一種馬克西塞姆蒸汽鍋爐水冷管脹管檢測卡具的製作方法
2023-05-04 10:38:51
本實用新型屬於蒸汽過濾安裝技術領域，具體涉及一種馬克西塞姆蒸汽鍋爐水冷管脹管檢測卡具。
背景技術：
馬克西賽姆鍋爐安裝過程中，水冷壁管安裝作為鍋爐本體安裝的主要施工工序，也是鍋爐本體的重要組成部分，同樣也是鍋爐系統的主要承壓部位。在保障鍋爐水冷壁管安裝高效、省時的前提下，既要保證水冷管的管口與上下鍋筒的管孔脹接嚴密，不漏水，還須保證水冷管的管壁不會因過脹變的過薄而影響承壓能力。
傳統方法脹接質量控制採用內徑控制法或外徑控制法進行數據控制，脹管率控制採用遊標卡尺測量管口和管孔的數據進行計算、整理，反饋到施工人員，施工人員接收信息後，對不合格的管口進行重脹、復脹。因脹管數量多，反饋過程繁雜、冗長，不能及時反映脹接質量，導致整個脹接過程耗時費力，影響安裝進度，拖延施工時間。目前在鍋筒水冷管管口脹接施工，無一套較成熟、簡潔、方便的脹接質量控制措施及脹管率數據採集反饋、復脹的處理方法。
技術實現要素：
本實用新型為了解決採用遊標卡尺測量管口和管孔的數據控制脹管質量時存在的工作量、過程繁瑣，影響安裝進度等問題，進而提供了一種馬克西塞姆蒸汽鍋爐水冷管脹管檢測卡具。
本實用新型採用如下技術方案：
一種馬克西塞姆蒸汽鍋爐水冷管脹管檢測卡具，卡具為一體式的 「M」型卡板，包括旋轉頭和對稱設於旋轉頭兩側的卡頭，旋轉頭與卡頭之間的間隙為脹管插入區，旋轉頭端部插入段截面為外大內小的漏鬥狀。
所述旋轉頭的厚度不超過脹管半徑的1/3，一般為5-10mm，儘量減少旋轉頭與脹管內壁之間的接觸面積不，僅作快速的粗判斷。
所述旋轉頭的端面高出卡頭端面，保證卡頭端面與試脹板接觸時，旋轉頭能完全伸入脹管內，避免出現誤判。
使用時，現將最小值卡具的旋轉頭插入脹接後的管口內進行360度旋轉，若旋轉順暢，且最大值卡具的旋轉頭無法插入脹管或插入後不能旋轉，則表示脹接後的管口達標。
本實用新型所述卡具原理類似通止規，其結構尺寸是根據脹管的形狀和尺寸設計，只對脹管合格與否作出判斷，而不對脹管的具體尺寸做測量。而脹管本身具有一定塑性，需要將旋轉頭插入脹管對脹管內壁進行旋轉綜判斷，而通止規為圓弧面接觸，會出現脹管率合格，但通規某角度卻無法放入的情況，，從而出現誤判。因此，採用本實用新型所述的板狀結構卡具（線接觸）更符合脹管的檢測要求。
採用本實用新型所述卡具只需要插入脹管內並旋轉即可判斷脹管率是否合格，相比傳統的遊標卡尺測量判斷方式，效率更高，對於數量較大的脹管安裝過程有利於控制安裝進度。
附圖說明
圖1為本實用新型的結構示意圖；
圖2為最小值卡板的使用狀態示意圖（卡板可旋轉）；
圖3為最大值卡板的使用狀態示意圖（卡板不能完全插入或插入後不能旋轉）；
圖4為採用本實用新型卡具的脹管控制率工藝流程圖；
圖中：1-卡頭、2-旋轉頭、3-脹管、4-試脹板。
具體實施方式
結合附圖，對本實用新型的具體實施方式作進一步說明：
針對目前採用遊標卡尺測量時存在的問題，本實用對脹接質量要求進行分析，計算得出脹接質量控制的範圍，在控制範圍內以最小值和最大值分別做一套測量卡板，採用卡板測量方法，免去了數據採集中冗長的過程，降低了工程投入、縮短了施工工期，操作簡便。改進後的脹管控制率工藝如圖4所示。
如圖1所示的馬克西塞姆蒸汽鍋爐水冷管脹管檢測卡具，卡具為一體式的 「M」型卡板，包括旋轉頭2和對稱設於旋轉頭2兩側的卡頭1，旋轉頭2與卡頭1之間的間隙為脹管插入區，旋轉頭2端頭為外大內小的漏鬥狀。
卡板的製作參數要求如下：
根據《鍋爐安裝施工驗收規範》採用內徑控制法時，脹管率Hn應控制在1.3%--2.1%範圍內：
Hn=(d1-d2-δ)/d3——1
式中：Hn——採用內徑控制法時的脹管率；
d1——脹完後的水冷管實測內徑（mm）；
d2——未脹時的水冷管實測內徑（mm）；
d3——未脹時的管孔實測直徑（mm）；
δ——未脹時管孔與水冷管實測外徑之差（mm）。
脹接施工中，對每個管口進行數據採集、統計、計算、反饋、重脹程序繁雜，因此本控制方法在測量技術上進行了創新：在脹接工藝要求中，水冷管的硬度較鍋筒管孔的硬度小，脹接時d2、d3、δ為確定因素，Hn規定了控制範圍，所以也就可以確定d1的脹完後水冷管內徑的範圍值。
利用確定的d1範圍值做兩個卡板：以最小值製作一個卡板，插入脹完後的管口內可以旋轉，且最大值製作一卡板，不能完全插入脹完後的管口或深入後不能旋轉為達標。以上兩項合格為脹管率控制符合規範，缺一不可，以此可以快速、簡潔、準確的達到脹管率的控制要求。
以馬克西賽姆型SZL20-1.6-AII鍋爐為例：
上下鍋筒管孔直徑：Φ51.9mm
水冷系統管孔規格：Φ51×3mm（外徑51mm，壁厚3mm）
由上式1可以得出d1，如下式：
d1=d3×Hn+d2+δ；
可得出d1最小值：
d1min=51.9×0.013+（51-3*2）+（51.9-51）=46.57mm；
d1最大值：
d1max=51.9×0.021+（51-3*2）+（51.9-51）=46.99mm；
最小值卡板製作尺寸：測量面寬度確定為46.6mm；
最大值卡板製作尺寸：測量面寬度確定為47.0mm。
最小值卡板：確保管口脹開度，保證管口與管孔接觸緊密，達到密封不漏水目的；
最大值卡板：確保脹完後的管子壁厚不能太薄，達到規範要求的同時，確保承壓性能。
具體操作方法如下：
試脹→管口打磨→管口脹接→卡板測量檢測→下個管口脹接
（1）試脹
鍋爐水冷系統安裝前，應進行試脹工序，鍋爐出場材料中含一塊與鍋爐鍋筒材質相同，與上下鍋筒管孔尺寸一樣的試脹板進行試脹，試脹工藝流程為材料準備→微脹→標準脹→超脹→信息採集統計→信息反饋與結論。試脹具體要點有以下幾點：
1）試脹工序主要為檢測鍋爐在微脹、超漲後會發生什麼樣的形變，在標準脹接後是否滿足脹管率和承壓要求。
2）微脹：剛達到脹管率規定範圍的最小值內。在試脹板上表面存一層水，觀察管口與管孔之間是否有滲水發生，無滲水則符合要求。此項為保障通卡板的檢測合格、有效。
3）超脹：超過脹管率規定範圍的最大值。管端不應有起皮、裂紋、切口和偏擠等缺陷。
4）標準脹：脹管率控制在規定範圍內。脹口端應無裂紋，脹接過渡部分均勻圓滑，喇叭口根部與管孔結合狀態良好，並應檢查管孔壁與水冷管外壁的接觸印痕和齒合狀況、管壁減薄和管孔變形情況。
（2）管口打磨
脹接前應清楚管端和管孔表面的油汙，並打磨至發出金屬光澤，管端的打磨長度不應小於管口壁厚加50mm。打磨後，管壁厚度不得小於公稱壁厚的90%，且不應有起皮、凹痕、裂紋和縱向刻痕等缺陷。
（3）管口脹接
通過銜接構件把氣動扳手的方扣和脹管器的方扣連接起來，使脹管器旋轉，把扳手的旋轉動力傳遞為脹管器的脹管動力，完成管口脹接。
（4）卡板測量檢測
利用確定的d1最小值製作的卡板插入脹接後的管口內可以旋轉（圖2所示），且以確定的d1最大值製作卡板不能完全插入或插入後不可旋轉（圖3所示），此時脹接後的管口為達標。
（5）下個管口脹接：
管口脹接後，通過卡板的檢測後，如果檢測合格，可進行下一管口的脹接，不合格可繼續施脹。
5.實施效果：
本控制方法與傳統方法相比，採用自製卡板，控制脹管率施工工序的工程量，顯著提高脹管安裝的質量保證水冷管的管口與上下鍋筒的管孔脹接嚴密，不漏水，還須保證水冷壁的管壁不會因過脹變的過薄而影響承壓能力，對鍋爐安裝工程是一項重要的技術革新和工藝改進，質量效益顯著。同時本控制方法從本質上使鍋爐脹接安裝工序縮短了安裝的整體工期，社會、經濟、時間效益顯著。