濕式螺旋氣柜施工工法

1、濕式螺旋氣柜施工工法 濕式螺旋氣柜是一種采用鋼板及型鋼組合焊接而成的大型分節(jié)圓筒設(shè)備，以20000 m3氣柜為例，鋼件總重約400t，并由導(dǎo)軌與導(dǎo)輪輪配合，實現(xiàn)塔節(jié)的自由升降（見圖1），主要儲存煤氣、二氧化碳?xì)狻⒌獨獾?，起存儲、緩沖、穩(wěn)壓作用。多年來，我公司在濕式螺旋氣柜的施工中，總結(jié)了一套成熟的施工工藝，經(jīng)應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。1 特點本工法安裝過程主要采用倒裝法。此方法節(jié)約大型吊車的使用臺班，使機械費用大大降低；并縮短施工工期。 在施工中嚴(yán)格控制各預(yù)制組件的質(zhì)量，并采取多項防止焊接變形措施，從而保證氣柜的總體質(zhì)量。2 適用范圍本工法可適用于30000 m3以下大中型濕式螺旋

2、氣柜的安裝。3 工藝原理本工藝包含組件預(yù)制和安裝兩部分，其工藝原理有以下幾點：31預(yù)制件采用卷板機和多種自制胎具成形，嚴(yán)格控制組件幾何尺寸。32組件安裝采取倒裝法施工，利用群抱桿和倒鏈進(jìn)行吊裝，簡便易行。33采取卡具和合理的焊接順序等技術(shù)措施，控制焊接變形量在允許范圍內(nèi)。34采用煤油滲透、真空檢漏、肥皂水檢漏和射線探傷等方法，嚴(yán)格檢查焊縫質(zhì)量，確保其嚴(yán)密性。35利用鼓風(fēng)機充氣的方法檢驗氣柜各塔升降性能。4 工藝流程及操作要點41氣柜安裝流程氣柜安裝工藝流程如圖2所示。施工準(zhǔn)備底板預(yù)制底板鋪設(shè)與焊接壁板及平臺預(yù)制水槽壁組焊一塔水封、立柱、導(dǎo)軌、菱形板預(yù)制塔水封、立柱、導(dǎo)軌、菱形板安裝二塔水封、立

3、柱、導(dǎo)軌、菱形板預(yù)制三塔水封、立柱、導(dǎo)軌、菱形板、頂梁、頂板預(yù)制二塔水封、立柱、導(dǎo)軌、菱形板安裝三塔水封、立柱、導(dǎo)軌、菱形板及鐘罩安裝配重、導(dǎo)輪到貨，斜梯預(yù)制配重、導(dǎo)輪及斜梯安裝進(jìn)排氣口安裝氣柜防腐氣柜注水、總體升降試驗區(qū) 圖2 氣柜安裝工藝流程圖42 操作要點421 構(gòu)件預(yù)制為了提高安裝質(zhì)量和進(jìn)度，在安裝前，對底板、菱形塊、水槽壁板、水封、導(dǎo)軌、立柱、頂梁、頂板、爬梯、平臺等構(gòu)件，盡可能按照安裝順序要求提前預(yù)制。4211 根據(jù)到貨鋼板的尺寸畫出底板排版圖，底板的預(yù)制工作是根據(jù)排版圖拼焊成正方形大板塊，預(yù)制工作應(yīng)按下列步聚進(jìn)行：平板劃線校核編號切裁坡口清渣拼接點焊焊接焊縫檢查防腐存放預(yù)制工作應(yīng)

4、按照下列操作要點進(jìn)行作業(yè)：（1）板料必須平整，應(yīng)無明顯凹凸和死彎。（2）畫線下料時，應(yīng)考慮焊縫收縮量，最少按1/1000加放直徑。（3）中幅板與中幅之間采用對接，邊板與中幅板的搭接量不小于40 m m。（4）底板預(yù)制焊縫采用對接，焊接方法由里向外多人對稱分布倒退焊。焊縫接頭不得重疊。（5）中幅板的組對在平臺上進(jìn)行，平臺上部設(shè)一臺5T單梁電動葫蘆，以便中幅板翻身焊接，如圖3所示。（6）所有焊縫采用煤油滲透檢驗，煤油滲透檢驗可在現(xiàn)場作一個高800mm，大小比中幅板尺寸略小的支架（見圖4），兩則面有斜滑道，以便將中幅板用卷揚機拉上支架（或用吊車吊上），焊縫下面刷煤油，上面刷石膏糊。（7）中幅板焊縫采

5、用煤油滲透檢驗后，可對其一面進(jìn)行表面防腐，另一面不防腐，待底板組對焊接完后再進(jìn)行。4212 水槽壁板預(yù)制水槽壁是氣柜使用鋼板最厚的部分，也是氣柜倒裝法施工圓度控制的基礎(chǔ)。因此水槽壁的預(yù)制工作必須特別重視，否則會影響整個氣柜的施工質(zhì)量，水槽壁板的預(yù)制由上逐圈進(jìn)行。水槽壁應(yīng)根據(jù)到貨材料尺寸畫出壁板排版圖和相應(yīng)的焊縫探傷布片圖。預(yù)制程序如下：材料平整劃線校核編號切裁坡口壓頭卷圓防腐存放預(yù)制工作應(yīng)做好以下幾點：（1）劃線下料工作應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)，矩形板的對邊偏差控制在1.5mm以內(nèi)，并應(yīng)嚴(yán)格找方，使對角線偏差不大于2mm。（2）長板割坡口用半自動氣割機進(jìn)行。（3）所有壁板必須壓頭，并應(yīng)符合圓弧曲率。（4）所

6、有用卷板機卷出的壁板，必須用弦長不小于1.5m的樣板嚴(yán)格檢查曲率。（5）卷好圓弧的壁板應(yīng)存放在相應(yīng)曲率的支架上，不得隨意亂放。（6）卷好圓弧的壁板應(yīng)立起噴砂防腐，防腐可先刷一遍底漆，邊緣留約60mm部分不刷。4213菱形板塊的預(yù)制菱形板是各塔節(jié)的壁板，是氣柜工程板料面積最多的一部分，用料較薄，焊接變形大，對氣柜的外觀尤為重要，各塔壁板被螺旋軌將整個塔壁分成若干全等的近似于菱形的平行四邊形，故稱為菱形板。菱形板應(yīng)根據(jù)來料畫出排版圖。預(yù)制程序如下：平板劃線切裁拼接點焊焊接并逐調(diào)平焊縫檢驗防腐存放預(yù)制工作應(yīng)做好以下幾點：（1）拼接形式為對接焊縫布置應(yīng)符合設(shè)計及規(guī)范要求。 （2）焊接方法采用由里向外分

7、段跳焊法，焊接采用小電流施焊。 （3）焊縫檢驗在調(diào)平后進(jìn)行，采用煤油滲透檢驗。（4）由于菱形板料較薄，容易變形，焊后必須調(diào)平。調(diào)平時，在焊縫下部用重軌墊實，然后用錘沿焊縫均勻敲擊，敲擊時可使用平錘之類，以免損傷鋼板。(5) 菱形板組對在平臺上進(jìn)行，煤油滲漏方法同中幅板。（6）煤油滲漏完畢后進(jìn)行噴砂、防腐。（由于氣柜內(nèi)外壁防腐設(shè)計往往不同，所以防腐時應(yīng)特別注意）4214 螺旋導(dǎo)軌預(yù)制：螺旋導(dǎo)軌是氣柜運行的關(guān)鍵部件，氣柜能否順利升降，很大程度取決于導(dǎo)軌的預(yù)制和安裝，所以導(dǎo)軌的預(yù)制工作必須十分重視。 導(dǎo)軌預(yù)制按以下步聚進(jìn)行：（1）將導(dǎo)軌煨制成直徑與塔壁直徑相同的圓弧，主要壓力設(shè)備采用50t的螺旋千斤

8、或電動頂鎬，兩個支點距離為1m，承受點設(shè)置于兩點的中心。壓制時，導(dǎo)軌順沿200300mm壓制一次，壓出的導(dǎo)軌須用弦長不小于1.5 m的樣板嚴(yán)格檢查曲率。（2）在精調(diào)胎具上將其調(diào)整成螺旋狀（見圖5），調(diào)整胎具是調(diào)整工具又是導(dǎo)軌樣板，導(dǎo)軌胎具實質(zhì)是圓柱截體，也就是相當(dāng)于從塔體上取下含一條導(dǎo)軌的截體，支架用焊管或槽鋼，面板用6 mm厚鋼板制作，上下帶板用8mm鋼板，面板上劃好中心線，以便校核導(dǎo)軌。面板、帶板上畫出螺栓孔位置。胎具尺寸、弧形曲線及胎具面板上的導(dǎo)軌中心線（“S”形曲線）與安裝螺孔位置，需經(jīng)驗收合格后才能加導(dǎo)軌。胎具放樣時，必須注意相鄰兩塔節(jié)相反，允許第一、三塔節(jié)的平均直徑作一胎具兩節(jié)共用

9、，以第二塔節(jié)直徑做第二塔胎具。放置導(dǎo)軌前應(yīng)先在面板上放導(dǎo)軌墊板，并畫中心線及螺栓孔位置，打出螺栓孔。導(dǎo)軌放上墊板，一端用卡子固定在胎具上，另一端用5t倒鏈，使其與墊板貼合，中部每300mm可用卡具及楔子使導(dǎo)軌與帶板緊密貼合。（3）導(dǎo)軌焊接分兩部分，一是導(dǎo)軌對接，二是導(dǎo)軌與墊板的焊接，導(dǎo)軌對接采用U型坡口，焊條采用E5015，焊后將焊縫磨平。導(dǎo)軌與墊板焊接采用對稱花焊，焊時將墊板置于調(diào)整胎具中心，鋼軌壓在墊板上用夾具夾緊，使軌、板、胎、面之間緊密貼合，然后固定焊。該焊條使用前必須進(jìn)行烘干。烘干溫度350，恒溫2h。（4）導(dǎo)軌鉆孔。導(dǎo)軌與立柱、上下帶板之間連接用螺栓固定。鉆孔前先按1：1的比例打出

10、實樣，將打孔部件精確地放出薄鐵皮樣板，鉆孔時按樣板號出孔的位置然后鉆孔，鉆孔工作一定要認(rèn)真仔細(xì)，否則，會給安裝工作造成困難，導(dǎo)軌底面是斜面，鉆孔時應(yīng)采用定位夾具。4215 立柱和圓弧形角鋼的預(yù)制（1）立柱的預(yù)制可按下列工序進(jìn)行：校直畫線切割組焊校直鉆孔立柱是控制塔節(jié)外形的主要構(gòu)件，校直和鉆孔工作應(yīng)特別注意，嚴(yán)格按規(guī)范要求和上列加工工序執(zhí)行。（2）圓弧型角鋼的煨制利用50t千斤頂或電動頂鎬加相應(yīng)的模具煨制，使煨彎與撇“八”字一次成形，然后在平臺上劃線校核。4216 水封槽的預(yù)制水封槽是各個塔節(jié)之間的密封構(gòu)件，絕對不允許流通漏，水封由環(huán)形槽鋼圈、立板和塔壁圈板組成。（1）32槽鋼圈的煨制，采用冷煨

11、成形，煨彎前先將槽鋼調(diào)直，煨制形式采用杠桿式，工具采用120t電動頂鎬作為設(shè)備，20t千斤頂作為輔助工具以防槽鋼起皺，槽鋼每順沿300mm壓一次，煨好的槽鋼圈應(yīng)在胎膜上校核、精調(diào)，調(diào)整時可用千斤頂或火焰校正。 為了防止端頭有直段，可將槽鋼焊接后再依次頂成。（2）帶板預(yù)制。帶板上部有螺栓孔與導(dǎo)軌相連接，其預(yù)制質(zhì)量直接關(guān)系到導(dǎo)軌安裝位置精度。帶板應(yīng)用薄鐵皮樣板，螺栓孔位置準(zhǔn)確。 槽鋼、掛板組焊時，應(yīng)在胎具上逆行固定焊，并用角鋼將上口作臨時固定，然后脫模施焊。帶板組焊時應(yīng)先點焊，測量兩相鄰立柱、導(dǎo)軌螺栓孔距正確后方可焊接。 焊接時應(yīng)由幾個焊工同時由外圈對稱焊接，采用小電流分段跳焊法。為了使預(yù)制件便于

12、組對，靠近端部的300mm焊縫暫不焊接。4217 扶梯、平臺預(yù)測 扶梯、平臺管子的煨彎可在滾床上進(jìn)行，各種梁、柱的弧度應(yīng)與塔壁相符。扶梯組對應(yīng)在導(dǎo)軌精調(diào)胎具上進(jìn)行，以防扶梯曲率與塔式起重機壁不符。4218 頂梁、頂板預(yù)制頂梁、頂板預(yù)制在二塔安裝完成后在底板上組對成形。拱頂主、次梁全部用工字鋼制作，煨制方法采用120t電動頂鎬冷煨，用弦長2 m弧形樣板和在平臺上劃出頂梁弧線校驗和拼接。 頂板預(yù)制同菱形板。422 構(gòu)件安裝4221基礎(chǔ)驗收氣柜基礎(chǔ)應(yīng)按表1進(jìn)行復(fù)測表1 氣柜基礎(chǔ)復(fù)測技術(shù)要求項次項目允許偏差及要求mm檢驗方法1標(biāo)高10用水準(zhǔn)儀檢查2中心20接線或用尺檢查3環(huán) 基礎(chǔ)內(nèi)徑50用尺檢查4形

13、基礎(chǔ)邊寬50用尺檢查5 沿水槽壁下的標(biāo)高5用水準(zhǔn)儀每隔2m測一點6徑向坡度每米5，全長10從中心突起點接線至基礎(chǔ)邊緣沿圓周檢查7瀝青防潮層應(yīng)密實，無裂紋及分層觀察檢查8干砂、粒度小于3觀察檢查9干砂層厚度2030用尺檢查基礎(chǔ)復(fù)檢畫線有以下要求：（1）利用基準(zhǔn)作為基礎(chǔ)的基準(zhǔn)點引至基礎(chǔ)中心，從中心向外每2m設(shè)一個檢測點，進(jìn)行檢測并作好記錄。（2）畫線按圖線要求0、90、180、270線。（3）測量沉降標(biāo)識點做好記錄，有問題及時找甲方聯(lián)系。4222 底板組裝與焊接（1）適可用夾具臨時固定，或少量點焊固定。 底板組焊完畢后，應(yīng)將基礎(chǔ)上的“十”字線引到底板上，找出中心點并放出水槽壁、中節(jié)和鐘罩安裝四周線

14、，在底板中心安裝臨時中心柱（鋼管）或中心架，采用輪桿或吊線方法，控制各塔節(jié)及導(dǎo)軌的半徑準(zhǔn)確度。 底板焊接放在水槽壁板焊接完后再進(jìn)行，焊后如變形超差或底板脫離基礎(chǔ)表面30mm以上時，應(yīng)在底板上開孔填充干砂，并用壓縮空氣吹實填滿。（2）底板焊接按以下方法進(jìn)行：長短焊縫兩側(cè)方向拉緊后再點焊；中幅板各縫焊完后，將中幅板與邊板接縫鏟開釋放應(yīng)力，并拉緊二次點焊固定后再分段施焊。由中心起向四周方向施焊，應(yīng)先焊短縫后焊長縫和采取分段退焊法施焊，底板如有不平處，則應(yīng)先焊低處，將低處基本處理完后按分段跳焊法進(jìn)行焊接。采用小電流和快焊速的焊接工藝。 底板焊后，經(jīng)外觀檢查合格，將所有沒有煤油檢查的焊縫，做真空檢漏試驗

15、，真空度不低于26.6KPa（200mmHg）。真空箱與底板密封采用玻璃泥，見圖6。4223 水槽壁板和平臺安裝 水槽壁板和平臺按以下方法安裝：（1）在壁板內(nèi)側(cè)沿水槽壁的劃線與底板焊接臨時角板，來控制水槽的圓度。（2）槽壁的安裝采用倒裝法。在底板水槽壁內(nèi)側(cè)樹立15910mm桅桿L=3m，共40根。每個桅桿頂部掛5t倒鏈1臺，見圖7（3）按照水槽壁排版圖，從一點起向向兩側(cè)延展吊裝就位水槽上卷好的壁板，最后會合處要留有足夠的余量，待一圈立縫點焊固定并焊完外立縫和沿周圍自由收縮后，用兩個倒鏈在會合處臨時鎖住。將其周長調(diào)整適宜上下等距垂直劃線切去多余板，然后開坡口并加護板。（4）各立縫焊前，應(yīng)將其上下

16、加臨時弧形護板控制變形，立縫先焊外側(cè)，然后將內(nèi)側(cè)清根打磨后焊接。（5）當(dāng)上部第一圈板組對好后，校正壁板的弧度和半徑，再將預(yù)制好的平臺焊在圈板上，使平臺形成加固圈作用控制槽壁的圓度。水槽平臺的斜支撐暫不拼裝，待第二圈板與上圈板環(huán)縫組裝完畢后，再拼裝平臺斜支撐，以防應(yīng)力變形。（6）當(dāng)平臺組裝好后，再利用群抱桿。將上部圈板與平臺一起吊起，起高位置以高于第二圈板200mm為宜，停止起吊。（7）按照和第一圈相同的辦法將第二圈板組對焊好后，將第二圈板上口周圍內(nèi)外焊上梯形擋板，以便落下第一圈板與第二圈板對口。（8）利用同樣的辦法組裝水槽下部各板。組裝環(huán)縫點焊后，應(yīng)將內(nèi)外環(huán)縫焊接成型，在環(huán)縫內(nèi)圈上設(shè)槽鋼脹圈，

17、將脹圈移至內(nèi)環(huán)縫上，并用多個螺旋千斤頂橫向頂緊，再進(jìn)行環(huán)縫的清根焊，以防焊接外環(huán)縫時，產(chǎn)生向內(nèi)“卡腰”變形。（9）各板隨著倒裝上升，所有焊縫均應(yīng)作煤油滲漏試驗，并按規(guī)定比例和抽檢圖做X射線探傷專檢，探傷比例應(yīng)符合表2的要求。表2 氣柜水槽壁板X射線探傷抽檢比例水槽壁板厚度（mm）縱焊縫（%）T型焊縫（%）環(huán)焊縫（%）812101551220305（10）水槽壁內(nèi)外，除留一道面漆在注水前再涂刷外，均應(yīng)隨著槽壁的上升涂刷完畢。（11）水槽壁安裝完后，將底板清理干凈，按要求焊接完底板。然后便可放出各墊梁位置線，測出各墊梁標(biāo)高，安裝墊梁并找平。將整個塔圓周線在墊梁上做永久久標(biāo)記。4224 中節(jié)組裝與焊

18、接（1）在墊梁安裝中節(jié)位置線上點焊擋板，將上水封槽鋼放在墊梁上進(jìn)行組對，在水槽平臺上設(shè)備多個吊架，掛倒鏈采用倒裝法吊裝。上水封槽鋼圈離墊梁800mm，然后將上帶板及上掛板與槽鋼圈固定焊接，組裝完后，先焊立縫，次焊對接平縫，再焊環(huán)縫。再將上水封吊起，臨時與水槽固定，利用相同的辦法組對下水封，上下水封應(yīng)同口，水封與水槽亦應(yīng)同心 吊裝各立柱就位并調(diào)整，立柱與上下帶板用螺栓連接并擰緊固定。吊裝導(dǎo)軌就位，精調(diào)精測完畢后，與立柱用螺栓連接并擰緊固定，導(dǎo)軌的墊板與上下水封帶板對接，斜焊縫焊縫接固定。焊接被導(dǎo)軌壓的導(dǎo)軌墊板接縫和由內(nèi)向外穿的導(dǎo)軌連接螺栓密封焊接時，應(yīng)特別注意防滲漏，否則以后無法補焊。（2）吊裝

19、菱形板就位，先用扁擔(dān)與20t吊車配合將菱形板吊裝到位（見圖8），再用四個小倒鏈拉住菱形板的四個角調(diào)整適度與導(dǎo)軌墊板和上下水封帶板搭接點焊固定，菱形板與各立柱的任何部位都不準(zhǔn)焊接或點焊。 菱形板外四周應(yīng)連續(xù)焊，內(nèi)壁四周應(yīng)斷續(xù)焊。應(yīng)先焊外側(cè)下邊縫，且應(yīng)自上而上的分段焊，再焊上邊的焊縫，外壁連續(xù)焊接完畢后，再焊內(nèi)側(cè)的斷續(xù)焊縫，外側(cè)連續(xù)縫的焊接，應(yīng)保證不漏，可用煤油滲透法檢漏試驗。（3）一塔組裝焊接完畢后，其內(nèi)壁的防腐層應(yīng)全部涂刷完畢，各焊縫和重疊處應(yīng)補刷合格，外壁下部1.2m以下應(yīng)全部涂刷完畢，外壁的其它部位可在氣密性試驗合格后再分層涂刷。 二塔利用相同的辦法組對。4225 鐘罩、頂梁和頂板的組對焊

20、接 二塔組裝完后，將預(yù)制好的三塔上帶板及撇“八”字角鋼在墊梁上組對，將其利用二塔上的群抱桿吊起適當(dāng)高度，再組對下水封。把上帶板落于下水封上，上下帶板臨時斷續(xù)焊。在底板中央樹立一個井字架，其高度H=鐘罩拱高+上帶板高+下帶板高+150mm，井字架頂部焊接鐘罩中心圈。頂梁部件吊入，在底板上組對頂梁，兩根主梁和一根次梁分別組成24片，在底板上組對焊接，利用井字架上和二塔周圍設(shè)立的桅桿將頂梁組對好（見圖9）。用20t吊車將頂板吊入，然后將頂板在頂梁上焊接成型。（頂板安裝前應(yīng)將配重和進(jìn)出氣管吊入）頂板預(yù)制時組裝應(yīng)由四周邊板逐圈向中心方向搭接鋪拼，焊接時則由中心起向四周方向施焊，先焊徑向縫，后焊環(huán)縫，上面

21、縫連續(xù)焊，下面縫斷續(xù)焊，焊接頂板時，頂板與頂梁的任何部位都不準(zhǔn)焊接或點焊。鐘罩頂內(nèi)部防腐應(yīng)全部結(jié)束。 頂梁、頂板與上帶板利用水封槽、一、二塔掛圈上樹立的60根桅桿（上部掛5t倒鏈）將頂梁與頂板吊起（見圖10），桅桿宜設(shè)在一塔或二塔上立柱處。起吊前先割開中央井字架和上下帶板之間的焊縫，起吊后，立即安裝立柱，再安裝導(dǎo)軌。4226 其它部件的組裝焊接氣柜的附屬部件很多，例如斜梯、欄桿、配重塊、管道、避雷、照明、自控等，主要應(yīng)符合以下要求：（1）安裝斜梯時位置應(yīng)正確、垂直度應(yīng)吊線檢查，以防塔節(jié)升降時碰。（2）氣柜內(nèi)進(jìn)出氣管的內(nèi)外壁應(yīng)做完防腐后，再安裝就位和焊接固定，與底板的焊縫一定要檢漏。（3）根據(jù)實

22、測和復(fù)測的導(dǎo)輪徑向距和周向距的實際數(shù)據(jù)確定安裝導(dǎo)輪架和導(dǎo)輪位置，并安裝調(diào)整合格臨時固定。（4）清理內(nèi)部雜物，去掉各臨時固定點，復(fù)查底板在長期施工過程中誤傷、誤割處，并及時處理。（5）底板噴砂，做各防腐層和瀝青層。423 氣柜的注水與總體升降試驗4231 氣柜的注水 氣柜注水主要檢驗水槽是否滲漏，基礎(chǔ)的沉降情況。所以注水應(yīng)分階段，嚴(yán)密監(jiān)測水槽是否滲漏，每天用水準(zhǔn)儀觀測基礎(chǔ)的沉降量，水槽壁的傾斜度不得大于1/1000，若發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)停止注水。4232 總體升降試驗（1）試驗內(nèi)容和目的 氣柜一、二、三塔升降各三次，檢驗各塔運轉(zhuǎn)性能及氣密性。（2）罐內(nèi)氣壓值計算和風(fēng)機選擇 升降試驗時，各塔內(nèi)的氣壓按下式計算：P=Q/F。式中Q上升塔體的總重力（包括水封水重