350KA电解槽母线制安.doc

(四)、母线制作、安装1、概况本标段母线有阴极母线和阳极母线。其中阴极铝母线装置是电解车间的主要组成部分，阴极母线分为铸铝母线和软母线两种，是铝电解工艺的主要导体，不但用量大，而且规格多，铝母线的加工及安装质量又直接影响到电解铝生产技术经济指标，因此加工及焊接质量要求高，施工难度大。2、母线施工程序原材料要求母线加工组对与安装焊接焊接质量检验工程验收。3、原材料要求(1)、一般规定A、铝母线的用料，符合下列规定：a、铝母线料和焊缝填充材料的品质、规格、等级，符合设计要求。b、铝母线焊接的辅助材料质量，符合国家现行标准的有关规定。B、铝母线料和焊接材料应具备出厂质量合格证书或质量复检报告。C、铝母线料使用开箱时，除核对材料出厂质量合格证明文件外，尚应检查材料外表面。表面应无划伤、碰撞损伤、氧化锈蚀斑点等缺陷。(2)、硬性铝母线用料A、硬性铝母线料铸铝质量，须符合设计要求；当设计无要求时，应采用国家现行标准铝及铝合金加工产品化学成分(GB/T1196-93)中含铝纯度高于99.6%的工业纯铝的规定，且铁、硅含量比应大于1。B、硬性铝母线料长度定尺供货，其定尺长度应根据施工图尺寸加加工余量确定。C、硬性铝母线料出厂时，每根料的小面离端头至少50mm处应有下列标志：a、生产厂厂名或厂标；b、名义长度或代号；c、出厂检验钢印和质量证明文件编号；d、用色铅油标出品质的统一牌号：L1一条白色；L2两条白色；L3一条红色。D、硬性铝母线铸铝表面平整，无夹渣、气孔、粗大铸瘤等缺陷，其允许存在的局部缺陷，符合下列规定：a、垂直于铝母线输送电流方向铸造冷隔深度应小于1.5mm，其长度小于300mm。棱角部位的冷隔允许修整，修痕深度应小于2mm。b、平行于铝母线输送电流方向的裂纹：(a)、裂纹深度小于3mm；(b)、裂纹宽度小于1mm；(c)、裂纹长度，当铝母线长度小于或等于5000mm时，小于300mm；当铝母线长度大于5000mm时，小于该铝母线长度的10%，且不大于1200mm；(d)、每根铝母线料的裂纹不多于1处。E、硬性铝母线料的内部组织应致密、均匀，无裂纹、气孔、夹渣等缺陷。晶粒度符合国家现行标准铝线锭(GB1197)中1-4级的规定。F、硬性铝母线料的供货尺寸及几何形状，应符合下列规定：a、高、宽尺寸允许偏差为mm。b、长度允许偏差，当料长小于或等于5000mm时，为5mm；料长大于5000mm时，为10mm。端头采用机械锯切，其切面垂直于铝母线纵轴线，垂直度的允许偏差为2mm。c、铝母线料平直，不得有急剧折弯；直线度允许偏差，每米为3mm，全长为15mm。d、铝母线料不应有扭曲，其度允许偏差，当料长小于或等于5000mm时，每米为2mm，全长为10mm；当料长大于5000mm时，每米为3mm，全长为20mm。G、硬焊片料的质量符合设计要求，当设计无要求时，应采用国家现行标准优质铝及铝合金热轧板(GB/T3190-1996)标准中1060以上成分、含铝纯度高于99.7%的工业纯铝板料，且高于硬性铝母线料一个级别。(3)、软性铝母线用料A、软性铝母线的质量符合设计要求，当设计无要求时，应采用国家现行标准铝及铝合金冷轧板(GB/T3196-1996)中的铝带(板)料，含铝纯度高于99.5%的工业纯铝板(带)料。B、软性铝母线料宜按需定宽成卷供货，其包装应符合下列规定：a、成卷铝带为同一宽度尺寸；b、每个铝带应有塑料袋密封包裹；c、铝带卷应平放分层装箱。(4)、铝-钢过渡焊片A、铝-钢过渡焊片质量和外形尺寸符合设计要求，当设计无要求时，应下列规定：a、铝-钢过渡焊片的载流截面积应大于或等于与其连接的铸铝母线或软性铝母线的截面积。b、铝-钢过渡焊片铝层的含铝纯度高于99.7%工业纯铝，且高于硬性铝母线料一个级别。铝层厚度应为mm(12)。c、铝-钢过渡焊片的钢层材质为Q235A，其机械性能、化学成分的要求，符合国家现行标准碳素钢(GB700)的有关规定。钢层厚度不小于40mm。d、铝-钢过渡焊片外形尺寸(长度、宽度)允许偏差为2.0mm，e、铝-钢过渡焊片的铝面平整，其平面度的允许偏差为1mm。f、铝、钢界面呈波纹状态，沿爆炸压接方向是连续界面波，用超声波检查不应有剥离现象。g、铝、钢接合面的抗拉强度不低于100MPa.h、铝、钢接合面的抗剪切强度不低于60MPa。i、耐冲击性不低于120MPa。j、工作温度不低于400。k、电阻率不大于8.1610-8m。B、铝-钢过度焊片的包裹，应符合下列规定：a、过渡焊片的铝钢接合面呈竖向分层放置，并挤紧。b、包装箱除具备足够的强度外，尚有良好的防雨、隔潮和挂钩设施。(5)、焊接材料A、惰性气体保护焊的焊丝质量，符合设计要求，当设计无要求时，应符合下表的规定。焊丝的含铝纯度应与硬性铝母线铸铝成分相同或高一个级别。铸造铝的牌号与选用焊丝牌号与选用焊丝牌号关系，见下表：常用纯铝焊丝的化学成分焊丝型号化学成分备 注SiFeCuMnMgZnTiAl其他元素总量SAL-20.200.250.400.030.030.040.0399.70.15相当于旧牌号丝301SAL-30.300.3099.60.15相当于旧牌号丝302SAL-1Fe+Si1.00.050.050.100.0599.00.15铸造铝的牌号与选用焊丝牌号关系表铸造铝的牌号应选用焊丝牌号L3SAL-3L2、L1SAL-2或用L1加工焊丝B、焊丝直径应按焊接接头板厚和焊接设备性能综合选定。C、焊丝外在质量应符合下列规定a、采用经抛光处理并用塑料袋密封的盘状焊丝。b、焊丝绕盘前应作化学除油污处理。c、绕盘焊丝应连续无断头，盘的尺寸和重量符合焊接设备的要求。d、焊丝直径及允许偏差符合下表的规定。常用纯铝焊丝直径及允许偏差(mm)盘状焊丝卷状焊丝直条状焊丝名义直径极限偏差名义直径极限偏差名义直径极限偏差0.81.0、1.2、1.6、2.02.4、3.2、4.0、4.8、5.6、6.40.020.030.041.0、1.52.0、2.5、3.0、4.05.0、6.00.030.040.053.0、4.05.0、6.03.0、4.05.0、6.0e、焊丝表面应光滑，无裂纹、气泡、腐蚀斑点、毛刺及局部凹陷或折弯。f、手工钨极氩弧焊的条状焊丝长度在1000mm以内。D、焊丝盘保证有足够的抗变形能力，电气绝缘性良好并干燥清洁。E、氩气采用国家现行标准氩气(GB4842)中一级及以上的工业纯氩。F、氩气钢瓶的外表应涂灰色漆，黑色“氩气”字，一道白色环。G、气瓶的使用必须符合国家现行标准气瓶安全监察规程的有关规定。H、手工钨极氩弧焊用电极直径由焊接工艺确定。电极种类可采用国家现行标准惰性气体保护电弧焊和等离子焊接、切割用钨铈电极(GB4191)，并符合下列规定：a、电极表面要求、干净，无裂痕、剥落，不允许被油脂等污染。电极断面应无疏松、杂质等缺陷。b、电极的直线度允许偏差为电极长度的1%。(6)、图纸中所有绝缘材料公差为-20。4、母线加工(1)、垂直运输设备设置为了施工方便，在厂房内纵向侧设1台安装用30T自备桥式起重机，满足母线和上部结构设备的安装需求，并专为母线加工设置1台5T桥式起重机。(2)、加工设备设置阴极铸铝母线加工，由于规格多、数量多、每一根的切削量大（如下图所示），加工难度较大。据此，为保证工程的施工工期和质量要求，我单位按照母线的规格、数量、形状及以往的施工经验，主要配备以下加工设备：园锯床2台，3M铸铝母线铣床1台，12M铸铝母线铣床1台，80、32摇臂钻床各1台等。(3)、母线加工一般规定A、加工在施工图自审和相关专业图纸会审后进行。B、加工和检验用的计量器具应经计量检定合格。C、原材料已验收合格。D、板(带)剪切断面无裂纹或大于2mm的缺棱，且清除毛刺。E、硬性铝母线铸铝件的号料与划线在矫整平直后进行。(4)、硬性铝母线加工工艺原则性流程：铸铝母线检查矫正放样锯切铣面钻孔除毛刺（刮研、打毛处理）编号成品保管。A、矫正a、硬性铝母线料的矫正采用机械或液压式平整机进行。矫正作业，避免与平整机上金属构件碰(擦)伤，表面划痕允许深度小于1.5mm。矫正后的硬性铝母线料表面局部被压陷的深度小于2mm；面积小于100mm100mm。b、矫正后的硬性铝母线直线度与平面度允许偏差符合下表的规定。硬性铝母线直线料矫正允许偏差(mm)名称度量范围允许偏差直线度任意1000mm长度内3全长范围内6平面度任意1000mm料长小于或等于5000mm2料长大于5000mm3全长范围内料长小于或等于5000mm10料长大于5000mm20c、硬焊片矫正中，木槌锤痕或机械压痕的允许深度小于0.10mm。d、硬焊片板面直线度的允许偏差，当板厚大于或等于10mm时，为0.5mm；板厚小于10mm时，为1mm。B、放样、号料、剪切a、号料和放样除符合施工图要求外，尚根据加工工艺留足铣平、刨边(焊接坡口)等加工余量及焊接收缩余量。b、铝板(带)的剪切，采用机械剪切，其切口与号料线的允许偏差为1mm。c、硬焊片的切面与板面垂直，其垂直度允许偏差为板厚的10%，长度、宽度的允许偏差为2mm。d、软焊片的长度允许偏差为5mm，软焊片的宽度允许偏差除定宽供应外，其允许偏差为2mm。C、焊接坡口a、铝母线的焊接坡口加工采用机械方法，毛刺、飞边须清除，坡口面无裂纹、夹渣、分层和气孔等缺陷。b、焊接坡口形式与尺寸符合设计要求，当设计无要求时，按下表的规定：焊接方式壁厚S(mm)坡口名称坡口形式尺寸及允许偏差备 注间隙C(mm)钝边P(mm)坡口角度()熔化极半自动氩弧焊接10I型坡口CS0-36-25V型坡口CSP0-33105D、平面加工及孔加工a、短路口的接触平面须精加工，其表面粗糙度达到图纸的标准。b、短路口的接触，严防机械碰伤和化学腐蚀。加工后2h内不能移交安装的，及时涂抹黄干油一道，再贴一层白纸进行保护。c、短路口的螺栓孔及其连接件允许偏差应符合下列规定：(a)、铸造铝母线、零件、组焊件钻孔中心线必须垂直，中心线倾斜度小于0.5mm，孔中心距误差小于0.5mm。(b)、成品保护和管理：铣面后的母线加工面必须用塑料布包裹，避免加工面划痕，或者将加工面放到不易撞伤的方向。d、硬性铝母线两端面采用铣削修整。修整后的母线允许偏差应符合下表的规定。e、槽上母线加工后的允许偏差应符合下表的规定：硬性铝母线加工允许偏差(mm)项目名称允许偏差图 例母线长度+5-2L252HB端面与纵轴线垂直度()高向(H)2宽向(B)10021001表面粗糙度的表面轮廓算术平均偏差(Ra)0.025槽上母线加工允许偏差项目名称允许偏差夹棒面与槽长轴线距离3mm平行度0.5/1000表面粗糙度的轮廓算术平均偏差(Ra)0.025mm直线度0.25mm夹棒螺栓孔孔 径+0.5mm孔壁垂直度0.3mm同组孔中心距1mm任意两组中心线间距2mm安装螺栓孔中心距2mmE、立柱母线、短路母线的刮研a、流程：(铣面)粗刮精刮(打毛)安装前处理。b、铣面：使用本单位自制母线专用铣床进行。c、刮研(a)、工具为标准铸铁平台、三角刮刀、牛耳刮刀和平面刮刀等。(b)、粗刮a)、铣平面后去除飞边和毛刺；b)、涂抹红丹显示剂（红丹粉与20#机油的混合剂）；c)、利用标准平台初步找点；d)、用刮刀破开硬点（平面上略高的凸点）；e)、反复刮研后，达到每2525mm2内接触点不少于3点；(c)、精刮a)、涂抹红丹显示剂；b)、用标准平台找点；c)、用刮刀破点刮削；d)、反复进行后，达到每2525mm2内接触点不少于12点。(d)、刮研后的平面要打毛处理并做好防护工作。安装前须经检查，并去除氧化物、灰尘和杂质等。F、编号、运输与存放a、按设计图纸将不同规格的母线进行编号，要求编号正确字迹清晰，位置醒目。b、铝母线的装卸与吊装，应符合下列规定。(a)、铝母线吊装采用专用吊、夹具，不得用钢丝绳、链具连接捆扎铝母线。注：母线铣面后，起吊时的钢丝绳扣，必须套橡胶管。(b)、吊点位置根据铝母线形状合理确定。(c)、铝母线装卸须缓提、轻放，避免碰撞、剐伤。c、铝母线的运输符合下列规定。(a)、运输和存放，必须采取防止铝母线变形和倾覆的措施。(b)、运输时，硬性铝母线可裸装；带有短路口的硬性铝母线仍应有相应的包装措施。d、铝母线的存放，符合下列规定：(a)、铝母线存放场地有足够的地耐力。(b)、铝母线存放置于离地坪100mm以上的垫木上。垫木的布局满足防止铝母线变形和倾覆的要求。(c)、铝母线存放按规格、件号分类，有序多层垒放；垒放层间设隔离支承，各层支承点上下对齐，且不超过5层。(d)、形状特殊的立柱母线、槽底母线有妥善存放的措施。(5)、软母线加工软带束加工工艺原则性流程软带放样剪切清除污物整平压型组焊(封头)编号。A、材质要求：=1mm铝带，为压延加工产品，符合GB/T3190-1996中含99.5%的工业纯铝标准，表面应光滑、平整、不得有气泡、夹渣和折裂等缺陷，并且必须做退火处理。B、剪切要求：软母线宽度规格较少，但长度规格较多，因此剪切前，技术人员需列出详细的加工规格明细表，标明图号、宽度、长度；每种规格的总片数、束数、组数，进行统一加工。剪切后用木锤或胶锤平整合格。C、成型按设计图要求，对所需弧度尺寸采用专用成型胎具一次成型，确保成品尺寸的准确。成型软带束两端的软焊片片头须对齐，片头参差不齐小于2mm。D、封焊a、按片数整理成束前，必须将每片的污物清除干净。b、按每束的片数进行成型封焊，封焊长度3040mm。c、对于封焊后有一端出现长短不齐的软带束，必须用电刨处理，以满足焊后的要求，达到规定的焊接质量。E、软母线封头设备：采用钨极氩弧焊机；焊前须检查电源，冷却水的进出管，氩气输送管，焊丝输送装以置等，以保证设备安全可靠。F、软母线保管：每种规格按束封焊后，用写号笔编号，分类放置，挂牌管理，造册登记，严格领用。(6)、铝板加工铝板（=10mm）加工工艺流程样板制作放样剪切整平编号分类排列保管A、样板制作按设计施工图的尺寸制作样板，要求尺寸精确，样板无变形，并注明样板的零件图号。B、放样铸铝母线间连接铝板的厚度是=10mm，规格多、数量大，加工前列出详细的规格明细表，写明图号、规格、数量，统一加工。放样依据样板进行。C、剪切、整平剪切使用剪板机进行，剪后使用木棰或胶棰平整合格，外形尺寸误差1mm。D、编号、保管剪切整平后，按图号将每种规格用写号笔标注清楚、分类放置、挂牌管理，造册登记，严格领用。(7)、钢焊片加工工艺流程放样剪切平整保管钢焊片是连接阴极钢棒和爆炸焊块的联接板，规格多、数量大，剪切后，经平整和去除飞边、毛刺，按每组片数要求，用铁丝捆好，整齐排列，便于领用。5、母线安装(1)、一般规定A、铝母线组对与安装具备下列条件：a、零（部）件已加工完备，并检验合格；b、零（部）件有材质规定或安装部位的识别标志；c、配套的金属支架（座）及绝缘件备齐，并验收合格；d、组对与安装的专用胎具、工具配备齐全。B、硬性铝母线安装前用墨线划出母线中位线和两端面的“十”字中心线。(2)、支撑基础A、阴极母线的混凝土基础，必须与其相配套铝电解槽基础同时移交，并办理具备安装条件的中间验收手续和验收资料；有测量记录，明显标出基准线、纵横中心线和基础标高。B、阴极母线和电解槽的混凝土基础顶面已完成30-50mm厚的细混凝土二次找平层。C、阴极母线基础验收时，进行外观检查，顶面应平整、密实、光滑和无裂纹，并对基础位置及尺寸按设计施工图进行复测，其允许偏差符合下表的规定。阴极母线基础允许偏差（mm）项目名称允许偏差标高-30水平度5/1000外形尺寸（长、宽）20中心线与铝母线纵轴线偏移3基础间距偏差3与电解槽混凝土基础中心线偏移3标高尺寸差3D、有预留安装地脚螺栓孔的金属支架（座）的混凝土基础，除按A条办理中间验收和外观检查外；其检查基础尺寸的允许偏差应符合下表规定。预留地脚螺栓孔及基础尺寸允许偏差（mm）项目名称允许偏差基础坐标位置(纵横向轴线)20顶面标高0-20外形尺寸20水平度（每1000mm）5预留地脚螺栓孔中 心 位 置10深 度+200孔壁铅垂度（全深）10E、电解槽槽壳上的铝母线支架（梁），按施工图要求焊牢，其标高的允许偏差为5mm，中心线允许偏差为3mm.F、金属支架（座）支撑面平整，并铲除飞边、毛刺、焊瘤、氧割熔渣和焊接飞溅物等。(3)、运输与存放参见母线加工部分“编号、运输与存放”(4)、校正与安装A、母线安装程序电解槽基础复测母线基础复测端头母线安装槽底槽端母线安装槽壳安装槽周母线安装槽周进出电母线安装电解槽砌筑上部结构安装阴极母线与阴极钢棒焊接立柱母线与短路母线联接阴极母线与短路母线焊接立柱母线与阳极母线焊接端头母线焊接(表示主要质量控制点) 母线安装工艺流程原则性框架图见母线安装工艺流程原则性框架图B、母线安装要和土建施工以及电解槽安装配合，穿插进行，相互协调。电解车间平台施工时，必须在平台上预留母线吊装孔，以便端头母线的吊装。C、底梁安装后，槽壳安装前，把槽底及槽端母线安装就位。D、槽壳安装后，将槽周(槽侧)母线就位，焊接待筑炉后进行。E、电解槽阳极母线安装后，再安装立柱母线，由于槽壳和立柱母线间空间狭窄，立柱母线和斜立柱母线及短路母线先在平台上组装在一起，再与槽侧母线焊接，最后和阳极母线焊接。立柱母线安装时必须用临时支架支撑，以便于焊接。(5)、安装要点及要求A、铝母线安装前进行外观检查，严禁使用有下列之一的母线：a、焊接接头质量不合格；b、工件形状和尺寸不合格；c、有裂纹、腐蚀、严重碰伤；d、件号和材质标记不清。B、铝母线安装应以铝电解槽纵、横中心线和标高为基准。C、支撑架（座）安装前应完成以下工作：a、基础顶面被油污的混凝土已凿除；b、混凝土基础顶面已凿毛，地脚螺栓孔内的杂物已清除；c、钢支架（座）底面的油污、泥土等赃物已清除。D、铝母线钢支架（座）的标高采用平垫铁调整，每摞垫铁的块数不宜多于3块。E、垫板尺寸按支撑的铝母线重量确定，并符合国家现行标准机械设备安装工程施工及验收规范的规定。F、绝缘件安装不许强力装塞。绝缘垫板（套）附近，严禁乙炔氧气火焰切割或焊接作业。当无法避免时，采取隔热和防飞溅物侵入的措施。G、每段铝母线正确就位，及时固定，并在焊接前采用1000V摇表检测各支撑点的绝缘性能。其绝缘电阻，应大于1M.H、铝母线与支撑架（座）间的绝缘件，从安装起至通电前均需防护。防止上层施工作业危害绝缘部位，影响绝缘性能。I、立柱母线的安装，在阴极母线安装固定后进行。其安装专用支架在焊接完毕后待焊接接头冷却至常温8h后方可拆除。J、立柱母线的短路口安装，符合下列规定：a、短路口导电接触平面的机械损伤应修整，化学腐蚀物和氧化膜应清除。b、相互配合的两导电接触平面研刮找平，其接触面积率大于85%。c、螺栓拧紧时按由里向外，交错对称和分段拧紧的顺序进行。拧紧力矩应按螺栓直径计算确定：T=KF0d式中 T扳手力矩（Nmm）；F0预紧力（N）F0=(0.60.7)sAs式中 s螺栓材料的屈服极限（MPa）；As螺纹公称应力截面积（mm2）。 As=(d2+ds)/42式中 d螺纹公称直径（mm）；d2外螺纹中径（mm）；ds螺纹的计算直径（mm）。ds=d1-H/6式中 d1外螺纹小径（mm）；H螺纹原始三角形的高度（mm）；K拧紧力矩系数取K=0.180.21。(6)、母线安装偏差要求A、槽周母线的侧面与水平面的垂直度偏差小于0.5%；槽纵侧母线安装长度L6mm；槽端侧母线安装长度L10mm；斜立柱母线安装长度L10mm；母线安装高度偏差H-10mm；母线安装间隙mm；小片连接母线间隙小于0.5mm；B、未注明尺寸公差按GB1804-92 C级执行。C、阳极母线必须保证两母线平行误差在2mm之内，母线把接阳极导杆之间垂直度为0.5mm。D、母线螺栓联接处，用丙酮将加工面清洗干净，两根母线接触面面积大于85%，用0.05塞尺检查，插入深度不超过15mm。6、母线焊接(1)、焊前准备A、铝母线焊接应符合沈阳铝镁设计院编制的电解车间母线制作安装技术规范及YS5417-95铝母线焊接施工及验收规范的相关规定。B、从事铝母线焊接的焊工，必须经过培训并考试合方可上岗。C、焊接方法采用半自动熔化极氩弧焊，焊丝采用纯铝焊丝，其规格应根据板材厚度、设计要求进行选择。D、焊前应进行焊接工艺试验，并编制焊接工艺指导书。E、熔化极氩弧焊所需氩气纯度：Ar99.99%， N2100PPM， O210PPM， H25PPM， CO25PPM，CmHm5PPM， H2O10米/秒b、相对湿度90%，环境温度低于5c、铝焊件、焊片表面有脏物、油、氧化膜等。K、立柱母线辅助焊接形式如下图所示：槽周母线安装验收后，在投产前，将立柱母线压接处再紧固一次，然后用10150200的铝板进行焊接，每根立柱母线四片，以减小压接电压降。立柱母线辅助焊接示意图L、接头焊接完毕后，应在接头附近明显处打上焊工代号和日期钢印。(3)、焊接检验A、焊缝必须焊透、熔合、焊缝表面必须饱满、均匀，焊缝不允许有裂纹、夹渣、气泡、咬边等缺陷。焊缝咬边深度小于0.5mm，长度不应超过总长的10%。B、焊缝检查一般为人工外观检查，必要时进行抽查：钻孔或超声波无损探视，也可进行中间检