大型塔类设备组焊方案.docx
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大型塔类设备组焊方案
大型塔类设备组焊方案
山东东明石化集团股份
100万吨/年延迟焦化装置
大型塔类设备现场组焊安装
施工方案
中国石油天然气第六建设公司
东明项目部
二00五年8月
审批栏
项目部审批意见：
同意按照方案执行。
胡文兵蒋平国
刘昌东
审批：
谭梦君
建设单位审批意见：
审批人：
（公章）
年月日
1工程概况
1.1工程简介
山东东明石化集团投资新建的100万吨/年延迟焦化装置中的焦化分馏塔T1102、V1101、T1201、T1202、T1203、T1204等6台设备直径大、设备金属重、高度高，整体组焊后运输不便，采纳设备制造厂家分段到货、我方现场组焊的方式进行安装。
为节约投资，依照建设单位的安排，塔段运抵现场后选用CKE2500型履带吊车吊装。
四台塔的分段情形以及设计条件见下表1.1-1、1.1-2。
依照设备的实际情形采纳焦化分馏塔分6段、其它设备分2段吊装，空中组对、焊接的方式安装。
表1.1-1100万吨/年延迟焦化装置现场组焊设备一览表
位号
设备名称
设备部件
规格（mm）
材质
重量
数量
分段位置（m）
V1101
原料油、加热炉进料缓冲罐
底段
φ4200×41067×（14+3）/16
20R/20R+0Cr18Ni10Ti
40t
1
0~19.57
上段
47t
1
19.57~41.77
T1201
吸取塔
底段
φ1600×44153×（16+3）/（14+3）/（12+3）/（10+3）
20R+0Cr18Ni10Ti
30t
1
0~21.55
上段
28t
1
21.55~44.15
T1202
解吸塔
底段
φ1600×40005×（16+3）/（14+3）/（12+3）
20R+0Cr13Al
27t
1
0~19.53
上段
28t
1
19.53~40
T1203
再吸取塔
底段
φ1400×33703×（12+3）/（10+3）
20R+0Cr13Al
18t
1
0~17.05
上段
23t
1
17.05~33.7
T1204
稳固塔
底段
φ1800×42707×（14+3）
20R+0Cr13Al
30t
1
0~21.41
上段
32t
1
21.41~42.71
T1102
焦化分馏塔
第1段
φ4800×59647×（14+3）
20R+0Cr18Ni10Ti/20R+0Cr13Al
10.4t
1
0~4
第2段
50t
1
4~19.32
第3段
52t
1
19.32~34.28
第4段
37t
1
34.28~43.3
第5段
34t
1
43.3~52.
第6段
24t
1
52.3~59.27
表1.1-2六台塔要紧设计条件一览表
位号
名称
介质
设计压力（MPa）
射线探伤比例
合格等级
焊后热处理
容器类别
V1101
原料油、加热炉进料缓冲罐
减压渣油
0.33
20%
Ⅲ
否
一类
T1102
焦化分馏塔
油气
0.28
100%
Ⅱ
否
一类
T1201
吸取塔
汽油、干气
1.48
100%
Ⅱ
否
一类
T1202
解吸塔
汽油等
1.48
100%
Ⅱ
否
一类
T1203
再吸取塔
柴油、干气
1.42
100%
Ⅱ
否
一类
T1204
稳固塔
汽油等
1.48
100%
Ⅱ
否
一类
1.2工程特点
1.2.1分段到货的塔类设备几何尺寸大，高度高，且施工工期短，现场组焊、安装施工安装技术含量高，需采纳大型吊装设备进行作业。
1.2.2塔类设备均布置在装置区东西走向的轴线上，仅有一条施工通道供大型吊车行走。
现场施工场地狭窄，部分设备需在距离设备就位地点250m的装置北面的预留空地处进行摆放，二次倒运至设备基础处进行空中组对安装。
1.2.3设备吨位重，均需采纳大型履带吊车吊装作业，进行空中组对，高空作业以及交叉安装多，对安全的要求高。
1.2.4现场组装、焊接工作量大。
1.3编制依据
1.3.1中国石化洛阳石油化工工程公司设计的设备图纸及有关技术文件
1.3.2质技监局锅发[1999]154号《压力容器安全技术检察规程》
1.3.3GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》
1.3.4HGJ211-85《化工塔类设备施工及验收规范》
1.3.5JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》
1.3.6JB4730-94《压力容器无损检测》
2施工程序
施工技术预备→塔段进场检查验收→二次倒运至设备基础周围→基础检查验收、地脚螺栓尺寸核对→设备梯子、平台安装、附塔管线安装、临时组对平台栏杆安装→垫铁摆放→塔底段吊装就位→找正、找正→塔上段等由下往上依次空中组对、环缝焊接→焊接质量检查→二次灌浆→设备试压、基础沉降观测→竣工验收
3要紧施工方法
3.1原则施工方法
3.1.1考虑到施工现场的实际条件，六台塔安装采纳一台250t履带吊车主吊、一台50t履带吊溜尾进行吊装，空中组对焊接。
分段吊装的塔第一将塔段倒运至基础邻近后，先将底段吊装就位并找正、找平，而后依次将上段（其中分馏塔为第2、3、4、5、6段）吊至空中组对，进行环缝焊接。
吊装过程详见《山东东明石化集团股份100万吨/年延迟焦化装置大型设备吊装施工方案》。
3.1.2分段到货的设备吊装需用250t履带吊和一台50t履带吊和一台25t汽车吊完成空中组对的全程配合。
安装时采纳正装法将各段按由底往上的吊装顺序进行吊装。
3.1.3每段筒体到货后需用2吨的钢材进行临时平台搭设：
用角钢L75×782m在设备内部和外部搭设组对临时平台，并制作钢栏杆，设置安全网待安装完毕再拆除，并进行组对口处的内件组焊。
3.1.4分段到货的设备筒体的直径过大，为了防止筒体在吊装过程中发生变形，每段筒体的两端组对口都要加“米”字支撑和弓形板固定加强，以保证筒体的椭园度，便于对接环缝的组对，为此每段要用1.6吨钢材来进行加固措施。
每段筒节吊装的吊耳全部采纳管轴式吊耳，并将吊耳设置在筒体的外壁，100%磁粉探伤。
3.1.5分段到货的设备进场倒运至现场后，现场制作马鞍座将设备垫起，进行梯子平台安装。
由于设备多，需要用10吨的钢材进行制作。
3.1.6设备就位采纳垫铁安装。
3.2施工预备
3.2.1组织塔组对焊接安装施工人员熟悉施工图纸及有关规范要求，并对施工班组进行技术交底，使其明确并把握塔组对、焊接、安装施工程序及安装质量要求。
3.2.2因施工场地狭窄，须在距离设备就位地点250m的装置北面的预留空地处进行摆放，，待设备完成吊耳焊接、内外临时组对平台搭设后用250吨吊车吊装，以便腾出平台进行下段预制，并另行铺设δ20厚施工平台80m2进行梯子、平台的预制，然后用250吨吊车倒运至设备基础处进行安装。
设备堆放场要用碎石铺设300毫米厚500平方米的场地，并用150根枕木进行垫护。
塔段进场前做好施工现场的“三通一平”，专门是应使设备运输通道畅通，做好现场平面布置，清理出作业面。
3.2.3制作设备环缝组对用三角支架、吊装加固件、工卡具、胎具等。
3.2.4检查施工机具及手段用料和施工用水、电的预备情形，在两处预制、组焊平台处设置4个500A的配电箱，电缆过马路处穿长9m、DN100的无缝钢管做套管8处，套管两边埋设枕木供大型施工车辆通过。
3.2.5现场预备两个集装箱，内用∠63×6角钢120m制作货架，用以存放设备零部件及配件。
3.2.6预备好必要的检测工具及施工记录表格。
3.3塔段进场摆放及检查、验收
3.3.1由于塔类设备到货时刻较晚，而现场钢结构差不多施工完毕，塔段到货后存放在装置区西东面预留空地处，组焊前将塔段二次倒运至设备基础旁进行摆放好。
3.3.2在有关人员的参与下对到货塔段进行清点、验收。
到货的塔段应符合设计要求并附有完整的出厂技术文件，塔的材料和零部件必须附有项目齐全的材料质量证明书（抄件）、产品质量证明书和质量技术监督部门的质量安全监检证书。
3.3.3对设备的外观进行检查，看是否存在划痕、锈蚀及变形等情形。
3.3.4对比装箱单及设计图样，对设备的外形尺寸、管口方位等进行检查；对设备内件及附件的规格、尺寸及数量进行清点验收并作好记录。
3.3.5塔现场组焊前应对其结构尺寸以及制造质量进行复验。
结构尺寸承诺偏差应符合规范要求。
对复验不合格者，应提交有关单位，进行处理合格后，方可进行组装。
3.4塔组对的预备工作
3.4.1塔组对前应对分段处坡口加工的尺寸和质量进行检查，坡口面上不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷，并对坡口进行100%渗透探伤。
3.4.2凡坡口不符合要求者需通过整形修整后，方可进行组装。
不锈钢复合板若采纳氧乙炔修理坡口，应用机械的方法除去端面及热阻碍区缺陷，并注意切割时复层应朝下。
严禁将切割的熔渣落在复层上。
3.4.3塔段吊装前将不阻碍设备的吊装的梯子、平台安装到塔体上；空中组对的塔在组对口下方约1m处在塔体内用钢跳板搭设焊接平台，在塔体外搭设组对平台，见附图1。
为保证焊接质量，在组对平台处用编织布搭设防风、防雨棚以及挂置安全网。
3.4.4空中组对的塔段沿下段筒体对口处沿圆周外壁均布8块限位挡板（规格为300×80×16），焊接长度不小于80㎜。
在上下段距对口约150㎜处每隔约1000㎜设置圆孔螺母（自加工，应与自加工的生活卡配对），并与下段限位挡板相互错开。
3.4.5在各塔段上同一水平面互成90°的两个方位上引出上、下两个通过塔中心且有测量标记的测点件；标出塔段上的纵向组装基准线。
3.5基础的交接、验收
3.5.1塔安装前，应对基础进行交接验收。
基础上应明显画出标高基准线及纵横中心线，基础外观不得有裂纹、蜂窝、空泛及露筋等缺陷。
基础各部尺寸及位置承诺偏差应符合规范要求，同时应核对基础地脚螺栓位置与塔底座相对尺寸一致。
3.5.2基础混凝土强度应达到设计要求，安装前应将基础表面清理洁净，放置垫铁处（至周边50mm）应铲平，铲平部位水平度承诺偏差为2mm/m。
3.6垫铁放置
3.6.1塔安装找正、找平采纳调整垫铁来进行，垫铁规格经运算后加工并应在基础处理合格后进行摆放。
3.6.2每根螺栓旁至少应有一组垫铁且尽量靠近地脚螺栓，垫铁组应成对使用斜垫铁且斜向应相向使用，其搭接长度不小于全长的3/4。
每组垫铁一样不超过4块，高度操纵在30～100mm范畴内；斜垫铁下面应有平垫铁。
3.6.3设备调整后垫铁应露出设备支座底板外缘10～20mm，垫铁组深入长度应超过地脚螺栓，且应保证设备支座受力平均；地脚螺栓的紧固应平均对称。
3.7塔底段就位与找正、找平
3.7.1塔组焊前预备工作就绪后，进行塔底段就位。
塔底段就位采纳250t履带吊主吊、50t履带吊溜尾方法进行安装。
3.7.2塔底段就位后，应按基础上的安装基准线对应设备上的基准测点在同一平面内互成直角的两个方向或两个以上方向上对设备的安装标高、中心线位置、方位以及垂直度进行调整测量。
塔段垂直度的调整和测量的方法为：
用两台经纬仪在互成90°的两个方位上对应塔段上预先作的测点进行，注意塔体垂直度的调整和测量不应在一侧受阳光照耀或风速大于4级的条件下进行。
3.7.3空中组对的塔底段找正找平后及时将组对口处未安装的降液板等放入塔内。
3.8塔现场组焊安装
3.8.1底段找正找平后进行上一段塔段的吊装。
当组对口将要碰到时，吊车停止下落，按照塔段上的纵向组装基准线进行对中、找正，然后用加减丝、生活卡等工卡具调整对口间隙及错边量，同时用经纬仪在互成900的两个方位上指挥调整上段的垂直度（整体吊装的塔同）。
3.8.2塔环缝组对通过工卡具调整对口间隙及错边量。
对口错边量承诺值为10%s+1且不大于6mm。
对口间隙为2～4mm。
3.8.3筒体组装后，施焊前将坡口表面及内外侧不小于20mm范畴内的表面清理洁净。
点固焊长度在30～50mm范畴内。
3.9环缝焊接
3.9.1正式焊由四名焊工对称布置，首尾追逐。
焊接过程中，应随时注意焊接变形，每焊完一层，测一次垂直度（直线度）并依照垂直度（直线度）的变化，改变焊接起始位置以利用焊接收缩变形对垂直度（直线度）进行微调。
筒体全部组焊完成后，还有偏差，用调整斜垫铁的方法进行垂直度进行调整，使之符合规范要求。
3.9.2焊接必须严格按照规定的焊接工艺进行，见《焊接工艺卡》。
3.9.3焊接过程中在设备人孔处设置轴流风机向设备内部送风，以排除烟尘，幸免缺氧，内部照明使用安全行灯，采纳安全电压。
3.10焊接检验
3.10.1外观检查
3.10.1.1焊缝表面及热阻碍区，不得有裂纹、气孔、夹渣、弧坑、凹陷及熔合性飞溅等缺陷。
3.10.1.2焊缝系数为1（T2301、T2302、T2303、T2304）的焊接接头，焊缝表面不承诺有咬边；T2201焊缝：
咬边：
深度<0.5mm，总长度不超过焊缝全长10%且连续长度小于100mm。
3.10.1.3对接焊缝焊宽按比坡口宽度两侧各增加1-2mm确定；焊高为0-3mm。
3.10.1.4焊后错边量：
不大于10%壁厚+1mm。
3.10.2无损探伤
筒体组焊焊缝无损检测要求详见设计图样要求，并符合JB4730-1994《压力容器无损检测》中合格要求。
3.11焊缝返修
3.11.1返修前要先对缺陷进行定位。
当缺陷位置距外侧表面不大于板厚的1/2时，应在外侧进行返修；否则，可从内侧进行返修。
3.11.2碳弧气刨清除缺陷时，刨槽底部应修磨成U形，槽长不得小于50mm。
3.11.3返修后的焊缝应修磨成与原焊缝差不多一致，并按原无损检测要求检验。
3.11.4焊缝返修工艺与正式焊接工艺相同。
同一部位返修次数不宜超过二次，当超过二次时，须经施工单位技术负责人批准。
3.11.5及时将焊缝返修次数、部位和无损检测结果等记入返修记录中。
3.12内件安装
筒体组对前先将塔盘支撑件（如降液板、受液盘等）放入塔内，待设备组焊、检验合格后组装、焊接塔内件。
3.13二次灌浆
塔组焊完成并找正找平后，经检查验收合格应作好隐藏工程记录，将垫铁层间点焊并及时进行二次灌浆工作。
二次灌浆按有关规定执行。
3.14压力试验
3.14.1采纳立式进行压力试验，试验介质为洁净水，水中的Cl-的含量不超过25mg/L。
水压试验前在每个塔基础上打上四个沉降观测点，在塔基础旁选择一个基础沉降观测的水准基点。
3.14.2水压试验前应将塔内清扫洁净，现场组焊处未安装的降液板等安装好；将塔组对时所搭设的脚手架等临时设施予以拆除；检查塔体与其它构件之间的连接是否是断开或活连接。
3.14.3水压试验应在无损检测合格后以及塔内件安装之前进行。
同时地脚螺栓应紧固完毕，隐藏工程经检查合格，塔体垂直度测量完毕，二次灌浆已完成。
3.14.4试验前设两块精度为1.5级，量程为被测压力1.5～2倍且经校验合格的压力表分别置于塔的最高处和最低处。
塔体上除进水管和塔顶放空口外，其余管口用盲板封死。
3.14.5采纳多级泵连接临时水管向塔内进水，在塔底抽出口处接临时管线配以消防水龙带将塔内的水排出装置外。
塔内充满水后用试压泵进行升压。
3.14.6塔充满水后，应保持48小时，对基础作沉降观测并作记录。
然后缓慢升压至设计压力，确认无泄露后缓慢升至规定的试验压力，保压30min，对所有焊缝及塔体接管与盲板连接部位进行检查。
然后降至规定试验压力的80%，保持足够时刻进行检查。
无可见专门变形、试验过程无异响、无渗漏、无压降（以塔顶压力表为准）为合格。
3.14.7水压试验合格后对焊缝进行20%渗透检测，应无裂纹等缺陷。
3.15基础沉降观测
3.15.1六台塔容积大、重量重，按照规范要求作基础沉降观测。
3.15.2用多级泵向塔内充水，在充水前、充水1/2、充满水后作48小时基础沉降观测；在放水1/2、放水后还应测量基础的回升情形。
3.15.3在试验过程中，应详细记录基础下沉和回升情形，并填写“基础沉降观测记录”。
4质量、HSE保证措施
4.1质量保证措施
4.1.1施工过程中要严格按照ISO9002质量保证体系运行，全体施工人员应明确各自的质量责任。
4.1.2按照公司《压力容器质量保证手册》的要求建立压力容器现场组焊质量保证体系并保证质量体系的有效运转，严格按照《压力容器安全技术检察规程》的要求进行压力容器现场组焊施工。
4.1.3施工前应对施工人员进行技术交底，使他们熟悉每道工序的安装要点和安装质量要求；施工过程中应坚持自检、互检和专检相结合制度，严格工序检查，不合格不得进行下一道工序。
4.1.4施工人员必须严格按照施工部署进行作业，施工过程中必须作好施工原始记录，并有检测人员签字。
4.1.5分段到货的塔段必须通过严格的验收，其出厂合格证明书以及制造单位所在地的质量技术监督部门颁发的质量安全监检证书必须齐备。
4.1.6压力容器现场组焊必须与当地的质量技术监督机构及时取得联系并同意监检，设备竣工验收时，需有当地质量技术监督部门颁发的质量安全监检证书。
4.1.7检测过程中所用的计量器具必须有合格证。
并在检验有效期内使用，所用的测量器具的精度等级应满足检查、测量的需要。
4.2HSE保证措施
4.2.1严格遵守国家颁发的《建筑安装工程安全技术规程》以及公司、建设单位、项目部颁发的安全生产有关制度。
4.2.2塔段以及零部件吊装时，需统一指挥，操作者对信号不明确时，不能随意操作，并在吊装区域内设置戒备标志。
4.2.3施工中必须佩带必备的各种劳动爱护用品，高空作业所搭设的脚手架必须牢靠，杜绝探头板。
脚手架搭设完毕经安全员确认后方可投入使用，HSE措施需用手段用料见第8.4条。
4.2.4高空作业必须配带安全带，工具袋装，幸免坠落伤人；放置好辅助工具如焊条筒、焊渣锤等，严防坠落伤人，焊条头及时放入焊条筒内。
严禁高空作业时随意向地面或塔内抛掷物品。
4.2.5各种施工机具设备应经安全员的确认后方可操作，且应按照操作规程正确操作。
4.2.6设备内部施工照明必须采纳安全电压，并由专职电工接线。
4.2.7进入设备内部前需打开所有人孔并安装轴流式通风机保持通风，幸免缺氧；进入设备内部后，应有专人在一旁监护。
4.2.8现场应文明施工，材料或半成品堆放整齐。
焊条头应放入现场指定的垃圾桶内，边角料、废料及时归堆，焊条包装盒、袋等及时清理。
下班前及时清理场地，做到整洁有序。
4.2.9电焊机、烘干箱等用电设备可靠接地，焊把线、手套等绝缘良好。
地线应接在焊件上，不得设置在法兰密封面、阀门或其它易损坏的管配件和电仪设备上。
5劳动力安排打算
工种
铆工
电焊工
气焊工
起重工
司机
测量工
辅助工
人数
36
22
12
8
5
2
30
备注：
以上人员不包括梯平栏预制、安装人员
6施工设备及要紧施工手段用料
6.1要紧施工机具
序号
机具名称
型号规格
单位
数量
备注
1
履带吊
250吨CKE-2500履带吊
台
1
2
履带吊
50t
台
1
3
汽车吊
35t
台
1
4
汽车吊
30t
台
1
5
汽车吊
25t
台
2
6
卡车
9t
台
1
7
空气压缩机
2V-1.5/7
台
2
气刨清根
8
可控硅整流焊机
ZX5-400D
台
15
ZX7-630
台
2
气刨清根
9
等离子切割机
KCG-160
台
3
10
砂轮切割机
Φ300
台
6
11
角向磨光机
Φ100
台
14
Φ150
台
24
12
倒链
3t
个
16
5t
个
8
10t
个
5
13
螺旋千斤顶
30t
台
6
14
电源开关箱
400A
台
4
15
铝合金伸缩直梯
16m
把
6
16
轴流式风机
台
6
17
低压变压器
220/36V
台
8
18
安全灯
盏
18
19
对讲机
Motorola
台
4
20
焊条烘干箱
ZYH3-500
台
2
21
焊条保温筒
台
20
22
多级水泵
IS65-50-125
台
4
23
风动扳手
M54
套
2
24
撬棍
Φ20×1500
条
20
25
安全带
付
35
26
集装箱
具
1
27
组装卡具
日字型
套
30
配圆尖
28
方楔
个
120
29
加减丝
M48
把
8
30
碳弧气刨枪
台
6
31
风速仪
台
1
焊接环境操纵
32
试压泵
Sy-350
台
4
33
碳弧气刨枪
台
4
6.2要紧检测机具
序号
名称
型号规格
单位
数量
备注
1
经纬仪
JS-2
台
2
2
水准仪
DS-3
台
1
3
焊缝检验尺
KH45
把
4
4
钢卷尺
5m
把
26
5
钢卷尺
50m
把
4
6
钢板尺
300mm
把
14
7
X射线探伤机
理光3005
台
6
8
冷光源观片灯
台
2
9
压力表
0～2.5MPa1.5级
块
6
10
压力表
0～1.6MPa1.5级
块
8
11
压力表
0～6.4MPa1.5级
块
4
6.3施工手段用料
序号
名称
型号规格
单位
数量
备注
1
钢板
δ20
m2
176
施工平台
δ16
m2
12.6
试压盲板
δ12
m2
6.2
2
钢管
Φ219×7
m
130
设备支撑托架
Φ108×4
m
120
滚筒托架
Φ57×3.5
m
180
引排水管
Φ48×3.5
m
280
脚手架
Φ33.5×3.25
m
156
临时栏杆
3
槽钢
I25a
m
262
吊装加固
I16
m
70
4
角钢
∠50×5
m
813
∠75×7
m
813
组对支架、胎具
5
扁钢
-40×4
m
516
临时平台防护栏杆
6
槽钢
[16a
m
240
设备组对加固
米字支撑
[14a
m
90
无损检测设备固定支架
[10
m
108
焊接组对平台支架
7
闸阀
Z41H-25DN50
个
16
配螺栓、垫片
8
针形阀
J13H-64DN15
个
18
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