HBJ 17-2006 航空工业特种焊接车间设计规程.pdf

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1、 产且42 HBJ17 - 2006 Code for design of special welding workshop in aviation indust 中国航空工业规划设计研究院2007伴北京航空工业工程建设标准航空工业特种焊接车间设计规程Code for design of special welding workshop in aviation industry HB J1 7 - 2006 主编单位:中国航空工业规划设计研究院批准单位:国防科学技术工业委员会实施日期:2007年5月1日中国航空工业规划设计研究院2007年北京-品E日UE习根据国防科工委关于下达2004年国防军

2、工基本建设中央预算内投资计划(第二批)的通知H科工计2004J818号文的要求以及中航第二集团公司关于下达中航第二集团2004年国防军工基本建设中央预算内投资计划(第三批)的通知航空计2004J582号文下达的任务。由中国航空工业第二集团公司负责组织，中国航空工业规划设计研究院编制的行业标准航空工业特种焊接车间设计规程H以下简称规程)，现经国防科工委科工计2006J1 Hl5 号文批准颁布执行。随着航空工业的飞速发展，在飞机、发动机、辅机的生产中大了新材料，它具有高强度、耐疲劳等特点，因此，激光焊、电子束焊、摩擦焊、真空轩焊等技术在航空制造业中广泛得到应用。由于航空工业的焊接生产中采用了很多的

3、新技术、新工艺、新设备，使工程设计的内容发生了较大变化。编制设计规程以规范特种焊接车间的工程设计是十分必要的。在编制规程的过程中，编制人员对航空科研院所、飞机厂、发动机厂以及中外合资企业等单位进行了调研，参观生产现场，召开技术人员座谈会，吸收了生产过程中的经验。在此基础上完成规程的送审问2006年4月12日至13日，中国航空工业第二集团公司在北京组织召开了航空工业特种焊接车间设计规程审查会。规程经专家审查组审查一致认为:规程总结了国内航空工业特种焊接幸间的设计经验，吸取了各使用单位科研和生产实践成果，并考虑了新工艺、新技术、新设备的发展需求编制而成，符合国情，具有可操作性和先进性;规程内容全面

4、、准确，符合工程标准的编写规定式规程将对使用单位的实践起到指导作用，促进航空工业焊接技术的发展。 2工苦。1 扩散焊2摩擦焊3 超声被焊2.3 车间组成2.3.1 特种焊接车间由生产工段、辅助房间、动力系统、管理科室及生活设施组成。2.3.2 焊接生产工段(数量和规模)应按生产要求队且02.3.3 车间应按焊接工艺完整性和质量可靠性要求，设置焊口加工和焊缝清理、探伤、检验等辅助房间，安排热表处理和组装、焊件加工等辅助面积以及焊接材料、半成品、工夹具等库房面积。2.3.4 车间动力供应系统设置1 焊接设备宜由独立变压器供电，焊接设备数量少或布置分散时可与其它用电设备共用变压器。单相大功率焊接设备

5、与其它设备共用变压器时，应单独配置动力箱。2 焊接用气体宜设立气体供应间，经净化后由管道送达用气部位。3 设备冷却用水应由循环水系统供给。焊机数量少、单机用小、设备分散时可用循环水箱供应冷却水。真空加热炉的冷却水应设停电应急措施，停电后的冷却水供应时间不少于20分钟。4 排风系统宜根据焊接工艺性质和使用频率设置。5 舒适性空调应根据焊接工艺性质、使用频率和当地气候条件设置。、2.3.5 车间管理科室应根据单位管理体制设置。2.3.6 车间生产卫生生活设施设置车间生产卫生特征分级和浴室、存衣室、休息室、盟洗室等生产卫生生活设施的设置应按工业企业设计卫生标准的规定执行。2.1 特种焊接幸间工艺设计

6、原则2. 1. 1 工艺设计应做多方案比较，特别是对主要工艺技术选择、主要设备的选型、工艺流程的确定、辅助工艺的配置等应充分分析论证做出最佳选择方案。二1.2工艺设计中采用的定额与技术经济指标，应属行业先进水平，并考虑长远的发展。2. 1. 3 应采用先进、适用、可靠的新工艺、新技术、新设备。2.2 特种焊接工艺方法分类2.2.1 熔焊1 气体保护电弧焊2 真空电弧焊3 活性剂氧弧焊(A-TIG焊)4 等离子弧焊(含等离子切割)5 真空电子柬焊(含电子束打孔)6 激光焊(含激光切割)7 复合热游、焊(激光-TIG焊等)2.2.2 电阻焊1 点焊、缝焊Z 胶接点焊3 闪光对焊2.2.3 轩焊1

7、真空炉中轩焊2 真空(气体保护)感应轩焊3 束流轩焊2.2 .4 固态焊2 3 2.4 工艺方法和主要设备的确定2.4.1 工艺方法的确定工艺方法应根据被焊材料牌号、材料厚度、接头特征、受力情况、技术要求、经济效益等原则确定。选择工艺方法，应优先选用成熟的工艺。适当考虑产品长远发展方向。2.4.2 主要设备数量的确定1 按工时或工作量计算采用下列计算公式:N=一旦-x K r. q 式中:N一一计算所需设备数量(台/套)完成工作量(小时/年)，Q =小时/件:X件/年T一设备年时基数(小时/年)tI一设备生产率(0.8- 0.85) K-一不平衡系数(1.0-1.2)2 产品、工艺尚未定型，产

8、品工时定额无法确定时，可按产品研制工序所用设备的时间，参照相似产品的工时和管理经验，按二班制计算。3 配套设备可不计算，按配套关系配置。2 .4 .3 设备的选择焊接设备的技术参数应按产品的工艺规程和规范确定，对于负荷较高设备的技术参数，设备的额定技术参数宜提高30%。设备选型宜考虑产品变化的要求。设备的能力应考虑零件重量、夹具模具重量、设备维修所经常起重的部件重旦。2.5 幸间的工艺区划和设备布置2.5.1 工艺区划4 1 车间工艺区划应满足有关消防、安全、卫生方面的要求。2 车间工艺路线应流程通畅、布局紧凑、管理方便。3 焊接工段宜靠厂房的外墙布置。4 车间工艺区划应便于车间布局的调整。2

9、.5.2 设备布置l 电子束焊接(打孔)、散光切割(焊接)设备应远离震动较大o 2靠墙布置的设备，离墙不宜小于400mmo3 有地坑和基础的设备布置应避开建筑物基础。4 设备布置应考虑操作距离、零件周转和维修方便。5 生产过程中产生粉尘的工艺设备，应有机械通风和过滤措施。对于产生弧光的焊接设备，场地周围应有弧光屏蔽等措施。6为生产设备配套的设施(包括工艺设备、动力设施、环保设施等)，应与生产设备就近布置。7 射线探伤间应布置在人流较少的且响。2.6 车间的总图位置及厂房形式2.6. 1 车间的总图位置1 新建特种焊接车间在厂区总平面中应靠近工艺生产流程联系密切的车间。2特种焊接车间(工段)如与

10、工艺生产流程联系密切的车间合建一个厂房时，应按工艺路线安排合理的区划位置，应有一定的外墙面积。2.6.2 厂房形式1 厂房形式应根据厂区地形、地质等自然条件和车间组成、设备安装、工艺流程等功能要求确定，并进行多方案比较，并考虑厂区景观的协调和型体的审J人厅、。2厂房平面形式宜选择矩形、口形和四形，皿形厂房宜用于外墙面积多的厂房。3 有清洁度要求的房间和需要控制温度、湿度的厂房不宜有天窗。排热量大和需要自然果光好的厂房宜有天窗。4 厂房跨度大小应根据设备及配套设施占地、零件尺寸、产品批次、操作范围大小而定，厂房柱网应考虑建筑模数制和l标准化的要求。5 厂房高度应考虑工艺设备高度、零件起吊高度、设

11、备维和设备安装等要求，并适当考虑厂房面积、厂房造型、防I噪及排热等因素。2.7 专业的技术要求2.7.1 通用性要求l 电气设计:供电电源380士10%V, 50士1%险，r房照度300Lx，设备接地电阻运10。2 厂房建筑设计:采光效果好，墙面不反光，她面易清扫，有较好的自然通风。3 焊接工作场地的泪度;:?:16 c 0 2.7.2 特殊要求1 舒适性空调的环境泪度为16C-30C。2 清洁环境的工作场地可吸入颗粒物理:;0.15mglr币。3 设备冷却用的循环水水泪不高于32C，压力;:?:0.3MPao4 焊接使用的各种气体的技术要求见表2.7.2。表2.7.2气体技术要求 气体种类纯

12、度技术要求备注氧气99.5 气99.995 氮气99.195 当气瓶中压力低于lMPa时，不宜再用氧气99.995 二氧化碳气99.5 02(GB50017-2003)和建筑抗震设计规范CGB50011 -2001)进行设计。3.4.5 X射线探伤间的防护设计应满足工业X射线探伤卫生防护标准HCBZl17-2002).根据工作班制和X射线管电压、电流大小及射线掠与防护墙、防护门、顶棚的距离要求设计。3 .4 .6 特种焊接车间卫生特征按工艺性质属于2-4级，设计应按相应等级设置浴室、厕所、更衣室等生活设施。10 3.4.7 对于产生弧光的焊接设备，在工作场地周围应采取隔弧光措施，内墙表面材料应

13、为深色亚光材质。11 4结构4. 1 一般规定4. 1. 1 结构形式根据工艺、建筑等专业的要求，单层可选用门式刚架轻型房屋钢结构、钢筋混凝土排架结构、大柱网空间网架结构，多层可选用钢筋混凝土框架、钢框架等。4. 1. 2 门式刚架结构柱距宜选7.5- 9. Om，钢筋混凝土排架结构柱距宜选6.0m，网架结构柱网不宜小于18.Om x, 18 .Omo 厂房高度和跨度应根据工艺专业要求确定，阳时厂房高度应与跨度相匹配，其最小高度见表4.1.20 表4.1.2厂房跨度与下弦最低高度对应表跨度(m) (GB50055-93)的要求。5.1 .4 真空加热炉，真空轩焊炉其冷却水循环系统的用电宜采用二

14、路供电。5. 1. 5 车间的变电所或低压配电间宜设在一层，并靠近负荷中心或大负荷用电位置。5. 1. 6 车间负荷计算宜采用需要系数法，焊机设备组的需要系数取值范围为0.35- 0.70 5. 1 .7 多台单相电焊机应尽量均匀地接在三相线路上。5. 1. 8 容量较大的电阻焊机宜采用专用线路供电。大容量的电焊机可采用专用变压器供电。5. 1. 9 车间配电系统应预留必要的发展余地。5. 1. 10 电源变压器应采用D.ynl1连接的变压器，功率因数补偿可采用电容器加串联电抗器补偿方式或采用动态补偿方式。5.4. 1 车间防雷可按第三类防雷建筑物设计，宜利用建筑物钢筋泪凝土(或钢)、屋面板、

15、梁、柱和基础钢筋作为接闪器、引下线和接地装置。5.4.2在设有信息系统的特种焊接车间宜采取防电磁脉冲的措施。所有进人建筑物的外来金属导体均应在LPZOA或LPZOB与LPZI区的界面处做等电位连接，并设电涌保护器。5.4.3 车间的配电系统接地型式应采用TN-5。5.4.4 车间应采用共用捷地方式，接地电阻运10，。有特殊要求的设备(真空电子束焊机)采用单独接地方式，接地电阻按设备要求。-5 .4 .5 车间应采用总等电位联结。5.5 安全和通信5.5.1 火灾自动报警系统的设置应符合火灾自动报警系统设计1规范(GB50116-98)的要求5.5.2 电话设施按照工艺要求配置。5.5.3 计算

16、机信息传输网络按照工艺要求设置。5.2 电气照明5.2.1 车间一般照明的照度为300Lxo5.2.2 车间普遍照明光滑、宜采用金属卤化物灯。5.3 空调控制5.3.1 牛调控制系统应符合工艺及采暖通风专业技术条件的要求。14 15 6 2合水排水6. 1 一般6. 1. 1 工程设计中除应按建筑给水排水设计规范HGB50015 -2003)的有关规定执行外，尚应符合本规程的要求。6. 1. 2给水排水管道不宜穿越空调房间，否则应采取防结露措施。6.1.3 生产、消防给水管道宜明装，管材采用热漫镀悴铜管。生活给水管道宜暗装，管材可采用塑料给水管或金属塑料复合臼寸。埋地给水管道可采用给水铸铁管、

17、球墨铸铁管或塑料给水管。6.22合76.2.1 给水系统的选择应根据生产、生活和消防等各项用水对水质、水温、水压和水量的要求综合比较确定。6.2.2工艺设备用水量及对水质、水压、水阻的要求应按工艺要求确定。6.2.3 应按建筑给水排水设计规范的规定设生活饮用水供水占。6.2.4 给水人口应安装水表计量，从给水管上接至每台用水设备的支管上应安装阀门。6.2.5 厂房生产给水小时变化系数可采用1.5，给水管内流速不宜大于2.0m/s，一般宜采用1.0- 1. 2m/so 6.3 冷却帽环水6.3. 1 设备冷却水的用量、水质、水压、供水、温度及排水温度应根据工艺等专业的要求确定。6.3.2 工艺设

18、备对冷却水水质、水压、供水酒度、排水状态要求不同时，宜分系统进行设计。16 6.3.3 冷却循环水冷、热水池(箱)的容积可按10-30分钟循环水主且YI J干。6.3 .4 真空加热炉、真空轩焊炉等在事故断电后仍需用水冷却保护的设备，其冷却水循环系统供电宜采用二路供电，有困难时可采用自来水应急供水、内燃机泵供水或设置高位水箱、水塔，并应采取高位水箱及水塔的水不被动用的措施。当采用生活饮用水作为应急供水时，必须设置有效的防止倒流污染的装置。6.3.5 循环冷却水应采取防结垢、净化、除藻灭菌等措施。6.3.6 一个冷却水系统中被冷却设备较多时，应考虑冷却水量分配、平衡的技术措施，冷却系统中宜设流量

19、、压力、温度等测量仪表。6.3.7 冷却系统补水管上宜。6.4排水6.4. 1 排水系统的设计，应根据污水的性质进行分质排水。6.4.2污水及有害物质的污(废)水，其最大小时排放量、平均小时排放量，应按工艺技术条件确定。6.4.3 含酸、碱废水应进行中和处理，处理达标后才可以排放。6.4.4 含有腐蚀性污(废)水的排水管道，应采用UPVC塑料管、玻璃钢管等耐腐蚀性管材。6.5 )肖防6.5.1 应根据建筑设计防火规范设计室内、外消火栓系统。l 焊接车间火灾危险性为丁类。2室内消火栓水枪的充实水柱应经计算确定，且不应小于7m。6.5.2 应根据建筑灭火器配置规范HGB50140)确定所需灭火器的

20、类型、规格、数量及设置位置。17 7 采暖、通凤和空气调节7 . 1 一般规定7. 1. 1 特种焊接车间的采暖、通风与空气调节系统设计，应能适应车间的特点，满足工艺要求，保证产品质量，方便使用，以经济合理、节约能惊、满足国家、地方和环保部门的要求为肌川。7. 1. 2 工程设计时除应符合本规程的要求外，还应遵守果暖通风与空气调节设计规范)(GB50019 -2003)的要求。7.2果7.2.1 地处集中采暖地区的车间应设计集中果暖系统;其他地区，可根据工艺的要求确定焊接车间是否设计集中来暖系统。特种接间采暖温度按工艺要求。7.2.2 室内采暖计算温度为:超高强钢、马氏体悴火钢等材料熔焊间20

21、0C 其它焊接间16 0C 辅助工艺间14 OC 7.2.3 集中采暖系统的热媒宜采用热水或高压蒸汽。7.2.4 果暖设备优先采用散热器，当散热器不能满足要求时，可采用暖风机或送风系统设置加热器辅助爪眠。7.2.5 当室内外来暖温差注36吧时，经常开启的大门宜设置热风幕。7.2.6 宜采用光滑易清扫散热器。7.3通凤7.3.1 通风系统应根据工艺生产过程中产生的有害物的成分、性质及有害物的发散特点设计局部通风。局部排风罩的形式应以有利于有害物的迅速排除并且节能为原则。当局部排风有困难时，18 可根据室内环境的要求设计全室通风，换气系数应按照工艺为消除室内余热或稀释室内有害物浓度的要求确定。7.

22、3.2 激光切割间的撒光切割设备宜自带机械排风过滤装置、装置应设在切割台下方，集尘罩应能随切割头同步移动。7.3.3 真空电子束焊机、真空轩焊炉的真空系统废气应排至室外。7.3 .4 摩擦焊间、轩焊间宜采取排热措施，换气次数2-5次/时。7.3.5 扩散连接间加压、加温过程应采取排热措施，应首先采取开天窗或其它自然排热方式，当自然通风条件有困难或不足时，可采取全室机械通风方式。7.3.6扩散连接的涂敷剂调制间和涂敷间，应设计全室机械通风，换气次数按工作量大小的不同可取2-5次/时，当涂敷剂调制和涂敷设备工作量大时，机械通风系统应有防火措施。7.3.7 轩焊的焊药涂敷间应设计机械通风，换气次数按

23、工作量大小的不同可取2-5次/时。7.3.8 氧弧焊台和轩焊部位应设计局部机械排风，当局部机械排风有困难时，焊接间采用全室机械通风，换气次数不低于5次/时。7.3.9 等离子切割间的切割部位应设计局部机械排风，从设备下方设置集尘罩排风，并采取过滤，除尘措施。7.3.10 胶接点焊间应全室通风，换气次数不低于5次/时。7.3.11 有清洁环境要求的房间，进风系统应采用有效过滤措施。7 .4 空气调节7.4. 1 空气调节房间的温湿度、清洁度等室内设计参数应按工艺条件确定。切害的间和真空电子束焊接间，室内温度运280C，室内湿度运700C。7 .4 .2 空气调节房间围护结构的传热系数K值宜满足:

24、外墙墙体运1.OW/m2.吧，屋盖骂王O.7 W 1m2. OC ，内墙和楼板运I.OW/m2.吧。19 前空I、2006年北京l 电气设计供电电源，虽然有航标规定网络电压波动在额定值的土5%，但大部分标准均在:!:10%，近来引进的点焊机、缝焊机要求的网络电压为士10%，使用中并未发现问题。供电频率以前无要求，近来引进的国外设备有此要求。设备接地电阻以前设计为不大于10.0近来随着设备的档次提高，设备要求不大于3D，有些精密型数控设备甚至要求更高，达到1.0，03 焊接工作地扭度不低于16C是指舒适性空调和采暖地区的采暖温度。不设计舒适性空调的焊接场地，在季节交替时的环境工作温度可根据地区、

25、焊接材料对、温度的敏感性等因素采取适当措施保证工艺要求。2.7.2这条规定了某些特殊要求达到的标准，特殊要求根据工艺性质提出。1 舒适性空调的环境温度是指工作人员的工作环境，它也反映产品的最佳生产环境。2清洁环境的概念以前均不明确，没有提出数量指标。本规程规定可吸人颗粒物运0.15mg/m3是参照了候机楼的环境。3 设备冷却用水以前多用自来水，一般规定30C，但到夏季很多地区达不到这个标准(特别是南方的夏季)，根据实际生产运行中的情况，特别是加热设备的冷却用水，设备冷却水人口泪度高一些并没有发现问题，本规程规定32C，以降低投资和运行成本。有的设备(激光发生器，电子柬焊机)要求冷却水水温低于3

26、0C时，设备可自带冷水机组。冷却水压力是指设备人口水压，冷却水系统的压力还要加上系统自身的压力损失。水质应呈中性，硬度在规程中未作规定，根据各单位条件确定是否使用软化水。30 3 建筑3 . 1 一般规定3 . 1 . 1 特种焊接车间产生热量较多，合理的气流组织、自然通风也重要。矩形、口形或山形平面对通风散热及采光都十分有利，在其周围的空间还可以适当布置一些辅助设施(焊接车间的辅助设施必不可少)，既隐蔽不影响厂房形象，又能合理满斗J1111悟。3.2 厂房空间尺寸3.2.1-3.2.3 根据工业厂房的恃点，厂房平、剖面的主要尺寸(如跨度、柱距、高度等)都是由轴线和标高立控制的，又都使用各种扩

27、大模数为基数，因此模数制是厂房设计必须遵守的依据。Jil程中所列数值均为钢筋?昆凝土排架结构的模数值，如轻钢结构;22目架轻型房屋钢结构技术规程(CECSI02:却02)的规定3.4 地面及其它3.4. 1 焊接工艺对特种焊接车间的地面要有两种要求:A种是有承受设备重量、物料运输周转重量和物体下落时耐冲击的能力，另41zrzzzrzzzf能。具体设计可以在满足不同要求3.4.3 外围护保由应满足国家节能规范的要求，隔气措施应能避免产生屋固和墙面的凝结水。;比LL认认LL?洁r俨r阳俨伤为叫护设叶为满足阳X身射叫才一17-20丰求，应合理确定射线源与防护墙、防护门、顶棚的距离，作防护由叶的重要依据之一。当射线源距防护?防护门、顶棚的距离不等时，宜取最小值汁算。3.4.7 为避免弧光污染，在产生弧光的焊接工作地周围设置轻质31