施工造價成本大大低于鋼筋混凝土材料。

3建筑鋼結構安裝過程中的關鍵技術

3.1普通單層鋼的結構安裝技術

安裝普通單層鋼時應注意以下幾個方面：（1）要遵循規定的構件吊裝順序。吊裝平面構件時需考慮到該類構件主要是為了形成建筑空間結構體系的穩定性；在實際施工過程中應先吊裝豎向構件其次才考慮平面構件。而在吊裝豎向構件時，首先應吊裝柱，其次才是吊車梁，再者是制動桁架最后才是托架；（2）標準樣本間的安裝。安裝時柱和柱之間已形成排架，因此實際施工中最好選擇柱間間隙較大的鋼柱。施工中必須將安裝系統誤差降至最低，且不能超出規定的誤差范圍，通常只要制作孔位合適，不僅安裝效率高且安裝誤差也會相對較小。

3.2多高層建筑結構的安裝

多高層建筑結構的安裝需注意以下幾個方面：（1）總平面體系規劃設計。該種規劃設計必須全面考慮到建筑施工中起重機的布置、排水系統的布置、縱橫軸線尺寸的選擇；機械開行路線等多個因素。因為這些因素都決定著高層建筑的最終結構體系；（2）鋼框架吊裝的基本順序。建筑工程中的鋼構件多為豎向結構鋼柱體，一般施工條件下一節2—4層即可。另外在實際施工中還需考慮到吊塔爬升過程中工程對吊塔框架穩定性及吊裝進度的要求。若是進行流水段施工作業劃分，還需先組成標準的框架體系結構然后再進行流水作業段的劃分。

4建筑鋼結構安裝過程中需要注意的質量控制要點

4.1鋼結構件制造過程中重點工序的控制

建筑鋼結構制作過程中需要進行一下幾項重點工序控制：（1）鋼結構的組裝工藝。鋼結構的組裝工藝需考慮每個組裝零件的尺寸精度，另外鋼結構的組裝工藝對工裝精度的要求相對較高，因此在組裝時需看準圖紙，編制最合理、切實實際的組裝工藝同時在組裝過程中經常對工裝精度進行檢查；（2）鋼結構的焊接技術。進行鋼結構焊接時，要確實施工焊接在焊接前能夠制定一套完善的焊接工藝指導書來對施工中的焊材、焊劑和配套氣體進行嚴格選材。同時焊接易變形構件時可以通過嚴格控制溫度的方法來進行焊接矯正。施工中若用到焊條、焊劑和粉芯焊絲，需在使用前嚴格按照說明書或相關工藝文件進行烘干。若施工中某鋼種首次接受焊接，需進行焊接工藝評定同時制定對應的焊接工藝。為了減少焊接過程中焊接對焊材造成的壓力，需對鋼材需要焊接的部位進行預熱處理，同時在焊接過程中確保焊材能夠隨時進行加熱處理，從而保證實際操作中能夠一次性焊接一條焊縫。焊接完成后，還需依據相關標準對焊材進行后熱處理。

4.2建筑鋼結構緊固件連接的質量控制

建筑鋼結構緊固件連接的質量控制可以從以下幾個方面進行考慮：（1）首先連接件本身的質量要符合國家標準，為了確保連接件的質量，需在實際安裝之前對連接件進行高強性的螺栓摩擦面的抗滑移系數實驗，在此基礎上對螺栓的出場證明、螺栓批號等進行仔細檢查，符合要求才可使用；（2）利用剛強性螺栓連接鋼結構體時需確保摩擦面的加工質量，盡量減少摩擦面的污染和銹蝕，只有這樣才能夠保證摩擦面的抗滑移系數；（3）安裝高強性螺栓時必須是自由穿入，不能通過敲打和擴張的方式進行螺栓固定。

5結語

鋼結構施工在我國仍然處于起步階段，但是隨著經濟的發展以及城市化進程的加快，鋼構件建筑材料的性能優勢必將顯現出來，而其在高層建筑中的應用范圍也會越來越廣泛。在利用鋼結構進行建筑施工時，我們應當加強施工控制管理，做好施工的進度管理和質量管理。同時及時總結鋼結構建筑施工中鋼結構材料應用的關鍵技術同時對如何保證建筑鋼結構的質量進行深層分析，只有這樣才能夠確保鋼結構工作的施工質量，保證建筑施工最終質量。

參考文獻：

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中圖分類號： U468.23 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）36-177-2

0 引言

近幾年隨著我國人均GDP的增高，人們對汽車的需求量逐漸增加，其消費市場也越來越大，從而導致內部市場的競爭也越來越激烈。為進一步提升汽車企業在汽車生產制造行業當中的競爭力，作為企業生產制造方，必須從企業內部的設計和生產過程中不斷地進行改革和完善，如此一來才能夠從根本上優化企業的市場競爭力，為企業的可持續發展奠定基礎。汽車總裝線是汽車生產工藝流程的最后一個環節，也是保證汽車質量的最關鍵環節。在該工藝環節內通過各項技術工藝和管理措施，實現系統的流水線式組裝作業，完成汽車生產的總裝。

因此，在該工藝環節內設計步驟和組裝方法的合理性和高效性是保障汽車生產的關鍵因素，也是控制汽車質量的必須手段。

1 汽車總裝線參數確定設計及方法

汽車總裝線參數確定主要是在整個汽車總裝線的工作流程中對其總裝目標的外形和特點等進行全面的分析，從而構建“兩個確定”。

第一，確定總裝汽車的三維空間。根據汽車總裝線的目標物從其結構上對汽車的長度、寬度、高度三方面對其三維空間結構進行確定，從而對汽車的實際生產型號的標準進行確定。汽車總裝線汽車總裝三維空間參數的確定能夠為汽車總裝線的控制和管理提供準確的空間數據信息，使其步驟設計更加精確。

第二，確定總裝汽車各個部分的重量。該參數的確定主要是根據目標汽車的生產需求對其各個環節的重量和總重實施參數確定，從而實現在汽車總裝線設計工作過程中能夠準確、迅速地進行移動運輸，完成總裝的準備工作。

汽車總裝線的設計參數確定除了“兩個確定”外還需要對其總裝線的工藝參數和生產要素進行確定，從而更加準確地為其總裝線的設計和實施實提供參數。

首先，在汽車總裝線的工藝參數確定的過程中主要是根據目標汽車所使用的材料和需要進行組裝的工藝部分進行處理，充分發揮總裝線材料與工藝的實質性，促進汽車總裝線工作質量的提升。

其次，在汽車總裝線的生產要素參數確定的過程中主要是根據汽車總裝線的工作人員數量，對其進行整體生產人員要素的控制。此外，在汽車總裝線中對汽車的總裝定額、生產節拍、工作強度、工作時間進行規劃，實現生產流程參數化執行，改進總裝線的工作效率。

2 汽車總裝線分段的設計及方法

汽車總裝線的分段生產能夠有效地促進其生產效率和生產工藝的提升，從而掌握汽車生產制造的核心技術和方法。

汽車總裝線分段生產的價值在于實現不同分段內不同生產工藝和組織形式生產，提升分段工作效率。汽車總裝線分段生產根據不生產目標汽車的需求對其進行分段生產線處理，從而根據每一個組裝的需求性對其工藝進行確定。例如，在汽車總裝線工藝內的汽車底盤裝配分段內根據汽車的型號和底盤的高度選擇空間總裝的方式，以懸掛式將汽車的前后輪胎進行裝配，實現工藝技術的加強。

此外，汽車總裝線的分段設計能夠提高總裝線的維護效率。傳統的一體化總裝線在其日常維護上維護內容較多，維護方式復雜，需要兼備各個總裝線流程和工藝的專業人員和有經驗的人員對其進行故障點進行定位，進而對其故障進行排除和維護，使用的時間較長，嚴重影響維護的效率。此外，如果對總裝線的維護和故障處理上不具備高效性和穩定性則會降低汽車總裝線工作的整體穩定性和工作效率，影響汽車的總裝。

目前汽車總裝線分段設計的方法主要是根據汽車的結構對其實施分段設計，其中以內飾裝配、底盤裝配和基本設備裝配三段式為主要應用方法。在該三段式汽車總裝線設計工藝中實現了分段、分結構、分工藝的汽車總裝工作，有利于整個總裝線的管理和維護，具有應用價值和意義。近幾年隨著我國生產線工藝的改進和管理方式的完善，汽車總裝線分段設計融入了工程分段管理理念，按照汽車總裝的先后順序，建立了順序分段總裝線工藝，實現了結構和順序雙重分段組裝工藝，為我國汽車總裝線的生產質量和生產效率的提升奠定了基礎。

3 汽車總裝線工藝的設計及方法

汽車總裝線流水線內需要不同的總裝工藝，這樣才能夠完成總裝線的根本設計。因此，汽車總裝線工藝的設計需要根據汽車企業的生產計劃和汽車市場的整體情況，對其進行選擇。例如，大眾汽車的生產戰略為中端汽車消費行業，其在總裝線工藝中更加強調的是總裝線總體成本和效益的關系。因此，其總裝線工藝設計的要點是對總裝線流程的實施成本和預期收益進行規劃，從而實現低成本、高效益的汽車總裝線工藝。而寶馬汽車企業注重的是高端市場的發展，其在總裝線的設計上更加注重的是高端品質和各個部件的品質。因此，總裝線的工藝必須從每一個細節處入手，完善細節和整體總裝技術，其總裝線的工藝流程應該更加細致化，從而實現汽車的總裝。汽車總裝線的運輸鏈的速度和裝配人員的熟練度是其汽車總裝線日常生產總量和質量的主要影響因素。因此，在其方法改進的過程中必須強化轉配人員的熟練度，提升總裝線運輸速度，縮短總裝線時間，從而提高工作質量。

4 汽車總裝線布置的設計及方法

汽車總裝線布置設計的步驟主要是根據總裝線的平面形式將其布置成直線型、U型、S型、矩形、螺紋型幾種方式，從而實現汽車總裝線的平面布置設計，為其流程的優化奠定基礎。

汽車總裝線布置的方法主要是根據汽車總裝線的工作長度、汽車總裝線的工作場地空間、汽車總裝線的生產需求、汽車總裝線的流暢性、汽車總裝線的經濟型五個方面對其實施設計。目前我國汽車總裝線的工作步驟設計主要是采用舊廠房改造的方式，按照工程的格局和總裝線的經濟價值對其進行總裝線布置設計，往往會忽略總裝線的工作長度需求和生產需求。因此，在其工藝方法改進的過程中必須充分以改革總裝線布置方法的需求對其進行方法改進。汽車總裝線布置工藝的切入點是以汽車企業的人力資源和經濟資源為基礎，在滿足總工藝的生產數量需求和質量需求的同時，實現工藝的優化，發揮汽車總裝線的工作價值和意義。

5 總結

汽車總裝線是汽車生產完成裝配中的收尾環節，同樣在整個汽車生產的流程中占有重要的位置。隨著當前我國現代技術和管理水平的不斷提升，未來在汽車總裝線的設計步驟和方法上必須與時俱進，實現汽車總裝工藝與現代工藝的完美結合，以汽車工藝為入手點，提高對設備、人員、財力等諸多方面的優化控制，提高生產效率，保證產品質量。從而為我國汽車生產制造行業的發展提供專業、高效的生產技術和管理技術。我們要發展自身優勢，提高市場占有率。以汽車企業的發展戰略目標為基礎，以企業的生產目的為根本，實現企業總裝線生產工藝的規劃，保障各個環節工作的協調性和效率性，從而促進我國汽車批量生產質量的提升，達到我們自身發展的目標要求。

參 考 文 獻

[1] 齊相龍，劉晉飛，陳明.汽車線束預裝配線平衡問題的優化和仿真[J].機械設計，2015，01（01）：68-72.

[2] 王元.汽車總裝生產線分析[J].科技創新與應用，2016，03（05）：79.

[3] 王龍飛.汽車總裝線上加注制動液泄漏故障分析[J].汽車科技，2016，02（01）：93-99.

[4] 董萌.淺談汽車工廠與汽車工藝設計[J].中國高新技術企業，2014，16（07）：113-115.

[5] 胥紅光，姚文.采用PLC集成故障安全系統的汽車總裝車間ANDON系統研究[J].微型電腦應用，2013，10（06）：35-37.

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一、現狀分析

X公司作為電子產品制造企業，擁有著先進精湛的制造加工工藝，相對良好的生產環境，嚴格的管理體系，是國內名列前茅的優質企業。但在生產車間內部仍舊存在不良問題，如生產效率、線平衡率偏低、layout布局不合理、室內物流路線設計不當等問題，這些不良問題都將是提高生產成本，降低公司利潤率的主要因素。本文將主要針對生產效率，線平衡率偏低的問題做案例分析。

二、案例分析

（一）生產線改善前狀況分析。以下案例敘述均為X北五廠區四層車間生產現場，此生產車間的固定客戶是微軟，近兩年來生產的產品多數為鍵盤，同樣我工作期間所接觸的生產線體主要也是生產制造鍵盤。本節案例中所談到的生產線平衡是機種名稱為SHAW的生產線。SHAW為2014年八月份接下的新訂單，從商談接訂單，到確定制程再到投產經歷了6個月的時間，由于訂單量較大，經過生管部門及IE部門計算后確定了生產線數量，在進入到正式進行量產之前，需要經過試生產，稱為

PRE-PV，即按照量產的形式少量生產，用以檢驗產品質量，下面將對SHAW機種PRE-PV階段的生產線平衡作分析。

根據PRE-PV階段的試生產，可以得出初步的生產線生產狀況，根據實測各站工時可以總結如下：計算生產線平衡率：平衡率（L/B）=（各工序時間總和/（工站數*瓶頸工序時間））*100%=（∑ti/（工站數*CT））*100%，得出目前生產線線平衡率L/B=78%，CT=46s。可以從中觀察到整條產線工時嚴重不均衡，出現了高峰低谷的形狀，也可以說是木桶效應，以至于造成L/B偏低，產能降低，效益下降的后果。

總結目前的產線面臨的主要問題是：產能偏低，線平衡較差。根據生產線的實際情況，下面來分析造成目前問題的原因。原因分析：現場主要存在的生產因素為人（man）機（machine）料（material）法（method）環（environment）五大因素，除以上五個主要因素外，還有其他例如信息、制度等因素影響著生產工時，這里我們主要從4M1E五大因素來分析影響產能和線平衡率的原因。具體如下：（1）從人（M）方面分析：可以觀察到工時偏高的站別大多為人力組裝站。（2）從機器（M）方面分析：山積表中同樣觀察到有些機臺運作站別工時也存在偏高現象。（3）從原料

（M）方面分析：可以分析是否由于組裝材料存在問題，影響組裝工時，所以造成工時過高。（4）從組裝方法（M）方面分析：是否由于組裝工序及組裝方法有問題。（5）從生產環境（E）方面來分析：是否是由于生產線5S環境較差，物料擺放位置不妥，因此影響員工操作，造成組裝工時過高。從人、機、料、法、環五個生產要素分析問題產生原因后繪出魚骨圖，使問題的產生原因更加鮮明的呈現在眼前。

（二）改善方案。由于人員操作熟練度及動作規范度改變速度相對較慢，所以先解決運行機臺、組裝工序方法及工作環境產生的不利因素。如下為改善方案：針對運行機臺方面，實際測量機臺運行時間，計算出機臺的無效運行時間，根據情況來進行機臺改善，如有的機臺內部零件老化，需要及時更換新的零件。針對人員操作的熟練度及動作的規范程度對工時產生的影響，需要分兩步來進行改善，第一上崗前對操作人員進行操作培訓，嚴格按照標準作業指導書作業，保證產品的組裝質量，正式開始到崗位工作后，定期進行崗位培訓，糾正操作問題，形成規范化產線組裝。第二在操作過程中員工會受實際的操作環境影響，組裝過程中按照自己的習慣或是方便來操作，并不是按照標準作業指導書作業，這種情況下需要考慮員工的操作是否會影響組裝的產品質量、標準作業指導書中的規范作業是否不便于操作，重新對該站別的組裝動作進行動作分析，找出不當、多余操作，再根據ECRS四大原則來進行相應改善。

（三）改善效果分析。如下為改善前后的效果對比：改善前狀況：（1）人員手動組裝治具壓合，人力需求1人。（2）人員作業、治具壓合現場5S雜亂。（3）人員需每天搬放載具一千次左右。改善后狀況：（1）人員動作與前站合并，改善機器做自動壓合，無需人力。（2）人員動作與前站合并，改善機器做自動壓合，無需人力。改善后產能分析：改善后產線CT=40S，L/B=83%，CT時間下降6S，線平衡率提升到83%，SHAW共有10條生產線，每天工作時間為10H，改善前的單位產能UPH=3600/46*10=782pcs，一天的總產能為7820pcs，改善后的單位產能UPH=3600/40*10=900pcs，一天的總產能為9000pcs，總產能提高了1180pcs，相應的生產效率提高，工廠效益提升。

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中圖分類號：TE64 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）01-0264-02

一、CNG加氣站的原理和流程

CNG加氣站主要是指為CNG汽車充裝燃料，也可為大型的CNG運輸槽車充裝轉運的CNG燃氣燃料場所。天燃氣管道輸送天然氣到CNG加氣站，燃氣通過工藝設備進行脫硫、脫水等預處理，再通過壓縮機壓縮后儲存到儲氣瓶中或通過加氣機給出售給加氣車輛。

加氣站控制系統被分為壓縮機控制系統、網絡控制工藝流程管道系統、加氣機費用管理系統、可燃氣體報警控制系統，加氣站實現安全運營、平穩加氣功能是與四套系統互相配合工作密不可分的。天然氣加氣站的流程如圖1所示。

圖1 天然氣加氣站的流程圖

Fig. 1.1 Flowchart of natural gas filling stations

二、國外CNG加氣站技術

國外CNG加氣站的技術水平和發展趨勢以美國安吉公司（ANGI）、加拿大IMW 公司和意大利新比隆公司等外國廠家的CNG技術為代表。

1.加氣站總體技術

加氣站普遍采用撬裝式結構，按照集裝式和模塊化設計，將壓縮機、天然氣凈化系統、冷卻系統、氣體回收系統、控制系統、儲氣瓶組等都集成在一個類似集裝箱封閉的金屬箱體中，該箱體具有降噪、防雨、防爆和便于運輸安裝等作用。模塊化結構具有可變形組裝的特點，可以滿足不同用戶和不同地區建站的要求。

2.安全為首的設計

為了安全加氣站普遍采用了防爆設計、集中排空、緊急關機、安全泄壓、售氣機自動關閉等措施：

3.自動化系統監控

美國 CNG加氣站普遍自動化程度較高。壓縮機組啟動后，系統在運行過程中，包括啟動、凈化壓縮、給氣瓶組充氣、停機排空、再啟動，以及通過售氣機按低、中、高壓的順序給汽車充氣等，完全按一定的時序自動運行。管理人員通過SCADA系統對本地或各地多臺加氣站實現遠距離實時集中控制管理，出現故障，立即報警，同時自動緊急關閉系統，進行故障診斷和排除。

4.模塊式的靈活組裝

生產廠家已形成自己固定的工藝流程和結構模式。同一廠家生產，同一規格排量的加氣站，幾乎沒有完全相同的。任一臺結構上都有些變異，或局部更換了某臺設備，或增加了某些功能。這些都是應不同用戶要求，或不同地區的需要而修改的。

5.調試后出廠，現場安裝工作量小

美國普遍采用橇裝結構，將加氣站組裝調試的大量工作都放在工廠完成，易于加強質量控制，保證加氣站穩定可靠。現場施工量很小，只要接通電源和氣源，連上售氣機即可安全運行。

三、國內CNG加氣站技術

中國石化集團公司江漢三機廠生產的撬裝式結構和其他部分廠家生產的開放式結構產品基本反映了目前國內CNG加氣站的技術水平。脫硫設備和干燥設備比較龐大，一般采用水冷卻和后置凈化干燥處理方式，管路復雜，無法在工廠內完成安裝調試，質量控制有一定困難。

1.天然氣壓縮機

國內天然氣壓縮機技術與國外相比有較大的差距，目前廣泛應用的是重慶氣體壓縮機廠和自貢高壓容器廠生產的產品。

2.凈化設備

（1）脫水干燥設備壓力高達25MPa，對容器的制造工藝要求較高，需要配置較大的水池、冷卻塔等設備，使整個系統復雜，不宜與撬裝式壓縮機相匹配。

（2）由于各地天然氣的氣質和含硫量不同，所選用的脫硫工藝和設備也有較大不同。

3.控制系統

加氣站控制系統多數為常規電器控制，比較簡單。

4.售氣機

目前國內目前多數廠家生產的售氣機技術性能和精度不高，穩定性和可靠性差，故障率較高。

四、國內加氣站發展方向

根據中國國情，將國內多年來CNG加氣站積累的成熟經驗總結繼承下來，同時積極借鑒國外先進技術和服務理念，使我們開發研制的CNG加氣站成套設備，達到起點高，性能穩定，技術完善，安全可靠的目的。為了趕超國外CNG加氣站的技術水平，應從以下方面去努力。

1.集裝式設計，模塊化安裝

加氣站應進行集裝式和模塊化設計，使之成為一種標準化的成套設備。具有較高的靈活性和可靠性，能方便運輸、簡化安裝、變形安裝、減少占地面積、縮減投入運行成本，以滿足不同用戶和不同地區建站的要求。

2.完善安全措施，提高自動化程度

為了減少人為不安全因素的影響，要提高加氣站自動化程度，完善監控、安全保障措施。

3.提高集成化，加強質量控制

結合用戶情況提高加氣站集成化程度。將加氣站主要設備（干燥器、儲氣瓶組）全部集成到橇裝里去，設備只剩下售氣機。在工廠里完成全部安裝調試任務，在生產制造環節加強質量控制，確保設備安全。

4.加強技術合作，提高管理水平

在國產化過程中應積極尋求國際合作。通過銷售、合資合作等多種方式，引進國際CNG先進技術和管理經驗，使我國CNG 技術的發展與世界一流水平保持同步，就能在市場競爭中占據較強的優勢。

參考文獻

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[2]徐濤龍.姚安林.楊春.蔣宏業 城市CNG加氣站事故致因機理分析[期刊論文]-重慶科技學院學報（自然科學版）2010（3）

[3]高猛.王憲.GAO Meng.WANG Xian 壓縮天然氣站投產及運行中應注意問題的研究[期刊論文]-山西建筑2010，36（31）

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1. 前言

SiC顆粒增強鋁基復合材料因其具有廣泛的、潛在的應用價值，是在目前非連續增強金屬基復合材料中研究較多，較為成熟的復合材料。SiC顆粒增強鋁基復合材料具有高比強度和比剛度、耐磨、耐疲勞、低熱膨脹系數、低密度、高熱導性、良好的尺寸穩定性和高微屈服強度等優異的力學和物理性能，被應用到汽車、航天、軍事、電子和其他工業領域。從二十世紀八十年代初，世界各國開始競相研究開發這種新型高性能材料。SiC顆粒增強鋁基復合材料正受到越來越廣泛的重視。

2. SiCp/Al復合材料在電子封裝中的應用

隨著電子裝備的日益小型化、多功能化，LSI、VLSI不但集成度越來越高，而且基板上各類IC芯片的組裝數及組裝密度也越來越高(如MCM),也就是說，功率密度(輸出功率／單位體積)越來越大。20世紀80年代末的功率密度為2．5W/cm 3 （40 W／in 3 )，而90年代己達6W／cm 3 (100 W／in 3 )以上。如何將產生的大量熱量散發出去，這是電子裝備在一定環境溫度條件下能長期正常工作的保證，也是對電子裝備的可靠性要求。在這類功率電路的電參數設計、結構設計及熱設計三部分中，熱設計顯得更為重要。因為熱耗散的好壞直接影響著電子裝備的電性能和結構性能，甚至可引起重要電件能失效和結構的破壞。據統計，在電子產品失效中，由熱引起的失效所占比重最大，為55％。由此可見，解決好熱耗散是功率微電子封裝的關鍵。

為從根本上改進產品的性能，全力研究和開發具有高熱導及良好綜合性能的新型封裝材料顯得尤為重要。熱膨脹系數（CTE），導熱系數(TC)和密度是發展現代電子封裝材料所必須考慮的三大基本要素，只有能夠充分兼顧這三項要求，并具有合理的封裝工藝性能的材料才能適應電子封裝技術發展趨勢的要求。而SiC顆粒增強鋁基復合材料則恰恰是既具有鋁基體優良的導熱性又可在相當廣的范圍內與多種材料的CTE相匹配的復合材料。 [1 ～ 2]

對表1中列出的芯片材料 Si、GaAs 以及各種封裝材料的性能指標進行對比，不難看出，傳統的材料如Al、Cu、Invar合金、Kovar 合金、W/Cu 合金、Mo/Cu 合金等 ,不能滿足先進電子封裝應用中低膨脹、高導熱、低成本的嚴格要求。而Al 2 O 3 和BeO材料是廣為使用的電子封裝材料，但由于綜合性能、環保、成本等因素，已難以滿足功率微電子封裝的要求。SiC顆粒增強鋁基復合材料具有與Si、GaAs相匹配的熱膨脹系數(CTE)以及強度高、重量輕、工藝實施性好、成本較低等特點。

因此，既具有優良的物理、機械性能，又具有容易加工、工藝簡單、成本低廉、適應環保要求的新型微電子封裝材料——SiC顆粒增強鋁基復合材料——已能全面滿足高密度電子封裝技術的要求，成為最具有發展前景金屬基復合材料。

表1 常用封裝材料性能指標 [3]

 

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引言

大唐國際多倫煤化工項目是我國“十二五”規劃重大化工項目之一，它橫跨氣化、變換、低溫甲醇洗、甲醇壓縮合成四大工段，涵蓋三項世界之最，項目從2008年開始建設。然而，進行前述工序的前提就是將褐煤干燥。通過國外調研，發現德國ZEMAG（澤瑪克）的管式干燥機運行安全可靠，干燥程度深，在褐煤氣化中廣泛應用，遂決定采用管式干燥機。由于管式干燥機進口費用大（是國產費用的3倍），我廠在大唐國際的應邀下從2006年開始研發設計管式干燥機。管式干燥機是一個傾斜的多管式回轉圓筒，筒體外徑5.3m，長度8.0m，傾角12°，干燥管數量1548根，干燥管通過前后端管板固定，整體重量達225t。筒體中心由長約10.3m的軸支撐在兩端的軸承座上，大齒圈安裝在干燥機前端，電機通過減速器帶動小齒輪，小齒輪和大齒輪嚙合傳動，干燥機額定轉速8rad/min，下圖為管式干燥機結構外形圖。根據輸煤車間設計布置，干燥機前端安裝在11m鋼梁平臺，后端安裝在9m平臺[1]。

圖1 管式干燥機結構外形圖

1-進料口 2-進汽管路 3-進料端軸承箱 4-大齒圈 5-傳動裝置 6-筒體

7-帶螺旋片的換熱管 8-載濕氣體出口 9-出汽管路 10-出料端軸承箱 11-出料口 12-軸

1.干燥機組裝方案的確定

由于干燥機單機重量大，整體直徑達5.3m，若在制造廠內組裝后再運輸到現場能節省不少現場安裝費用，并且組裝工器具較為齊全，但是整體直徑加運輸車體高度達6m，超過我國公路運輸限高的要求。經過開會討論決定干燥機分中心軸、干燥管、管板、筒體（分三段）、進出料裝置、進出汽管路、傳動裝置七部分廠內加工好，運輸到現場再組裝。[2]

1.1中心軸組裝方案選擇[3]

根據受力分析，干燥機載荷全部傳遞到干燥機中心軸前后端，中心軸組裝好壞直接關系到干燥機的平穩運行。關于中心軸的組裝主要有兩種工法，第一種：將中心軸制造成一根整軸進行熱處理和機加工，這樣能保證干燥機軸頸有較好的同軸度。根據國外干燥機制造調研，就是將中心軸做成一根整軸，它要求制造廠具備大型軸類設備機加工能力。但是，此方案造成孔板同軸的環焊縫為立焊，增加了操作難度，消除焊接應力難度較大。第二種，通過干燥機受力分析，得知干燥機荷載主要集中在中心軸前后端軸頸，這樣將中心軸分為三段制造，再現場組焊。前端軸頸、后端軸頸采用ZG35GrMo高合金鋼制造。此種方案中心軸同軸度的調整、空心軸內外焊接消除應力是關鍵控制工序。根據我廠目前加工能力不夠、現場組裝情況決定采用第二種方法將中心軸進行組裝。

圖2 中心軸組裝劃分

1.2管板組裝方案選擇[3]

管板的制造和組裝也是干燥機安裝重大工序。在一個5.3m直徑，厚90mm的16MnR鋼板上如何加工出1548個孔成為關鍵問題。最初方案擬采用三塊120°料進行拼接。后根據受力分析，干燥機在轉動時，轉矩通過管板傳遞到干燥管上，干燥管數量多，所以轉動力矩也大，采用此方法，會引起管板強度下降。通過討論最終決定采用一塊長方形板，寬大于1.4m（在中間開出φ1400的圓），另外用兩塊鋼板補缺，拼成整圓。然后通過車床采用模具定位加工出1548個小孔，然后再闊孔到設計尺寸。這樣加工復雜，但保證了管板的整體性。

圖3 管板組裝方案對比

1.3干燥機組裝流程[4]

干燥機前端橫梁安裝中心軸組裝管板焊接、組裝對中、校準同軸度焊接筒體穿管焊接出汽管路組裝水壓試驗安裝前后端軸承箱、軸承座干燥機運輸、吊裝干燥機后端橫梁安裝調標高及傾斜度安裝驅動裝置對中、校準傳動部件安裝干燥機進、出料裝置安裝進汽管路安裝保溫層

2.干燥機吊裝方案

干燥機吊裝屬于超過一定重量的分部分項工程，所以施工前進行了吊裝專項方案的論證。根據在國外考察管式干燥機時，看到在每臺干燥機下面有一小車，后經分析得知此小車是用來托起干燥機，檢修干燥機軸承的。對此技術人員提出采用“拖排”就位干燥機的方案[5]。根據廠房設計，干燥機安裝在廠房B列到D列之間，進料端標高11.0m，出料端標高9.0m。吊裝步驟如下：

（1）支撐架基礎設計時應根據總的吊裝荷載設計，不小于360t;運輸滑道總荷載按310t考慮。

（2）根據設備尺寸及廠房結構制作專用于干燥機吊裝的支撐架、行走架、吊裝扁擔、運輸滑道等工具，準備4臺100t液壓提升裝置及鋼絞線、貓爪等附屬工具，準備1臺10t卷揚機和1對30t滑輪組。

（3）安裝液壓提升裝置及其支撐架、行走架、運輸滑道，穿鋼絞線，采用鋼絲繩進行連接吊裝扁擔與干燥機、運輸滑道與支撐架。

（4）15臺干燥機組裝后運輸至現場，采用1臺500t履帶吊將干燥機起吊至9.5m，然后用一臺30t汽車吊斜拉其進入廠房內，平穩安放在支撐架上。

（5）采用卷揚機拖動行走架至廠房內干燥機就位位置，采用4臺100t液壓提升裝置調整干燥機位置，安裝支撐梁后落下干燥機就位。

3.干燥機組裝

3.1中心軸、管板組裝

將分為三段的中心軸對準后進行焊接，然后整體加工到設計尺寸，這樣保證了軸的同軸度。然后將孔板裝在兩個胎具上和中心軸組裝在一起，用胎具保證孔板和中心軸的垂直度和同軸度，用螺栓和鋼管將胎具和中心軸鎖固，使中心軸和兩塊管板牢牢連接在一起。焊接環焊縫，再焊接筒體。

3.2 筒體臥式組對及找正工裝

（1）直線度測量[6]

筒體環縫采用臥式組對，為方便筒體組對，可制作外夾胎具，如圖4。將外胎具放在自制的平臺上，利用外胎具控制筒體的整體組對后直線度Δδ≤4mm。筒節0°、90°、180°、270°四個方向焊上定位塊，定位塊要經過加工。用0.5 mm鋼絲繩進行測量鋼絲繩放在90度直角槽中，靠M10的螺絲孔來拉緊鋼絲。

圖4 筒體直線度測量示意圖

（2）激光四點找正[6]

筒體組對質量是整個設備能否正常運轉的關鍵，它包括所有附件為同步加工，它們的同軸度應具有一致性。采用四點激光透光找準的方法來保證機身的同軸度，可在筒體4個脹圈中焊接固定環，固定環的內圓與筒體外圓同心。固定環的內圓在加工筒節坡口時同時進行，保證同心度不大于0.2 mm。在固定環的中間套上一個定位快，定位快的中心加工1 mm的穿透孔，利用激光直線傳播的特點，保證四個定位快的中心孔在同一直線上。如此來保證筒體的直線度、同心度，找正示意圖如圖5。

圖5 激光四點找正示意圖

（3）干燥機穿管焊接[7、8]

根據在國外考察，管式干燥機干燥管同管板是采用脹接連接的，但我國目前脹接技術落后，難以保證連接強度（干燥管是在管板帶動下轉動的），只能采用焊接。由于干燥管數量較多，人工焊接耗時大，焊接質量難以保證。經過討論提出采用不填絲自動鎢極氬弧焊工藝，電源采用直流正接，較高且持續時間較短的脈沖（峰值電流）和較小的基值電流（維弧電流），這樣穩定了電弧也減少了焊縫夾鎢缺陷。

圖6 干燥管、管板焊接

4.干燥機水壓試驗

管式干燥機屬于低壓容器，根據壓力容器設計規范，在使用前應對其進行水壓試驗。由于工期緊張，現場組裝量大，干燥機安裝決定著下一工序。針對此局面有人建議：將干燥機組裝、吊裝就位后，再進行水壓試驗。由于此方法試驗時，干燥機以12°安裝在鋼架上，進行水壓試驗需向筒體內注水約60t。這樣增加了干燥機軸承受力，干燥機彎曲撓度增加，影響干燥機同軸度[9]，軸同軸承箱密封間隙增大，使其運行時軸承箱漏油增大。最終決定將干燥機組裝后，在地面對其進行水壓試驗，筒體兩端安放在與筒體相同弧度的凹槽內。試壓過程如下：

（1）干燥機筒體中充滿水、筒體內的氣體排凈，筒體外表面保持干燥，當筒體壁溫與水溫接近時，緩慢升壓至設計壓力0.5MPaG，確認無漏后繼續升壓至試驗壓力0.625MPaG，穩壓30分鐘，然后降到0.5MPa，保壓足夠時間進行檢查。檢查期間壓力應保持不變，不得采用連續加壓來維持試驗壓力不變。

（2）設定安全溢流閥壓力值為0.625MPa。

（3）檢查中若無破裂、變形及漏水現象，則視水壓試驗合格。

（4）試壓過程中如出現漏點，先做好標記，視情況決定是否需要立即停止加壓，但不得帶壓處理和帶水處理，消缺后重新進行試壓。

（5）在試壓過程中，記錄表1、表2的壓力值，讀數以壓力表2為準。

圖7 水壓試驗示意圖

1-帶閥門的排氣管 2-盲法蘭 3-絲堵 4-托架 5-水箱

6-打壓水泵 7-帶孔法蘭 8-裝有壓力表的絲堵 9-帶出氣閥的法蘭

5.結論

通過對大唐國際多倫煤化工管式干燥機組裝分析，得出了管式干燥機主要安裝注意事項：

（1）干燥機荷載主要集中在中心軸前后端軸頸，將中心軸分為三段（前端軸頸、后端軸頸采用ZG35GrMo高合金鋼，中心采用16Mn）制造，再現場組焊;解決了不具備大長軸加工能力的問題。

（2）筒體采用臥式組對，通過制作外夾胎具控制筒體的直線度Δδ≤4mm，采用四點激光透光找準的方法來保證機身的同軸度

（3）干燥管同管板焊接采用不填絲自動鎢極氬弧焊工藝，通過試焊對焊接參數進行調整，保證了干燥機整體性強度。

（4）干燥機吊裝采用主吊和輔吊（斜拉作用），先吊至預定的拖排支撐架上，采用卷揚機拖動行走架至廠房內干燥機就位位置。

篇（7）

中圖分類號：TU74文獻標識碼： A

引言

風力發電機塔架是風力發電機中十分重要的部件之一。因此，在風力發電機塔架制造方面，對質量要求非常高，甚至是“嚴苛”。我國風力發電起步較國外晚，起步初期，注重不斷借鑒國外設備及制造技術。當前我國裝備制造科技水平得到顯著提升。在科技高速發展的推動下，我國風電設備制造，由最初依靠進口，重點仿制到目前立足國內制造，經歷了較長的發展歷程。

1、影響風電塔架的質量因素分析及控制

目前，圓筒形塔架在風力發電機組塔架中大規模使用。因此，本文中將以圓筒形塔架為例來探討影響風電塔架的質量因素及控制措施。影響塔架設備質量的因素涉及到設計、采購、制造加工、檢驗、包裝和運輸。其中影響塔制造質量的因素,可以從人員、設備、方法、材料、環境五方面的因素進行分析和控制。

1.1、人的因素

檢查制造廠是否具備制造資質及質保能力，審查關鍵崗位人員資質。包括檢查制造廠應具備壓力容器制造許可資質證明、質保組織機構及相關質量認證，焊接人員應具備國家壓力容器規定資格證，無損檢測人員須持有國家規定的無損檢測人員資格證書，II級資格以上人員才能出檢測報告。

1.2、設備因素

檢測設備是否滿足生產需求,檢查每個相關設備儀器是否經過有關部門測量驗證。

1.3、工藝因素

檢查是否有與之相關的工藝文件以及編制審批程序，同時檢查內容的正確性合理性。在進行焊接之前，首先應該依照NB/T 47014―2011《承壓設備焊接工藝評定》標準做好焊接工藝評定工作，同時編制焊接工藝規程。法蘭、螺栓、鋼板以及焊縫檢查需要制定無損檢測工藝書，其中包括的主要內容有確定檢測方法、檢測比例、驗收標準以及合格級別等。

筒節同法蘭之間進行組裝、筒節的組裝、門框的裝配等都需要制定與之相關的組裝工藝文件，其中主要內容組裝時機、組裝順序、檢驗要求以及內容等。防腐之前需要確定好防腐等級、總干膜厚度要求、施工方法以及檢測方法等等。

1.4、材料因素

檢查鋼板的質量證書和檢驗報告。鍛造法蘭必須符合NB/T 47008 - 2010“軸承壓力設備碳鋼和合金鋼鍛造標準”的要求。鋼板拼焊法蘭,法術焊縫不超過6塊,檢查法蘭的質量證書、檢驗報告和幾何尺寸加工精度、鍛造法蘭也應該檢查其熱處理報告。M20之上的高強度螺栓每批必須有第三方檢查機械性能檢測報告,并審查是否組織編寫了力學性能檢驗項目。根據力學性能檢驗項目按GB/T 3098―2010《緊固件機械性能》系列標準執行。同時檢查好焊材牌號、質量證明文件等等，并且檢查好油漆材料牌號、顏色以及質量證明文件等。

1.5、環境因素

施工條件同工藝文件要求不相符合時，需要重新進行試驗以及工藝評定，一旦發現其車間布局出現問題比如說交叉作業，需要第一時間通知相關方進行整改。

2、風電塔架制造過程之中的控制措施

2.1、原材料的選擇

必須選用經過爐外精煉和真空脫氣的鋼錠或圓坯，決不能選用連鑄板坯。

鋼水在冷卻凝固時，體積要收縮，最后凝固部分會因為得不到液態金屬的補充而形成空洞狀缺陷。大而集中的空洞稱為縮孔，細而分散的空隙則稱為疏松，它們一般位于鋼錠中心最后凝固的部分，其內壁粗糙，周圍多伴有許多雜質和細小氣孔。

法蘭產品的鍛造流程為：可以加熱墩粗（壓下）沖孔碾環。鋼材在進行加熱鍛造過程中，疏松在相應程度可獲得一定程度的提升；然而若之前鋼錠的疏松較為嚴重或者是其壓縮比（壓縮比必須大于 6）不足，則在熱加工后疏松仍會存在，相應的疏松部析出的夾雜物即便經過熱加工也無法去除。由于鋼錠和圓坯的疏松部位集中在中心部位，在熱加工過程之中應該經過沖孔工序方可將疏松部位全部去除。需要注意的是：鋼錠以及連鑄圓坯的區別是鋼錠的中心收縮較連鑄圓坯小，連鑄圓坯只要中心去除的沖芯高出Φ280mm，就可以把收縮帶除掉，因此，當前世界環形鍛件原材料普遍使用連鑄圓坯。然而鍛造軸類鍛件如果中心不去除沖芯，那么連鑄圓坯通常是不能使用的。

2.2、焊縫檢驗

焊縫外觀檢查,用肉眼或低于10倍放大鏡檢查。質量要求:l)所有對接焊縫、法蘭與筒體角焊縫為全焊透焊縫,焊縫外形尺寸應符合圖紙和工藝要求；2)焊縫與母材應圓滑過渡,焊接接頭的焊縫余高不超過3mm；3)焊縫不允許有裂紋、夾渣、氣孔、漏焊、燒穿和未熔合等缺陷；4)咬邊深度不超過lmm,且連續長度不大于100mm；焊縫和熱影響區表面不得有裂紋,氣孔,夾渣,未熔合及低于焊縫高度的弧坑；熔渣,毛刺等應清除干凈；焊縫外形尺寸超出規定值時,應進行修磨,允許局部補焊,返修后應合格；對于無具體要求的,按相關規定執行。

無損檢測,無損檢測通常包括有超聲波探傷、磁粉探傷、射線探傷以及滲透探傷等等，而在焊縫外觀檢驗合格之后而進行,檢測方法以及質量要求應該依照DB62/1938―2010《風電塔架制造安裝檢驗驗收規范》附錄A((風電塔架無損檢測規程》執行；全部的筒體縱、環焊縫及門框焊縫應該做好無損檢測。法蘭以及筒節的T型焊縫接頭處均布片射線探傷,任何一個T型接頭射線探傷都應放置布片兩張,縱縫環縫位置各一張,每張檢測的有效長度不小于250mm,每張底片均能清晰的反映T型接頭部位焊縫情況。經射線或超聲檢測的焊接接頭,如有不允許的缺陷,應在缺陷清除后進行補焊,并對該部位采用原檢測方法重新檢查直至合格。進行局部探傷的焊接接頭,一旦出現有不被允許的缺陷時,則應該在該缺陷兩端的延伸部位增加檢查長度,增加的長度為該焊接接頭長度的10%,且不小于25Omm,若仍有不允許缺陷時,同時對該焊縫進行100%檢測。

2.3、探傷質量控制

塔架焊縫不僅僅需要在焊接之上對其進行嚴格要求，同時在探傷之上的要求也比較嚴格，在探傷質量控制上需要采取相應措施。首先，超探傷使用雙側探傷；射線探傷處因為結構有限制，調整好焦聚、做好補償以保證成片率；其次，法蘭筒節的幾何焊縫結構比較特殊，超探準確性會受到一定的影響，可以使用超探加射線探傷的方法來進行質量控制；最后，環向焊縫因板材厚度的不同，促使超探準確率產生一定變化，所以，一方面應該使用全新的探傷方法試驗，另一方面使用射線探傷來作保證超探準確率；而厚度差異比較大的部位（如：門框與筒節環縫的T型接頭處）射線探傷就會受到一定的影響。那么就應該使用一些較為特殊的方法。

結束語：

盡管我國在風電設備制造方面取得了較大進展，并初步做到可以立足國內制造，但是對于風電塔架制造過程中存在的問題應對措施仍顯單一，仍有較長的路要走，只有依托科技，不斷創新，才能取得更大的發展空間，立足國際。

參考文獻：

[1]張國良.北方重工風機塔架制造項目質量管理研究[D].大連理工大學,2012.

篇（8）

中圖分類號： C35 文獻標識碼： A

1、前言

高爐煤氣余熱電站發電的一個重要過程就是將高爐產生的煤氣通過鍋爐燃燒把經過處理的水燒成蒸汽，然后供給汽輪發電機組發電。鍋爐安裝質量的好壞直接影響煤氣利用率及蒸汽的品質的好壞，因此有必要對高爐煤氣鍋爐安裝技術進行分析總結。本項目作為國家十大重點節能工程之一的鋼鐵行業純燒高爐煤氣鍋爐發電裝置，充分利用高爐煤氣等可燃氣體，以自備電站為主要集成手段，推動鋼鐵企業節能降耗，實現資源的綜合利用，又可減少煤氣直接排放帶來的環境污染。

2、技術特點

2.1鋼結構安裝采用擴大拼裝，減少了高空作業，節約了吊車臺班。

2.2鍋筒安裝采用臨時支架固定，待爐頂平臺安裝完后進行正式固定，優化了安裝流程，節約了吊車臺班，縮短了施工工期。

2.3合理安排鍋筒、集箱管道焊接順序，減少了焊接變形，提高了施工質量；鍋爐管道焊接采用氬―電聯焊，提高了焊接效率。

2.4膜式水冷壁采用倒裝工藝。

3、技術原理

3.1合理安排施工順序，保證施工的連續性，鍋爐水冷壁的安裝采用“倒裝法”，減少了高空作業，縮短了施工工期。解決了現場空間狹窄的難題。

4.2根據吊裝設備性能，合理選擇組裝單元，提高了吊裝效率 。

4.3焊接制定多種預焊接工藝，評定合格后，選擇焊接質量好、效率高的氬電聯焊。

4.4鍋筒、集箱管道密集，施工時合理選擇安裝、焊接順序，有效提高了安裝效率和焊接質量。

4.5詳細介紹了每個步驟的操作要領、檢測方法及安裝精度要求。將設計要求和規范合為一體，使業主、監理、施工單位有一個共同的檢驗標準，讓各方的工作便于協調統一，達到優質高效的目的。

5、施工工藝及操作要點

5.1．130t/h煤氣鍋爐安裝工藝流程

圖5-1 130t/h鍋爐安裝工藝流程

5.2施工關鍵技術

5.2.1施工準備

1).根據現場實際情況，科學合理地進行施工平面布置,主要包括鋼架組裝場地、水冷壁組裝場地和搭建臨時辦公室及臨時倉庫。

2).架設施工臨時用電, 施工用電采用三級配電方式，設立用電總開關、分開關及控制開關三級配電二級保護配電方式，設專人管理,各配電箱內安裝漏電保護器，其漏電動作電流不大于30mA,動作時間不大于0.1S。

3).合理布置施工機具,電焊機集中布置,氧氣、乙炔庫相隔大于5m布置。

5.2.2定位放線

1).根據鍋爐基礎縱橫基準線及標高基準點，對鍋爐基礎及輔機基礎進行逐一定位復測,記錄復測數據,與圖紙及規范要求進行對照,看是否符合要求。基礎復測合格后在基礎表面標明鍋爐設備基礎的縱向、橫向中心線和標高線的基準線。

2).檢驗土建單位提供的鍋爐基礎混凝土檢驗報告,看是否符合要求。

3).與土建單位辦理基礎移交手續.

5.2.3設備清點

根據鍋爐制造廠供（貨）清單與工藝圖紙要求的設備清單，逐類逐項逐件清點與檢查，應按其結構與類別特點依次檢查其規格和數量是否準確和齊全。其中包括：

1).鍋爐本體部分：包括主要受壓部件（鍋筒、各部集箱等）；受熱面管系統（水冷壁管、過熱器、省煤器、下降管、導汽管等）；膨脹系統（鍋筒集箱上的膨脹板、環及膨脹批示器的指針刻度板等）；燃燒、返料設備；金屬構架（受壓部件的柱、壓力表、安全閥、水位報警器、低地位水位計等）及閥門（主汽閥、給水調節閥、給水止回閥、排污閥及其它附屬設備用的閥門等）。

2).水冷壁部分：前、后、左、右側壁及其附件等。

3).空氣預熱器部分：包括空氣預熱器本體、膨脹裝置、風道等。另外，還要清點和檢查與之相配套的標準件、墊料、填料等。

5.2.4.鋼架組裝及吊裝

1).鋼架組裝樣臺的敷設

為了安全施工，減少高空作業和確保安裝件的幾何尺寸達到規程標準，根據現場實際情況，在現場選擇合適位置鋪設鍋爐鋼架組裝樣臺，本鍋爐的鋼架、爐頂、膜式水冷壁根據吊裝能力在地面上分段組合好，然后再吊裝到位進行整體安裝，盡量加大地面組裝，提高效率。

(1)首先地面平整夯實，墊工字鋼，每排工字鋼間距1.5m，用水準儀找平，再鋪設s=12mm的鋼板，對接處用電焊分段焊接，面積約為12m x12m為宜。

(2)組裝臺設置在鍋爐附近25m范圍內，以便于吊裝。

(3)將鋼立柱平放在工裝臺上，將分段運到現場的鋼柱，接好并焊牢。

2).鋼架組裝

根據鍋爐設計圖及到貨的情況及現場場地位置的實際情況，鍋爐框架由四根立柱及拉桿、平臺、樓梯組成，其中每根立柱均分為三段散件供貨，立柱之間由拉桿連接，所以鍋爐框架可在地面組裝場地進行預組裝，組裝方法為：

(1)柱Z1下段正、反兩根立柱及拉桿組裝為一件，組裝后框架寬為9660mm，高為10000mm,凈重7733.2kg,加上穩固支架300kg，重量為8033.2kg.

(2)柱Z2下段正、反兩根立柱及拉桿組裝為一件，組裝后框架寬為9660mm，高為10000mm,凈重7221kg,加上穩固支架300kg，重量為7521kg.

(3)柱Z1中段正、反兩根立柱及拉桿組裝為一件，組裝后框架寬為9660mm，高為9200mm,凈重6956kg,加上穩固支架300kg，重量為7256kg.

(4)柱Z2中段正、反兩根立柱及拉桿組裝為一件，組裝后框架寬為9660mm，高為11000mm,凈重7839.8kg,加上穩固支架300kg，重量為8239.8kg。

(5)柱Z1上段正、反兩根立柱及拉桿組裝為一件，組裝后框架寬為9660mm，高為10800mm,凈重7675.4kg,加上穩固支架300kg，重量為7975.4kg。

(6)柱Z2上段正、反兩根立柱及拉桿組裝為一件，組裝后框架寬為9660mm，高為8700mm,凈重5164.4kg,加上穩固支架300kg，重量為5464.4kg.

3).立柱的調校組對

由于運輸或者其它原因立柱可能發生變形，故組隊前應該對立柱進行調校，采用枕木加型鋼作為找正架，每根立柱設置4組枕木作為支墩，高約1m，橫向擱置20號工字鋼并用水平儀找平，即可進行鋼架的調校組隊。

(1)立柱的彎曲度，立柱長度的1/1000，且不大于10mm；

檢測方法：在柱子相互垂直的兩個面的中心線的兩端焊接L=150-250mm的垂直柱面的等高圓鋼，拉鋼絲，并將柱長按每米一等分，平均分成若干份后用鋼直尺測量每一等分點的高度，即可計算出柱子的彎曲度。

(2)立柱的扭曲度，立柱長度的1/1000，當柱長＜5m時，為3mm；當柱長＞5m時為7mm。

檢測方法：將立柱放置水平，在柱的垂直焊置等高圓鋼，在圓鋼頂部對角交叉拉兩根鋼絲，用鋼板尺檢測兩鋼絲中點距離，該距離的一半即為扭曲值。

調校的主要方法有：

a小型構件彎曲變形超過規范要求時，應采用冷調法進行調校，溫度必須在0℃以上，從外界施加壓力使立柱校正；

b大型構件變形超出規范要求時宜采用熱調，加熱采用氧-乙炔火焰加熱，但特別注意加熱溫度須小于700℃，以防止構件脫碳、滲碳、過燒等現象；彎曲特別嚴重時現場無法調校，則需反應業主由制造廠進行處理。

鍋爐鋼結構安裝采用整體方法安裝，每兩根立柱組合成一個整體：

組合時，按照圖紙要求，將鋼柱上所有的橫梁、支撐、平臺牛腿安裝焊好，以柱頂面的標高確定立柱1m標高點（立柱上的1m標高線可作為以后安裝鍋爐各部件、元件和檢測時的基準標高點），且根據技術文件的規定注意立柱的壓縮值，組合后必須保持垂直、無扭曲、無彎曲。

5.2.5.鍋筒的吊裝

鍋筒的吊裝在立柱金屬框架及樓梯平臺安裝完畢并經驗收合格后，頂板安裝前進行。

5.2.5.1.吊裝前的檢查

吊裝前檢查鍋筒、集箱，應符合下列要求：

1).鍋筒、集箱兩端水平和垂直中心線的標記位置應正確，必要時應根據管孔中心線重新標定或調整。

2).鍋筒、集箱表面和焊接短管應無機械損傷，各焊縫及其熱影響區表面應無裂紋、未熔合、夾渣、弧坑和氣孔等缺陷。

3).檢查并徹底清除鍋爐、集箱內外表面及管孔內油污及其它雜物。

4).鍋筒吊裝要點

本設備的鍋筒采用吊掛安裝，需將鍋筒吊裝到位用臨時支架支撐好，等頂板及吊掛裝置安裝完成后，用吊掛裝置將鍋筒固定好后才能拆除臨時支撐，移動吊裝鍋筒時撬棍不得插入鍋筒上的管接頭或管孔中，應對其做好保護避免損壞且鍋筒壁上禁止引弧施焊。

5.2.5.2．吊裝準備

本鍋爐鍋筒長度為12400mm,而鍋爐框架寬僅為8960mm,鍋筒兩端長度超出框架長度1720mm,所以鍋筒既不能從框架內部提升至安裝位置，也不能從外側橫穿吊放至安裝位置，所以鍋筒必須在鍋爐頂板安裝前吊裝就位，否則鍋筒很難就位。

鍋筒的設計安裝中心標高為28880mm,鍋筒的內徑為1600mm,鍋筒的壁厚為46mm，鍋筒的底部筒外壁設計安裝標高為28880-1600/2-46=28034mm；鍋筒中心軸線距最近的立柱Z1柱中心線距離為1300mm,在鍋筒設計安裝標高下方（鍋爐框架的兩側面）有兩根連接柱Z1上與柱Z2上的橫拉桿（橫拉桿為兩根18#槽鋼內扣焊接成方形），兩根橫拉桿的中心標高為25800mm,拉桿頂部標高為25820mm；鍋筒的外徑為1692mm，在鍋筒的設計安裝位置沒有任何設計支撐。

在吊裝之前必須為鍋筒的就位制作一個堅固的臨時支架，兩端支架上鍋筒就位點分別制作一個高為100mm的馬鞍座（馬鞍座與支架之間留10mm作為調整間隙），鍋筒支架的寬度等于柱Z1上框架的寬度為8960mm，支架長為9114mm，支架高度為28034-25820-100-10=2104mm.馬鞍座示意圖如下：

圖5-2 鍋筒臨時支架示意圖

注：馬鞍座寬為250mm,圓弧板寬為250mm，弧度為90°

就位后鍋筒重量集中在支架兩端橫梁上，兩端橫梁因受壓產生彎矩，鍋筒本體凈重26357kg,所產生的壓力為263.57KN,每根橫梁承受的壓力為131.79KN，對橫梁進行受力分析，如下：

圖5-3 橫梁受力分析示意圖

式5-1

式5-2

橫梁所受最大彎矩式5-3

經查Hw300×300×10×15的型鋼的截面面積為117cm2，截面抵抗距為Wx=1328.85cm3

〔σ〕鋼材的許用應力取140MPa，抗彎截面模量Wx=1328.85×10-6

橫梁的抗彎力矩：

所以選用Hw300×300×10×15的型鋼作為臨時支架制作型材，材質為Q235B.臨時支架制作如圖所示：

圖5-4 上鍋筒支架圖

圖5-5 鍋筒支架圖節點1詳圖

圖5-6 鍋筒支架圖節點2詳圖

圖5-7 鍋筒支架圖節點3詳圖

5.2.5.3.吊裝方法

在鍋筒吊裝前，鍋筒馬鞍座用螺栓固定在鍋筒支架縱向中心線上，鍋筒本體上不得焊接吊耳，所以鍋筒吊裝需用鋼繩或吊帶在吊點位置纏繞捆綁吊裝，鍋筒外桶壁上管接頭排比列較密集，為避免吊裝時勒傷管接頭，鍋筒的吊點位置選在鍋筒兩端距離鍋筒橫向中心線3860mm的位置（即鍋筒吊掛裝置的設計安裝位置）。起吊前應用麻繩栓牢鍋筒兩端，起吊時，地面人員拉穩麻繩并調整鍋筒的有利吊裝姿勢，以免在高空發生鍋筒抗桿。在鍋筒吊裝就位后，調整鍋筒鍋筒水平度，使鍋筒保持水平，調整完畢，固定好鍋筒馬鞍座后松鉤。

5.2.5.4.鋼繩及吊車的載荷計算及選用

1)．鋼繩的選用

鍋筒本體凈重26.357t， 構件長度為12400mm，用兩根鋼繩（或吊帶），每根鋼繩（或吊帶）在吊點位置環抱鍋筒吊裝，相當于4根鋼絲繩受力，拴掛點間距為7720mm，鋼繩角選用600，經計算選用8倍安全系數時，每根鋼絲繩承受的拉力為608 KN，6x37鋼繩折扣系數為0.82，則需選用的鋼繩破斷力不小于714.5KN,選用鋼絲繩型號為：6×37+FC1770 Φ38，2根鋼繩（破斷拉力為753KN），每根鋼繩長為：18.70m.卸扣選用20噸2個備用。吊裝時，鍋筒與鋼繩之間須墊10mm左右厚膠皮（或在鋼繩上纏布條）以防鋼繩滑動勒傷鍋筒上管接頭。

2)．吊車的選用

鋼繩角以最大計600，鍋筒外徑為1.692m,鋼繩高度為6.686m，吊鉤預留1.5m，鍋筒跨越立柱柱頭，所以需要的起升高度為：30+1.692+6.686＋1.5=39.878m。

吊車實際吊裝高度及臂長計算如下：

考慮到框架中心到框架柱之間的距離為4650mm，吊車回轉中心到支架柱邊距離6m，吊車支車位置在鍋爐橫向中心線上，鍋筒縱向中心線距鍋爐橫向中心線3450mm,計算出回轉半徑為11.195m，臂長為41.42m，考慮吊鉤及鋼繩重量1.5t，總吊裝重量為27.857t，起升高度為39.878m.

在鍋爐側面標高28034mm位置有一根Hw300×300×10×15的型鋼鍋筒支架。經計算，在此標高位置，鍋筒就位中心點與吊車臂之間的最大抗桿距離L1=5.217,汽車吊在起升高度為39.878m時，吊車臂與鍋筒就位中心之間的距離Lk1 L1,才能滿足吊裝要求。

設當Lk1＞5.217m時，吊車旋轉半徑LK=12m不變，則計算吊車主臂長L：

利用三角形相似定理可得：L1/LK=(H-28.034)/H,H=h＋28.034；

注：H為吊車起升高度,h為標高28034mm位置處鍋筒支架與吊車臂頂點之間的距離。

經計算，吊車起升高度H=52.50m, 標高28034mm位置處鍋筒支架距吊車臂頂點距離h =24.47m,則吊車臂長須為L=53.68m.

查徐工QAY240t汽車吊性能表：

當回轉半徑LK=12m，臂長L=54.5m，配重75t，全伸腿時起重量為29t27.857t，且吊車臂不抗桿，所以徐工QAY240t汽車吊能滿足吊裝要求，選用徐工QAY240t汽車吊作為鍋筒吊裝的主吊工具。

下圖為鍋筒吊裝示意圖：

圖5-8 鍋筒吊裝立面示意圖

圖5-9 鍋筒吊裝平面示意圖

5.2.6受熱面管子的安裝

5.2.6.1.受熱面描述

為了減少空中安裝的難度和危險，加快安裝進度和確保安裝質量，受熱面水冷壁等根據吊裝能力盡可能在地面組合成后進行吊裝，過熱器、省煤器蛇形管排捆扎吊裝。吊裝時，爐后吊裝工作量相對較大，可安排爐后、爐前兩路同步進行吊裝：空氣預熱器、過熱器、省煤器蛇形管排一路；爐膛水冷（屏）壁一路；前、后、左、右水冷壁各3道管屏，分上、中、下三段，燃燒區域水冷壁 ,水冷壁角組件，還有部分散管和散件。

5.2.6.2.水冷壁施工流程

工機具準備設備運輸、鋪開、檢查管子通球集箱、管排加固、限位、管子對口驗收拼縫、剛性梁及附件安裝驗收、加固組件吊裝找正對口剛性梁附件安裝 整體找正、驗收。

5.2.6.3.作業程序

(1)設備清點，二次轉運、鋪開，外觀檢查。

(2)集箱清理吹掃、管子通球、合金鋼部件光譜復查。

φ60×5管彎曲半徑R=300 通球球徑φ42.5mm

φ60×5管彎曲半徑R=200 通球球徑φ42.5mm

φ60×5管彎曲半徑R=130 通球球徑φ37.5mm

5.2.6.4.組合、吊裝

1)左、右側水冷壁上集箱與上部、中部管屏、剛性梁分別整體組合，組件在組合場組合后，由卷揚機滑輪組抬頭，25T汽車吊抬尾，從爐側地面拖進爐膛位置，然后用卷揚機從爐底吊裝到空中，再用另一卷揚機吊點接，到位后直接穿銷子就位。

2)后水冷壁上集箱與上部、中部管屏、剛性梁分別整體組合，組件在組合場組合后，由卷揚機滑輪組抬頭，25T汽車吊抬尾，從爐后地面沿鍋爐中心線拖進爐膛位置，然后用卷揚機從爐底吊裝到空中，再用另一卷揚機吊點接，到位后直接穿銷子就位。

3)前水冷壁上集箱與上部、中部管屏、剛性梁分別整體組合，吊裝方式和側水組件類同。

4)左、右側水冷壁下集箱與下部管屏、剛性梁分別整體組合。

5)前后水冷壁下集箱與下部管屏、連接件分別整體組合。

5.2.6.5.水冷壁吊裝力學分析

1)通過分析組件危險截面的應力為如下，應不大于材料的許用應力。計算公式如下:

式5-4

式5-5

式中 N－管子的根數

由于管與管之間的連接扁鋼在中性軸上，其慣性距可以忽略不計。

圖5-9水冷壁排管示意圖

2）計算鋼絲繩的大小

(1)其動載荷為P＝1.1P0。用阻力系數法計算出繩端拉力:

式5-6

出繩端斜拉角α0 ,所以出繩實際拉力為:

式5-7

(2)求牽引鋼絲繩直徑，取安全系數值K=5.5，

需鋼絲繩破斷拉力：

式5-8

5.2.6.6.吊裝順序為：

左水冷壁上中段組合件 左水冷壁下段組件右水冷壁上中段組合件 右水冷壁下段組件 前水冷壁上中段組合件后水冷壁上中段組合件前水冷壁下段組件 后水冷壁下段組件 水冷壁角部組件其他零散附件。

5.2.6.7. 找正安裝對口

下部管排每吊完一段后進行對口焊接。

5.2.6.8. 爐膛水冷壁整體找正并驗收后拼縫密封，剛性梁連接、爐墻附件安裝。

5.2.7 空氣預熱器安裝

鋼管空氣預熱器在安裝前應檢查管箱的外形尺寸，清除管內的塵土、銹片等雜物，檢查管子的焊接質量并在預裝場安裝好防磨套管，然后用平板車運至吊裝點進行吊裝。吊裝就位時，在管箱下的管板與支撐梁間墊上δ=10mm的石棉板以保證密封和管箱的熱膨脹要求。波形伸縮節、密封板、型鋼的焊縫必須按圖紙全部焊完，保證密封不漏，相鄰管箱波形密封板的兩端要用鋼板密封。

5.2.8省煤器安裝

省煤器同樣采用單排單根組裝方法進行。先在地面進行單排單根檢查、調校、通球、吹掃，在省煤器聯箱安裝好后，將蛇形管捆扎吊至安裝位置。安裝基準蛇形管并檢查彎頭端部長度符合要求后，焊接蛇形管。再依次安裝其余管排，直至安裝完成。

5.2.9過熱器安裝

高、低溫過熱器采用單排單根組裝方法進行。過熱器管在安裝前用壓縮空氣進行吹洗和通球試驗。組裝過熱蛇形管時，應將聯箱校正固定后安裝基準蛇形管，減溫器安裝前要進行抽芯檢查，并對其盤管進行水壓試驗。檢查聯箱管頭對接情況和聯箱中心線距蛇形管口端部的長度偏差合格后，再安裝其余排管。

5.2.10 鍋爐管道及閥門的安裝

1.鍋爐本體管道安裝

鍋爐本體管道安裝除了要控制好管道水平度、垂直度外,管道焊接是主要的質量控制要點.

1）為確保焊接質量，鍋爐本體的管道采用氬電聯焊的工藝和方法。

2）本體管道焊接方法，坡口型式和焊接材料的選擇見表5-1：

表5-1 鍋爐本體管道焊接方法、坡口型式和焊接材料的選擇

3）采用對口鉗組對焊口，保證管子垂直度和控制對口錯邊量小于0.1S，且不大小1mm，坡口加工詳見圖。

圖5-10 坡口加工示意圖

4）焊條、焊絲應有制造廠的質量證明書。合金鋼、焊絲、焊條應進行光譜檢驗。焊條使用時必須烘干，R317、J507烘干溫度為350-400℃，恒溫1-2小時，而后放在100-150℃保溫，隨取隨用。

5）焊口點焊1-2點，每點長約10mm，厚度不超過壁厚的2/3。氬弧焊的焊接規范參數見（表5-2）：

表5-2 氬弧焊焊接規范參數

表5-3手工電弧焊焊接規范參數表

表5-4 管道焊接接頭熱處理溫度與恒溫時間表

8）焊縫經熱處理后，用攜帶式硬度計檢查熱處理焊縫的硬度，主給水管焊接一般不超過母材布氏硬度HB100，且不大于300，其標準為：合金總合量＜3%，HB≤270，合金總合量3%-10%，HB≤300。

2.鍋爐本體的閥門安裝

1)所有本體閥門（除有特殊要求說明外）安裝前均須檢查、清理，裝配好密封面和填料，經單個水壓試驗不漏。安裝位置除規定外，應設置在便于操作和檢查維護的地方。

2)閥門用清水進行試驗，試驗壓力為工作壓力的1.5倍。試驗或研磨修理合格后閥兩端口封閉保護，最好拆下手輪防止安裝前閥門開啟臟物進入密封面。

3)閥門安裝注意介質流向，注意方便開關，其平直度符合規范要求。

4)鍋爐安全閥的安裝：各種安全閥安裝前應解體檢查，其材質、加工精度，配合間隙，可調行程等。

5)安全閥必須垂直安裝并應裝設有足夠截面的排汽或排水管，其排放管應暢通并直通安全

排放點。排汽管底部應裝有疏水管，排水管應有防凍措施。

6)電動閥門的傳動裝置，應方便操作和檢修，其行程開關應調整至保證足開和關嚴及在規定的力矩范圍內自我保護狀態下關或開。

7)放空氣閥應設在各管道最高處，閥門設置應便于操作，管道上的放空氣點開孔在按圖紙規定進行，放空管的裝設必須重視并保證角焊縫質量，管道布置時應考慮有適當的柔性，以補償膨脹。

6.總結和展望

本文主要介紹了130t/h煤氣鍋爐的安裝關鍵技術，包括鍋爐支架的安裝、鍋筒臨時支架的設計驗算、鍋筒吊裝、受熱面管道安裝及管道的焊接等關鍵技術。通過對上述各要素的分析和總結，希望對同類設備的施工提供有益的參考。同時也是對自己的技術管理能力的一次有益的總結和提升。

參考文獻：

篇（9）

    0.前言

    鋼結構建筑具有強度高、自重輕、施工速度快、抗震性能好、節能環保及工業化程度高等特點,是我國十五期間重點推廣項目之一。隨著城市建筑業的迅速發展,高層鋼結構工程應用越來越多,合理確定鋼結構安裝的施工順序、采取各種措施提高安裝質量是保證整個工程質量和工期的關鍵。論文參考網。一旦鋼結構在施工過程中出現了問題,就會帶來許多后患。輕者會影響工期,破壞結構外觀,浪費材料等;重者則可能會造成人員的傷亡,甚至給社會帶來嚴重的不良影響。因此,對于鋼結構工程的施工必須嚴格控制,防患于未然。

    1.鋼結構施工中存在的問題

    鋼結構工程施工中產生的問題,是由于施工單位施工不善而造成的。論文參考網。主要問題有以下幾點:

    (1)不熟悉圖紙,盲目施工,圖紙未經會審,倉促施工;未經設計部門同意擅自修改圖紙。

    (2)未按相關施工驗收規范施工。

    (3)未按相關操作規程施工。

    (4)施工方案不周全,質量管理紊亂。

    2.兩種鋼結構的施工技術

    2.1 鋼結構廠房的施工技術

    鋼結構構件主要制作工藝流程為:放樣F料電腦編程拼板一CNC切割組立埋弧焊接鉆孔組裝矯正成型鉚工零配件下料制作組裝焊接和焊接檢驗防銹處理、涂裝、編號構件驗收出廠。鋼材不易久放露天,造成母材銹蝕過度而不合格;焊接材料受潮后不能施焊等;構件嚴格按照操作流程制作。

    鋼結構廠房施工技術:綜合考慮工程特點、現場的實際情況、工期等因素,選擇合適的吊裝設備、安裝設備等。

    (1)地腳螺栓的安裝:地腳螺栓的精度關系到鋼結構定位,地腳螺栓的埋設須嚴格保證其精度,地腳螺栓的埋設精度:軸線位移±2.0mm,標高±5.0mm。

    (2)鋼架安裝順序:鋼柱鋼梁吊車梁連系梁水平支撐檁條拉桿隅撐。

    (3)鋼柱吊裝:鋼柱安裝前應測出鋼柱牛腿面的標高,以此標高反算到柱腳及基礎支承面標高,并予以調整支承面。

    (4)鋼梁的安裝:首先在地面胎架上拼接成整體,同時在鋼梁上架設好生命線,安裝檁條時可以在鋼梁上來回走動,吊裝就位后在鋼梁的兩側用纜風繩將鋼梁固定,保證鋼梁的平面外的穩定,然后吊裝下一跨間鋼梁,待下一跨間鋼梁安裝完成后,在此跨間安裝檁條,固定鋼梁,保證鋼梁不會傾斜扭曲。

    2.2 高層建筑鋼結構的施工技術

    我國的高層與超高層鋼結構建筑自改革開放以來已有20年的歷史,并在設計和施工中積累了不少經驗,我國已自行編制了《高層民用建筑鋼結構技術規程》。針對高層建筑鋼結構安裝構件數量多和施工技術復雜的特點,對關鍵工序進行了研究,通過編制各種專項施工技術方案及質量控制措施,實現高精度安裝、快速完成工期的目標。

    高層建筑鋼結構的施工技術具體有:

    (1)地腳螺栓預埋:地腳螺栓預埋位置的準確程度對鋼結構工程整體的安裝質量至關重要,為保證地腳螺栓的定位準確,采用適宜厚度的鋼板制作加工成定位鋼板,進行地腳螺栓的定位固定。

    (2)鋼柱的安裝:鋼柱標高的控制一般有兩種方式:一是,按相對標高制作安裝鋼柱的長度誤差不得超過3mm,不考慮焊縫收縮變形和豎向荷載引起的壓縮變形,建筑物的總高度只要達到各節柱子制作允許偏差總和及鋼柱壓縮變形總和就算合格;二是,按設計標高制作安裝土建的標高安裝第一節鋼柱底面標高,每節鋼柱的累加尺寸總和應符合設計要求的總尺寸,每一節柱子的接頭產生的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形應加到每節鋼柱加工長度中。

    (3)鋼梁的安裝:鋼梁安裝的重點在于控制鋼梁與鋼柱連接形成整體后的軸線位置及垂直度,可通過限位鋼板臨時固定、多次反復校正逐步完成。

    (4)焊接:高層鋼結構的現場焊接順序

    應按照力求減少焊接變形和降低焊接應力的原則加以確定。在平面上,從中心框架向四周擴展焊接。

篇（10）

電子產品就是借助電子運行形式進行工作的產品，我們稱其為電子產品。而電子產品的加工工藝就叫電子工藝。電子工藝是在電子產品設計和生產中起著重要作用的、并且曾經不受重視的工程技術學科。隨著信息時代的到來，人們認識到，沒有先進的電子工藝就不能制造出高水平、高性能的電子產品。并且涉及眾多的科學技術領域和具有形成時間較晚而發展迅速的特點。廣義的電子工藝分為基礎電子加工工藝和電子產品加工工藝。而基礎電子加工工藝技術在國內相對落后，主要技術掌握在歐美等發達國家手里，因此本文略過此部分。電子產品加工工藝在國內相對發展較快。但在電子產品加工工藝又包含電子裝聯工藝和零部件制造工藝，而電子裝聯工藝由整機組裝工藝和PCBA制造工藝兩部分組成

1.資料與方法

一般資料：首先，調查與了解目前市場上電子產品加工工藝的背景，意義及電子產品加工工藝目前的狀況，接著分析電子產品從設計開發到生產的總體環節和狀況，從整體上介紹了電子產品的加工工藝位于電子產品整個流程的后階段，以便在介紹電子產品加工工藝環節時所涉及的相關內容易于理解，并同時對每個流程模塊做了相應的簡述，對于聯系到電子產品加工環節的小批量生產做了相應剖析，介紹具有探索性和研究性小批量生產是為了對應到大批量生產所需要驗證的對應項目、工藝參數要求及產品的品質信賴性驗證測試，為弱化大批量生產介紹和探討作討論。

電子產品的加工工藝和探索背景：在電子產品盛行的今天，電子產品隨著社會的發展，已經在輕薄小的方向上迅猛前進，這就是現在越來越流行的小型化和輕便化的電子產品趨勢，該趨勢勢必導致電子元器件的小型化和電子加工工藝的高難度，同時也帶來了電子生產成本的增加和激烈的競爭，這種小型化高難度電子加工工藝問題的良好掌握，往往決定著公司特別是國際性電子加工公司在競爭中的升降，也往往決定著它們的未來。其次電子產品的加工生產隨著社會的普及和加工公司的增多，已經越來越向微利化方向發展，這就要求各公司或企業在效率化和規模化上更勝一籌，否則其高昂的成本壓，力將讓企業無法前進。這種效率化和規模化使得公司或企業不得不在電子加工生產工藝上投入更多的研究和探索，以爭取更高的效率和優化的規模為公司的良好發展奠定基礎。再次，電子產品的終端應用因各種原因造成的可靠性和信賴性問題一直受到社會的廣泛質疑，往往承諾三年的質量在幾個月的時間就走到了盡頭，有些甚至還沒開始使用。為了良好的質量和終端應用的口碑，更為了公司或企業的良好發展，各電子加工司或企業不得不從設計和加工工藝環節來提高可靠性和信賴性，以促進公司或企業適應社會潮流趨勢，創造優質可靠的產品。

電子產品加工工藝目前的狀況：

（1）電子產品目前的廣泛加工工藝技術中，SMT 是加工工藝中最前端也是最必須的加工工藝設備，即使相同的設備加工相同電子產品，有些公司或企業可以良好運作并持續盈利。有些公司或企業無法加工，不良超高，工藝問題很多，導致成本居高以致虧損。同樣波峰焊接設備對不同的公司也會面臨同樣的SMT 設備問題。這種設備的合理應用是一個值得探討的問題。

（2）在國內的多數電子加工公司中，固膠生產工藝的在雙面焊接加工中不僅僅盛行，而且普遍，而在國外或臺灣的部分企業當中，這種雙面焊接的加工工藝根本無需固膠，只用翻面焊接就可以進行雙面焊接，并且無需使用點膠機。顯然在電子公司或企業組織的產品加工工藝當中，這種不同方式的規模化生產，取得的效益和結果明顯是不同的。

（3）電子產品的可靠性和信賴性在終端應用中一直受到人們的質疑，質量事件源源不斷，品質糾紛隨時發生，為了提高產品的品質和可靠性，各公司或企業在電子加工工藝環節不但地研究和投入提高品質和可靠性的方法，但取得的效果并不明顯。對電子產品而言，這其中最主要可靠性就是來自焊接方面。

（4）電子產品的生產隨著社會的發展，2006年7月1日起開始執行的RoHS指令，為國際社會電子產品的加工開辟了新篇章，以前的含鉛材料被限制，取而代之的是限制成分的材料，材料和各種費用成本顯著上升。但是對要求不嚴的國內市場，低成本的有鉛焊接材料和元器件依然盛行，加上國內大規模集成電路技術的貧乏，國內應用的大規模集成電路幾乎全部來自歐美RoHS轄區的RoHS產品。這樣在國內就自然產生了一種新的加工工藝―混合生產工藝技術，目前這種混合生產工藝技術已經成為幾乎所有公司或企業的瓶頸技術。面臨批量的不良產品和成本損耗幾乎使所有公司或企業望而卻步，但其有鉛材料的低成本又令其垂涎欲滴，所以這種混合生產工藝還有待進一步的探索和研究。

2.結果

電子生產工藝包括很多方面，不僅包括設備的使用和調試工藝、設備的引進評估和維護保養工藝、設備的規模化生產工藝、電子生產加工的作業方法工藝、電子生產加工的工具使用工藝，同時還有電子生產加工過程中的焊接工藝等。因所有工藝中焊接性是直接關系到產品的品質可靠性和信賴性的關鍵因素，因此本論文下面的綜合部分主要以電子加工焊接作業為中心探索電子加工工藝的規模化問題和目前國內業界面臨的瓶頸問題。

3.討論

電子生產工藝特別是在規模化問題上目前存在很大的差異性，一是機械設備存在著千差萬別，不同公司生產的機臺在運動原理上都有一定的差異，并且相互間缺少兼容性；二是不同的電子生產公司使用的制程有著一定的差異，這種差異常常伴隨著制程工藝技術能力而出現一定的差別。為此，應該將這些問題作為今后研究的方向。

參考文獻

[1]王振紅，張常年，張萌萌.電子產品工藝[M].北京：化學工業出版社.

篇（11）

Study on Process of Wave Soldering

XIANFei

（Fiberhome Telecommunication Co., Ltd, Wuhan 430074,China）

Abstract: Although wave soldering is a conventional soldering technology, now it still plays a important role in electronics production. The article introduces theory of wave soldering, at the same time an advanced soldering technology is also mentioned, it allowed through-hole components to be soldered, and protected the SMT components from the wave, unlike in the case of wave soldering. At last the effective way for improving the quality of wave soldering was discussed in terms of the quality control before soldering and the control of manufacturing material and process parameters.

Keywrds: Wave Soldering; Printed Circuit Board; Soldering Flux; Solder; Process Parameters

波峰焊是將熔化的焊料，經電動泵或電磁泵噴流成設計要求的焊料波峰，使預先裝有電子元器件的線路板通過焊料波峰，實現元器件焊端或引腳與線路板焊盤之間機械與電氣連接的軟釬焊。波峰焊用于線路板裝聯已有20多年的歷史，現在已成為一種非常成熟的電子裝聯工藝技術，目前主要用于通孔插裝組件和采用混合組裝方式的表面組件的焊接。

1波峰焊工藝技術介紹

波峰焊有單波峰焊和雙波峰焊之分。單波峰焊用于SMT時，由于焊料的“遮蔽效應”容易出現較嚴重的質量問題，如漏焊、橋接和焊縫不充實等缺陷。而雙波峰則較好地克服了這個問題，大大減少漏焊、橋接和焊縫不充實等缺陷，因此目前在表面組裝中廣泛采用雙波峰焊工藝和設備。

雙波峰焊的結構組成見圖1。

波峰錫過程：治具安裝噴涂助焊劑系統預熱一次波峰二次波峰冷卻。下面分別介紹各步內容及作用。

1.1 治具安裝

治具安裝是指給待焊接的線路板安裝夾持的治具，可以限制基板受熱形變的程度，防止冒錫現象的發生，從而確保浸錫效果的穩定。

1.2 助焊劑系統

助焊劑系統是保證焊接質量的第一個環節，其主要作用是均勻地涂覆助焊劑，除去線路板和元器件焊接表面的氧化層和防止焊接過程中再氧化。助焊劑的涂覆一定要均勻，盡量不產生堆積，否則將導致焊接短路或開路。

助焊劑系統有多種，包括噴霧式、噴流式和發泡式。目前一般使用噴霧式助焊系統，采用免清洗助焊劑，這是因為免清洗助焊劑中固體含量極少，不揮發物含量只有1/5~1/20。所以必須采用噴霧式助焊系統涂覆助焊劑，同時在焊接系統中加防氧化系統，保證在線路板上得到一層均勻細密很薄的助焊劑涂層，這樣才不會因第一個波的擦洗作用和助焊劑的揮發，造成助焊劑量不足，而導致焊料橋接和拉尖。

噴霧式有兩種方式：一是采用超聲波擊打助焊劑，使其顆粒變小，再噴涂到線路板上。二是采用微細噴嘴在一定空氣壓力下噴霧助焊劑。這種噴涂均勻、粒度小，易于控制，噴霧高度/寬度可自動調節，是今后發展的主流。

1.3預熱系統

1.3.1預熱系統的作用

1）助焊劑中的溶劑成份在通過預熱器時，將會受熱揮發。從而避免溶劑成份在經過液面時高溫氣化造成炸裂的現象發生，最終防止產生錫粒的品質隱患。

2）待浸錫產品搭載的部品在通過預熱器時的緩慢升溫，可避免過波峰時因驟熱產生的物理作用造成部品損傷的情形發生。

3）預熱后的部品或端子在經過波峰時不會因自身溫度較低的因素大幅度降低焊點的焊接溫度，從而確保焊接在規定的時間內達到溫度要求。

1.3.2預熱方法

波峰焊機中常見的預熱方法有三種：空氣對流加熱、紅外加熱器加熱以及熱空氣和輻射相結合的方法加熱。

1.3.3預熱溫度

一般預熱溫度為130~150℃,預熱時間為1~3min。預熱溫度控制得好，可防止虛焊、拉尖和橋接，減小焊料波峰對基板的熱沖擊，有效地解決焊接過程中線路板翹曲、分層、變形問題。

1.4焊接系統

焊接系統一般采用雙波峰。在波峰焊接時，線路板先接觸第一個波峰，然后接觸第二個波峰。第一個波峰是由窄噴嘴噴流出的“湍流”波峰，流速快，對組件有較高的垂直壓力，使焊料對尺寸小、貼裝密度高的表面組裝元器件的焊端有較好的滲透性；通過湍流的熔融焊料在所有方向擦洗組件表面，從而提高了焊料的潤濕性，并克服了由于元器件的復雜形狀和取向帶來的問題；同時也克服了焊料的“遮蔽效應”湍流波向上的噴射力足以使焊劑氣體排出。因此，即使線路板上不設置排氣孔也不存在焊劑氣體的影響，從而大大減少了漏焊、橋接和焊縫不充實等焊接缺陷，提高了焊接可靠性。經過第一個波峰的產品,因浸錫時間短以及部品自身的散熱等因素，浸錫后存在著很多的短路、錫多、焊點光潔度不正常以及焊接強度不足等不良內容。因此,緊接著必須進行浸錫不良的修正,這個動作由噴流面較平較寬闊、波峰較穩定的二級噴流進行。這是一個“平滑”的波峰，流動速度慢，有利于形成充實的焊縫，同時也可有效地去除焊端上過量的焊料，并使所有焊接面上焊料潤濕良好，修正了焊接面，消除了可能的拉尖和橋接，獲得充實無缺陷的焊縫，最終確保了組件焊接的可靠性。雙波峰基本原理如圖3。

1.5冷卻

浸錫后適當的冷卻有助于增強焊點接合強度,同時,冷卻后的產品更利于爐后操作人員的作業。因此,浸錫后產品需進行冷卻處理。

2使用屏蔽模具波峰焊接工藝技術

由于傳統波峰焊接技術無法應對焊接面細間距、高密度貼片元件的焊接，因此一種新方法應運而生：使用屏蔽模具（如圖4）遮蔽貼片元件來實現對線路板焊接面插裝引線的波峰焊接。

2.1使用屏蔽模具波峰焊接技術的優點

1）實現雙面混裝PCB波峰焊生產，能大幅提高雙面混裝PCB生產效率，避免手工焊接存在的質量一致性差的問題。

2）減少粘貼阻焊膠的準備時間，提高生產效率，降低生產成本。

3）產量相當于傳統波峰焊。

2.2屏蔽模具材料

1）制作模具必須防靜電，常見材料為：鋁合金，合成石（國產/進口），纖維板。使用合成石時為避免波峰焊傳感器不感應，建議不要使用黑色合成石。

2）制作模具基材厚度。根據機盤反面元件的厚度，選取5～8mm厚度的基材制作模具。

2.3模具工藝尺寸要求

1）模具的外形尺寸：模具的長與寬分別等于PCB的長與寬加上60mm的載具邊的寬度且模具寬度必須350mm，具體工藝尺寸如圖5。當PCB寬度小于140mm時，可以考慮在一模具同時放置兩塊PCB焊接。

2）工藝邊離邊緣8mm，另外兩邊貼近邊緣地方加裝10mm寬、10mm高的電木條，以增加模具的強度，減少模具變形。

3）每個加強檔條上必須使用螺絲固定，螺絲與螺絲的間隔必需在150mm以下。

4）在模具制作完成后，需在四周且間距100mm以內安裝壓扣 （固定PCB于模具上），且須注意以下幾點：（1）旋轉一周不碰觸到零件；（2）不影響DIP插件；（3）能將PCB穩固于模具。

5）模具的四個角要開一個R5的倒角。

6）模具上的PCBA在過錫爐時，有些零件受錫波的沖擊會產生浮高，因此對一些容易浮高的零件采用壓件的方法來解決。目前主要采用的方式：（1）金屬鐵塊壓件；（2）模具上安裝壓扣壓件；（3）制作防浮高壓件治具。

3提高波峰焊接質量的方法和措施

分別從焊接前的質量控制、生產工藝材料及工藝參數這三個方面探討了提高波峰焊質量的有 效方法。

3.1 焊接前對線路板質量及元件的控制

3.1.1焊盤設計

1）在設計插件元件焊盤時，焊盤大小尺寸設計應合適。焊盤太大，焊料鋪展面積較大，形成的焊點不飽滿，而較小的焊盤銅箔表面張力太小，形成的焊點為不浸潤焊點。孔徑與元件引線的配合間隙太大，容易虛焊，當孔徑比引線寬0.05~0.2mm,焊盤直徑為孔徑的2~2.5倍時，是焊接比較理想的條件。

2）在設計貼片元件焊盤時，應考慮以下幾點：

（1）為了盡量去除“陰影效應”，SMD的焊端或引腳應正對著錫流的方向，以利于與錫流的接觸，減少虛焊和漏焊。波峰焊時推薦采用的元件布置方向圖如圖6所示。

（2）波峰焊接不適合于細間距QFP、PLCC、BGA和小間距SOP器件焊接，也就是說在要波峰焊接的這一面盡量不要布置這類元件。

（3）較小的元件不應排在較大元件后，以免較大元件妨礙錫流與較小元件的焊盤接觸,造成漏焊。

（4）當采用波峰焊接SOIC等多腳元件時，應于錫流方向最后兩個（每邊各1）焊腳處設置竊錫焊盤，防止連焊。

（5）類型相似的元件應該以相同的方向排列在板上，使得元件的安裝、檢查和焊接更容易。例如使所有徑向電容的負極朝向板件的右面，使所有雙列直插封裝（DIP）的缺口標記面向同一方向等等，這樣可以加快插裝的速度并更易于發現錯誤。如圖7所示，由于A板采用了這種方法，所以能很容易地找到反向電容器，而B板查找則需要用較多時間。實際上一個公司可以對其制造的所有線路板元件方向進行標準化處理，某些板子的布局可能不一定允許這樣做，但這應該是一個努力的方向。

3.1.2PCB平整度控制

波峰焊接對線路板的平整度要求很高，一般要求翹曲度要小于0.5mm，如果大于0.5mm要做平整處理。尤其是某些線路板厚度只有1.5mm左右，其翹曲度要求就更高，否則無法保證焊接質量。

3.1.3妥善保存線路板及元件，盡量縮短儲存周期

在焊接中，無塵埃、油脂、氧化物的銅箔及元件引線有利于形成合格的焊點，因此線路板及元件應保存在干燥、清潔的環境中，并且盡量縮短儲存周期。對于放置時間較長的線路板，其表面一般要做清潔處理，這樣可提高可焊性，減少虛焊和橋接，對表面有一定程度氧化的元件引腳，應先除去其表面氧化層。

3.2生產工藝材料的質量控制

在波峰焊接中，使用的生產工藝材料有：助焊劑和焊料，分別討論如下：

3.2.1助焊劑質量控制

助焊劑在焊接質量的控制上舉足輕重，其作用是：

1）除去焊接表面的氧化物；

2）防止焊接時焊料和焊接表面再氧化；

3）降低焊料的表面張力；

4）有助于熱量傳遞到焊接區。目前，波峰焊接所采用的多為免清洗助焊劑。

選擇助焊劑時有以下要求：

1）熔點比焊料低；

2）浸潤擴散速度比熔化焊料快；

3）粘度和比重比焊料小；

4）在常溫下貯存穩定。

3.2.2焊料的質量控制

錫鉛焊料在高溫下（250℃）不斷氧化，使錫鍋中錫-鉛焊料含錫量不斷下降，偏離共晶點，導致流動性差，出現連焊、虛焊、焊點強度不夠等質量問題。可采用以下幾個方法來解決這個問題：

1） 添加氧化還原劑，使已氧化的SnO還原為Sn，減小錫渣的產生；

2） 不斷除去浮渣；

3） 每次焊接前添加一定量的錫；

4） 采用含抗氧化磷的焊料；

5） 采用氮氣保護，讓氮氣把焊料與空氣隔絕開來，取代普通氣體，這樣就避免了浮渣的產生。這種方法要求對設備改型，并提供氮氣。

目前最好的方法是在氮氣保護的氛圍下使用含磷的焊料，可將浮渣率控制在最低程度，焊接缺陷最少、工藝控制最佳。

3.3焊接過程中的工藝參數控制

焊接工藝參數對焊接表面質量的影響比較復雜，并涉及到較多的技術范圍。

3.3.1預熱溫度的控制

預熱的作用：

1）使助焊劑中的溶劑充分發揮，以免線路板通過焊錫時，影響線路板的潤濕和焊點的形成；

2）使線路板在焊接前達到一定溫度，以免受到熱沖擊產生翹曲變形。一般預熱溫度控制在180~210℃，預熱時間1~3分鐘。

3.3.2焊接軌道傾角

軌道傾角對焊接效果的影響較為明顯，特別是在焊接高密度SMT器件時更是如此。當傾角太小時，較易出現橋接，特別是焊接中，SMT器件的“遮蔽區”更易出現橋接；而傾角過大，雖然有利于橋接的消除，但焊點吃錫量太小，容易產生虛焊。軌道傾角應控制在5°~8°之間。

3.3.3波峰高度

波峰的高度會因焊接工作時間的推移而有一些變化，應在焊接過程中進行適當的修正，以保證在理想波峰高度進行焊接，以壓錫深度為PCB厚度的1/2~1/3為準。

3.3.4焊接溫度

焊接溫度是影響焊接質量的一個重要的工藝參數。焊接溫度過低時，焊料的擴展率、潤濕性能變差，使焊盤或元器件焊端由于不能充分的潤濕，從而產生虛焊、拉尖、橋接等缺陷；焊接溫度過高時，則加速了焊盤、元器件引腳及焊料的氧化，易產生虛焊。焊接溫度應控制在250+5℃。

4常見焊接缺陷及排除方法

影響焊接質量的因素是很多的，表1列出的是一些常見缺陷及排除方法，以供參考。

波峰焊接是一項很精細的工作，影響焊接質量的因素也很多，還需要我們更深一步地研究，以期提高波峰焊的焊接質量。

參考文獻

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