[摘 要] 本文介紹了槽鋼式液位計連接管口安裝工裝的制作過程，使用結果表明這一工裝不僅減少了不必要的經濟損失，且使用中安全、方便、有效，保證了安裝的精度要求，達到了雙重效果。
2012年公司為航天某所制造的水容器設備要求安裝
液位計連接管口，該設備高度約12000mm，直徑2400mm，設備結構簡圖如圖1所示。設備上液位計連接管口相距8400mm，且安裝誤差要求在±1.5mm以內。液位計為玻璃管式結構，與設備的連接形式為法蘭連接[1]，其結構簡圖如圖2所示。如果直接借助液位計定位設備上的連接管口，在反復搬運及吊裝過程中極易將液位計損壞，操作上也不方便，若不采取任何安裝定位措施，按照圖紙數據直接在設備上定位液位計連接管口，由于測量誤差及連接管口焊接變形等原因造成安裝誤差偏差過大，導致液位計與連接管口無法連接，從而無法使用。因此在安裝過程中，為減少經濟損失，提高勞動效率和產品質量，設計一套完整、簡單、方便的液位計安裝定位工裝是完全有必要的[2]，本文就其水容器設備安裝液位計連接管口所設計的專用安裝工裝進行了介紹。
2 工裝制造及使用
2.1 設備整體安裝工藝
對設備進行加工時，首先按照圖紙要求定位設備的筒體與封頭，其次按照圖紙要求在設備筒體及封頭上加工并安裝各個管口的法蘭與接管。其中安裝液位計連接管口時，首先按照圖示要求將液位計下連接法蘭管口（圖1中的A6管口）方位及高度確定，其次確定液位計上連接法蘭的位置（圖1中的A5管口），由于兩個液位計連接管口相距較遠，且在整個管口位置確認過程中都不使用液位計，以免損壞液位計帶來不必要的經濟損失和安全隱患，為了保證安裝的精確性和安全性，生產中應采用合適的輔助工裝來達到這一目的[3]。
2.2 工裝選材分析
在制造工裝選材時，盡量就地選材，公司能夠提供現有的材料分別有板材、管材、工字鋼、槽鋼及角鋼等常用鋼材。在確定具體材料時，必須考慮以下幾點：
(1)由于連接法蘭的直徑為150mm，上有4個直徑為18mm、中心圓直徑為90mm的螺栓連接孔，為在安裝過程中工裝能夠與連接法蘭通過螺栓緊固在一起，必須選擇具有一定寬度的材料，具有足夠的尺寸能在其上加工同樣大小和數量的螺栓孔。
(2)因為該工裝要求加工后的直線度、平面度越小越好，所以工裝盡量能夠整體成型，尤其是焊接量或火焰切割量越少越好，以免在加工過程中發生熱變形，降低工裝自身的精度，在使用中必然增加安裝誤差。
(3)結構要簡單、吊裝使用方便及材料可再次利用，以減少經濟損失和提高生產效率。
綜合以上幾點考慮，非常終決定分別使用板材和適當型號的槽鋼作為工裝的主體結構材料，加工制造板式液位計連接管口安裝工裝和槽鋼式液位計連接管口安裝工裝。
2.3 板式液位計連接管口安裝工裝
該工裝利用較長板料進行制造，在制造中，選用了長度與液位計長度一致、寬度比液位計連接法蘭直徑稍寬的板材，即長為8600mm，寬為185mm，厚為20mm的Q235A鋼板。工裝的具體制造過程如下：
(1)為使加工誤差盡量小，增加工裝精度，利用數控火焰切割設備按尺寸195×8610切割鋼板，切割后測量鋼板尺寸，檢查是否合格，要求誤差在±2mm以內；
(2)校平鋼板，以減小鋼板因切割而發生的變形，要求校平后鋼板的平面度控制在±1mm以內；
(3) 利用刨邊機，將鋼板四周刨至尺寸185×8600，刨邊后再次測量數據并進行校平，以減小鋼板在吊裝過程發生的形變誤差。
(4)根據連接法蘭及圖紙要求，在鋼板兩端距鋼板中心4200mm處分別配制4個直徑18mm，中心圓直徑為90mm的螺栓孔，其結構圖如圖3所示，在制孔過程中嚴格控制各加工尺寸，必須符合圖紙所示的加工誤差。
該工裝結構簡單，制造完成后，經檢驗各項數據均合格且匹配。使用時先將一端與設備上（圖1A6口）用螺栓緊固件連接固定，再確定A5口的位置。但由于在吊裝過程中工裝板料容易發生彎曲形變，如圖4所示，使得工裝兩端的螺栓孔的相對直線距離發生了較大變化。經測量，變形后的工裝數據由原來的8400mm，減至8392mm，且在吊裝使用過程中數據還在不斷地發生變化，誤差相對較大。
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2.4 槽鋼式液位計連接管口安裝工裝
該工裝用 1 8 號槽鋼制造，槽鋼長度為8600mm，具體加工步驟如下：
(1)劃長度L=8600mm切割線及檢查線，檢查切割是否合格。
(2)將槽鋼校直并將槽鋼大平面校平，保證直線度和平面度能夠在±1mm范圍內。
(3)按照板式連接管口工裝的制造方法在槽鋼的大平面兩端制螺栓孔，并符合圖紙要求。制造完成后，工裝結構圖如圖5所示。
由于工裝長度及重量問題，在使用中也發生了一定的彎曲變形，但是變形量已有所減小。經過測量變形量在±5mm以內，雖然較板式結構有所改善，但還是超出了設計圖紙±1.5mm的要求。對于上述槽鋼式工裝，通過現場觀察和測量，雖然槽鋼大平面（正面）發生了一定的彎曲變形，導致槽鋼大平面的平面度發生了變化，從而使得其上的螺栓孔的相對距離發生了變化，但是槽鋼兩側的小平面（側面）的平面度較好，經過測量，槽鋼側面平面度在±2.5mm范圍內。如果能將槽鋼側面的平面度控制在有效范圍±1.5mm以內，且增寬槽鋼側面的寬度，使其能在槽鋼側面制相應數量的緊固螺栓孔，那這種槽鋼式工裝勢必有效。
基于上述分析，此次仍選擇以槽鋼為主體的結構，利用槽鋼的側面作為液位計法蘭連接管口的基準面，在側面的一定范圍內增焊一塊大小為100mm×200mm的輔助筋板，以便寬度能夠滿足要求。焊接輔助筋板時要注意控制焊接變形，并且在焊接完成后校平整個平面和校直槽鋼，校形后精度能夠滿足圖紙要求，然后在其上面制螺栓連接孔，其結構簡圖如圖6所示。
在使用過程中，從兩端平穩將工裝吊起，在與設備上液位計法蘭連接口用螺栓進行連接。通過現場水容器設備上使用工裝情況得知，測量上下連接法蘭的距離偏差在±1.2mm范圍內，效果很好，符合設計圖紙要求。而且在管口焊接完畢拆除工裝后，測量的數據也未發生變化，證明已經控制了管口因焊接而產生的變形[4]，達到了雙重效果。
3 總結
該種以槽鋼為主體，在槽鋼同一側面焊上一輔助筋板的工裝制造簡單，使用方便，在我公司后期設備液位計連接管口安裝制造過程中均使用此工裝進行安裝。不僅有效地解決了我公司壓力容器設備液位計管口連接法蘭安裝中費時費力且精度無法保證的問題，還解決了壓力容器設備上液位計管口連接法蘭安裝焊接時，因焊接而產生的變形公差問題，同時保證了液位計組裝后的使用要求，適用于多種類型的液位計管口連接法蘭組對焊接，對于安裝一些較小較短的液位計連接管口，使用此方法更是精確有效，這一工裝具有結構簡單、操作方便且成本低的優點，在使用過程中減少了經濟損失并提高了生產效率，是一種有效可行的方法。
