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工艺金属结构

第一部分钢结构常用材料

1、型材、板材、管材

1、普通型钢分为热轧和冷轧两种，其中热轧最为常用。

2、型材按其断面形状分为：

圆钢、方钢、角钢、槽钢、H形钢、工字钢和扁钢。

型材的规格以反映其断面形状的主要轮廓尺寸来表示。

型钢规格标示方法：

型钢名称

断面形状

表示方法

实例

圆钢

○

直径

φ10

方钢

□

边长

□10

扁钢

厚度*宽度

—10

工字钢

工

高*腿宽*腰宽

I16

槽钢

[

高*腿宽*腰厚

[20

H钢

高*宽度*腹板厚度*翼板厚度

H300*150*8*16

等边角钢

∟

边宽*边宽*边厚

∟75*75*5

不等边角钢

长边*短边*边厚

∟50*40*4

3、掌握普通型钢截面示意图

2、板材

分为普通钢板、镀锌钢板、塑料复合钢板和不锈钢耐酸钢板。

厚板﹥4.0mm 薄板≤4.0mm

表示方法：

宽度*长度*厚度

3、管材

一般用于钢结构的为焊接钢管。

主要用于栏杆扶手常用。

外管径*壁厚

4、其他

钢结构制安中常见其他材料：

1、花纹板：

按表面花纹的不同，分为扁豆形、菱形、圆豆形。

表面不同形状的花纹板，在同等厚度下单重不同。

2、钢格栅板：

主要用于平台板、梯子踏板铺设。

可以成型外委加工，也可现场制作。

标准图中的重量为不含镀锌层重量，计算是要增加镀锌层重量，或是要求厂家提供重量。

第二部分工艺金属结构安装

在设备安装工程中，无论是传动设备或静止设备，除设备本体外还有一部分与之相关联的金属结构件需要制作安装。

工艺金属钢结构有很多形式，如：

设备检修平台、操作平台、有关的直梯，斜梯，盘梯；有些设备需要的漏斗、料仓；锅炉设置的烟囱；各种管路架空需要的管廊钢结构及柱子；设备需要的框架结构；还有火炬及排气筒等均属于工艺金属结构安装范畴。

1、工艺金属结构的种类

（一）设备框架、管廊柱子、桁架结构、联合平台

1、设备框架

可以支撑静止设备或传动设备在某些特定环境中安装使用，框架有矩形或正方形，具有一定的跨度、高度。

2、管廊柱子

在石油、化工生产装置中，各种管线纵横交错，不同规格、直径的管线支撑于管廊架上，成排的柱子支撑着管架。

管廊有单层结构，多种规格的排管安装其上；也有双层结构、或多层结构。

管廊的支撑柱有型钢结构与钢板结构（标高较低的管廊）两种形式。

钢板组焊成的柱子，由对称的两块翼板与中间板焊接而成（类似工字钢），可作为较低标高的管廊支柱用。

型钢焊制成的柱子，由槽钢、角钢、钢板组焊而成。

3、桁架结构

桁架结构是由上弦、下弦和腹杆等构件连接起来的格构式体系。

有三角形、梯形、多边形和平行等多种形式。

4、联合平台

为便于多台设备的操作、维护和检修，统一安设有联合平台。

联合平台有的是在一个水平标高位置上，有的则高低错落，由梯子联通连起来，多见于非标容器或塔类设备。

定义解释：

联合平台是指2台或2台以上设备的几个平台互相连接组成的便于操作检修使用整体平台。

计算工程量时，应包括联合平台上的梯子、栏杆、扶手的金属重量。

（二）设备支架、梯子、平台

1、设备支架

（1）卧式设备支架。

这种支架一般为鞍式支座、由护板（加强版）、横向直立筋板、轴向直立筋板和底板构成。

鞍座的包角和宽度随卧式容器筒体直径的增大而增大，其底板尺寸应保证基础的混凝土不被压坏，一般来说，每台设备有两个鞍式支架。

（2）裙式支座。

为立式塔类设备下部支撑的裙形底座。

（3）小型机械设备支架。

这种支架一般由型钢制成，成水平设置或阶梯形设置，设备的机体和电动机、减速机安装于其上。

有的卷扬设备、螺旋输送机等都安装在型钢支架上。

2、梯子、平台

平台与梯子是互相联系的。

平台的用途：

一种是供设备检修、操作用的平台；另一种是供爬高人员休息用的停留平台。

操作人员依靠梯子上、下通行。

梯子有直梯、斜梯、盘梯等。

盘梯主要用于球形储罐、气柜类设备由底至顶的攀登。

（三）漏斗、料仓、烟囱

1、漏斗

由型钢作骨架，钢板焊于骨架上，用以溜送粉末或颗粒物料。

漏斗的形式很多，有料仓式漏斗、矩形漏斗、圆形漏斗等。

2、料仓

料仓用于储存煤、粮食、建筑材料等散料，有方形、矩形、圆柱形等结构。

3、烟囱

钢烟囱由钢板卷制而成。

根据排烟的要求，有不同直径和高度的烟囱，普遍用于锅炉房的排烟。

（四）火炬及排气筒

火炬及排气筒是石油化工装置中的大型钢结构设备。

用于将连续或间断地排放的尾气（可燃气体）燃烧后成为无害气体，排放到大气中。

这些可燃气体包括用于燃烧后剩余的部分及生产停车、发生事故时需要排放的废气。

将这些废气送入火炬总管燃烧掉，或由高耸的排气筒排放到大气中。

这是保证安全生产的一项重要措施，也是减少化工废气对周围环境污染的重要手段。

送往火炬系统的排放气，先由装置区的管路进入气液分离罐进行气液分离，在这里分离出来的凝液，用泵送往不合格油储罐。

排出气则送往火炬，从火炬头喷出在大气中燃烧。

火炬筒头上安装有点火烧嘴（长明灯）经常燃烧，排放气不论何时出来，均能燃烧。

另外在点火烧嘴上设有点火设施，从地面上就可以点燃火嘴。

在烟囱的底部设有水封装置，以防止回火。

火炬及排气筒有塔式、拉线式、自力式三种。

塔式是最常用一种形式。

其中多数是塔架扶直自立式筒体，也有少数是塔架支撑悬挂式筒体。

火炬筒及排气筒可用钢板卷制而成，也可用无缝钢管、不锈钢管制成。

火炬及排气筒塔架是用型钢或钢管组焊成一定高度的塔架，均为碳钢结构。

火炬筒或排气筒固定树立于塔架中心。

火炬筒顶部安装有火炬筒，做火炬燃烧排气用。

（1）钢管制塔架。

钢管塔架结构一般制成截面为三棱体的空间桁架，它由各种规格无缝钢管焊接的竖杆、横杆、斜杆等组成。

塔架高度由设计而定。

几何断面形状为三棱体塔架，内有爬梯、平台；维修人员可从底部由爬梯通向顶部平台。

由于塔架为变截面结构，截面的尺寸随不同尺寸随不同高度而改变。

（2）型钢制塔架。

型钢塔架由于用工字钢、槽钢、角钢制成，其断面一般为四方形空间桁架结构。

高度一般为50~120m。

其截面尺寸根据高度不同逐渐变小。

为便于维修操作，塔架应安装花纹板平台。

（3）风缆绳式火炬、排气筒的结构为立式筒体，靠筒体安设引火管、导火管，火炬筒顶部安装有点火头组件。

筒体底部固定在混凝土基座上，用6根缆绳固定。

这种火炬设两套点火系统：

自动点火系统及手动点火系统。

2、工艺金属结构的制作、安装

（一）一般工艺金属结构的制作、安装

1、安装工程中金属结构工程的制作

一般是在现场加工制作或者在由承担设备制造任务的厂家制作完成后运到安装现场进行安装。

制作生产程序一般包括钢材堆放仓库设置、平台放样、平直加工、半成品仓库、装配铆焊、油漆和建立成品堆放库等一系列工作。

2、一般工艺金属结构件的安装

（1）较低位置结构件安装。

这里指一些设备支座及一些不大的结构，如设备支架、料仓、烟道，较低位置平台、梯子等。

这些结构件可用机械或半机械方法将其运至安装地点，然后在基础上就位，紧固地脚螺栓或焊固。

（2）标高较高的结构件安装。

有些设备安装就位后，设备的顶部需要安设备构件，这些设备金属构件用半机械或机械吊车起吊、安装。

也可以在地面上预制组装完后，再用吊车将其整体起吊安装。

1）平台、梯子的安装。

静止设备周围安设的平台、梯子，根据具体情况可以采用与设备在地面安装好后作为一个整体吊装；也可先将设备本体吊起，然后再安装平台、梯子。

2）烟囱安装（吊装）。

有分节安装和整体吊装两种方法。

锅炉房的小规格钢制烟囱可以用吊车一次整体吊装竖立。

对安装高度高、直径达，由连接的烟囱，可用吊车分段吊装安装。

（二）火炬及排气筒的制作、安装

火炬及排气筒均包括塔架、筒体、平台梯子三部分，另外在火炬顶部还装有火炬头。

火炬及排气筒的组装包括制作与组对焊接。

一般施工工序为：

塔架分片组对焊接；筒体滚圆成型、组队焊接；火炬及排气筒整体组装、焊接；平台梯子制作安装；火炬头的安装。

塔架为火炬及排气筒最重要的支撑部分，一般由塔柱、腹杆、横杆组成。

此处仅介绍塔架的制作、安装。

3、工艺金属结构除锈、刷油

为了防止工业大气、水及土壤对金属的腐蚀，钢结构外部涂层是防腐蚀的重要措施。

（一）、除锈：

表面处理的好坏直接关系到防腐层的防腐效果。

1、钢材表面原始锈蚀分为A¥B¥C¥D四级。

2、钢材表面除锈质量等级分为：

手工或动力工具除锈St2、St3两级；喷射或抛射除锈Sa1、Sa2、、Sa3四级。

3、金属表面处理方法

为了使钢材表面与涂层之间有较好的附着力，并能更好地起到防腐作用，涂层前应对金属表面进行处理。

钢材表面处理方法主要有手工手法、机械方法和化学方法三种。

（1）手工方法：

使用于较小物件表面及没有条件用机械方法进行表面处理的设备表面。

即用砂皮、钢丝刷或废砂轮将物体表面的氧化层除去，然后再用有机溶剂如汽油、丙酮、苯等，将浮锈和油污洗净即可。

（2）机械方法：

适用于大型金属表面的处理。

有干喷砂法（广泛使用的方法）、湿喷沙法、密闭喷砂法、抛丸法、滚磨法和高压水流除锈法。

（3）化学方法：

将金属件在酸液中进行侵蚀加工，以除掉金属表面的氧化物及油污等。

4、实际图纸中会明确钢材需要进行的除锈等级和方法，依据要求计取费用即可。

（二）、刷油

刷油是安装工程施工中一项重要的施工内容。

钢结构经除锈后即可再其表面刷油。

涂覆方法：

1、涂刷法2、喷涂法、浸涂法、电泳涂装法

第三部分工艺金属结构计算规则

1、工艺金属结构计算规则

1、各类金属构件均按设计图纸尺寸，不扣除孔眼和切角所占重量。

2、多角形联结筋板，应以图示最长边和最宽边尺寸，按矩形面积计算。

3、联合平台：

2台或2台以上设备的几个平台互相连接组成的便于操作检修使用的整体平台。

计算工程量时，应包括联合平台上的梯子、栏杆、扶手的金属重量。

4、设备平台是指单台设备的操作使用平台。

计算工程量时，应包分别计算其平台、梯子、栏杆扶手等相应项目的工程量。

（花纹板，格栅板，矩形，扇形，以吨位计）

5、单台设备上不同空间的几层平台不属于联合平台，应属于平台。

6、工艺金属结构安装定额中已经考虑了安装时焊接和螺栓连接增加的重量，不再另行计算。

7、设备支架主要是指，在施工现场制作的以型钢为主体的支腿式、托（吊）架式以及单台设备配用或多台设备共用的底座式型钢构架，也包括单件重量大于100kg的管道支架（管廊结构、桁架式结构除外）。

设备支架应包括支座和支架辆大类。

前者通常是在设备制造过程中完成，组于设备本体或作为设备部件到货现场组焊，属于静止设备制作安装范围（如常见的卧式容器鞍座、立式容器和塔类的裙座、支撑式支座等）。

8、设备支架制作安装定额子目以每组重量划分步距，每组支架的确定：

应构架施工图设计确定。

一般情况下，支腿式、托（吊）架式应以一台设备为一组；大于100kg的管道支架（不论落地式或悬臂式）以一个管架为一组；而对于底座式型钢架，不论用于支撑单台设备或多台设备，只要设计为一个整体结构，就应视为“一组”。

9、金属结构制作与安装的划分比例。

制作比例大，安装比例小，具体见附表（2009年全统吉林省定额交底材料）：

项目

设备框架

管廊

桁架

单梁

20m内

20m上

钢板

型钢

3t内

5t内

5t上

制作占基价（%）

安装占基价（%）

项目

联合平台（重量t以内）

斜梯栏杆扶手

螺旋盘梯扶手

花纹

格栅

花纹

格栅

扶手

制作占基价（%）

安装占基价（%）

10、大型金属构件吊装时需要的临时加固件，根据批准的施工方案计算加工件的工程量，执行“设备整体吊装加固件”定额子目。

11、桁架、框架、管廊等构件安装在土建基础上，需要二次灌浆时，执行《机械设备安装工程定额》相应子目。

12、定额中不含大型吊装机械时，应按实发生进行签证，与定额中机械换算。

13、格栅板系成品供货时，全统定额基价表乘以系数，中油定额基价表乘以系数，主材格栅板的重量不得计算损耗率。

14、角钢擗八字按角钢圈煨制基价表乘以系数。

15、型钢煨制胎具以圈为计量单位。

一个工地同时煨制多个同样材料、规格、直径的型钢圈，应计算一次胎具。

16、钢结构计入主材时，要考虑损耗率。

（扇形，其他）

17、组装平台铺设与拆除（如果有要体现在施工组织设计中，并签证）

2、工艺金属结构除锈刷油计算规则

1、全统定额：

一般钢结构（包括吊、支、托架、梯子、栏杆、平台）、管廊钢结构以“100kg”为单位，大于400mm的型钢及H型钢结构以“10m2”为单位；中油定额：

刷油防腐工程中金属结构以“100kg”为计量单位。

2、钢结构划分为一般钢结构、管廊钢结构、H型钢制钢结构（包括大于400mm以上各种型钢）三个档次。

3、一般钢结构包括：

梯子、栏杆、支吊架、平台等。

4、 H型钢制钢结构包括：

各种H型钢及大于400mm以上各种型钢组成的钢结构。

5、管廊钢结构：

除一般钢结构和H型钢结构及规格大于400mm以上各类型钢，余下部分的钢结构。

6、标志色环等零星刷油，其人工乘以系数。

7、当安装高度距离地面6米以上，其超过部分人工、机械增加相应系数。

8、除锈分为手工除锈（铁砂布）、动力工具除锈（砂轮片）、喷射除锈、化学除锈。

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