方案五塔组对及吊装施工方案.docx
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方案五塔组对及吊装施工方案
方案五、塔组对及吊装施工方案
1、概述
1.1工程概述
江苏中海华东燃油化工有限公司150万吨/燃油项目B标段安装工程的常压塔（C102）几何尺寸为φ2600/4000/2400*41650、壳体重98吨，属于超大型设备。
为了减少运输和吊装的困难，设备分三段由制造厂运到施工现场，需要在施工现场组对、焊接、试验。
考虑到现场的实际情况和我单位的技术装备，三段到货的减压塔采用分段吊装空中组对施工法，减压塔部分附塔管线和部分内件随塔吊装；具体施工时，为了施工的方便和安全，塔组对焊接和其钢结构楼梯间交替施工，这样即能保证进度，又能减少脚手架搭拆量。
设备的材质如下表：
序号
材料名称
材质
塔工作介质
备注
1
筒体基层
20R
油、油气、水蒸汽等
2
覆盖层
316L
3
过度层
20R+316L
4
管口接管
316L
5
内件
不锈钢
1.2编制依据
GB150-98《钢制压力容器》
JB4710-92《钢制塔式容器》
JB4730-94《压力容器无损检测》
HGJ211-85《化工塔类设备施工及验收规范》
GBJ236-98《现场设备、工艺管道焊接工程施工及验收规范》
施工技术文件：
业主提供的设备图
吊装规范、吊装手册及业主提供的部分吊装资料等。
2、施工工艺程序、施工方法、质量标准、技术措施
2.1施工程序
附塔管线安装
分段倒运到位、检验
基础处理、设备底段吊装
钢结构楼梯间安装
基础验收等施工准备
组对焊接设备环缝、设备找正
组对焊接设备环缝、设备找正
组对焊接设备环缝
设备上段吊装
设备水压试验、沉降观察
设备内件安装
拍片检查
注：
a.基础验收部分内容详见设备安装施工方案
2.2设备验收
2.2.1验收、组对、检查时所使用的测量及检查仪器与量具的精度均需符合国家计量局规定的精度标准，并按期检验合格。
2.2.2材质合格证及设计文件上要求的对材质的各种检验报告、塔设备产品合格证（无损探伤报告、修补记录、硬度测试报告、塔材料及焊接接头的晶间腐蚀倾向试验报告及酸洗、钝化报告）等必须齐全。
2.2.3塔设备的检查验收
2.2.3.1塔设备的外形尺寸、分段尺寸符合设计文件及双方核定的分段尺寸和相关标准要求，塔体上应无超过设计文件或规范要求的局部损伤和局部变形。
塔器外形尺寸允许偏差见下表：
序号
检查项目
允许偏差
1
椭圆度
10mm
2
直线度
圆筒长度小于等于15000mm，偏差不大于L/1000，长度大于15000时偏差不大于10.52/1000+8
3
上下封头外侧之间的距离
±1.5mm/m，且不大于±50
4
基础环底面至塔器下封
头与塔壳连接焊缝距离
1000mm裙座表，偏差不得大于2.5mm且最大值为6mm
5
接管法兰至塔器外壁及法兰倾斜度
±5mm，倾斜度小于等于0.5°
6
接管或人孔标高人孔/标高
±5mm/±6mm
7
液面所对应接口间距离
±3mm
8
接管中心线距塔盘面距离
±3mm
9
液面所对应接口周向偏差
1mm
10
液面所法兰面的倾斜度
0.3mm
11
液面所两接管长度差
5mm
2.2.3.2塔的筒体不圆度均为e≤25mm，不圆度的测量应在筒体外表面，且距离接管和人孔补强圈100mm以上，测点不得选择在焊缝、附件或其它隆起部位；筒体的凹陷处要求过渡圆滑，其凹入深度以母线为基准测量，不得超过该处长度或宽度的1%；筒体表面鹦鹉机械损伤，对严重的尖锐伤痕应进行修磨，并使修磨范围内斜度至少为3：
1，塔不锈钢覆层修磨深度不应超过覆层厚度的负偏差值c：
2.2.3.3塔筒体分段处的外圆周长允许偏差±15mm，且应以保证环缝对口错边量不超标，端面不平度应≤2mm。
2.2.3.4在设备0°、90°、180°、270°纵向组装线部位拉φ0.5mm细钢丝测量分段筒体的不直度，ΔL应≤20mm，测点离A类焊缝距离不小于100mm，当壳体厚度不同时，计算直线度时应减去厚度差。
2.2.4塔设备人孔卸料口及管口方位和标高接管长度、法兰面倾斜度应符合设计文件和相关标准要求。
2.2.4.1根据设备管口方位图和塔体上0°、90°、180°、270°四条纵向安装线逐一核查设备的各主要管口方位与设计文件是否一致。
2.2.4.2底节以设备基础环地面为基准线，顶节以顶部主管口法兰面为基准线逐一核查各主要管口标高。
2.2.5坡口加工应与图纸相符；坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷；现场如需要对坡口进行加工时，应避免用火焰切割，如用火焰切割对坡口进行加工时，应对坡口表面磁粉或渗透探伤。
2.2.6内件及附件的验收
2.2.6.1内件及附件的交附应有明确的装箱清单，装箱清单应写内件、附件的型号、规格、材质、数量。
2.2.6.2内件及附件的外形尺寸，加工精度应符合设计文件及标准要求，无运输变形及局部损坏。
2.2.6.3在底节和顶节筒体内壁各划一条基准圆周线，以次为准，逐一核查设备出厂前已安装内件的安装标高位置与设计文件是否一致。
2.2.6.4检查过程中如发现设备内件、附件有与设计文件不符合或超规范，现场无法校正的地方应作出记录，同时提交建设单位做出处理意见。
2.2.6.5清点、验收后的塔内件、附件应按材质型式分类堆放，并用铭牌作标志；堆放场地应平整、清洁，无泥砂、油污、腐蚀性气体等；设备内件、附件严禁露天堆放，以防腐蚀。
2.2.6.6除以上规定外，设备交货还应执行有关会议纪要的规定、《分段交货塔器技术要求》相关条款。
2.3塔的组对（施工方法）
基础验收处理好、安装好垫铁组，首先吊装设备下段并初步对设备的标高、垂直度初步找正，再吊装设备的中段/上段，与底段空中组对焊接。
2.3.1空中组对前准备
2.3.1.1塔的吊装组对之前，摆放位置应与吊装前摆放位置一样，以免增加二次倒运，具体位置见吊装平面图。
2.3.1.2吊装现场道路应畅通，场地应平整，无妨碍施工的杂物堆放在场内。
2.3.1.3吊装现场的底坪应有足够的抗压强度，特别是道木垛摆放及吊车站位的位置要铺一定厚度的碎石及钢板，以防在组对过程中发生意外。
2.3.1.4支撑塔段的道木垛应摆放平稳，为了便于塔附件安装及吊装，道木垛摆放高度不低于1.2m。
2.3.1.5塔段不能直接摆放在道木垛上，而应有鞍式支座支撑，以防止筒体局部受压而产生变形。
2.3.2环焊缝的组对
2.3.2.1环焊缝组对时可利用吊车、卡具、千斤顶来调整筒体同心度，千斤顶与筒体接触的地方应有临时加强板，防止筒体发生局部变形；环缝之间的间隙用八组沿筒体均布的花篮螺栓（直径45mm，梯形螺纹）来调整。
2.3.2.2筒体组对完毕，各项参数达到设计文件和规范要求后，对环焊缝进行点焊固定或用卡具固定，点固焊的焊接工艺应与正式焊接要求一样。
2.3.3组对技术要求
2.3.3.1组对时底节和顶节筒体内壁要保持平齐，错边量控制在规范允许范围内。
2.3.3.2坡口形式要与设计文件一致，坡口面上不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。
2.3.3.3分段处外圆周长允许偏差四塔均为±10mm，且应保证对接环缝错边量符合规范要求。
2.3.3.4对接环缝处的对口错边量应符合规范要求，测量对口错边量时，不应计入钢板厚度差值。
各塔对口错边量允许如下：
≤3mm
2.3.3.5组对成型后，在塔体上0°、90°、180°、270°纵向组装线方位拉φ0.5mm钢丝检查，塔体不直度ΔL应≤20mm。
2.3.3.6筒体分段端面处的局部凹陷和不圆度可用千斤顶配合涨圈（140×60×8制作）来校正。
2.3.3.7塔坡口需局部加工时，不能使用火焰切割，只能用砂轮机打磨。
2.4焊接
2.4.1焊前准备
2.4.1.1制备焊接工艺试板，确保施焊筒体焊接工艺参数的正确，用以指导焊接。
2.4.1.2塔环焊缝及其钓耳、接地板、铭牌座、梯子、平台及附属管道的焊接施工，必须由考试合格取得相应钢种全位置考试合格证的焊工来施焊，严禁无证作业。
2.4.1.3塔体对接环焊缝施焊前，应组织参加施工的焊工熟悉焊接操作规程，并进行详细交底。
2.4.1.4施焊前必须对焊机、烘箱、恒温箱、焊条筒等设备进行检查，并确认其工作性能稳定可靠。
2.4.1.5焊前应将坡口表面及边缘内外侧不小于10mm范围内的油、漆、垢、锈、毛刺等清楚干净，脱硫再生塔应在内壁不锈钢覆层坡口两侧各100mm范围内涂上白垩粉，以防焊接飞溅物沾污焊件表面。
2.4.1.6正式施焊前应对坡口形式、对接环缝间隙、错边量、塔体平直度予以检查，各项参数符合设计文件、规范要求后方能施焊。
2.4.2对接环缝的焊接
2.4.2.1施焊区域内出现以下任一情况不能施焊，相对湿度超过90%，环境温度在5℃以下，风速大于10mm/s，雨天及雪天，为保证焊接质量和施工进度，焊接区域内应搭设简易防护棚。
2.4.2.2施工中所用焊条必须有专人管理，要分类堆放，以免混用。
2.4.2.3焊材的进出库必须有专人管理，且要分类堆放，以免混用。
2.4.2.4焊条使用前必须经过烘烤，烘干后的焊条应保存在100℃-150℃的恒温箱内。
焊条烘烤温度及时间一览表
焊条
烘烤温度
烘烤时间
J422、A022
150℃
1-2h
J427、J507
300-400℃
≥1h
2.4.2.5焊工领用焊条时，必须本人亲自领取，禁止转托他人或非焊接施工人员带领，领用的焊条必须保存在焊条筒内，焊条在焊条筒内保存时间不宜超过四小时，否则应重新烘烤后才能使用，焊条重复烘烤次数不能超过两次，因此要合理领用焊条，以免造成浪费。
2.4.2.6严禁使用药皮脱落或有明显裂纹的焊条。
2.4.2.7焊条管理人员必须填写焊条烘烤、发放、回收记录。
2.4.3焊材的选择及焊接工艺参数
2.4.3.1焊接材料选择
序号
材料名称
材质
塔工作介质
焊条选择
1
筒体基层
20R
油、油气、水蒸汽等
J427、J507
2
覆盖层
316L
A022
3
过度层
20R+316L
A022
4
管口接管
316L
A022
5
内件
不锈钢
A022
2.4.3.2焊接工艺参数
执行我公司的有关焊接工艺评定和焊接工艺指导书的规定。
2.4.4焊接施工要领及要求
2.4.4.1点固焊、定位焊的焊接应采用与正式焊接一样的工艺措施，焊接要求与正式焊接一样。
2.4.4.2点固焊采用回焊法，起弧和收弧均应在焊道内，焊缝高度6-8mm，长度30-50mm，间隔不大于300mm，以保证定位焊有足够强度。
2.4.4.3采用根部点固焊时，应对焊缝认真检查，发现缺陷应立即处理。
2.4.4.4焊接过程中，必须严格执行本施工方案和焊接操作规程的规定。
2.4.4.5环焊缝焊接时，四名焊工沿筒体均布，以同样的焊接电流、焊接速度，同样的方向进行焊接施工。
2.4.4.6焊接时，要注意起弧和收弧的质量，不能出现欠焊和过焊的现象。
2.4.4.7双面焊或单面焊时，第一道焊缝的焊接要选用直径较小的焊条和较小的焊接电流。
2.4.4.8焊接时，要注意焊条的选用，严防基层和过度层焊条焊在覆层钢板上。
2.4.4.9过度层焊接时，为减少焊缝合金元素的稀释，应选用较小的焊接电流和焊接线能量。
2.4.4.10焊接施工时，严禁在筒体上引弧，电焊把线及地线绝缘性能良好，防止擦伤筒体表面。
2.4.4.11为确保焊接层间温度，焊接施工时要从开始到结束一气施焊，尽量避免间歇施焊。
2.4.4.12多层焊层间接头要错开，距离不小于100mm。
2.4.4.13多层焊要加强对层间的检查，存在缺陷要清除干净后方能继续施焊。
2.4.4.14双面焊外侧焊接完毕后，在内侧焊接开始中前要进行砂轮机打磨清根处理。
2.4.4.15清根深度与宽度以清除缺陷为准则，深浅、宽窄应一致，确认无缺陷后方能进行下一道工序的施工。
2.4.4.16基体侧焊接完毕后，要用φ150的砂轮机进行内侧的清根打磨，打磨深度要超过基体和覆体分界线1-1.5mm，同时在覆层侧开“U”型坡口，以利于覆层的焊接。
2.4.5焊后外观检查
2.4.5.1焊缝表面熔渣及两侧的飞溅物应清理干净。
2.4.5.2焊缝及热影响区不得有裂纹、气孔、弧坑、夹渣以及溶合性飞溅物等缺陷。
2.4.5.3焊缝咬边和凹陷深度不得超过0.5mm，连续长度不大于焊缝全长的10%，且小于100mm。
2.4.5.4焊缝表面加强高不得超过2.5mm。
2.4.6焊接检验
2.4.6.1对接环焊缝进行100%射线探伤，按JB4730-94标准评定，Ⅱ级合格；射线探伤检查后，再进行20%（包括所有T形焊缝）超声波探伤，按JB4730-94标准评定，Ⅰ级合格。
2.4.6.2试板应进行晶间腐蚀倾向试验，实验完毕后，表面不得有晶间腐蚀裂纹，按GB4334.5-84标准评定。
2.5焊接返修
2.5.1对不合格的焊缝，应进行质量分析，制定措施后方可进行返修，同一部位返修次数不应超过二次。
2.5.2返修时予热温度应适当提高，予热范围距修补部位周边应不小于150mm。
2.6酸洗、钝化
2.6.1按设计文件规定，焊接成形后要对塔内壁焊缝及其附近内表面进行酸洗、钝化处理。
2.6.2酸洗
2.6.2.1酸洗膏配方
名称
盐酸（λ=1.19）
水
硝酸（λ=1.42）
澎润土
数量
20ml
100ml
30ml
150g
2.6.2.2将配置好的酸洗膏涂于覆层焊缝及其两侧30mm范围内，30分钟后用棉纱布擦去酸洗膏，并用钢刷刷干净，以进行下道工序处理。
2.6.3钝化
2.6.3.1钝化液配方
硝酸
水
温度
时间
40-50%
60-50%
常温
15-30分钟
2.6.3.2将配置好的钝化液涂在焊缝上，16-30分钟后，用干净水冲洗干净。
2.6.4钝化后对所形成的钝化膜采用蓝点法检验，无蓝点为合格。
2.7液压强度的试验
2.7.1塔均为分段到货，现场组对，焊接，都需现场进行液压强度试验。
2.8.2试验条件
2.8.2.1焊接工作结束，焊缝外观检查以及无损探伤等各种检测合格，自检记录及各种检测报告齐全。
2.8.2.2塔内部要进行彻底检查，已安装的内件螺栓紧固完毕，塔内无工具或其它杂物。
2.8.2.3人孔、卸料口及配管口、仪表接口封闭完毕。
2.8.2.4试压机具、测量仪表落实到位，试压临时管线及排放管线配管完毕。
2.8.3试验介质
洁净工业水，水温不低于5℃；试验介质中氯离子含量不得超过25PPm。
2.8.4试压注意事项
2.8.4.1试压用仪表需经过检验，精度不低于1.5级，最大量程为试验压力的1.5-2倍，表盘直径不小于100mm。
试压时在塔体上下部各设置一块压力表，以上部压力表读数为准。
2.8.4.2试压过程中如发生渗漏，应卸压后再进行处理，严禁带压处理。
2.8.4.3试压过程中如发现有异常声响、压力下降、油漆剥落或加压装置发生故障等不正常现象时，应立即停止压力试验并找明原因；如因发生故障须隔日试压时，应把塔内水排掉，防止塔体局部受压时间过长而变形或因温度骤降引起设备内部产生负压。
2.8.4.4试压完毕后，试压介质应通过临时排放管排到地沟里，禁止随地排放。
2.8.4.5压力试验时，应设置警戒线，禁止非作业人员进入作业区。
2.8.4.6放空阀应设置在最上部，以利于排净塔内空气。
2.8.4.7设备试压加水过程中，作好设备的沉降观测并做好记录，一旦发现异常如沉降超常，立即停止进水并采取放水措施。
2.8.5试验步骤
2.8.5.1打开放空阀，打开上水管线控制阀，缓慢上水，待塔内气体排净后，关闭放空阀及上水管线阀门。
2.8.5.2设备壁温与试验介质温度一致后，开动加压泵缓慢升压至规定试验压力，稳压30分钟。
然后将压力降到设计压力，保压30分钟，压力应基本保持不变，无损坏、检查无可见异常变形、泄漏及微量渗透即为合格。
2.8.5.3试验结束后，打开排放管控制阀排水，待压力降到常压时，打开放空阀，排净设备内余水，并用干燥空气吹干设备内表面。
3、设备的分段吊装
3.1根据业主招标文件及现场答疑提供的条件：
减压塔（C104）分三段运到施工现场，具体如何分段，业主没有明示。
本方案考虑的分段设备重量为筒体总重的1/3考虑，既33吨重。
实际情况与此不符，施工方案将随之调整。
3.2本工程的设备吊装特点是：
减压塔为典型的细长设备，几何尺寸为φ26000/4000/2400*41650，总重98吨，分两段到货。
为了保证工期，业主明确要求采用大型吊车机械化吊装法吊装设备。
3.3根据已知的条件及我公司的施工经验，选用150吨P&H7150型履带吊车或性能高于P&H7150型履带吊车的其他吊车，工作参数：
回转半径R=12米、吊车臂长L=57.91、额定起重量Q=40吨能满足工程的吊装要求。
其他设备的吊装，如空冷器等，可以参照执行。
3.4考虑到本工程的实际情况：
业主将常减压装置的安装工程分为A/B两标段。
无论那两家施工单位中标，为了提高效益和效率，施工时的大型吊车将统一租赁、统一使用，费用均摊，这样安排即能满足业主的需要、又能节约费用。
3.5吊车性能简单核算如下：
3.5.1设备运输
超大型设备的厂内运输，是设备吊装工作的重要一个环节。
吊装之前，要将所要吊装的设备运送到指定的位置，考虑到本工程的设备特性，设备的厂内运输可以采用以下方法：
平板拖车运输
板式过滤机一类的设备，几何尺寸相对较小，利用吊车、拖车依次将设备从仓库运送到吊装现场。
拖排运输
对于立式细长类的设备，因其几何尺寸超长，用吊车、拖车运输有困难，最好用拖排来进行运输。
首先，利用吊车将设备装排，在利用卷扬机或其他机械牵引，将设备从仓库运送到吊装现场。
设备拖排运输示意图
钢拖排
设备
牵引绳
道木敷设的运输通道滚杠
利用道木敷设设备运输的临时通道，通道上面均匀布置滚杠，拖排放置在滚杠上（见上图）。
细长设备采用双排运输，拖排安放在设备中心两端离顶端1/3全长处。
运输道路要进行必要的夯实，保证道路的密实度达到规定要求。
3.5.2设备吊装示意图
利用吊车分段吊装常压塔的吊装示意图如下图：
反应塔
减压塔
150吨吊车
待吊减压塔段
图一吊装平面布置图
图二吊装状态图
58.850
53.300
设备的上段
L=57.91米
设备的中段
设备的下段
吊车
约2.000
地面
R=12米
由上图计算可以得知：
所选用的吊车及其工作参数完全满足设备吊装要求。
计算省略。
4、施工安全质量技术措施
4.1在施工过程中，建立完整的质理保证体系，各司其职，各负其责。
4.2严格执行公司的三级质量控制体系。
4.3各项主要工序施工前必须进行详细技术交底，以保证施工质量。
4.4筒体被钢丝绳捆绑的地方要用厚木板保护，以防损伤筒体。
4.5焊接时严禁在筒体上引弧，焊接电源线的地线绝缘性能应良好，防止电弧擦伤设备。
4.6进入施工现场要配带安全帽，登高作业要把安全带系扣在牢固的物体上。
4.7卷扬机、千斤顶、滑轮组等设备在使用前必须经检查和加注润滑油，以保证良好的性能；操作应由熟悉设备性能的操作工人执行，非本工种人员不得擅开各种设备。
4.8组对过程中，钢丝绳与设备或建筑物棱角接触的地方要用厚橡胶板或废轮胎加以保护，以防钢丝绳破断。
4.9钢丝绳与电焊电源线的地线接触的地方要对钢丝绳加以保护，以免电弧擦伤引起意外。
4.10塔内施工用照明电源应使用24V工业安全电源。
4.11对接环焊缝焊接临时平台要搭设牢固，跳板要用φ5铁丝绑扎牢靠，以防发生意外。
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