钢烟囱施工方案.docx
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钢烟囱施工方案
1工程概况
1.1工程名称：
制铁炼钢系统节能减排优化配置技术改造工程—烧结机（Ⅳ标段）机尾电除尘及输灰装置机尾电除尘80m/6.5m钢烟囱工程
1.2编制依据
1.2.1中冶长天国际工程责任有限公司提供的施工图纸及设计变更文件（施工图号见：
12.04001007.262.32-29～37）
1.2.2国家现行有关建筑工程规范及标准《工程测量规范》（GB50026-2001）《冶金建筑工程施工质量验收规范》（YB4147—2006）《烟囱工程施工及验收规范》（GB50078-2008）《钢结构设计规范》（GBJ50017-2002）《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）《建筑钢结构焊接技术规程》（J218-2002）《漆膜附着力测定法》（GB1720-79（89））《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923-88）《建筑施工安全检查评分标准》（JGJ59-99）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-66）《建筑施工临时用电安全技术规范》（JGJ46-88）
1.3工程简介
本工程为山西太钢不锈钢股份有限公司烧结改造项目机尾电除尘80m/6.5m钢烟囱，顶部外径为6.5m，烟囱材质为Q345B，从底节标高-1200mm至标高18.800mm，筒体外径为9500mm；由标高18.800mm至标高28.800mm，筒体直径渐变至6500mm，筒壁钢板厚度分别为36、24、22mm。
从标高28800mm至标高78800mm，直径为6500mm，筒壁钢板分别为22、18、14、10、10mm，烟囱总重385吨，安装于-1200mm标高的基础上。
焊接采用E5016焊条或相匹配的CO2气体保护焊药。
钢烟囱内部烟气温度未常温至150℃，烟囱内圆表面设有锚固钉并用挂有60㎜耐高温涂料，外侧刷有机硅类耐高温油漆，共刷五道，即“两底、一中、两面”油漆干漆膜厚度为150μm。
2施工技术要求
2.1材料要求
2.1.1烟囱钢板和部件质量必须符合国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）和《低合金高强度结构钢》（GB/T1591）的规定。
2.1.2
150μm。
钢结构构件应采用喷砂或抛丸除锈，除锈质量应符合《涂装前钢材表面锈蚀等和除锈等级》（GB8923/88）标准的sa21/2级的规定，钢构件油漆采用高氯化聚酚烯云铁底漆二道，高氯化聚酚烯云铁中间底漆一道，高氯化聚酚烯防腐面漆二道，漆膜厚度不小于
2.2工艺特殊要求
2.2.1烟囱所用材料必须具有材料质量合格证书。
2.2.2烟囱是重要的钢结构，全部焊接制成，烟囱制作时，焊工应持有效证件，方可上岗焊接，其合格项目应与施焊项目相符。
2.2.3烟囱采用分节制作，分段组装和吊装的方法施工，由于工艺复杂，质量要求高，所以烟囱制作安装的每道工序，应严格按照工艺技术要求进行进行检测控制，确保烟囱各部尺寸，几何形状、中心线、垂直度的偏差均在允许范围内。
2.2.4筒身焊接均采用坡口对焊，焊缝保证焊透，上下筒垂直焊缝应相互错开200mm以上，筒身不得出现十字交叉焊缝。
2.2.5结构表面涂刷防腐涂料前，应彻底清除浮锈、焊渣、毛刺、油污及泥土等。
3工程目标
3.1质量目标：
一次性验收合格，合格率达到100％。
3.2安全目标：
不发生重伤及以上的安全事故，轻伤安全事故率在3‰以内。
3.3环保目标：
减少环境污染，整料、废料摆放有序，达到文明施工的标准。
4施工准备根据进度需要适时投入劳动力和机具，详见附表一和附表二。
5烟囱制作工艺
5.1筒身制作的工艺流程
材料进场验收放样下料切割环坡口卷板开立缝坡口校圆找正组装和预装焊接脚手架、平台和吊耳
5.2钢材进场验收
5.2.1该工程施工用的钢材必须保证符合设计材质要求，且抗拉强度、伸缩率、屈服强度、冷弯点及钢材中C、S、P的百分率必须符合符合要求，并符合GBJ11-89的规定。
5.2.2对于材料待用必须征得设计院签字认可后，并及时返给工程技术人员，以利于是功德顺利进行。
5.2.3材料验收合格后，必须及时严格安程序办理入库手续，并分类堆放，用不同的油漆颜色区分材质。
5.3放样
5.3.1对筒体进行排版放样，并在制作现场重新放样进行校核，确保制作质量。
5.3.2下料
（a）所有钢板用半自动切割机进行下料、切割坡口。
（b）切割表面质量要求平整光滑，不得有凸起和凹槽，否则要进行打磨和焊补，补焊处要用砂轮打磨光滑。
（c）下好的料要分类存放，并对下料钢板进行编号（如YT-1-4，表示烟囱第一带的第4块板），
以便加工和运输。
5.4卷板
5.4.1板厚为10-25mm的直段及变径段，用40型卷板机进行卷制；板厚为36mm的直段，用80型卷板机卷制。
5.4.2卷板时长度方向加150mm作为加工余量，在组装时用半自动切割机切割去。
需要用厚度不小于40mm的钢板制作胎具压头。
5.4.3卷制每块钢板时都要用钢板进行检查，烟囱壳与样板的间隙≤2mm，样板的长度不小于1500mm，样板采用δ=2mm钢板制作。
5.4.4筒身过渡段的制作
5.4.4.1模具的制作模具制作的质量直接关系到曲面段压制成型的质量。
曲面段是由通过筒体轴线的无数个切面切割筒体所得的素线组成的，模具也必须以此为基础进行制作。
5.4.4.2制作的过程
a、划线、切割是根据计算好的模具用料尺寸进行划线、切割。
b、组焊：
将所下好的模具用料组装在一起、进行焊接。
c、修模处理：
用径向和纬向曲率板进行检查，其曲率半径不得超过2mm。
如有超差时，应采用砂轮机进行修磨。
5.4.4.3冷压成型
a.号毛料：
体板毛料应根据材料规格进行下料，排版，其尺寸应比理论计算的体板尺寸每边再多加50mm。
b.冷压成型：
压型前清除钢板表面的氧化皮及其杂物，压型过程中，应随时清除体板上及胎膜上的氧化皮。
采用多点。
采用多点冷压成型，成型操作时，上模从体板一端逐步移向另一端，上模每次下压应缓慢，第一次下压不要压到底，避免产生过大突变或折痕，体板每压1次移动1次，每次移动留有一定的压延重叠面。
第一次压时，需要用弦长为2000mm压型板检验曲率公差，压型样板与模具的样板数量一样分径向和纬向样板，其控制部位样板与筒体板之间隙应不大于3mm。
c.号净料
I.净料样板的制作按壳板内表面尺寸进行划线，其尺寸公尺要求：
纬向弦长为：
±1.5mm，弧长为±1mm径向弦长为：
±1.5mm，弧长为±1mm对角线弦长为：
±2mm。
II.划净料线：
此次划净料线的体板除划出气割后的边缘线外，应划出检查线（距气割线50mm）和坡口线，并在气割及检查线上打冲孔。
5.4.4.4坡口切割
a.切割前用曲率样板检查体板的曲率，不合格的不要进行切割。
b.正式切割前，应将割嘴移出割线之外，试割200mm长的坡口，检查尺寸是否正确，
合格后开始正式切割坡口
c.坡口表面应光滑，将熔渣、氧化皮清理干净，坡口表面不得有裂纹和分层，若有缺陷应修磨或焊补。
d.坡口切割应满足其公差要求：
角度公差：
β±2.5钝边宽：
α±1.0mm钝边位移：
T±1.0mm
5.4.4.5体板整形所有体板气割坡口后，要重新检查弦长曲率等尺寸，对不符合要求的体板作校形处理，使每块体板的几何尺寸都应符合要求。
尺寸公差如下：
纬向弦长为：
±2.0mm；弧长为：
±2.0mm；径向弦长为：
±2.0mm；弧长为：
±2.0mm；对角线之间间距为：
≤5.0mm
5.4.4.6预组装
a、划线：
根据每带体板的上下圆弧半径在平台上画圆。
b、平台的找平：
根据每带体板分块的数量的2倍，将体板圆周线等分。
用水准仪对所有等分点处的H型钢进行找平，所有标高的差值不得大于4mm。
c、拼装：
吊装第一块体板，利用顶丝进行调节，使其上下圆弧与胎圆周线重合，然后用支撑杆固定起来，进而依次调整剩余体板。
d、拼装完毕后，对其拼装尺寸进行检查，并做好记录，具体拼装尺寸允许误差如下：
用曲率样板检验：
其控制部位间隙≤2.0mm对口错边量≤3.0mm，焊缝间隙0~3mm椭圆度≤25mm将拼装好的体板依次进行编号，并写上校验字样，做好预装检查记录。
⑷卷好的筒身板做临时支架放置和运输，防止钢板变形影响筒身组装的效率。
5.5组装
5.5.1在组装平台上根据图纸进行放样，根据外圆弧线间隔放置0.5m长的H200*200的H型钢，用水准仪调整型钢的水平高度，高低差不大于4mm，在拼装过程中要检查平台是否产生不均匀沉降，出现时要及时调平。
5.5.2平台上放出每带筒身圆弧线，将筒壳的各构件吊至平台上，根据圆弧线进行组装，板与板之间的缝隙要垫上3mm厚垫板并固定。
每个筒身组装完毕后要对几何尺寸和平整度进行复验。
为提高每带弧度的准确性，对每带的等分弦长也要测量校正，用不大于1500mm样板检查，间隙不得大于2mm。
调整后要求如下：
接口错边≤δ／10，且不大于3mm（δ为板厚）筒身圆度：
≤2D／1000（D为筒身的直径）上口中心对预装平台上检查中心的位移≤H／1000（H为筒身高度，筒身上口平面度≤4mm。
5.5.3为方便施工并保证施工安全，需在每带环缝的下边焊接三脚架，并搭设木跳板，跳板需并排搭两层，并设立杆，四周用铁丝围住。
爬梯按图纸制作，并在筒体吊装前将爬梯固定在每段筒体的相应位置。
5.6焊接
5.6.1筒身焊接均采用坡口对焊，焊缝要保证焊透，上下垂直焊缝应相互错开200mm以上，筒身不得出现十字交叉焊缝。
5.6.2钢材应符合国家标准<碳素结构钢>（GB/T1591）的规定。
5.6.3焊缝的坡口形式应符合GB985-88<手工电焊焊接头的基本形式和尺寸>中的规定。
5.6.4焊缝的清根方法采用碳弧气刨和角向磨光机。
5.6.5焊条必须按规定进行烘干，焊工施焊时应将焊条放在保温箱内。
该工程焊接方法采用手工电弧焊或CO2气体保护焊,焊接设备选用ZX-5可控硅整流式电焊机，焊接参数见表1和表2。
手工电弧焊工艺参数表1
焊条直径
（㎜）
焊接电流（A）
电压（V）
施工部位
平焊
横焊
Ф3.2
120～
140
100～
130
24～26
打底
Ф4
160～
180
150～
170
24～26
中间填充或
盖面
Ф5
190～
240
170～
220
24～26
中间填充
气体保护焊工艺参数表2
焊丝直
径
焊接方
法
焊接参数
气体流量L/min
电流
（A）
电压
（V）
速度（㎜/min）
Ф1.2
平焊
280～
340
30～
38
350～
500
50～
㎜
横焊
220～
260
26～
34
280～
450
70
5.6.6焊前彻底清除焊道内及周边的污物和油渍。
焊缝表面不得有裂纹、气孔、焊瘤、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。
5.6.7施焊时应采用合理的焊接顺序，如采用点焊后断焊较长的焊缝，应采用分中对称焊法或分中逐步退焊方法或跳焊法等焊接顺序，减少焊接应力和变形。
5.6.8筒体多段组装时应先焊内环缝，再焊外环缝。
多段整体吊装后的空中拼接内环缝，采用托盘进行蹬踏焊接，具体做法见后。
5.6.9当焊接环境出现下列三种情况中任意一种情况时，如无有效防护措施，禁止施焊。
第一风速大于10m/S
第二相对湿度大于90%
第三下雨或下雪
5.6.10焊缝出现裂缝时，焊工不得擅自处理，应申报焊接技术负责人查明原因，制定出返修工艺后方可处理。
5.7焊接过程中采取的措施
5.7.1由于多层焊道焊接时后层对前层有消氢作用，并能改善前层焊缝的热影响区组织，每一道焊缝焊完后应消除缺陷后才能进行下一道的焊接。
5.7.2每层焊缝的始末端应错开50mm左右。
5.7.3每道焊缝一次施焊中途尽量避免中断。
5.7.4焊接过程中采用锤击消除焊接应力。
5.8烟囱内衬施工方法和技术要求在构件分段组装焊接完毕后立即进行内侧进行内衬施工。
施工顺序为：
先焊接锚固钉，后喷耐高温涂料。
内衬的技术要求：
5.8.1内衬所使用的锚固钉和涂料均应有合格证或质量证明书。
5.8.2锚固钉在内侧间距布置应按设计和国家有关规范要求进行施工，焊缝质量应饱满且牢固，锚固钉应垂直与烟囱的圆筒所接触的切线点垂直。
5.8.3在锚固钉施工合格后方可进行内喷涂，喷涂沿圆筒的弧度均匀施工，成型后喷涂厚度应达到设计要求值且外观检查内侧厚度均匀、美观。
5.9烟囱油漆及编号出厂
烟囱采用喷射除锈，除锈质量应符合标准Sa21/2级的规定，刷漆时，筒体接口留100mm暂不刷漆，装配中心线应有标志线，待分组组装后，按设计要求在焊缝外观检测合格后修补刷漆，全部刷漆必须在整体吊装前施工完毕，减少高空作业。
在制作过程中应将烟囱圆筒的垂直控制标识用油漆画出倒三角，以便于安装队控制圆筒的垂直度。
待构件全部合格且监理工程师验收通过后对构件进行编号，并分类堆放到成品区准备拉运。
6筒体运输、拼装及安装
6.1运输
构件运输采用拖板车运输，构件在制作厂做成半圆分片拉入现场，待运到现场后进行现场拼装。
6.2拼装
在烟囱的南侧、东侧及西侧搭设2个钢平台，用于烟囱底座和筒体的拼装工作。
钢平台应搭设在平整的地面上，平台的标高误差不应大于5㎜。
平台搭设时应考虑在烟囱周围就近拼装，防止发生二次倒运。
烟囱底座及圆筒等构件拼装均应在平台上进行。
每一节筒身安装前必须将休息平台和直爬梯安装焊接完毕，随着筒身安装上去。
6.3烟囱安装
6.3.1测量定位
a.施工测量时，首先向建设单位接受测量控制起算点作为本工程的坐标起算点。
b.安装前将筒体本体的中心线引到基础处固定构筑物上，作为施工阶段的半永久性控制点。
6.3.2烟囱基础复测
a.根据高程控制点和本工程的纵横轴线，对土建的完整的筒体基础标高及轴线位移的进行复测。
b.测出结果报监理审核，确认无误后进行对筒身底板进行安装。
6.3.3筒体底座吊装
a.在安装前测量人员用水准仪对基础各螺栓杆之间的空档的标高进行复测，并留有测量记录。
将记录发给安装班，铆工根据测量记录用钢板来垫标高。
钢板尺寸为150×180mm，待垫完后用
水准仪逐一复查,合格后方可进行底座安装。
b.烟囱底座分三段出厂，每段的弧度为1200，烟囱底座的总重量为26t。
采用50t液压吊来完成烟囱底座三段的吊装作业。
具体吊装参数为：
吊车臂长为21m；作业半径为9m；起重量为10t。
吊装就位调整完毕后方可进行焊接作业。
6.3.4筒体的安装顺序
80m钢烟囱筒身共40带，每带高度为2m,的安装顺序为：
由低向上进行安装。
6.3.4.2烟囱分段吊装吊装从四个方面考虑
1保证质量；
2减少高空作业保证安全；
3要用机械化吊装作业；
4提高经济效益。
待底座安装完毕后，开始进行第一带的安装工作。
在安装前拼装班组必须也按照由低向高原则进行拼装，拼装的速度必须跟上安装的速度。
具体吊装如下：
a.▽-1.2m～▽8.8m标高段，共5带，筒身壁厚为36mm的钢板，直径为9.5m,每带自重为17t，吊装采用QU70履带吊来完成，吊装参数为：
臂长为L=27m，作业半径为R=10m，起重量为Q=18.75t;
b.▽8.8m～▽18.8m标高段，共5带，筒身壁厚为25mm的钢板，直径为9.5m,每带自重为11.7t吊装采用QU70履带吊来完成，吊装参数为：
臂长为L=45m，作业半径为R=9m，起重量为Q=18.9t;
c.▽18.8m～▽28.8m标高段，共5带，筒身壁厚为22mm的钢板，直径由9.5m变径到6.5m,每带平均自重为8.7t，吊装采用QU70履带吊来完成，吊装参数为：
臂长为L=54m，作业半径为R=11m，起重量为Q=11.3t;
d.▽38.8m～▽48.8m标高段，共5带，筒身壁厚为18mm的钢板，直径为6.5m,每带自重为5.8t，吊装采用220t液压吊来完成，吊装参数为：
臂长为L=67.8m，作业半径为R=16m，起重量为Q=12t;
e.▽48.8m～▽58.8m标高段，共5带，筒身壁厚为14mm的钢板，直径为6.5m,每带自重
为4.5，吊装采用220t液压吊来完成，吊装参数为：
臂长为L=67.8m，作业半径为R=16m，起重量为Q=12t;
f.
▽58.8m～▽78.8m标高段，共10带，筒身壁厚为10mm的钢板，直径为6.5m,每带自重为3.3t，吊装采用220t液压吊来完成，吊装参数为：
臂长为L=89m，作业半径为R=16m，起重量为Q=4.6t。
每带就位后对好口电焊工必须焊接八个点，每个点的长度不小于500mm。
钢烟囱吊装示意图见图1,钢丝绳选用Φ25.4mm及Φ18mm,型号为6×37+1，长度为6.0m,各位四根。
图1:
烟囱吊装示意图
6.4安装焊接在筒身对口工作完成后开始进行焊接工作，由于处于高空，为保证安全操作需在安装前必须做一个吊盘（内外侧）具体见图2。
由于焊接设备及作业场所的限制只能采用手工电弧焊和CO2气体保护焊的方式来焊接。
焊缝打底和盖面采用手工电弧焊，中间填充采用CO2气体保护焊，焊条及焊丝采用E5016及H08MnH焊丝。
钢烟囱的环缝及立缝的坡口示意图见图3。
焊接参数见表3和表4。
手工电弧焊工艺参数表3
焊条直径
（㎜）
焊接电流（A）
电压（V）
施工部位
平焊
横焊
Ф3.2
140～
120～
24～26
打底
焊丝直
径
焊接方
法
焊接参数
气体流量L/min
电流
（A）
电压
（V）
速度（㎜/min）
Ф1.2
平焊
300～
340
30～
38
350～
500
50～
㎜
横焊
250～
270
26～
34
280～
450
70
气体保护焊工艺参数
注：
考虑到电焊机的二次线最长可达100m，电流应比地面制作大10～20％。
160
150
Ф4
170～
180
160～
170
24～26
中间填充或
盖面
Ф5
200～
220
190～
225
24～26
中间填充
表4
6.5涂装在安装前对钢烟囱筒身及其他构件按图纸设计的要求进行面漆涂刷工作，筒身带与带的环缝处待焊接完毕后，用角向磨光机将构件打磨平整后刷耐高温底漆，待24h干燥后进行下到油漆的涂装工作。
6.6烟囱灌浆及沉降观测点设置
6.6.1烟囱灌浆
6.6.1.1灌浆料选用的灌浆料。
6.6.1.2灌浆料在现场搅拌，在灌浆的基础附近选一干净平整的空地，在空地上铺2㎜厚的铁皮与地面隔离，在铁皮上拌制灌浆料。
灌浆料的拌制比列为10㎏灌浆料配比1.0～1.6㎏水水选用干净的自来水或地下水，加水的多小根据灌浆料的流动性确定，要保证拌制好的灌浆料能自由流动。
6.6.1.3灌浆前必须将基础上的杂物清理干净，将垫板电焊牢固，将地脚螺栓的压板和螺帽焊完，需用灌浆的基础周围用模板支护好，经监理或甲方进行检验后确认合格后，用水将基础充分湿润厚方可进行灌浆施工。
6.6.1.4灌浆时从烟囱的外侧倒入灌浆料，使之自由流动至烟囱底座下的里面，严禁从烟囱的内外侧同时灌浆，灌浆料流动不畅时可以加水调整或用竹条进行拖拉，保证灌浆料充分灌满烟囱底座。
6.6.1.5在灌浆的过程中根据规范要求留置标准试块，以待检验其强度。
6.6.2沉降观测点的设置
6.6.2.1钢烟囱在安装到40m时必须设置沉降观测点，在烟囱距基础1m高的部位且在900、1800、2700、3600方向与烟囱烟囱外表面垂直焊接月200mm长的镀锌角钢，在角钢上焊12mm不锈钢铆钉头，作为沉降观测点。
6.6.2.2沉降观测点做完后，记录原始的标高数据，以后每安装10m测量一次并记录下来，烟囱安装完后，一个月内每周观测一次，半年内每月观测一次，记录每次沉降量并留有记录。
观测和记录有专人进行。
6.6.2.3烟囱安装过程中有专人使用同一台固定的测量仪器进行观测，，烟囱的垂直度及标高观测和记录有专人进行。
6.6.2.4烟囱安装过程中每带烟囱安装时都应控制烟囱的垂直度、同心度（圆度），安装过程中及时观测和发现烟囱囱身产生偏差，应及时在安装过程中纠偏，具体为在安装下一带囱身时，根据测量的数据，通过在囱身倾斜的反方向切割囱身，以达到修正垂直度的目的，在切割修正过程中要
求用两台经纬仪在四周不同的角度观测烟囱的垂直度。
7技术质量措施
7.1在焊接工作中加强钢材和焊材德尔管理，并严格执行焊前交底制度，是焊接质量始终处于受控状态。
7.2钢材除锈8h内必须办理隐蔽并涂刷油漆，涂层要求均匀、物流追。
油漆漆膜必须达到设计要求。
现场需要施焊部位不得在工厂涂刷油漆。
7.3特殊工种必须持证上岗，规范操作。
外用工必须经考试合格后方可上岗。
7.4雨雪天应停止露天作业，雨雪天过后及时清理平台范围内的积水；4级以上大风天气露天焊接应保护棚挡风。
7.5加强工序检查，不合格工序严禁转序。
重点控制外观质量、几何尺寸和坡口尺寸。
7.6结构运输和安装过程必须做好成品保护措施，对于磨损的油漆必须不刷底漆、中间漆及面漆，为保证外观，带安装完毕后统一刷一面面漆。
7.7焊缝坡口间隙偏差大时，不得采用添加钢筋或铁块等方法处理，应及时通知技术人员订出补救措施。
焊接过程中出现裂缝，应马上停止施工，找明原因方可继续作业。
7.8钢烟囱施工过程中所使用的测量仪器、钢尺等必须有年检合格证并在有效期内，测量仪器必须有专人管理及专人进行复测。
7.9钢结构所用的E5016的焊条，在使用前必须在烘干箱烘干，烘干温度为350℃～380℃，保温时间为1.5至2h，烘干后应缓冷放置于110℃～120℃烘干箱内存放、待用；使用时放在保温筒中，电焊条在大气中防止时间超过4h应重新烘干；焊条重复烘干的次数不能超过两次。
7.10本工程水平面和立面的对接焊缝等级均为二级，在电焊工焊接完毕后，应组织探伤人员对其进行无损检测。
合格后方可下到工序施工。
8安全文明施工措施
8.1安全技术措施
8.1.1按《建筑施工安全检查标准》JGJ59—99和安全操作规范的要求组织标准化施工，施工过程中应结合实际，正确执行公司制定的各种安全措施，强化
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