泰钢高炉喷煤系统钢结构施工方案.docx
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泰钢高炉喷煤系统钢结构施工方案
第一章编制依据
1.主要规范、规程、标准及法规一览表
序号
标准代号
标准名称
1.
GB50026－2007
工程测量规范
2.
GB50205－2001
钢结构工程施工质量验收规范
3.
GB50207－2002
屋面工程质量验收规范
4.
GB50235－97
工业金属管道工程施工及验收规范
5.
GB50236－98
现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范
6.
GB/T12467－90
焊接质量保证一般原则
7.
GB50270－98
连续运输设备安装工程施工及验收规范
8.
YB9254－95
钢结构制作安装施工规程
9.
YB/T9256－96
钢结构、管道涂装技术规程
10.
JGJ81－2002
建筑钢结构焊接技术规程
11.
HGJ229－91
工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范
12.
SYJ4007－86
涂装前钢材表面处理规范
第二章工程概况、特点
第一节工程概况
本工程为泰钢炼铁技术升级改造项目喷煤系统钢结构，包括8.3m、15.58m钢平台，储煤仓、粉煤仓、喷煤制粉上煤系统通廊、零星钢结构。
煤气管道支架、钢平台等结构均为焊接H型钢、角钢、钢板等组成。
储煤仓为漏斗式结构，上面为圆柱形，下面为圆锥形，整体单重68吨，根据现场场地及吊装设备，将储煤仓分三段制作，运至安装现场后分件吊装，预拼装及焊接。
粉煤仓也为漏斗式结构，上面为四方形，下面为方锥形，整体单重42吨，采用分段制作，运至安装现场后预拼装及焊接，采用整体吊装。
喷煤制粉通廊为钢架、桁架焊接组成，材料为角钢、T型钢及H型钢、
结构连接采用C级普通螺栓加焊接两种连接方式。
整个结构节点多，小件数量多，施工工艺比较复杂。
焊接材料：
手工焊接，普通构件采用E4301、E4303型焊条，自动或半自动焊（埋弧焊）采用HO8A焊丝，并配以相应的焊剂。
钢构件涂装：
应彻底清除构件表面的铁锈、焊渣、毛刺、焊疤、油污及泥土等。
除锈等级：
喷射或抛射除锈Sa2.5级。
钢构件除锈达到要求后涂刷C06-1醇酸铁红防锈底漆两遍。
然后涂刷C53-10云铁醇酸中间漆一遍。
最后再涂刷C04-42醇酸面漆两遍。
总漆膜厚度140-170um。
在螺栓周围、现场焊缝两侧各50mm范围内安装前暂不涂油漆，待现场安装完毕后再安上述要求补漆。
第二节工程特点及施工难点
1．工程特点：
1.工期：
从2011年4月20日至2011年6月30日。
2.工程难点:
2.1.结构制作复杂：
主要是储煤仓、粉煤仓漏斗制作，包括放样、下料、组装焊接、预拼装（特别是焊接收缩时钢结构几何尺寸影响）等一系列技术问题的难度增大，因此对焊接操作人员技术水平要引起重视，以保证焊接质量达到设计和规范的需求。
2.2.资源短缺，场外施工。
材料供应不及时，都加大了施工难度，在超越常规的条件下，为确保施工工期，需在短时间内调集大量的施工机械和施工人员，迅速投入本项目钢结构工程。
2.3、总体施工程序
2.4总体施工程序是：
2.4．1第一阶段是储煤仓、粉煤仓及相关支架平台的制作安装。
2.4.2第二阶段是喷煤制粉上煤系统通廊制作安装。
2.4.3第三阶段是其它零星钢结构制作安装。
第三章主要资源计划
第一节劳动力计划
由于工程实物量较大,施工周期短,投入人员工种多、技术水平要求高,高峰时操作工人约135名,劳动力工种构成见下表：
工种
人数
工种
人数
铆工
20
电工
2
起重工
20
检验工
5
钳工
10
测量工
3
电焊工
20
油工
15
辅助工
40
合计
135
土建钢结构同时施工，各工序交叉进行,在整个施工过程中,高空作业除加强安全管理工作外,还要加强对施工人员的思想教育和管理,以防发生安全质量事故。
对现场各专业设备、构件成品和半成品加强保护,以防损伤丢失。
由于工程复杂,形式特殊,要落实各级人员的岗位责任制,对全体施工人员进行施工方案、施工工艺和技术交底工作。
各部位要进行详细的交底、检查和验收,使施工过程处于严格的控制之下,把工程质量目标真正落到实处。
第二节施工设备、机具计划
施工所需设备、机具计划见下表。
施工设备、机具计划表
序号
机具名称
型号规格
单位
数量
备注
一
起重运输设备
1
汽车式起重机
150t
台
1
长期使用
2
汽车式起重机
65t
台
2
机动调配
3
拖车
20-30t
台
1
长期
4
半挂汽车
10t
台
3
机动调配
5
平板汽车
15t-20t
台
2
机动
二
生产检测设备、机具
1
自动切割机
台
8
2
平面数控钻床
PD16
台
2
3
摇臂钻床
Z3050*16（I）
台
4
4
埋弧焊机
MZ-1000
台
4
5
CO2焊机
YD-500KR2HGE
台
5
6
交流电焊机
YK-505FL4HGE
台
20
7
直流电焊机
台
10
8
硅整流电焊机
Z×G×400
台
10
9
焊条烘干箱
4.8KW
台
4
焊条烘干
10
焊条保温筒
5Kg
台
30
11
翼板变形调整机
台
2
12
型钢调直机
台
5
13
卷板机
台
1
14
空压机
0.9～3
台
3
15
角向磨光机
∮100
台
10
16
角向磨光机
∮150
台
3
17
气割工具
手动
套
20
三
起重工具
1
千斤顶
P=50
台
1
2
千斤顶
P=32
台
5
3
千斤顶
P=16
台
5
4
手动葫芦
2t-10t
台
30
四
测量仪器
1
全站仪
台
1
2
经纬仪
台
4
3
N2水准仪
台
2
五
无损检测设备
1
超声波设备
Pf-300
台
1
六
其它工具
1
对讲机
部
20
4
钳工测量工具
套
10
5
力矩扳手
套
3
6
磁力钻
台
3
第四章钢结构制作
第一节构件加工流程图
第二节主要工序加工方案
1钢构件放样、号料、切割
1.1放样
1.1.1放样人员必须熟悉图纸和工艺要求，放样要根据加工工艺图进行。
以放出平面及节点大样,核对构件外形尺寸,安装关系,焊接形式等。
经过核实无差错后才能进行样板（杆）制作。
1.1.2采用计算机放样以及公式计算法放样,放样后必须专人进行核算,并且备有的详细的图表,几何尺寸,简图,计算数据等资料。
1.1.3放样要根据工艺要求,统筹考虑预留加工量,焊接收缩量,起拱,板厚处理等。
1.1.4样板应用不易变形的铁皮，扁铁等材料制成，样板（杆）上应明确标注零件的规格，数量，基准边，孔径等。
用于桁架，屋架类的样板应注明中心线、重心线、定位线；用于弯曲的样板还要注明弯曲方向等。
样板（杆）要妥善保管，使用一段时间应进行复验，防止变形
2、制孔
2.1钻孔按下列规定进行:
.使用摇臂钻、磁座钻、压杠钻等设备钻孔;
.小批量生产的孔,采用样板或画线钻孔；画线时在规孔线上用样冲打出标记，作为钻孔后的检查依据.孔中心的冲眼应大而深.当采用数块钢板叠合在一起钻孔,叠合的最大厚度不大于60毫米,叠合钢板边缘必须用夹具夹紧或点焊固定.厚板和叠合板钻孔时平台及临时支架的水平度,平面度,防止孔的中心倾斜。
.连接板上的孔应先薄孔施工，无法控制质量的部位要厚孔施工。
.磁座钻、压杠钻只适用于固定钻床无法使用的部位;
3、组装与拼接
3.1组装原则
3.1.1组装必须按照工艺流程的规定进行。
3.1.2组装前应编制组装顺序表,组装要严格按顺序表进行组装,组装顺序应根据结构形式,焊接方法和焊接顺序等因素确定。
3.1.3遇有隐蔽焊缝时,必须先进行焊接,经检验合格后才能进行下道工序。
3.1.4布置拼装胎具时,其定位必须考虑预放出焊接收缩量以及齐口加工的余量。
3.1.5组装前,零部件的连接接触面和沿焊缝边缘每边30-50毫米范围内的铁锈,毛刺,污垢等清理干净。
3.1.6板材、型材的拼接应在组装前进行.构件的组装应在部件组装,焊接,矫正后进行,以便减少构件的残余应力。
3.1.7要求磨光顶紧的部位,其顶紧的贴合面应有75%以上的面积密贴,用0.3毫米的塞尺检查,塞入面积小于25%,边缘间隙小于0.8毫米。
3.1.8构件的隐蔽部位应提前进行涂装。
3.1.9组装好的构件应立即在构件明显的位置进行标注,注明图号,件号和数量。
3.1.10采用夹具组装时,拆除夹具时不得用锤击落,须用气割切除,不得损伤母材,并用砂轮平整。
3.1.11钢构件安装中所需用的控制线应在组装后标注,注明构件的中心线、标高控制线,定位线等,并且打上永久标记,作为钢构件检查、预检及验收的依据。
3.2钢板拼接的原则
3.2.1主要受力杆件:
应沿钢板轧制方向进行,最小拼接长度应大于1500。
3.2.2H型钢翼缘板纵向不得拼接,只允许在长度上拼接,拼接长度不小于两倍的板宽;腹板在纵向,横向均允许拼接,横向上的拼接宽度不小于300毫米,纵向上的拼接长度不小于600毫米.
3.2.3重要结构的钢板拼接除按沿轧制方向进行外,接头的位置应布置在跨度的1/4-1/3处，受拉翼缘应采取斜接,斜度a不大于45度。
3.2.4拼接的位置应避开安装孔和复杂的部位,一般接头也应尽量布置在受力较小的部位。
3.2.5不同厚度的钢板对接,在无特殊要求的条件下,较大厚度钢板的过渡坡口的斜度按1:
4进行。
3.3焊接结构组装的允许偏差
焊接结构组装的允许偏差应符合下表的规定:
项目
允许偏差mm
检查方法
简图
对口错边
t/250且不应大于3.0
用焊缝量规
间隙
±1.0
用焊缝量规
搭接长度
±5.0
用焊缝量规
缝隙
1.5
用焊缝量规
高度
±2.0
用钢尺
垂直度
b/100且不应大于3.0
用直尺塞尺
中心偏移
±2.0
用直尺
型钢
错位
连接处
1.0
用直尺
其他处
2.0
用直尺
箱型截面高度
±2.0
用直尺钢尺
宽度
±2.0
用直尺钢尺
垂直度
b/200且不应大于3.0
用直尺、钢尺
3.4H型钢组装
H型钢必须搭设胎具进行组装。
H型钢组装按工艺流程图顺序进行，组装允许偏差见下表：
项目
允许偏差mm
检查方法
简图
截面高度
h
H<500
±2.0
用钢尺、直尺
500±3.0
h≥1000
±4.0
截面高度b
±3.0
腹板中心偏移
2.0
用直尺
翼缘板垂直度
B/100且不应大于3.0
用直尺、塞尺
弯曲矢高（受压构件除外）
L/1000且不应大于3.0
用钢尺、拉线
扭曲
H/250且不应大于5.0
腹板局部平面度f
t<14
3.0
用直尺、塞尺
t≥14
2.0
第三节焊接的一般规定
1.1施焊前必须复查零部件装配质量和焊区的清理情况,如不符合要求,应进行修整,合格后在进行焊接。
1.2对接接头,t型接头自动焊角接头以及全熔透的焊缝,其两端必须放置引弧板和引出板,引弧板和引出板的材质,坡口形式应与施焊件相同.手工电弧焊引出板长度应大于或等于50毫米,焊缝引出长度应不小于25毫米;自动焊引出板长度大于或等于150毫米,焊缝的引出长度应不小于100毫米;焊接完成后被焊件的引出板必须用气割切除,并且沿受力方向修磨平整。
1.3焊接引弧必须在焊道处或另设引弧板,非施焊区禁止引弧以免擦伤母材。
擦伤的母材要用磨光机磨平。
1.4多层焊接应采取连续施焊,每一层焊道完成后应减少清理,检查。
清除缺陷后再进行下一层焊道。
厚板多层焊接应采取道道焊迹打渣,减少夹渣的可能性,保证焊接质量。
1.5要求全熔透焊缝,正面焊完后,在背面用电弧气刨认真清除根部的熔渣,焊瘤和未熔透部分直到露出正面焊缝金属时才能进行焊接。
1.6焊成凹形的角焊缝,焊接金属与母材应平缓过渡,加工成凹形的角焊缝,不得在其表面留下切痕。
1.7转角处角焊缝要连续施焊,起弧,落弧点距焊缝端部应等于10mm；角焊缝不设置引出板的连续焊缝,起弧,落弧点距焊缝端部应等于10mm。
弧坑应填满。
1.8定位焊的条件,要求应与正式焊缝一致,定位焊的位置应尽量避开构件端部,边角等应力集中的部位。
焊接电流应比正式焊接提高15-15/100,防止定位焊出现夹渣的缺陷。
定位焊的焊缝高度不宜超过设计焊缝厚度的2/3,且不大于8mm,长度大于40mm,间距500-60mm。
正式焊接前应对定位焊焊缝进行检查,不得有夹渣,裂纹等缺陷。
1.9焊缝出现裂纹应及时反馈到技术质量科,生产科,查清原因,定出返修工艺措施,报请主任工程师批准,再进行处理。
1.10焊缝返修应按返修工艺进行,返修部位焊接应一次完成.同一部位（焊缝正面,表面各作为一个部位）焊缝的补焊次数不宜超过两次,若超过两次必须报请主任工程师批准,才能进行。
1.5、常用焊接工艺参数
1.5.1手工电弧焊工艺参数主要有焊接电流、焊条直径和焊接。
焊接层次，焊条直径与焊接电流匹配参数可按下表进行选择，实际焊接工艺评定后再正式发出。
焊条直径与焊接电流匹配参数
焊条直径（mm）
2.5
3.2
4.0
5.0
6.0
焊接电流（A）
50--80
100--130
160--210
200--270
1.5.2焊条直径的选择要根据焊件的厚度和位置进行选择（见下表）。
平焊时直径可选大一些,立焊时直径不应大于4mm；仰,横焊时焊条直径最大为4mm；多层焊时第一层焊缝使用的焊条直径3.2--4.0mm。
焊件厚度（mm）
2
3
4--5
≥6
焊条直径（mm）
2.0
3.2
4.0
4.0—5.0
1.5.3埋弧自动焊
埋弧自动焊焊接工艺参数主要有焊接电流、焊接长度和焊丝伸出长度。
焊接电流与焊丝直径匹配参数，焊接电流与电弧电压匹配参数可按下两表表进行选择；焊接速度应由试验得出,可在24m/h－36m/h之间进行选择；焊丝伸出长度直径2毫－3毫米,伸出长度为20－30毫米。
直径4－5毫米,伸出长度为20－60毫米。
焊接电流与焊丝直径匹配参数
焊丝直径（mm）
2.5
3.2
4.0
5.0
6.0
焊接电流（A）
200--400
350--600
500--800
700--1000
800--1200
焊接电流与电弧电压匹配参数
焊接电流（A）
200--400
350--600
500--800
700--1000
800--1200
电弧电压（v）
36--38
38--40
40--42
42--44
1.5.4CO2气体保护焊
二氧化碳气体保护焊焊接工艺参数主要有焊接电流、电弧电压、焊丝直径、焊接速度、气体流量和焊丝伸出长度等.焊丝的直径要根据焊件厚度选择,薄板选用焊丝直径0.8－1.0毫米,厚板选用焊丝直径1.2－1.6毫米.不同直径的焊丝与焊接电流匹配参数可按表一进行选择.短路过渡焊接时焊接电流与电弧电压匹配参数可按表二进行选择.焊接过程中应尽量使焊丝伸出长度保持不变,短路过渡焊接时焊丝伸出长度为6－13毫米.焊接所用的气瓶上必须装有预热器和流量计,气体纯度不得低于99.5/100,使用前做放水处理,压力小于1MPa时应停止使用;对细焊丝（直径小于2.0毫米）的气体流量宜控制在10－25L/min,焊丝直径大于2.0毫米时的气体流量为30－50L/min.二氧化碳气体保护焊焊接电源,必须采用直流反接。
表一焊丝与焊接电流匹配参数
焊丝直径（mm）
细滴过渡（35—45v）
短路过渡（16—22v）
喷射过渡（富Ar）
0.8
150—250A
60—160A
150A
1.2
200—300A
100—175A
220A
1.6
350—500A
120—180A
275A
表二焊接电流与电弧电压匹配参数（短路过渡）
焊接电压选择范围（A）
电弧电压（v）
平焊
立焊和仰焊
75—120
18--21
18--19
130—170
19--23
18--21
180—210
20--24
18--21
220—260
21--25
1.5.5碳弧气刨
为保证焊接质量，接料时钢板反面采用碳弧气刨清根，碳弧气刨应采取直流电源、反接电极、碳弧气刨工艺参数可按表一进行选择.碳弧气刨操作时碳棒与工件的倾斜角度应符合表二的要求。
表一碳棒与工件的倾斜角度
刨槽深度（mm）
2.5
3.0
4.0
5.0
6.0
7--8
碳棒倾斜角度
25°
30°
35°
40°
45°
50°
表二碳弧气刨工艺参数
碳棒直径（mm）
电弧长度（mm）
空气压力（Mpa）
极性
电流（A）
气刨速度（m/min）
5
1--2
0.39—0.59
直流反接
250
0.5—1.0
6
1--2
0.39—0.59
直流反接
280--300
0.5—1.0
7
1--2
0.39—0.59
直流反接
300--350
1.0—1.2
8
1--2
0.39—0.59
直流反接
350--400
1.0—1.2
10
1--2
0.39—0.59
直流反接
450--500
1.0—1.2
2、焊接质量检测
2.1质量等级及标准：
一级，二级焊缝的质量等级及缺陷分级应符合下表的规定
质量等级及缺陷分级
焊缝的质量等级
一级
二级
内部缺陷
超声波探伤
评定等级
Ⅱ
Ⅲ
检验等级
B级
B级
探伤比例
100%
20%
内部缺陷
超声波探伤
评定等级
Ⅱ
Ⅲ
检验等级
AB级
AB级
探伤比例
100%
20%
注：
工厂制作焊缝，应按每条焊缝计算百分比，且焊缝长度不足100mm时，应对整条焊缝进行探伤。
2、焊缝外观缺陷的返修方法
2.1对焊缝余高过大、焊缝过宽、电弧檫伤、飞溅、焊瘤等采用砂轮打磨平整。
2.2对于错边采用加焊或砂轮打磨，使焊缝的两边过渡平顺。
2.3对焊缝表面高低差和宽度差，过高或过宽焊缝用砂轮打磨；过低或过窄的焊缝采用信焊条按工艺补焊。
2.4对未焊满，咬边的焊缝采用焊接补焊；焊前该预热的要按规定进行预热，补焊时采用较小的焊接线能，焊后做去氢处理。
2.5对表面裂纹、表面夹渣、表面气孔、弧坑裂纹应按无损检验显示缺陷的处理方案返修。
3、无损检验显示缺陷的返修
3.1根据无损检验的结果，找到缺陷位置，确定缺陷类别，分析原因，制定返修工艺，由有经验的焊工持证返修。
3.2局部加热，碳弧气刨清除缺陷，焊缝两端各刨去50mm，两端应磨成圆口。
3.3补焊前局部预热温度要比规定温度高50度进行预热，补焊时采用较小的焊接线能，第一道焊道的焊接电流略大一些，以保证焊透；严格控制层间温度，道道焊迹应用小尖咀锤打击焊缝，焊后做去氢处理。
3.4磨光返修部位的表面。
3.5无损探伤检验返修部位。
第四节构件焊接变形的预防措施及治理方法
1、焊接变形造成的原因
1.1焊条的材质，性能要与母材相符，均应符合设计要求。
焊条与母材应等强或略高于被焊母材的强度，防止因焊缝金属与母材金属的强度不等，焊后构件产生过大的应力，造成变形。
1.2拼装支承面要保证其水平度，并应符合支承的强度要求不使构件因子中失稳下坠，造成拼装构件焊接处弯曲变形。
1.3焊接过程中要采用正确的焊接规范，防止在焊缝及热影响区产生过大的受热面积，使焊后产生较大的应力，导致构件变形。
2、焊接时应采取相应的反变形措施：
2.1焊接较厚的钢板或构件，可采用焊前预热来提高塑性，降低焊接残余应力和变形。
2.2取正确的焊接顺序，对焊接长度较长的构件如H型钢，箱形梁柱，拼接缝等，应采取分段逐步退焊法或跳焊法进行焊接，使构件的焊接处及周围的金属受热，冷却均匀，减少应力和变形。
2.3刚性固定法：
对塑性较好的低碳钢和低合金钢的焊接构件，焊接时，事先用刚性较大的夹具临时加固，增加刚性后，再进行焊接。
2.4反变形法：
拼装时，可根据施工经验或以试焊件的变形为依据，使构件预先向焊接变形相反方向作适量变性，以达到消除焊接变形的目的。
3、焊接变形的治理方法：
构件发生弯曲和扭曲变形超过质量标准时,必须进行处理,以达到规定的质量标准。
治理的主要方法有机械矫正法、火焰矫正法和机械与火焰混合矫正法。
3.1机械矫正法
矫正时采用顶弯机、压力机矫正弯曲构件。
也可以利用固定的反力架，液压式或千斤顶等小型机械工具矫正构件的变形。
管类材料或构件矫正时，应做专用胎具，防止矫正时把管顶瘪；
3.2火焰矫正法
条形钢构件的变形主要采用火焰矫正，用新的变形来代替原有的变形。
矫正时，加热位置选在构件火焰矫正凸面一侧，加热方法，三角形或线形加热，加热温度700°－800°C之间，严禁超过900°C正火温度；低合金结构钢材料的构件火焰矫正后必须缓慢冷却，必要时可用绝热材料加以覆盖保护，以免增加硬化组织，发生脆裂等缺陷。
火焰矫正构件应根据其变形的方向和大小来确定加热的位置及距离。
3.3火焰矫正法和机械与火焰混合矫正法：
当构件的变形符合下列情况之一，应采取混合矫正的方法：
构件变形比较严重，并且兼有死弯；
变形构件截面尺寸较大，校正设备能力不足；
构件变形形状复杂；
构件变形方向有两个及其以上的不同方向；
第五节涂装
1、构件除锈方法及检验标准
1.1本工程所有构件表面基层处理均采用手工和动力机械除锈或喷射或抛射除锈除锈。
钢结构表面在涂底漆之前，应彻底清楚铁锈、焊渣、毛刺、油污、积水、泥土等。
除锈等级：
手工和动力机械除锈St3级，喷射或抛射除锈Sa2.5级。
1.2构件在安装完毕后，应将预留的未涂底漆的部分或运输安装过程中碰坏的油漆部分，补刷底漆，最后再刷中间漆及面漆。
油漆的涂装底漆刷醇酸铁红底漆二道，然后再刷醇酸铁红防锈中间漆一道。
最后再涂刷醇酸面漆二道。
漆膜厚度140-170um。
1.3检查方法：
用铲刀检查和用现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923规定
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