一种储罐预制壁板半自动开孔装置及开孔工艺

摘要

本发明公开了一种储罐预制壁板半自动开孔装置及开孔工艺，其中开孔装置包括中心支撑管、机箱、导向轮、若干磁力轮、氧乙炔带、切割嘴头和调节机构，中心支撑管为圆筒状钢管，机箱上安装有控制面板，机箱内安装有电机，导向轮安装于中心支撑管的上端，导向轮的轮轴与机箱连接，若干磁力轮安装在机箱上，若干磁力轮的轮面分别与中心支撑管的外周壁接触，若干磁力轮由电机驱动，氧乙炔带的一端经阀门与控制面板连接，切割嘴头安装在氧乙炔带的另一端，切割嘴头与调节机构连接。本发明半自动开孔装置及开孔工艺开孔效率高、开孔质量好、成本节约、使用方便、灵活，尤其适合在储罐的弧形预制壁板上切割开设直径为300~1000mm的带坡口圆孔。

说明书

技术领域

本发明涉及一种开孔装置及工艺，具体是一种储罐预制壁板半自动开孔装置及开孔工艺。

背景技术

大型储罐是石化装置、油品仓储基地不可或缺的重要设施。储罐施工过程中主要采用预制、安装分离工艺，在预制阶段需要对储罐的弧形壁板进行开孔、焊接储罐接管。以50000m

常规管道磁力切割机一般只能在水平位置进行同心轴向切割，无法实现不同轴向切割。而储罐壁板在滚弧状态下难以在平板胎具工装上实现大型数控切割机切割开孔，主要是胎具尺寸（弧度）的不确定性和操作难度大、费用高。

目前国内储罐壁板开孔施工采取的常规工艺流程为：技术交底→划线→人工火焰切割开孔→打磨、补焊、检测。这种开孔方式的缺点是：1）人工手动操作开孔，作业劳动强度大，施工效率较低；2）人工手动开孔质量不理想，切割的坡口角度精度低、表面成型质量不良，孔径均匀度、坡口角度、坡口面光滑度等方面难以一次性达到后续焊接要求；3）手动开孔后，打磨处理、补焊修复及无损检测工作量大，需要增加一定成本投入。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种开孔效率高、开孔质量好、成本节约、使用方便、灵活的储罐预制壁板半自动开孔装置及开孔工艺。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种储罐预制壁板半自动开孔装置，包括中心支撑管、机箱、导向轮、若干磁力轮、氧乙炔带、切割嘴头和调节机构，所述的中心支撑管为圆筒状钢管，所述的机箱上安装有控制面板，所述的机箱内安装有电机，所述的导向轮安装于所述的中心支撑管的上端，所述的导向轮的轮轴与所述的机箱连接，所述的导向轮可沿所述的中心支撑管的上端的圆周方向滚动，所述的若干磁力轮安装在所述的机箱上，所述的若干磁力轮的轮面分别与所述的中心支撑管的外周壁接触，所述的若干磁力轮由所述的电机驱动，所述的若干磁力轮可吸附于所述的中心支撑管的外周壁并沿所述的中心支撑管的外周壁的圆周方向滚动，所述的氧乙炔带的一端经阀门与所述的控制面板连接，所述的切割嘴头安装在所述的氧乙炔带的另一端，所述的切割嘴头与所述的调节机构连接，所述的调节机构用于调节所述的切割嘴头的位置。

本发明储罐预制壁板半自动开孔装置，以电机驱动的若干磁力轮作为主动轮，以导向轮作为从动轮，实现机箱沿中心支撑管外周壁的自动行走及切割嘴头按既定切割轨迹的自动切割开孔，尤其适合在储罐的弧形预制壁板上切割开设直径为300~1000mm的带坡口圆孔。

本发明储罐预制壁板半自动开孔装置结构简单，成本投入小，利用该装置实施的开孔工艺便捷、可靠、高效，可实现对储罐预制壁板的半自动切割开孔，达到开孔效率高、质量好、成本节约目标。

作为优选，所述的调节机构包括水平调节机构、竖直调节机构和角度调节机构，所述的水平调节机构包括第一齿条杆、第一导向块和第一控制旋钮，所述的第一齿条杆横向设置并与所述的机箱连接，所述的第一导向块与所述的第一齿条杆滑动配合连接，所述的第一控制旋钮横穿所述的第一导向块的一侧侧壁，所述的竖直调节机构包括第二齿条杆、第二导向块和第二控制旋钮，所述的第二齿条杆竖直设置并与所述的第一导向块连接，所述的第二导向块与所述的第二齿条杆滑动配合连接，所述的第二控制旋钮横穿所述的第二导向块的一侧侧壁，所述的切割嘴头安装于所述的第二导向块，所述的角度调节机构包括角度调节旋钮，所述的角度调节旋钮用于调节所述的切割嘴头的倾斜角度。上述调节机构结构简单，便于实现对切割嘴头的左右位置、高度位置及倾斜角度的人工手动调整，确保切割的圆孔及其坡口质量达到要求。

一种利用上述储罐预制壁板半自动开孔装置实施的开孔工艺，包括以下步骤：

1）先在弧形预制壁板上划出待切割的切割孔的圆周线，再将中心支撑管放置在弧形预制壁板上，使中心支撑管的下端的圆心与圆周线的圆心重合，并将中心支撑管的下端点焊固定在弧形预制壁板上；

2）根据待切割的切割孔的直径大小及坡口角度，通过调节第一控制旋钮以水平调整第一导向块的左右位置，使切割嘴头的左右位置满足待切割的切割孔的直径要求；通过调节第二控制旋钮以竖直调整第二导向块的高度位置，使切割嘴头的高度位置满足切割要求；通过调节角度调节旋钮以调整切割嘴头的倾斜角度，使切割嘴头的倾斜角度满足坡口角度要求；

3）打开阀门、点火并给电机通电后，若干磁力轮分别吸附在中心支撑管的外周壁上并沿中心支撑管的外周壁的圆周方向滚动，且导向轮沿中心支撑管的上端的圆周方向滚动，带动机箱沿中心支撑管的外周壁自动行走，同时切割嘴头沿圆周线进行自动切割开孔；

4）切割开孔完成后，关闭阀门，断电后，将中心支撑管从弧形预制壁板上拆除。

作为优选，在步骤3）的自动切割开孔过程中，若切割嘴头的切割轨迹出现偏差，则在切割状态由人工手动调节第一控制旋钮和角度调节旋钮进行纠偏。

与现有技术相比，本发明半自动开孔装置及开孔工艺具有如下优点：

一、开孔效率高。开孔参数一次性设置到位，可以一次性开孔完成并能重复多次开孔，工效是手工开孔方式的2倍以上，尤其适合在储罐的弧形预制壁板上切割开设直径为300~1000mm的带坡口圆孔。

二、开孔质量好。开孔孔径均匀、坡口角度精确、坡口面光洁，能有效满足后续角焊缝焊接工艺。

三、人工打磨、补焊、无损检测工作量小，成本节约。

四、使用方便、灵活，切割开孔作业环境适应性好，在车间、厂房、露天场所均可实现方便切割。

附图说明

图1为实施例中储罐预制壁板半自动开孔装置的外观示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：一种储罐预制壁板半自动开孔装置，如图1所示，包括中心支撑管1、机箱2、导向轮3、若干磁力轮4、氧乙炔带5、切割嘴头6和调节机构，中心支撑管1为圆筒状钢管，机箱2上安装有控制面板21，机箱2内安装有电机（图中未示出），导向轮3安装于中心支撑管1的上端，导向轮3的轮轴与机箱2连接，导向轮3可沿中心支撑管1的上端的圆周方向滚动，若干磁力轮4安装在机箱2上，若干磁力轮4的轮面分别与中心支撑管1的外周壁接触，若干磁力轮4由电机驱动，若干磁力轮4可吸附于中心支撑管1的外周壁并沿中心支撑管1的外周壁的圆周方向滚动，氧乙炔带5的一端经阀门51与控制面板21连接，切割嘴头6安装在氧乙炔带5的另一端，切割嘴头6与调节机构连接，调节机构用于调节切割嘴头6的位置。

实施例1中，调节机构包括水平调节机构、竖直调节机构和角度调节机构，水平调节机构包括第一齿条杆71、第一导向块72和第一控制旋钮73，第一齿条杆71横向设置并与机箱2连接，第一导向块72与第一齿条杆71滑动配合连接，第一控制旋钮73横穿第一导向块72的一侧侧壁，竖直调节机构包括第二齿条杆81、第二导向块82和第二控制旋钮83，第二齿条杆81竖直设置并与第一导向块72连接，第二导向块82与第二齿条杆81滑动配合连接，第二控制旋钮83横穿第二导向块82的一侧侧壁，切割嘴头6安装于第二导向块82，角度调节机构包括角度调节旋钮9，角度调节旋钮9用于调节切割嘴头6的倾斜角度。

实施例2：一种利用实施例1的储罐预制壁板半自动开孔装置实施的开孔工艺，包括以下步骤：

1）先在储罐的弧形预制壁板上划出待切割的切割孔的圆周线，再将中心支撑管1放置在弧形预制壁板上，使中心支撑管1的下端的圆心与圆周线的圆心重合，并将中心支撑管1的下端点焊固定在弧形预制壁板上；

2）根据待切割的切割孔的直径大小及坡口角度，通过调节第一控制旋钮73以水平调整第一导向块72的左右位置，使切割嘴头6的左右位置满足待切割的切割孔的直径要求；通过调节第二控制旋钮83以竖直调整第二导向块82的高度位置，使切割嘴头6的高度位置满足切割要求；通过调节角度调节旋钮9以调整切割嘴头6的倾斜角度，使切割嘴头6的倾斜角度满足坡口角度要求；

3）打开阀门51、点火并给电机通电后，若干磁力轮4分别吸附在中心支撑管1的外周壁上并沿中心支撑管1的外周壁的圆周方向滚动，且导向轮3沿中心支撑管1的上端的圆周方向滚动，带动机箱2沿中心支撑管1的外周壁自动行走，同时切割嘴头6沿圆周线进行自动切割开孔，在自动切割开孔过程中，若切割嘴头6的切割轨迹出现偏差，则在切割状态由人工手动调节第一控制旋钮73和角度调节旋钮9进行纠偏；

4）切割开孔完成后，关闭阀门51，断电后，将中心支撑管1从弧形预制壁板上拆除。

在上述开孔过程中，以电机驱动的若干磁力轮4作为主动轮，以导向轮3作为从动轮，实现机箱2沿中心支撑管1外周壁的自动行走及切割嘴头6按既定切割轨迹的自动切割开孔，开孔效率高、开孔质量好、成本节约、使用方便、灵活，开孔参数一次性设置到位，可以一次性开孔完成并能重复多次开孔，工效是手工开孔方式的2倍以上，切割嘴头6的位置在圆周直径300~1000mm范围内可调，尤其适合在储罐的弧形预制壁板上切割开设直径为300~1000mm的带坡口圆孔。