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中华人民共和国国家标准
铝母线焊接工程施工及验收规范
Code for construction and acceptance of aluminum bus-bar welding engineering
GB 50586-2010
主编部门:中国有色金属工业协会
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2 0 1 0 年 1 2 月 1 日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第625号
关于发布国家标准《铝母线焊接工程施工及验收规范》的公告
现批准《铝母线焊接工程施工及验收规范》为国家标准,编号为GB 50586-2010,自2010年12月1日起实施。其中,第1.0.3、4.1.2、7.2.3、8.2.4条为强制性条文,必须严格执行。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
二〇一〇年五月三十一日
前 言
本规范是根据原建设部《关于印发<2006年工程建设国家标准制定、修订计划(第二批)>的通知》(建标[2006]136号)的要求,由七冶建设有限责任公司会同有关单位共同编制完成的。
本规范在编制过程中,编制组根据铝电解工业飞速发展的需求,进行了比较广泛的调查研究,总结了我国铝电解工程建设中铝母线焊接的施工及质量验收的实践,并在此基础上开展了专题调研,坚持“验评分离,强化验收,完善手段,过程控制”的指导原则,以多种方式广泛征求了有关设计、施工、监理及生产单位的意见,对主要问题进行反复修改,最后经审查定稿。
本规范共分8章和1个附录,其主要内容有:总则、术语、原材料、加工、现场安装、焊接、焊接质量、工程验收等。
本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中国有色金属工业工程建设标准规范管理处负责日常管理,由七冶建设有限责任公司负责具体技术内容的解释。为了提高规范质量,请各单位在执行本规范过程中,结合工程实践,认真总结经验,注意积累资料,如发现需要修改和补充之处,请随时将意见和建议反馈给七冶建设有限责任公司(地址:贵州省贵阳市白云区白云南路10号;邮政编码:550061),以供今后修订时参考。
本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:
主编单位:七冶建设有限责任公司(原中国有色金属工业第七冶金建设公司)
参编单位:十一冶建设有限责任公司(原中国有色金属工业第十一冶金建设公司)
中国有色金属工业第六冶金建设公司
贵阳铝镁设计研究院
主要起草人:佡连壁 钱孝儒 张劲松 代国才 张民峰 孙万臣 梁瑞霞 刘昭义 李晓楠 张泽进 张贵清 曹明强 刘大能 管兴福 王蓉陵 聂玉栋 陈建平
主要审查人:王延伶 王汝良 万长生 杨宏伟 王 平 强红江 丁爱英 郑先锋 郑保义 喻正宝
1 总 则
1.0.1 为统一铝母线焊接技术要求,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于铝电解系列铝母线焊接工程的施工及验收。
1.0.3 从事铝母线焊接的焊工必须持有焊工考核合格证,才能上岗操作。
1.0.4 铝母线焊接工程的施工及验收,除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术 语
2. 0.1 铝母线 aluminum bus-bar
用铝质材料制成的截面积较大能连接若干电路的导电体(本规范简称为母线)。
2.0.2 焊丝 welding wire
在焊接过程中作为填充金属又同时作为导电的金属线材。
2.0.3 短路接口 short circuit joint
能快速断开或连接又不损伤母线用螺栓压接的两平面。
2. 0.4 质量 quality
一组固有特性满足要求的程度。
2.0.5 硬性铝母线 hard aluminum bus-bar
具有足够刚性,能保持其形状和尺寸的铝母线段。
2.0.6 软性铝母线 soft aluminum bus-bar
在设定方向有吸收其连接硬性铝母线热胀冷缩或其他变位要求的铝母线段。
2.0.7 硬焊片 hard welding plate
通常指用铝板加工成连接铝母线段的过渡件。
2.0.8 软带片 flexible plate
用纯铝薄片制成容易变形的过渡件。
2.0.9 软带束 flexible bundle
用一定数量的软带片经压力成形后立即点焊成束状的部件。
2.0.10 铝-钢过渡焊片 aluminum-steel transition welding plate
用爆炸法复合铝、钢两种金属板材,具有一定尺寸和连接强度,用以解决铝母线焊接工程中铝、钢两种金属直接焊接困难的过渡部件。
2. 0.11 铝-铜过渡焊片 aluminum-copper transition welding plate
用爆炸法复合铝、铜两种金属板材,具有一定尺寸和连接强度,用以解决铝母线焊接工程中铝、铜两种金属直接焊接困难的过渡部件。
2.0.12 母线接头 bus-bar joint
母线段间各种形式焊接的总称。
2.0.13 短路母线 short circuit bus-bar
能把某一电解槽快速从系列组合回路中分离或闭合的母线段。
2.0.14 压接器 stress connection machine
短路接口的专用产品。
2.0.15 整流母线 rectifying bus-bar
从整流变电所到电解厂房的直流母线。
2.0.16 端头母线 end bus-bar
电解厂房两端头的母线。
2.0.17 过道母线 passage bus-bar
电解厂房中间过道下及临时连接两电解厂房中间的母线。
2.0.18 进电端母线 power inlet side bus-bar
电解系列第一台电解槽与整流母线正极相连接的母线。
2.0. 19 出电端母线 Power outlet side bus-bar
电解系列最后一台电解槽与整流母线负极相连接的母线。
2.0.20 槽端母线 pot end bus-bar
位于电解槽短侧面的母线。
2. 0.21 槽侧母线 pot side bus-bar
位于电解槽底部长侧面的母线。
2.0.22 槽底母线 pot bottom bus-bar
位于电解槽槽底下的母线。
2.0.23 立柱母线 column bus-bar
电解系列中相邻两槽的前一台槽的出电母线与后一台槽上母线连接的部件。
2.0.24 槽上母线 bus-bar over pot
位于电解槽的上部槽上,平行于电解槽长轴线,并随阳极提升机构上下移动的母线段。又称阳极母线。
2.0.25 槽周围母线 bus-bar around pot
位于电解槽四周的槽端母线、槽侧母线、槽底母线、立柱母线、短路母线等的总称。
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3 原 材 料
3.1 一般规定
3.1.1 铝母线的用料,应符合下列规定:
1 铝母线焊接工程的承包合同和工程技术文件对铝母线材料和焊缝填充材料的品质、等级的要求不得低于本规范的规定。
2 铝母线焊接的辅助材料质量应符合现行国家标准《焊条用铝及铝合金线材》GB/T 3197和《氩》GB/T 4842的有关规定。
3.1.2 铝母线材料和焊接材料应具备材料出厂质量合格证书或质量复检报告。
3.1. 3 铝母线材料开箱,除应核对材料出厂质量合格证明文件外,尚应检查材料外表质量;表面应无划伤、碰伤、氧化锈蚀斑点等缺陷。
3.2 硬性铝母线材料
3.2.1 硬性铝母线材料铸铝质量,应符合现行国家标准《重熔用铝锭》GB/T 1196中含铝纯度高于99. 6%,且铁硅含量比必须大于1的规定。
3.2.2 硬性铝母线材料长度宜定尺供货,定尺长度应根据施工图尺寸另加加工余量和材料负偏差综合确定。
3.2.3 硬性铝母线材料出厂时,每根料的小面离端头50mm处应设置下列标志:
1 生产厂厂名或厂标。
2 名义长度或代号。
3 出厂检验钢印和质量证明文件编号。
4 用色铅油标出统一牌号。铝锭牌号着色应符合表3.2.3的规定。
3.2.4 硬性铝母线材料的铸铝表面应平整,并应无夹渣、气孔、粗大铸瘤等缺陷;硬性铝母线材料的铸铝表面允许存在的局部缺陷,应符合下列规定:
1 垂直于铝母线输送电流方向铸造冷隔深度宜为1. 5mm,长度宜为300mm。棱角部位的冷隔允许修整,修整痕深度宜为2mm。
2 平行于铝母线输送电流方向的裂纹,应符合下列规定:
1)裂纹深度为5mm。
2)裂纹宽度为1.5mm。
3)铝母线长度小于或等于5000mm时,裂纹长度为母线长度的6%;铝母线长度大于5000mm时,裂纹长度为母线长度的10%,且不大于800mm。
4)每根铝母线材料的裂纹为一处。
3 垂直于铝母线输送电流方向的横向裂纹,应符合下列规定:
1)裂纹深度为1.5mm。
2)裂纹长度为20mm。
3)裂纹数量每米长度范围为三处。
3.2. 5 每根铝母线材料的内部组织应致密、均匀,并应无裂纹、气孔、夹渣等缺陷。晶粒度应符合国家现行标准《铝线锭》YS/T 560的有关规定。
3.2.6 硬性铝母线材料的供货尺寸及几何形状,应符合下列规定:
1 高、宽度尺寸允许偏差为
2 料长小于或等于5000mm时,长度尺寸允许偏差为±5mm;料长大于5000mm时,长度尺寸允许偏差为±10mm。
3 端头应采用机械锯切,切面应垂直于铝母线纵轴线,垂直度的允许偏差为2mm。
4 铝母线材料应平直,不得有急剧折弯;直线度允许偏差每米为3mm,且全长为15mm。
5 铝母线材料不应有扭曲,料长小于或等于5000mm时,平面度允许偏差每米为2mm;料长大于5000mm时,平面度允许偏差每米为3mm;且全长为15mm。
3.2.7 硬焊片材料的质量应符合现行国家标准《一般工业用铝及铝合金板、带材》GB/T 3880.1中含铝纯度高于99. 6%的铝板材料,且铁硅含量比必须大于1的规定。
3. 2. 8 硬焊片材料供货,每箱重量宜为500kg~2000kg。
3.3 软性铝母线材料
3. 3.1 软性铝母线材料的品质、等级应符合现行国家标准《一般工业用铝及铝合金板、带材》GB/T 3880.1中含铝纯度高于99.5%的纯铝,且铁硅含量比必须大于1的带(板)料的规定,并应采用退火状态供货的铝带(板)材料。
3.3.2 软性铝母线材料宜按需定宽成卷供货,软性铝母线材料的包装应符合下列规定:
1 成卷铝带应为同一宽度尺寸。
2 每个铝带卷应有塑料袋密封包裹。
3 铝带卷应平放分层装箱。
3.4 铝-钢过渡焊片
3.4.1 铝-钢过渡焊片质量和外形尺寸应符合下列规定:
1 铝-钢过渡焊片的载流截面应大于或等于与其连接的硬性铝母线、碳块钢棒或软性铝母线的载流截面;当两端不对称时,应取较大值。
2 铝-钢过渡焊片应有产品质量证明书和检验合格文件,其质量应符合下列规定:
1)铝-钢过渡焊片铝层应为99.6%纯铝,且宜高于硬性铝母线料一个级别。铝层厚度应为12mm±1mm。
2)铝-钢过渡焊片的钢层牌号应为Q235A或与电解槽阴极钢棒的牌号一致;其机械性能、化学成分的要求,应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700的有关规定。钢层厚度应取30mm~40mm。
3)铝-钢过渡焊片外形尺寸(长、宽)允许偏差为±1mm。
4)铝-钢过渡焊片的铝面应平整,其平面度的允许偏差为1mm。
5)铝-钢界面应呈连续波纹,用超声波检查不应有剥离现象。
6)铝-钢接合面的抗拉强度不应低于137MPa。
7)铝-钢接合面的抗剪强度不应低于80MPa。
8)允许工作温度不应低于400℃。
9)电阻率应小于8.16×10-8Ω·m。
3.4.2 铝-钢过渡焊片的包装,应符合下列规定:
1 过渡焊片的装箱应挤紧。
2 包装箱除应具备足够的强度外,尚应有良好的防雨、隔潮和挂钩设施。
3 每箱重量宜为2t~3t。
3.5 铝-铜过渡焊片
3.5.1 铝-铜过渡焊片的质量和外形尺寸应符合下列规定:
1 铝-铜过渡焊片的载流截面应大于或等于与其连接的硬性铝母线、碳块钢棒或软性铝母线的截面;当两端不对称时,应取较大值。
2 铝-铜过渡焊片应有产品质量证明书和检验合格文件,其质量应符合下列规定:
1)铝-铜过渡焊片铝层应为99.6%纯铝,且宜高于硬性铝母线料一个级别。铝层厚度应为30mm~50mm;当采用同一尺寸厚度时,其铝层厚度允许偏差为±1mm。
2)铝-铜过渡焊片铜层质量的机械性能、化学成分应符合现行国家标准《加工铜及铜合金化学成分和产品形状》GB/T 5231中T2的有关规定。铜层的厚度应为8mm~10mm。
3)铝-铜过渡焊片外形尺寸(长、宽)允许偏差为±2mm。
4)铝-铜过渡焊片的铝面应平整,其平面度的允许偏差为1mm。
5)铝-铜界面应呈波纹状态:沿爆炸压接方向应为连续界面波,用超声波检查不应有剥离现象。
6)铝-铜接合面的抗拉强度在常温条件下不应低于100MPa。
7)铝-铜接合面的抗剪切强度不应低于60MPa。
8)铝-铜接合面为315℃时,铝、铜结合面抗拉强度不应低于20MPa。
9)允许工作温度不应低于350℃。
10)电阻率应小于3×10-8Ω·m。
3. 5.2 铝-铜过渡焊片的包装,应符合本规范第3.4. 2条的规定。
3.6 焊接材料
3.6.1 惰性气体保护焊的焊丝质量,应符合现行国家标准《焊条用铝及铝合金线材》GB/T 3197含铝纯度与硬性铝母线铸铝成分相同的规定,且宜高一个级别,并应采用退火状态供货的盘状焊丝。
3.6.2 焊丝直径应按焊接接头板厚和焊接设备性能综合确定。
3.6.3 每个焊丝盘内的焊丝应为一根线材。
3.6.4 焊丝盘的尺寸和重量,应符合焊接设备的要求。
3.6.5 焊丝外观应符合下列规定:
1 焊丝表面应光滑,不得有裂纹、气泡、腐蚀斑点、污垢及超过直径允许负偏差的划伤、擦伤、压陷和其他机械损伤。
2 焊丝直径的允许偏差为±0.04mm。
3 焊丝不得有缠绕混乱和折弯。
4 焊丝表面缺陷允许进行检验性打磨,但应保证最小直径在允许偏差内。
5 应采用经抛光处理并用塑料袋密封的盘状焊丝。
3.6. 6 焊丝盘表面不应有锈蚀斑点或污垢,焊丝盘应保证有足够的抗变形能力,电气绝缘性能应良好,并应保持干燥清洁。
3.6.7 氩气应采用现行国家标准《氩》GB/T 4842中一级及以上的工业纯氩。
3.6. 8 氩气钢瓶颜色标志应符合现行国家标准《气瓶颜色标志》GB 7144的有关规定。
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4 加 工
4. 1 一般规定
4.1.1 铝母线加工应具备下列条件:
1 已完成施工图纸自审和相关专业图纸会审。
2 加工和检验用的计量器具已经计量检定合格。
3 按本规范第3章的有关规定,已对材料验收合格。
4.1.2 铝板(带)剪切断面应无裂纹。
4. 1. 3 铝板(带)切断面不应有大于2mm的缺棱,且应清除毛刺。
4.1.4 硬性铝母线的下料与画线应在矫正平直后进行。
4.1.5 铝母线加工宜采用工厂化生产,现场加工时应采用胎模化施工。
4.2 下料、放样与剪切
4.2.1 下料和放样除应符合施工图纸要求外,尚应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。
4.2.2 铝板(带)的剪切,宜采用机械剪切。其切口与下料线的允许偏差为±1mm。
4.2.3 硬焊片的切面应与板面垂直,其垂直度允许偏差为板厚的10%,长度、宽度尺寸的允许偏差为±1mm。
4. 2.4 软焊片的长度尺寸允许偏差为±3mm,宽度尺寸允许偏差为1mm(定宽供货者除外)。
4.3 矫正与冷弯
4.3.1 硬性铝母线材料的矫正宜采用机械或液压式平整机进行。矫正作业应避免与平整机上金属构件碰(擦)伤,表面划痕允许深度为1.5mm。矫正后的硬性铝母线表面局部被压陷的允许深度为2mm;允许压痕面积为100mm×100mm。
4.3.2 矫正后的硬性铝母线直线度与平面度允许偏差应符合表4.3.2的规定。
4. 3.3 硬焊片矫平木槌锤痕或机械压痕的允许深度为0.5mm。
4.3.4 硬焊片板面直线度的允许偏差应符合下列规定:
1 板厚大于或等于10mm时,为0.5mm。
2 板厚小于10mm时,为1mm。
4.4 焊接坡口
4.4.1 铝母线的焊接坡口形式与尺寸应符合本规范第6章的规定。
4. 4.2 焊接坡口加工应采取机械方法。毛刺、飞边应清除,坡口面应无裂纹。
4.5 平面与螺孔
4.5.1 短路口的接触平面应精加工,其表面粗糙度的算术平均偏差应小于0.025mm,直线度和平面度允许偏差为0.05mm。
4.5.2 短路口的接触平面应采取防止机械碰伤和化学腐蚀的措施。
4.5. 3 短路口螺栓孔及连接件加工的允许偏差应符合表4.5.3的规定。
4.6 软性铝母线
4.6.1 软带束带片规格、片数及弯曲尺寸应符合设计要求,宜采用专用胎具,并应一次加压成型。
4.6.2 成型软带束两端的软焊片片头应对齐,修正后的片头参差宜为0~+1mm。
4.6.3 软带束成型后应及时点焊固定,焊点应距束两端50mm。焊点尺寸及数量应根据软带尺寸形状确定,也可在软带束两侧距束端30mm~50mm,采用熔化极氩气保护电弧焊焊接法固定,其焊缝熔合宽度应大于10mm,熔合深度应大于2mm。每个软带束熔合带宜为2道~4道。
4. 6.4 软带束成形点固后在模具内应用样板检查,软带束的弧形面与样板空隙宜为0~2mm,同束软焊片间空隙宜为0~0.5mm。
4. 6.5 软带束应按软性铝母线设计,并应捆扎成组保管。捆扎时应保护软带束棱角。
4.7 零件组合
4.7.1 相同形状尺寸的部(组合)件宜采用胎(模)具化生产。部(组合)件应充分利用安装能力和现场条件确定。
4. 7.2 胎(模)具的设计,除应符合设计要求外,尚应符合下列规定:
1 应预留焊接收缩变形及冷作反弹量。
2 定位基准应与安装要求一致。
3 部(组合)件宜具有足够的强度和刚性,若强度和刚性不够时,应采取加固措施。
4 胎(模)具应保证施工期内有效。
4.7.3 固定铝母线间距的连接焊板尺寸应符合本规范附录A图A.0.5的规定。
4.7.4 部(组合)件的组合质量应符合本规范第5章和第6章的规定。
4.7.5 部(组合)件出厂时,应符合下列规定:
1 每件应有产品出厂检验合格证,合格证内容应符合本规范第8.3.5条的规定。
2 每件明显处应有材质、部件名称(安装位置或施工图号)的标识,以及部件出厂编号。
3 应填写本规范表8.3.3-1。
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5 现场安装
5.1 一般规定
5.1.1 铝母线现场安装应符合下列条件:
1 铝母线零、部(组合)件的加工已完成并检验合格。严禁使用不合格产品。
2 相关的铝母线支承架(座)和铝电解槽的摇篮架应安装到位。
3 零、部(组合)件应有材质、部件名称(安装位置或施工图号)的标识。
4 支承架(座)配套的绝缘件应备齐并验收合格。
5 组对与安装的专用胎具、工具应满足安装要求。
6 基础验收合格。
5.1.2 硬性铝母线安装前应在两端面中心划出“十”字铅垂线。
5. 2 支承架(座)安装
5.2.1 铝母线的混凝土基础,应与其相配套的铝电解槽基础同时移交安装,并应符合下列规定:
1 应有铝母线的混凝土基础测量记录,并应在现场明显处标出铝母线的中心线和水平线;同时尚应标出电解槽的纵、横中心线和基础标高。
2 铝母线的混凝土基础顶面完成30mm~50mm厚的细石混凝土,二次找平。
3 铝母线基础顶面外观应平整、密实、光滑和无裂纹。基础位置及尺寸的允许偏差应符合表5.2.1的规定。
4 铝母线基础的预埋件允许偏差应符合表5.2.1的规定。
5.2.2 支承架(座)支承面应平整,并应铲除飞边,以及毛刺、焊瘤、火焰切割熔渣和焊接飞溅物等。
5.2. 3 绝缘件安装不宜强力装塞。有绝缘垫板(套管)装入处的附近,不得火焰切割或焊接作业。当无法避免时,应采取隔热和防飞溅物侵入的措施。
5.3 运输与存放
5.3.1 铝母线的装卸与吊装,应符合下列规定:
1 铝母线的装卸与吊装应采用专用吊具和夹具,不得采用钢丝绳、链具直接捆扎铝母线。当无法避免时,应采用木块、橡胶板等衬垫进行保护。软性铝母线宜装箱吊运。
2 吊点位置应根据铝母线形状确定。
3 铝母钱装卸应缓提、轻放,并应避免碰撞、剐伤。
5.3. 2 铝母线的运输应符合下列规定:
1 应采取防止铝母线变形和倾覆的措施。
2 长途运输时,铝母线应妥善包装;装货车厢或船舱应清洁,并应无污染物和腐蚀性物品,同时应设置防雨、防雪设施。
3 短途运输时,硬性铝母线可裸装;软性铝母线和带有短路接口的硬性铝母线应采取相应的包装措施。
5.3.3 铝母线的存放,应符合下列规定:
1 铝母线存放场地应有足够的地基承载力。
2 铝母线存放应置于离地平100mm的垫木上。垫木的布局应满足防止铝母线变形和倾覆的要求。
3 铝母线存放宜按规格、件号分类,并应有序多层垒放;垒放层间应设置隔离支承,各层支承点应上下对齐,且不宜超过5层。
4 形状特殊的立柱母线、槽底母线和软性铝母线应采取妥善存放的措施。
5.4 铝母线安装
5.4.1 铝母线安装应以铝电解槽纵、横中心线和标高为基准。
5.4. 2 槽周围母线的安装顺序应符合下列规定:
1 应按铝电解槽为中心、先下后上、从里到外分层次进行。
2 槽底母线、槽端母线、槽侧母线应先用支承架(座)和专业器具顶紧临时固定。
3 槽端母线、槽侧母线与槽底母线的接头焊接时,应按先焊接“T”形、转角形接头,后焊接直线形接头的顺序进行。
4 每个接头焊接后应再次调整铝母线,并对固定支承架(座)与基础预埋件进行焊接。
5 安装允许偏差应符合表5.4.2的规定。
5.4.3 立柱母线的安装应符合下列规定:
1 应在其相连的槽端母线或槽侧母线与支承架(座)安装合格并与基础预埋件焊固后安装。
2 应有专用支架。
3 应在立柱母线上的短路导电接触平面刮研合格后安装。
4 安装质量应符合设计要求,立柱母线上第一颗安装螺栓位置允许偏差为±2mm。
5 立柱母线的焊接应按先焊接根部硬性接头,后焊接软性母线接头的顺序进行。
6 安装专用支架应在焊接完毕后待焊接接头冷却至常温8h后再拆除。
5. 4.4 短路母线和槽端(侧)母线接头的安装与焊接,应符合下列规定:
1 应在立柱母线和相连槽端(侧)母线已安装合格并焊固后安装和焊接。
2 应在短路母线与立柱母线的短路接头已安装固定后安装和焊接。
3 短路母线的焊接应有临时支承架固定。
5.4.5 整流母线、进(出)端母线、过道母线的安装应符合下列规定:
1 应按运输通道从里到外进线料。
2 焊接前,应先用支承架(座)和专业器具顶紧卡牢临时固定。
3 安装允许偏差应符合表5.4.5的规定。
4 各母线段接头的焊接应按先焊接直线接头、“T”形接头、转角形接头,后焊接软性接头的顺序进行。
5 接头焊接后应再次调整固定铝母线并对支承架(座)与基础预埋件焊接固定。
5.4.6 立柱母线的短路口安装,应符合下列规定:
1 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。
2 相互配合的两导电接触面应刮研平整,应采用标准平板检查接触点,接触点应均匀分布。
3 螺栓拧紧时宜按由里向外、交错对称和分段拧紧的顺序进行。拧紧力矩应按下列公式计算:
4 拧紧后的压接面,应用0. 05mm厚的塞尺检查,插入深度应小于10mm。
5.4.7 铝母线各支承点的绝缘性能应用1000V兆欧表检测,其绝缘电阻应大于1MΩ。从安装起至通电前,铝母线与支承架(座)间的绝缘均应采取防护措施。
5.4.8 槽上母线的安装,应符合下列规定:
1 应在上部槽的跨槽横梁和阳极提升机已安装合格后安装。
2 安装允许偏差,应符合表5.4.8的规定。
3 采用双提升装置时槽上两段母线应呈“八”字形预拱,预拱度应符合设计要求。
5.4.9 阴极钢棒活接接头形式宜符合图5.4.9-1和图5.4.9-2的规定。
5. 4.10 阴极母线压接器安装要求,应符合下列规定:
1 连接螺栓应采用8.8级钢结构用的大六角头高强度螺栓和相应级别的螺帽、垫圈。
2 两压接平面应刮研平整。
3 炭块钢棒端头上的压接面螺栓孔,应在电解槽筑炉前完成。
4 炭块钢棒端头上的螺栓孔应制成椭圆孔,长短轴长度比应大于或等于1. 5;长轴线应呈铅垂方向。炭块钢棒钻孔质量应符合本规范表4.5.3的规定。
5 压接器压接平面上螺栓孔应制成椭圆孔,但长轴线方向应呈水平。
6 压接器载电流面积,应大于或等于其两相连铝母线有效载流面积的较大值。
7 两铝质压接面压接质量应符合本规范第5.4.6条的规定。
8 铝-铜压接质量,应符合本规范第5.4.6条的规定。
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6 焊 接
6.1 一般规定
6.1.1 铝母线焊接接头形式宜符合附录A的规定。
6.1. 2 铝母线接头的焊接,应采用熔化极氩气保护电弧焊。
6.1.3 焊接接头的焊接坡口形式和尺寸应符合下列规定:
1 应与用硬焊片、软带束焊接接头的焊接坡口形式相同。
2 当焊接坡口形式采用“I”形带垫板有间隙焊时,应符合下列要求:
1)垫板采用含铝纯度高于99. 6%的铝板料;
2)硬焊片或软带束端面与板面垂直;
3)焊缝两端面间隙为10mm。
3 当焊接坡口形式采用单边“V”形对接接头带垫板时,应符合下列要求:
1)垫板采用含铝纯度高于99.6%的铝板料;
2)硬焊片或软带束端面与板面垂直呈20°~30°角;
3)焊接接头间隙第一片(束)为0~3mm;其余片(束)为2mm~5mm。
4 接头焊道除最后一层(片、束)外,焊缝均不应高出板(束)面,并不应低于板(束)面0.5mm。
5 接头最后一层(片、束)焊缝应符合本规范第7章的规定。
6 接头侧面焊缝质量,应由甲乙双方协商确定。
6. 1.4 铝母线焊接工程施工前,应进行焊接工艺试验,并应编制焊接工艺指导书,同时应提出焊接工艺评定报告。
6.1.5 焊接工艺指导书应包括下列内容:
1 焊接母材和焊接材料的品种、规格和牌号。
2 焊接接头形式、加工、组对要求及制备方法。
3 焊接方法、焊接顺序和机械化程度。
4 焊接电源种类、极性、电流、电压、焊接速度、保护气体的流量及焊接线能量等焊接工艺参数。
5 焊接设备。
6 焊接操作注意事项。
7 焊前、焊后热处理要求。
8 质量要求和检查方法。
9 安全措施。
6.1.6 焊接工艺评定报告应包括下列内容:
1 焊接工艺指导书的基本内容。
2 焊接铝母线料和焊接材料的出厂质量合格证书。
3 施焊环境温度、湿度和风速记录。
4 接头外观检查记录。
5 焊缝射线探伤检查报告。
6 机械性能及金相试验报告。
7 参加试验的焊工、检验、评定人签证。
8 焊接工艺评定结论及审批手续。
6.1.7 铝母线组对、定位焊的焊接工艺参数应符合经批准的焊接工艺指导书的规定。
6.1.8 施焊前,焊接坡口及两侧各50mm的表面应清理干净。表面的油污应用丙酮等有机溶剂擦洗;表面氧化膜可采用刮刀、直径Ф0.15mm细铜丝刷、不锈钢丝刷或钢丝直径小于1.5mm的电动钢丝轮等机械方法清除。
6. 1.9 被污染或氧化的焊丝严禁使用。
6.1.10 铝母线接头的装配质量,应符合设计或工艺要求,当装配质量不符合要求时,应经修整合格后再施焊。
6.1.11 焊接作业场所应采取防风、防雨、防雪、防寒等措施。
6.1.12 焊接铝母线接头时,宜使用拼装胎(夹)具,胎(夹)具应采取阻止或消除焊接变形的措施。
6.1. 13 铝母线焊接完后,接头自然冷却至常温前,应避免振动或受力。
6.1.14 铝母线接头焊接应一次连续焊成。焊接接头焊缝质量,应符合本规范第7章的规定。
6.1.15 接头焊成后,应在接头附近明显处打上焊工代号钢印。
6.1. 16 裂纹、气孔等缺陷焊工应及时反映,严禁随意覆盖和隐瞒缺陷。
6.2 熔化极氩气保护电弧焊
6.2.1 熔化极氩气保护电弧焊机性能应满足铝母线焊接工艺的要求,并应具有全位置焊接功能,同时应备有专用引弧和自动延时灭弧装置。
6.2.2 焊接工艺参数应根据板厚、焊丝直径和熔化极氩气保护电弧焊机,通过试验并编制焊接工艺指导书确定。
6. 2. 3 熔化极氩气保护电弧焊机焊接铝母线接头的直流焊接电源,应符合下列规定:
1 应采用反接极性。
2 熔化极氩气保护电弧焊焊接铝母线接头应采用大于焊丝临界电流达到喷射过渡的焊接。不同板厚、坡口型式和焊接位置的焊接工艺参数应符合表6.2.3-1~表6.2.3-3的规定。
6.2.4 熔化极氩气保护电弧焊机的焊枪宜采用内部循环水冷却。焊枪的操作参数应符合下列规定:
1 焊丝应伸出焊枪嘴端13mm~15mm。
2 焊丝行走角应为5°~15°。
3 枪嘴端面距工作表面应为12mm~22mm。
4 应根据焊缝外观焊波形状的要求,选定无摆动(直线)或月牙形焊接手法。
6.2.5 焊接的环境温度不应低于5℃。
6.3 软性接头的焊接
6.3. 1 铝母线软性接头的形状和尺寸应符合下列规定:
1 应满足其连接两件间热胀冷缩或变位要求的需要。
2 任意部位有效载电流截面面积应大于或等于连接铝母线载电流截面面积的较小值。
6. 3.2 第一层软带束对接焊宜采用厚度为10mm、宽度为30mm~50mm纯铝垫板焊接。
6.3.3 铝母线的软性接头的焊接顺序,应符合下列规定:
1 每束两端应轮流施焊。
2 单摞软性接头平焊对接应以软带束为层次,并应由下往上施焊;立焊对接应以软带束为层次,并应先里后外施焊。
3 双摞和多摞软性接头对接施焊时,尚应按摞顺序、分层次交错施焊。
6.4 硬性接头的焊接
6.4.1 用于铝母线硬性接头的硬焊片几何尺寸和片数,应符合下列规定:
1 应满足其连接铝母线段间距和焊接坡口(有间隙)的要求。
2 硬焊片的有效载电流截面积应大于或等于连接铝母线有效载电流截面面积的较小值。
3 接头任一端焊缝根部硬焊片的有效载电流截面积应大于或等于连接铝母线截面积的较小值。
6.4.2 铝母线硬性接头的焊接顺序,应符合下列规定:
1 每片两端应轮流施焊。
2 铝母线硬性接头平焊对接应以硬焊片为层次,并应由下往上施焊;立焊对接应以硬焊片为层次,并应先里后外施焊。
3 铝母线硬性接头立焊对接,有操作条件的可从接头中间采用间隙为0~3mm焊第一硬焊片,然后在第一片硬焊片前、后两面同时先里后外施焊或前、后交错施焊。
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7 焊接质量
7.1 一般规定
7. 1.1 焊接质量检验应贯穿于焊前准备、施焊操作、焊后处理等全过程,并应做到上道工序未达到规定标准不得进入下道工序。
同一区段的焊缝,当反复出现缺陷、返修时,其第三次焊接应事先制订返修方案,并报施工企业项目技术负责人(总工程师)批准后再施行。
7.1.2 焊接质量检验应做质量验收记录,其内容应符合本规范第8.3.3 条的规定。
7.2 外观检查
7.2.1 焊接接头外观检查前,应将妨碍检查的飞溅物清理干净。外观检查宜为肉眼观察,也可用5倍~15倍的放大镜观察确定焊缝缺陷性质和数值,并应配备其他必要的测量工具。
7.2.2 焊接接头和焊缝外观检查的长度范围应为100%,焊缝外观检查应在焊接接头自然冷却至室温后进行。需要热处理的焊接接头,在热处理后应再次做焊缝外观检查。
7.2.3 焊缝金属表面焊波应均匀,不得有裂纹、烧穿、弧坑、针状气孔、缩孔等缺陷。
7.2.4 焊缝熔宽应均匀,且应大于焊接坡口2mm,焊缝两侧应与母材圆滑过渡,焊缝允许咬边应满足下列要求:
1 焊件板厚小于或等于10mm时,咬边深度应小于0.5mm。
2 焊件板厚大于10mm时,咬边深度应小于0.8mm。
3 每条焊缝咬边的连续长度应小于100mm,且两侧咬边累计长度应小于焊缝长度的15%。
7.2.5 接头封口焊、对接焊焊缝外形尺寸的允许偏差应符合表7.2.5的规定。
7.2.6 接头中间焊片的焊缝外形尺寸的允许偏差应符合表7.2.6的规定。
7. 2.7 单面施焊的焊缝,未焊透允许深度为焊件板厚的0~15%,累计未焊透允许长度为该条焊缝长度的0~15%。
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8 工程验收
8.1 一般规定
8.1.1 铝母线焊接安装工程未经交工验收,不得投入使用。
8.1.2 铝母线焊接安装工程交工验收应具备下列资料:
1 铝母线焊接填充材料的出厂质量合格证书或质量复检报告。
2 铝母线料的出厂质量合格证书或质量复检报告。
3 竣工图或施工图和设计变更通知单、材料代用联系单、工程联系单等工程资料。
4 铝母线工厂制作件的出厂质量合格证书。
5 铝母线绝缘材料的出厂质量合格证书。
6 铝母线各支承架(座)上铝母线安装时对地绝缘性能的测量记录。
7 铝母线焊接施工、返工和修补记录。
8 铝母线制作、焊接安装质量验收记录和分部、分项工程质量验收记录。
9 焊工编号或标志。
8.1.3 铝母线焊接的《工艺试验报告》、《焊接工艺指导书》及《焊接工艺评定报告》应由施工单位妥善保管,保管期不得少于7a。
8.1.4 从事铝母线焊接的焊工考核合格证明,应由施工单位保管待查,保管期不得少于7a。
8. 2 短路通电检查
8.2.1 短路通电检查应在铝母线焊接工程中间验收合格后由生产单位组织,设计、施工单位派人参加。
8.2.2 短路通电检查条件,应符合下列规定:
1 检查电源应可靠,调节应灵敏。
2 铝母线对地的绝缘应已检查合格。
3 不参加检查的铝母线应已断开。
4 妨碍通电检查的施工残留物应已清除。
8. 2.3 短路通电检查中,铝母线焊接接头和软性铝母线工作情况应重点检查,并应符合下列规定:
1 短路口导电连接处的温度不应超过100℃。
2 软性铝母线应变形自如。
3 铝母线各固定支承架(座)应无明显变形。
8.2. 4 短路通电检查的试验电流达到设计额定工作电流2h后,铝母线的导电性能应符合下列规定:
1 铝母线的电压降应符合下列规定:
1)单台电解槽的停槽电压降应符合设计要求,电压降允许偏差为5mV。
2)立柱母线压接面两侧各距50mm间的电压降为12mV。
3)立柱短路接口的压接面两侧各距50mm间的电压降为20mV。
2 铝母线焊接接头的电压降在电流密度为0.3A/mm²时,焊接接头焊缝中心线两侧各距50mm间的电压降为1.5mV。
8.2.5 铝母线的导电性能检查可采取抽查,抽查单台电解槽停槽电压降等各种电压降可取电解槽总台数的1/8,但不应少于8台。
8.3 工程质量检查与验收
8. 3.1 铝母线焊接工程应划分为分部工程和分项工程进行质量检查与验收。
8.3.2 铝母线焊接工程质量检查与验收,应随工程交工同步进行。当铝电解槽按系列要求,分段交工验收时,铝母线焊接工程也应分段提供质量检查与验收资料。
8.3.3 加工、制作分项工程应按承制的铝母线零(部)件的不同分成相应的若干质量验收记录,具体验收项目和合格评定标准内容应符合表8.3.3-1的规定。
现场安装分项(部)工程应按铝母线不同位置、铝电解槽槽号、铝母线不同功能合理分设若干质量验收记录,具体验收项目和合格评定标准内容应符合表8.3.3-1~表8.3.3-4的规定。
8.3.4 质量验收记录表的内容,尚应根据工程特点作相应调整和补充。
8. 3.5 工厂化制作的零(组合)件应开具产品合格证明,产品合格证明内容应包括产品名称(施工图部件名称)、规格(或施工图部件号)、出厂序列号、制造单位名称、质检人、质检部门、合格标准代号及生产日期。
附录A 铝母线焊接接头形式
本规范用词说明
1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
《碳素结构钢》GB/T 700
《重熔用铝锭》GB/T 1196
《焊条用铝及铝合金线材》GB/T 3197
《一般工业用铝及铝合金板、带材》GB/T 3880.1
《氩》GB/T 4842
《加工铜及铜合金化学成分和产品形状)GB/T 5231
《气瓶颜色标志》GB 7144
《铝线锭》YS/T 560