空分设备安装施工方案Word格式.docx

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五、安全措施：

9

焊接情况及相关标准10

一、焊接概况及执行的相关标准10

二、对焊工和无损检测人员的要求10

三、对焊接材料及辅材的要求10

四、对焊接、探伤设备的要求10

五、焊接工艺评定10

六、铝合金管道的焊接11

七、冷箱内铝合金设备的组焊11

八、冷箱的焊接12

九、冷箱外管道（碳钢）的焊接12

十、焊接检验12

十一、焊缝的返修13

十二、焊接安全注意事项13

空分分馏塔安装14

一、冷箱内管道安装施工用机具。

14

二、冷箱内设备安装焊接16

三、分馏塔安装结束后工作16

一、工程概况

本公司承建的16000nm3/h空分制氧工程，专业性较强，质量要求高。

该工程设备由中国空分公司总成套，杭州制氧机厂生产，空压机系统由阿特拉斯供货。

主要工作量：

空气透平压缩机及空气过滤系统一套，分子筛系统一套，空、水冷系统一套，分馏塔系统一套，循环水系统一套，透平膨胀机系统二套，低温液体储槽一套。

二、设备施工方案

（一）分馏塔系统设备安装

1、分馏塔设备以铝制设备为主，由杭州制氧机厂制造，关键设备主要集中在主塔，粗氩I塔，粗氩P塔，纯氩塔及四台换热器的安装就位，其它的设备因较小，可以和其他的设备穿插进行；

2、安装顺序

安装前准备→切割封头→塔内容器支架组对焊接→下塔、粗氩Ⅱ塔、过冷器支架就位→吊装过冷器→吊装主换热器→吊装粗氩P塔下部→吊装下塔与冷凝蒸发器→吊装液氩蒸发器→吊装上塔下部→吊装粗氩P塔上部→吊装纯氩塔下部→吊装粗氩Ⅱ塔上段→吊装上塔上段→吊装粗氩I塔→

支架、拉架焊接及其他小容器的安装就位→液氧、氩泵的安装→膨胀机的安装

3、技术措施

分馏塔是整个空分系统大关键设备之一，主塔由制造厂分三段发送，上塔分二段，塔体直径为F2800X14，总高度达30米，重约45吨，下塔与冷凝蒸发器组合重约21吨，塔体直径为F2800X18/F3572X14，高度约为18米，上塔下段底标高为20.11米。

所以安装前应认真检查氮封情况，确认正常后，按图纸尺寸将试压封头切割，并初步打磨焊口，做好脱脂防护措施，以免杂质吊入塔内。

安装时，先将下塔就位在底座上，用铅垂线在塔四周检查其垂直度，如不垂直，可在其底座下衬垫簿钢板，使其垂直度不大于1/1000。

找正后，垫铁应与下塔支架支撑的底板焊牢；

再吊装上塔上段与冷凝蒸发器组对，用铅垂线在上塔四周找正垂直度，使其偏差值小于0.5mm/m（在0度、90度、180度、270度的轴线上测量），此外，保证组对焊接质量，使该焊口100%探伤一次性合格；

最后吊装上塔上段，进行上塔焊口的组对焊接，施焊前也应使其垂直度小于0.5mm/m，且全高不小于15毫米。

焊接合格后，应用拉架加以固定。

粗氩P塔的组对垂直度小于0.5mm/m，且全高不小于15毫米内。

纯氩塔塔体垂直度允许10mm，其他设备均为压力容器，多为封闭出厂，容器内部进行了脱脂和氮封处理，其安装时，坐标和管口方位符合安装图纸工艺的要求，设备的垂直度偏差不大于1/1000。

纯氩塔、主塔、粗氩Ⅱ塔、安装完毕后应及时进行气压试验

4、设备安装中的注意事项

1）凡图纸中注明氮封保护出厂的容器设备，安装前必须认真的检查氮封压力，如有异常现象，应认真做好记录，并反映给有关人员，切勿急于安装。

在保证期内，具备合格证且包装完整的压力容器，在安装前，可不单独进行压力实验，否则，应按图纸要求进行强度试验或气密性试验，介质为干燥的无油的空气或氮气；

2）所有的压力容器、阀门及其附件，在安装前必须是清洁干燥和不 

沾油污的，铝制件的脱脂严禁使用CCL4，推荐用全氯乙烯或三氯乙烯，凡与氧或富氧介质接触的非铝制作容器、阀门、管道及各忌油机械均用CCL4脱脂，脱脂结果的最终签定方法和标准，按照有关技术文件的规定；

3）吊装铝制设备，应采用保护措施（如索具外套橡皮管，索具间用支撑撑开），以防止损坏设备，安装过程中，应采取包扎等临时措施，以防止雨水、灰尘、焊渣、机械杂质等落入设备内及油脂污染。

4）安装时注意塔的标高、方位。

5）冷箱内的容器伐门、管道及相应的支架，冷箱内表面以及基础表面待安装结束后，均不得沾有油脂，否则应进行去油处理。

（二）透平膨胀机在出厂前已经完成成套装配，各相关部件的间隙和公差已按技术文件中所指示的值进行控制，机组的吊运，安装的具体方法和要求，按照随机图纸和杭氧厂厂标JT5-9-8510透平膨胀机的说明书中的规定执行。

（三）空、水冷塔在吊装前必须把平台、梯子组对焊接好，减少高空作业，做好吊装前的准备工作，安装时注意标高、方位，必要时要采取防风措施，其安装垂直度不应大于1/1000，且不超过30毫米；

（四）分子筛吸附器及加热器的安装，循环水系统的安装按照JBJ29-96《压缩机、风机、泵安装工程的施工及验收规范》及图纸要求进行施工；

（五）主厂房系统的空气透平压缩机安装

本空压机（带增压机）由阿特拉斯制造，出口空气压力为1.03MPa，

Q高压=21500M3，总重量86吨，电机由西门子厂制造p=8500KW，

V=6000V，总重21吨。

本空压机的安装质量关系到整个空分工程能否连续运行。

按照常规的要求不进行拆除，现场安装质量确保的几点：

1）基础验收；

2）设备的找平，垫铁的敷设、灌浆；

3）同心度的找正

根据图纸结合设备实测尺寸对基础进行复测验收，外观检查不得 

有裂纹、空洞等缺陷，螺栓孔内的碎石、水泥等，必须清除干净，需要二次灌浆的基础表面，应铲出麻面，麻点深度不小于10毫米，密度以每平方米内3~5点为宜，其它尺寸必须符合图纸、规范要求。

设备的找正应根据随机资料来敷设垫铁，垫铁在灌浆前要点焊牢固，采用灌浆料进行灌浆，确保机组的平稳运行及缩短时间，以空压机为基准找正，其纵、横向安装水平安装水平偏差不应大于0.05/1000。

电机纵向安装水平应以空压机为准进行找正调平，压缩机与电机之间找正时其同轴度应符合设备技术文件的规定。

同轴度找正是将两个半联轴器暂时互相联接，在联轴器四周上装设专用工具，用百分表进行测量，将两个半联轴器一起转动每转90度测量一次，记录5个位置的径向测量值（a）和轴向测量值（b），并分别记录同一直径两端的两个百分表bⅠ和bⅡ，当在测量值a1=a5及b1Ⅰ—b1Ⅱ=b5Ⅰ—b5Ⅱ时，应视为测量正确，测量值为有效。

4）安装顺序

基础验收→铲碾基础平面→冷却器的就位→电机初步位→压缩机初步定位→压缩机基础灌浆→电机精找定位→油管安装

三、质量保证措施

施工执行规范及标准

GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》

JBJ23-96《机械设备安装工程施工及验收通用规范》

JBJ29-96《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》

JBJ30-96《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》

HGJ203-83《化工机械安装工程施工及验收规范》通用规范

HGJ203-83《化工机械安装工程施工及验收规范》化工用泵

HGJ209-83《中低压化工设备施工及验收规范》

HT0027-85《大型空分设备安装技术规范》工厂标准

HTA1107-93《大型空分设备安装技术规范》杭氧标准

杭氧及其它厂家提供的制造及施工图、安装说明书等。

1）坚持按图施工，按规范办事，谁施工谁负责质量的原则，严格执行施工验收规范，质量检验标准及制造厂提供的安装使用说明书；

2）施工中遇到的设计、材料、设备制造等问题时，施工人员不得擅自决定处理，必须向施工负责人反映，会同有关单位人员商定解决并留有书面的依据；

3）施工中认真执行工序检查制度，做好“自检、专检、交接检”的三检制度，并按要求填写原始检查记录，工序的交接，隐蔽交接，基础交接，单机与联动试车交接，要做好施工记录和交接记录，并有交接人签定，重要部位必须由建设单位或监理单位盖章；

4）施工人员应认真做好施工技术记录，记录应及时、准确、完整，不弄虚作假，不搞“回忆录”，施工过程中发现的质量缺陷、质检人员有权停止继续施工，整改后由质检员复验确认方可施工，不合格品或永久性缺陷，按不合格品控制程序处理；

5）施工中使用的量具、器具等，应符合有关规定。

四、安全保证措施

在空分装置安装过程中，除坚定执行一般工程施工需遵守的安全技术规程和措施外，考虑到空分设备体积大、高度高，怕碰、禁油等特点，高空多层作业多，制定相应安全技术措施，以确保工程施工中人员及设备安全；

1）施工人员必须接受建设单位厂区安全、防火、制度治安保卫和厂规厂法教育，本套空分建于原空分装置的边缘，施工现场的一切动火地点必须符合安全动火的规定，与原空分有联系的安装工程，必须落实安全措施后方能施工，施工现场必须具备消防用具；

2）酸洗、脱脂用的酸、碱CCL4等化学用品储存使用必须严加注意，要设专门空间储存，由专人负责保管、发放，使用时必须具备良好的通风条件，使用者必须带好防护用品，防止中毒；

3）吊装设备的所有绳索、工具使用前都应仔细检查、确认无误后方可投入使用，设备安装安放应平稳、垫实。

五、劳动力安排

钳工4~6人起重工5人

电焊工2人架子工4人

氧气管道焊接施工技术要点

XX16000Nm3/h空分工程氧气管道输氧量16000Nm3/h，压力为0.25MPA，管径为DN500的20#钢与1Cr18Ni9Ti不锈钢。

1．《锅炉压力容器焊工考试规程》

2．《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规程》

3．《压力容器无损检测》

4．《氧气相关气体安全规程》

施焊焊工须取得《锅炉压力容器焊工考试规程》相关与现场施工项目的合格证，探伤人员须取得《压力容器无损检测》要求探伤人员的资格证。

焊接材料进库前应进行相关检验，项目大致为“材质证明、化学成份、

力学性能、出厂批号、出厂炉号、出厂日期与质量保证书等”，

１．氩弧焊丝必须具有制造厂的出厂合格证，并按规定做好标识，在干燥条件下

分类存放，做到随用随领，以免用错。

2.电焊条也须经过规定的温度烘干后（J422，A132，焊条烘干温度为150

℃~200℃，恒温时间1~2小时），存放在保温筒内，随用随取。

电焊

条外观应无药皮脱落，锈蚀等现象。

3.氩弧焊使用的氩气纯度不得低于99.99%。

直流氩弧焊机1台

直流电焊机2台

焊接时充氩机具1套

探伤设备穿透力为15mm以下1套

焊接设备、检测设备应完好，各项性应满足工程施工要求，决不允许带

病作业。

焊接作业指导书以焊接工艺评定进行编制，并发与施焊焊工。

若改变相应焊接施工参数，则作业指导书亦作相应修改。

焊接工艺评定：

焊接工艺评定一览表

序号焊接工艺评定编号母材材质焊材牌号焊接方法适用范围

584E011-110#J422SMAW1.5~12mm

1．焊接坡口加工亦采用机械方法，也可采用等离子弧、氧炔焰等热加工方法，加工坡口后必须除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层，并应将凹凸不平处打磨平整。

所有管道的焊接一律采用氩弧焊打底（TIG）电焊（SMAW）盖面。

2．焊材选用：

20#与20#为H08Mn2A+J422

20#与16MnR为H08Mn2A+J427

20#与1Cr18Ni9Ti为HCr20Ni9Ti+A302

3．焊前所有焊丝表面应无锈、油，焊条应按照相关规定进行烘干并应在使用过程中保持干燥。

4．焊件组对前应将坡口及其内外侧表面不小于母材两侧大于50mm内的油、漆、垢、锈、毛刺及镀锌层等清除干净直至露出金属本色，且不得有裂纹，夹层等缺陷。

坡口以图纸上为准，在图纸无明确情况下按有关规范执行。

5．管子与管件对接焊缝组对时，内壁应齐平，内壁错边量不宜超过管壁厚度的10%，不应大于2mm，外壁最大量为3mm。

6．焊后进行外观质量检查，及内部质量检查，其探伤数量、检查执行标准符合相图纸与规范。

1CR18NI9TI与同类、异类材质的焊接

1．焊材选用：

1Cr18Ni9Ti与1Cr18Ni9Ti为HCr20Ni9Ti+A132

1Cr18Ni9Ti与16MnR为HCr20Ni9Ti+A302

2．不锈钢焊件坡品两侧各100mm范围内，在施焊前应采取防止焊接飞

溅物沾污焊件表面的措施。

3．氩弧焊打底焊接时，焊缝内侧应充氩气或其分保护气体，或采取其

他防止内侧焊缝金属被氧化的措施。

4．焊接时应采取合理的施焊方法和施焊顺序，施焊过程中应保证起弧和

收弧处的质量，收弧时应将弧坑填满，多层焊的层间接头应错开。

5．管子焊接时应防止穿堂风。

6．在保证焊透和熔合良好的条件下，采用小电流、短弧焊、快速焊和

多层多道焊工艺，并应控制层间温度。

7．其他同上。

8．焊接施工现场环境要求：

湿度小于８０％

风速小于５ｍ／ｓ

雨天应有防雨措施。

９．焊后清除表面焊渣，外观质量并且符合ＧＢ５０２６－９７外观检

查要求，探伤数量符合ＧＢ５０２３５－９７，５％Ⅱ级要求。

１０．焊后及时报监理审查，及时进行下道工序的工作。

1.电焊机、氩弧焊机等焊接设备的机壳都必须可靠接地。

焊接设备的

安装、修理和检查须由电工进行，焊工不要私自拆修设备。

2.焊工应正确穿戴劳动防护用品。

磨削钨棒时，应戴口罩、手套。

磨

完后须洗手。

敲铲焊渣和清除铁锈时，应戴好手套和防护眼镜。

3.焊接场所必须有防火设备，易燃易爆物品距焊接场所至少10米以

上。

4.焊工在高空作业时，应严格采取预防措施，防止液态金属的飞溅，

防止火灾的发生或灼伤下面的操作工人。

5．氧气瓶和乙炔瓶应小心轻放，安全运输，夏季露天作业时，应防止

直接受烈日曝晒，以免引起气体膨胀而发生爆炸事故。

所以夏季作

业时氧气瓶和乙炔瓶必须放在凉棚内。

6．射线探伤区域应放置安全警戒线，以免闲人进入。

空分冷箱施工方案

冷箱板的安装是分馏塔系统安装的第一步，冷箱板施工的好坏将直接影响到下一道工序的安装质量，也影响到冷箱内静设备吊装、就位，工艺管道的安装。

该分馏塔是由杭州制氧机厂提供的散装到货冷箱，整个箱体由基础框架、上、下冷箱、加高冷箱、顶盖加高冷箱、板式冷箱以及平台、梯子、栏杆等组成。

整个冷箱高度为55.6米，总重量310吨，冷箱外型尺寸为：

7800X12000X12000/7800X9600X39000/4800X5200X6450毫米，施工难度大，高空作业多。

主要工作包括：

配合二次灌浆；

冷箱结构架、壳体、平台、栏杆、梯子安装、焊接；

系统吹扫、气密泄露试验。

1、《制冷设备、空分分离设备工程施工及验收规范》JBJ30-96

2、《大型空分设备安装技术规范》HTA0027-85

3、《大型空分设备安装技术要求》HTA1107-93

以及杭氧提供的图纸（1084k、10000）、说明书。

三、施工前准备

1、熟悉图纸，了解冷箱及平台梯子的尺寸结构、重量，明确施工技术规范和技术要求，以及施工现场的具体布置、设施情况，应考虑设备、工艺管道的安装；

2、做好冷箱基础的交接验收工作，其表面混凝土水平度不应超过5/1000，全长上的标高偏差不应超过15毫米，基础底板的水平度不应超过1/1000；

3、进行设备的开箱验收工作，按装箱单进行清点，检查其包装状况，外观质量，核实零部件的品种、规格、数量等，做好检查记录；

4、采取适当的防护措施，妥善保管，严防变形、损坏、锈蚀或丢失等现象；

5、了解必要的安全措施。

6、制作安全可靠的吊耳，以及冷箱板吊装的吊点。

四、施工顺序与施工技术要求

1、冷箱板的施工顺序见冷箱及设备吊装施工方案；

2、为减少高空作业，在安装冷箱板时，相邻面可在地面上预拼装成整片，并进行必要的组对、焊接，每片对角线长度误差及四边垂直度误差按下表

（1）规定；

第一带前面板1与2，4与5，后面板9与10，11、12、13组合吊装，3号冷箱板暂不安装，作为预留口（用16号槽钢加固），待塔内预制管道挂管完毕后再封口；

第二、三、四带箱板的前后面分别以四块箱板组合吊装，左右面以三块箱板组合吊装，加高冷箱63、64、65、66，板式冷箱顶盖59、60、61、62，顶盖冷箱67~76分别为一整体组合吊装。

冷箱外平台、梯子的支撑的组对焊接，架子的搭设可在冷箱地面上预拼装时进行。

3、技术要求

1）所有箱板均应按照图纸尺寸进行施工，冷箱面板每片对角线长度及四边垂直度的允许偏差应符合规定。

2）箱板安装时，基础底板与骨架型钢间可用簿钢板衬垫来调整箱板上端面水平，所衬垫的钢板，其宽度应与相应的型钢尺寸相同。

每安装一层必须及时进行测量、校正，符合规定要求，才能进行焊接，此外还必须要防止焊后变形，做好原始记录工作，箱板稳定后方可安装下一带箱板；

3）箱板外表面为连续密封焊，内侧为间断焊，间距150mm，焊缝长50mm，并符合外观检查要求，达到规范的三级要求（具体详见焊接施工方案），保证冷箱的气密性要求，骨架间的安装螺母与螺栓应点焊牢；

4）分馏塔平台的标高的允许偏差不应大于10毫米，各立柱的铅垂度不应大于1/1000，全长上的标高偏差不应大于10毫米。

平台、梯子、栏杆的安装可根据需要现场修正，焊接应美观、牢固；

5）冷箱安装结束后，即可进行二次灌浆，清除表面焊渣和锈蚀，涂上环氧脂富锌底漆，外表涂环氧银粉漆

1、各通道口、预留口等需设置明显标志；

2、施工现场应配备消防器具，必须取得动火证方可动火；

3、高空作业时必须佩带安全帽，安全带，严禁乱抛工具等物品，工具等必须放置稳当的地方，以免坠落，严禁手拿物品攀登；

4、冷箱高空焊接时，要防止火星落地造成火灾，同时施工时还要注意风向等；

5、安全缆绳要绑扎牢固，不影响下一块箱板的吊装；

6、施工现场要合理布置，便于吊机的作业与机具、设备进场。

焊接情况及相关标准

一、焊接概况及执行的相关标准

16000Nm3/h空分装置的设备和管道大部分属于压力容器和压力管道范畴，冷箱内主要材质为铝镁、与铝镁锰合金（LF2、LF4），冷箱外主要材质为碳钢（20#）、不锈钢（1Cr18Ni9Ti）。

每种材料的厚度为3-12mm。

而且铝母材在服役过程中压力比较低但温度却为450K。

不锈钢材质在服役过程中压力为16MPa，相对以往工程来说，其中优以铝的焊接难度大，质量要求高，我们必须严格按照国家有关标准和设计图纸的要求进行施焊，以确保焊接质量。

焊接施工中应遵守以下标准或规范：

1.《压力容器安全监察规程》

2.《锅炉压力容器焊工考试规程》

3.《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-98）

4.《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》（JBJ30-96）

5.杭氧标准《铝制空分设备管道安装焊接技术条件》（HTA5411-90）

6.《压力容器无损检测》（JB4730-94）

二、对焊工和无损检测人员的要求

1.参加本工程施焊的焊工必须按《锅炉压力容器焊工考试规则》的要求进行培训和考核，并取得相应项目的合格证；

焊工所承担的焊接项目必须与考试合格项目相符。

2.参加本工程无损探伤的检测人员必须具备劳动部门签发的无损检测（RT、PT）Ⅱ级资格证书，并承担相应合格项目的检测工作。

三、对焊接材料及辅材的要求

1.铝氩弧焊丝必须具有制造厂的出厂合格证，并按规定做好标识，在干燥条件下分类存放，做到随用随领，以免用错。

2.电焊条也须具有制造厂的出厂合格证并经过规定的温度烘干后（J422，A132，焊条烘干温度为150℃~200℃，恒温时间1~2小时），存放在保温筒内，随用随取。

电焊条外观应无药皮脱落，锈蚀等现象。

四、对焊接、探伤设备的要求

1.焊机上的电流表、电压表、气体流量计等须经计量部门检验合格后方可使用。

2.各类焊机必须在正常的情况下方可使用，决不允许带病作业。

3.本工程必须配备下列焊接（探伤）设备

（1）手工钨极交流氩弧焊机NSA-500型2台

（2）手工钨极交流氩弧焊机NSA-400型2台（3）直流电焊机AX-320型或AX-500型5台

（4）交流电焊机BX-330型5台

（5）射线探伤机XXQ-200型2台

XX-150型2台

五、焊接工艺评定

焊接工艺评定的有关参数是制定现场焊接工艺的重要依据。

因此，焊接工艺评定对实际焊接工作具有很大的指导意义；

公司焊接金属试验室为空分工程制作了下列焊接工艺评定：

1Z89-071LF2LF11TIG1.5~16mm

2R98-015LF2ER5183TIG1.5~16mm

3R98-016LF4ER5183TIG1.5~16mm

4R98-017LF2+LF4ER5183TIG1.5~16mm

584E011-110#J422SMAW1.5~12mm

六、铝合金管道的焊接

1.焊前准备：

按杭氧标准HTA5411-90标准执行。

特别需要注意的是应将焊接坡口两侧内外各≥50mm范围内的油、氧化膜等杂物清理干净，并打磨出金属光泽。

焊接应尽可能地在室内进行，以防止风、雪、雨等不良气候的影响。

2.焊接工艺要求：

除按HTA5411-90标准要求进行外，还需注意以下几点：

（1）焊接材料的选用：

LF2+LF2选用焊丝LF11

LF4+LF4选用焊丝ER5183

LF2+LF4选用焊丝ER5183

（2）铝合金焊接时周围环境的空气湿度不得大于70%，否则应采取防湿措施。

（3）为了保证焊接质量，铝合金管道焊口尽量采用转动焊口焊接。

焊接宜采用大电流快速施焊法，焊丝的横向摆动不宜超过其直径的3倍。

（4）壁厚大于等于4mm的水平固定管道环焊缝，壁厚大于或等于5mm的垂直固定管道环焊缝及壁厚大于等于6mm的管道转动焊缝应考虑采用嵌入环式不锈钢垫环。

焊接时采用不锈钢环时，不得将垫环熔化，如果垫环熔入焊缝，应将该部位焊缝金属铲除后方可施焊。

（5）焊接时应保持一定的环境温度，当环境温度低于5℃，且板厚大于8mm时，焊前应进行100℃~150℃预热。

（6）铝及铝合金管道手工钨极氩弧焊推荐用规范见下表：

板厚

mm焊丝直径

mm钨极直径

mm喷嘴直径

mm氩气流量

L/min焊接电流

A焊接层次坡口形式

2.5338~108~1060~1001无坡口

33310~128~1080~1001无坡口

443~410~128~12100~1401无坡口

54412~14