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摘要：火电锅炉刚性梁，能够在锅炉运行时，保证炉墙结构的稳定性，其独特的结构特点，对制作精度控制及涂装施工均要求较高。只有通过工序的调整优化，采用预涂及二次合拢的制作方法，才能有效的解决相关问题。本文对刚性梁的制作流程及重要注意事项进行详细介绍，对同行业施工具有很好的参考价值。
关键词：锅炉；刚性梁；制作
1.引言
火电锅炉刚性梁能够建立膨胀中心，使锅炉的受热或受压过程中，炉墙能够有规律的膨胀及收缩，避免因膨胀不畅而导致炉墙变形并损坏，从而保证锅炉的安全运行，起着“裤腰带”的作用。而其灵活的受力特性，使得其结构形式比较特殊，在制作过程中需要有针对性的调整工艺步骤，保证梁的加工质量。
2.典型刚性梁的组成
锅炉运行过程中，炉墙受热，如下图1，保温区内的刚性梁耐热合金钢长板，贴合在炉墙上的随之受热，由炉墙居中位置的限位支座，往两侧受热膨胀。而刚性梁的H型钢主体处于保温区外，通过压型滑移角钢，挂钩式连接。这样，在锅炉受热时，梁主体部分不受热胀冷缩作用，配合以销轴连接的角部装置，将锅炉的受热后的墙体变形，向着可控的方向去引导并约束，避免结构失稳。
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图1：典型锅炉刚性梁的组成
3.刚性梁的制作难点
上文介绍的刚性梁的保温区耐热合金钢部分和保温区外H型主体部分，中间通过压型角钢连接。如下图2，连接用的角钢，卡住H型主体的同时，接触侧被压成弧形进行线接触，并预留设计间隙，保证刚性梁受热过程中，保温区内外结构之间，可相对滑动。
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图2：压型角钢连接方式
然而，刚性梁灵动的结构设计，却使得梁的加工要求大大提高，尤其是角钢连接位置间隙的保证。最关键的是在梁焊接结束后，出现大量的涂装隐蔽位置，如图3，难以进行规范性的涂装施工。
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图3：涂装隐蔽位置
4.刚性梁的制作流程
可以看出，角钢挂钩节点密布于整根刚性梁，必须进行预涂，才能保证整根梁的涂装质量。而为了减少涂装后的二次装配焊接及矫正对涂层的影响，我们需要尽可能减少涂装后的装焊工作量。如下图4，刚性梁上侧的角钢，仅起限位作用，设计要求只需外侧焊接，且焊缝长度很短，建议将此焊缝预留，刚性梁分三部分制作，预涂结束后，将三部分装焊为整体，最后再补漆。
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图4：分部制作
4.1压型角钢的制作
压型角钢一侧需压制成弧面，保证线接触H型钢本体，减少摩擦；另外一侧，需要开设与合金钢横向连接板相焊的U型凹槽。建议按如下步骤进行制作：
①开U槽。在切割机的胎架，切割出槽口，使得角钢一侧能够嵌入切割胎架中固定，编制自动化切割程序，即可数控切出角钢上另一面的U型槽，如图5。
②锯断。每块角钢均为固定的长度，建议使用锯床，将角钢锯割成单段，相比火焰切割成型更佳。
③压制弧面。使用油压机，压制出弧形面，成型良好的角钢需保证边缘仍然垂直，仅中心弧形突出，如图6所示。
图6：压型角钢成型
4.2初次焊接装配
初次焊接装配时，主要分为保温区内合金钢和保温区外H型钢本体两部分进行制作，如图7。制作过程中，保温区合金钢部分，合金钢横板与长板的焊缝较为密集，焊后长板易造成波浪，需矫正平面度、旁弯。H型钢本体部分虽结构简单，焊后也需矫正以减少拱度、旁弯及翼缘上表面平面度。这样，才能保证角钢与H型钢最终合拢时的结构间隙。
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图7：初次焊接装配
4.3涂装施工
将合金钢长板部分、H型钢本体部分及刚性梁上侧单角钢，共三部分，分别进行涂装施工。涂装前，应注意对后续需焊接的位置进行保护，如图8，单角钢的外侧及横板的焊角钢的角部，需贴上美纹纸。
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图8：涂装
4.4转运
涂装后的刚性梁部件，表面涂层相对金属结构较软，易造成磕碰损伤，在转运过程中，应采用吊带进行调运，堆放的胎架应包裹软质材料，见图9。
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图9：转运
4.5二次合拢装配
二次合拢装配建议采用平躺合拢的方式，如图10，将H型翼缘吊入角钢间隙内。因合金钢长板结构刚度差，应利用工装夹具，将其牢牢固定在调直的H型胎架上，这样才能保证刚性梁合拢的顺利。
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图10：合拢
4.6最终焊接及补漆
最终焊前的保护为刚性梁制作的重中之重，如下图11，应在焊缝相邻区域，再次贴上的美纹纸，并针对性的制作简单的焊接保护罩，确保已涂装区域不受焊接飞溅及烟尘的影响。
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图11：焊接保护
5.结语
刚性梁的制作，与其他结构钢的工艺流程有很大不同，如果不够重视，极易造成油漆漏涂、破损、装配间隙超差等问题。刚性梁作为火电锅炉的损耗件，其在一定年限失效后，需要重新制作安装。我司致力于打造质量一流的钢结构产品，采用预涂加二次合拢装配的工艺流程，虽然在一定程度上增加了加工成本，但有效保证了钢梁的防腐质量，进而增加了产品的使用周期，为业主所青睐。
参考文献：
[1]张欣，娄德奎.超超临界锅炉刚性梁的结构特点.见：锅炉制造 ，2009（3）：32-35
作者简介：
邹文敏（1986-）男，本科，工程师，13405711286，从事钢结构施工工艺研究。
高骏（1990-），男，本科，助理工程师，18252835087，从事钢结构施工工艺研究。
王旭（1988-）男，本科，助理工程师，15862715780，从事钢结构施工工艺研究。