烷基苯装置加热炉制造与安装工法.docx
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烷基苯装置加热炉制造与安装工法
烷基苯装置加热炉
制造与安装工法
完成单位：
完成人员：
完成日期：
1前言
2特点
3适用范围
4工艺原理
5工艺流程及操作要点
6材料
7机具设备
8劳动组织及安全
9质量要求
10效益分析
11实用实例
1前言
烷基苯装置加热炉制造和安装技术是烷基苯装置成套安装技术的一部分。
过去国内烷基苯装置加热炉均是意大利欧技公司利用美国工业加热炉生产专利技术制造的。
我单位有次于1989年在XXX烷基苯厂脱氢加热炉F301炉施工中利用自身的技术和装备在现场进行制造和安装，克服了Cr9Mo、1.25Cr0.5Mo炉管焊接、热处理、穿管吊装、炉墙吊装、焊接变形等技术难题，获得了成功。
随后在1991年抚顺洗涤剂化学厂加热炉安装工程和南烷二套金桐烷基苯加热炉安装工程中再次应用本项技术进行施工均获得成功，并不断创新完善，渐趋成熟。
该项技术分别于1990年和1996年两度获中建总公司科技进步成果三等奖，经中建总公司组成的专家小组评定，该技术具有国内先进水平，在该项技术多年应用于施工实践的基础上，经过综合分析总结编制了本工法。
2工法特点
2.1充分利用施工现场的条件，改工厂预制为现场制作。
2.2适应性强，利用基础作预制平台，有效地解决了预制场地空间狭窄的问
题。
2.3利用炉管焊接新工艺、穿管法增大地面预制深度，减少高空焊接及固定口数，强化炉管焊接质量保证措施，提高焊接质量。
2.4无论是钢结构制作安装，还是炉管穿管就位，其工艺比较先进，操作简便，成本低、效益好。
3适用范围
3.1烷基苯装置各式加热炉（方、圆、立、卧式）现场制作和安装工程。
3.2其它类似工业加热炉制造和安装的工程
4工艺原理
4.1分片组装法原理
金属加热炉其主体无论是方形的还是圆柱形的一般都是对称的，根据此特点，进行流水作业，对其结构实行分片组装，大大减少了高空作业，不仅安全，工效高，而且节省了吊机，脚手架等费用，在进行分片预制时应根据现场条件进行统筹安排，一般原理是先大后小，先内而外。
另外对于炉壁结构和贮罐壁结构相同的加热炉，其炉壁板安装可按照倒装法施工。
4.2递夺穿管法原理
圆柱形加热炉对流段钉头管的穿管可以在地面上进行，待对流段预制结束后吊装就位即可，而对于方形加热炉来说，其对流段只能在空中进行。
穿管的动力来自吊车和预制好的导链拉伸机构，通过吊车的抬吊，顶伸和导链机构的拉伸使对流段钉头管空管到位，穿管时，钉头管受力应水平，钉头管管端应设有防护措施，同时也便于穿管。
5工艺流程及操作要点
5.1工程流程
5.2操作要点
5.2.1材料半成品的验收：
在预制过程中，班组对材料及半成品应认真验收，所有材料及半成品必须有材质证明书或产品质量证明书，对几何尺寸、质量应按图纸要求认真核对，经验收后的材料及半成品应有明显标记，以防材质混乱，对筑炉材料应按类别、规格、炉号分开堆放，严禁受潮或雨淋，高铝水泥严禁和其它品种水泥混合堆放。
5.2.2型钢预制：
H型型钢预制焊接过程中，应采取有效的反变形措施，同时在施焊时应采用小电流，选用较小直径的焊条，合理选择焊接顺序和坡口角度，以减少其焊接线能量，降低H型型钢焊接变形量，如图1.2所示。
5.2.3钢结构分片预制：
加热炉钢结构在下料前应进行外观检查，不符合规定的要进行矫正处理；放样和下料时，应适当留出焊接收缩余量和切割量，所有钢结构的预制，应进行统一加工，在平台上进行预制，下料钻孔一律采用机加工，孔距间的偏差应小于1mm，梁、柱的不平度应小于5mm，各立柱的跨度偏差不应超过2mm。
框式结构的不平度应小于5mm。
另外保温钉的制作安装也必须符合设计要求或规范，分片预制好的构件应侧立放置防止变形，有时鉴于场地条件受制约，可采取用基础作预制平台的方法进行分片预制，如图3、4所示。
5.2.4加热炉钢结构组装，待基础上的立柱底座板划好线并复查后，用吊车来进行安装，对称两面站立，吊装顺序如图5、6所示每片吊装结束后，用经伟仪找正，并将立柱与底板的连接板焊接完，用经伟仪复核垂直度无误后才进行每片之间的连接角钢安装，铺设钢板并安装端板，立柱的垂直度应不超过其长度的1/1000且不超过12mm，在每片构件吊装就位时，为便于找正，可在底座板上设置限位挡板，待构件找正完毕施焊后，拆除限位挡板如图7所示。
5.2.5炉管的焊接和安装
5.2.5.1Cr9Mo炉管的焊接工艺
（1）焊接方法：
WS+D
（2）焊材：
TIG焊丝牌号AWSER-505φ2.0mm电弧焊条牌号为AWS505-15
有φ3.2mm。
（3）焊接程序：
坡口清理及管口组对预热TIG打底焊填充盖面电弧焊消氢处理外观检查对接焊缝探伤（承插角焊缝探伤）热处理（承插角焊缝探伤）。
（4）接头型式及尺寸要求如图8所示：
坡口、钝边加工全部采用机械加工，为防止焊道根部产生裂纹，将坡口钝边内侧打磨成小圆弧，中大样图“A”所示，焊接操作采用连弧焊，尽量减少接头。
（5）焊前预热要求：
300-350℃，层间温度：
300-350℃，后热消氢处理：
350-400℃，t=1小时。
（6）热处理：
采用履带式加热板，具体规范如图9所示：
附表一：
Cr9Mo管水平固定焊接参数
焊接参数记录
焊缝层次
焊接方法
填充金属
焊接规范
其它
牌号
规格
极性
电流（A）
电压（V）
焊速（cm/min）
1
WS
ER505-15
Φ2.5
DC+
120-125
20-22
9.8
单道
2
D
E505-15
Φ3.2
DC-
80-90
23-25
9.6
3
D
E505-15
Φ3.2
DC-
75-80
23-25
12.9
单道
附表二：
Cr9Mo管垂直固定焊接参数
焊接参数记录
焊缝层次
焊接方法
填充金属
焊接规范
其它
牌号
规格
极性
电流（A）
电压（V）
焊速（cm/min）
1
WS
ER505-15
Φ2.5
DC+
115-120
20-22
10.7
单道
2
D
E505-15
Φ3.2
DC-
110-115
22-24
14.0
双道
5.2.5.2Cr9Mo1与1.25Cr0.5Mo炉管的焊接工艺。
（1）焊接方法：
手工电弧焊，选用焊条E8015B2LΦ3.2mm、Φ4.0mm。
（2）接头型式及尺寸要求如图10所示。
①改局部热处理为整体热处理，采用加热板置于管内，管外保温的工艺，将
集合管上所有承插焊口整体一次热处理，恒温温度改为680-700℃，时间2小时。
②增加角焊缝热前、热后二次探伤拍片，确保焊缝质量。
5.2.6钉头管穿管；应用递夺法进行穿管，先用吊车起吊钉头管，由牵引绳牵引插入孔板内，然后用吊车将钉头管向前顶伸，待伸入对流段管箱1/3处，可利用预先设置好的导链拉伸机构进行水平拉伸，这时，吊车不再向前顶伸，只需托住钉头管，随着钉头管伸入长度的增大，吊车的起吊幅度也应随之相应增大如图11所示。
5.2.7钢结构焊接：
立缝焊接，先焊外后焊内，外面立缝分段焊，每300～400mm为一段，盖面不分段，向同一方向进行焊接；直缝焊接，先焊短缝，后焊长缝，长缝焊接时，焊工应均匀对称分布，由中间向外分段退焊；节点的焊接应采用跳焊；加强板的焊接采用对称焊法。
5.2.8烘炉
5.2.8.1烘炉前应做好下述准备：
（1）加热炉所有工程交工完工，并经验收合格。
（2）烘炉需用的各种管线，消防器材等均应检查合格。
（3）烘炉需用的热工仪表应校验完毕。
5.2.8.2烘炉施工工艺
（1）烘炉前，炉管内应选通入蒸汽暖烘1-2天，当炉膛温度升到约130℃
时，即可点燃喷咀烘炉。
（2）开始烘炉时尽量采用气体燃料，烘炉过程中，升温应均匀，升温速度如图12所示。
（3）烘炉过程中，炉管出口蒸汽温度不应超过350℃。
5.2.8.3烘炉后，应对衬里进行全面的检查，并做如检查记录，如有损坏，
应分析原因并加以修补。
6材料
6.1本工法加热炉墙体使用H350工字钢和各类型钢的质量标准、规格尺寸应符合GB706-88、GB707-88及GB9787-88的标准要求。
6.2炉管材质有10#，Cr9Mo，1.25Cr0.5Mo，质量标准和规格尺寸应符合GB9948-88《石油裂化用无缝钢管》的要求。
7机具设备
以金桐烷基苯加热炉工程F301、F302、F501施工为例。
序号
名称
规格
单位
数量
1
吊车
50t
台
1
2
平板车
40t
台
1
3
吊车
20t
台
1
4
货车
5t
辆
1
5
电焊机
26KW
台
8
6
电焊机
14KW
台
4
7
氩弧焊机
NSA4-300
台
1
8
剪板机
24mm
台
1
9
滚板机
16mm
台
1
10
电动葫芦
5t
台
1
11
手动倒链
5t
台
2
12
手动倒链
3t
台
3
13
手动倒链
2t
台
4
14
千斤顶
10t
台
2
15
千斤顶
5t
台
2
16
卷扬机
3t
台
1
17
半自动切割机
套
1
18
摇臂钻床
Ф27
台
1
19
砂轮机
台
1
20
手提砂轮机
Ф100、Ф150
台
4
8劳动组织及安全措施
以金桐烷基苯加热炉工程F301、F302、F501施工为例。
8.1劳动组织
序号
工种
人数
作业天数
工日
1
铆工
30
150
4500
2
钳工
4
20
80
3
电焊工
12
100
1200
4
气焊工
4
100
400
5
管工
25
60
1500
6
电工
1
10
10
7
油工
3
30
90
8
筑炉工
10
30
300
9
起重工
4
12
248
10
电仪工
10
15
150
11
管理人员
3
合计
105
8478
8.2安全措施
施工现场设立明显的安全标志牌，特别是炉管探伤，必须设置警戒线，建立安全监督岗，监督吊装施工安全，高空作业必须戴安全帽，系安全带，立体交叉作业还必须设有安全网。
9质量要求
9.1施工执行规范、标准
9.1.1管式加热炉工程施工及验收规范（SHJ4004-90）
9.1.2炼油厂管式加热炉技术条件（SHJ1037-84）
9.1.3炼油厂管式加热炉高铝陶粒蛭石轻质耐热衬里工程技术条件（SHJ1045-84）
9.1.4石油化工特殊钢结构工程施工及验收规范（SHJ507-87）
9.2按现行有关标准规范对加热炉几何形状尺寸进行检查，对焊缝进行外观和无损检验，质量控制点如下：
（1）下料尺寸复验成半成品的尺寸复验。
（2）组装尺寸检测，坡口尺寸检测。
（3）焊接质量检验。
（4）筑炉、防火质量检查。
10效益分析
以金桐烷基苯加热炉制安工程为例，因工程全部在现场预制安装，充分利用现场条件采用先主柱后散装法共节约20t及50t吊车台班20余个，预制平台100m2，及各类运输费用，缩短了工期1个月并保证质量，共节约投资21万元，为烷基苯装置早日投产而新增利税77.7万
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