锅炉水冷壁施工作业指导书.docx
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锅炉水冷壁施工作业指导书
山东省海河流域污染治理项目
泉林纸业有限责任公司
1200t/d固形物碱回收炉安装工程
水
冷
壁
施
工
作
业
指
导
书
中国机械工业机械化施工公司
山东泉林纸业项目部
二零一零年十月十日
水冷壁施工作业指导书
项目名称：
山东泉林纸业项目1200t/d固形物碱回收炉安装工程
建设单位：
山东泉林纸业有限责任公司
施工单位：
中国机械工业机械化施工公司
项目地址：
中国山东高唐
0
2010-10-10
用于施工
版本
日期
说明
编制
审核
批准
目录
一、概述
二、编制依据
三、水冷壁施工人力计划
四、水冷壁施工机具计划
五、水冷壁安装
1、水冷壁的清点和检查
2、水冷壁的组对
3、水冷壁的焊接工艺
4、水冷壁的吊装方案
六、水冷壁施工中的安全措施
水冷壁施工作业指导书
一、概述
1.水冷壁的组成
炉膛呈正方形，水冷壁中心距为8400×8400mm，采用Ф60×5mm和Ф60×6.5mm，节距80mm的膜式壁结构。
在前、后、左、右水冷壁上设置了黑液喷枪孔、溶物溜子口、检查孔、吹灰孔、风门孔和测量孔等，以满足碱炉运行和维修需要。
该碱回收炉的水冷壁是由左侧水冷壁、右侧水冷壁、前水冷壁和后水冷壁四部分组成，左侧、右侧水冷壁各分12件出厂，前水冷壁分15件出厂，其中炉顶水冷壁有3件，后水冷壁分12件出厂，左右两侧另有2件小水冷壁。
2.水冷壁的外形尺寸和重量
一、前侧水冷壁
序号
名称
重量
长×宽
数量
备注
1
前上水冷壁Ⅰ
3441.3
10670×2640
1
炉顶
2
前上水冷壁Ⅱ
3640.1
10670×2800
1
炉顶
3
前上水冷壁Ⅲ
3441.3
10670×2640
1
炉顶
小计
炉顶
10522.7
10670×8080
拼装后
4
管屏Ⅰ
2832.4
10400×2640
1
上片
5
管屏Ⅱ
3050.1
10400×2800
1
上片
6
管屏Ⅲ
2832.4
10400×2640
1
上片
7
管屏Ⅳ
2959.3
11100×2640
2
上片
8
管屏Ⅴ
3177.5
11100×2800
1
上片
小计
前水上片
17811
21500×8080
拼装后
9
管屏Ⅶ
3143.5
11600×2640
1
下片
10
管屏Ⅷ
3324.7
11600×2800
1
下片
11
管屏Ⅸ
3143.5
11600×2640
1
下片
12
前下水冷壁Ⅰ
4885.7
7804×2640
1
下片
13
前下水冷壁Ⅱ
5128
7804×2800
1
下片
14
前下水冷壁Ⅲ
4885.7
7804×2640
1
下片
小计
前水下片
24511.1
19404×8080
拼装后
二、后侧水冷壁
序号
名称
重量
长×宽
数量
备注
1
上侧管屏（左）
4427
11288×2640
1
上片
2
上中管屏
4677
11288×2640
1
上片
3
上侧管屏（右）
4427
11288×2640
1
上片
4
后水冷壁中间集箱
1435.4
8965
1
上片
小计
后水上片
14966
11288×7920
拼装后
5
连接管1
61.7
8965
52
上片
6
连接管2
58.9
8965
52
上片
小计
6271.2
7
中上两侧管屏
1272
4900×2640
2
上片
8
中上中间管屏
1346
4900×2800
1
上片
9
中下左管屏
3123
11600×2640
1
下片
10
中下中管屏
3449
11600×2800
1
下片
11
中下右管屏
3123
11600×2640
1
下片
小计
后水中片
13585
16500×8080
拼装后
12
下左管屏
4926.5
8380×2640
1
下片
13
下中管屏
5288.5
8380×2800
1
下片
14
下右管屏
4926.5
8380×2640
1
下片
小计
后水下片
15141.5
8380×8080
拼装后
三、左侧水冷壁
序号
名称
重量
长×宽
数量
备注
1
左侧左上水冷壁
2965.1
8685×2720
1
上片
2
左侧上中水冷壁
3032.1
8685×2800
1
上片
3
左侧右上水冷壁
2975.8
8685×2720
1
上片
4
管屏Ⅰ
3335.5
11685×2720
1
上片
5
管屏Ⅱ
3398
11685×2800
1
上片
6
管屏Ⅲ
3280.9
11685×2720
1
上片
小计
左水上片
18987.4
20370×8240
拼装后
7
管屏Ⅳ
3236.6
11700×2720
1
下片
8
管屏Ⅴ
3236.4
11700×2800
1
下片
9
管屏Ⅵ
3236.6
11700×2720
1
下片
10
左侧左下水冷壁
5036.4
11840×2720
1
下片
11
左侧下中水冷壁
5090
11840×2800
1
下片
12
左侧右下水冷壁
4930.3
11840×2720
1
下片
小计
左水下片
24766.3
23540×8240
拼装后
四、右侧水冷壁
序号
名称
重量
长×宽
数量
备注
1
右侧左上水冷壁
2965.1
8685×2720
1
上片
2
右侧上中水冷壁
3032.1
8685×2800
1
上片
3
右侧右上水冷壁
2975.8
8685×2720
1
上片
4
管屏Ⅰ
3335.5
11685×2720
1
上片
5
管屏Ⅱ
3398
11685×2800
1
上片
6
管屏Ⅲ
3280.9
11685×2720
1
上片
小计
右水上片
18987.4
20370×8240
拼装后
7
管屏Ⅳ
3236.6
11700×2720
1
下片
8
管屏Ⅴ
3236.4
11700×2800
1
下片
9
管屏Ⅵ
3236.6
11700×2720
1
下片
10
右侧左下水冷壁
5036.4
11840×2720
1
下片
11
右侧下中水冷壁
5090
11840×2800
1
下片
12
右侧右下水冷壁
4930.3
11840×2720
1
下片
小计
右水下片
24766.3
23540×8240
拼装后
序号
名称
重量
长×宽
数量
备注
1
左侧小水冷壁
3484.6
11960×2640
1
2
右侧小水冷壁
3484.6
11960×2640
1
二、编制依据
1.《蒸汽锅炉安全技术监察规程》劳部发【1996】276号
2.《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇）DL/T5047-95
3.《电力建设施工及验收技术规范》（焊接篇）DL5007-92
4.《电力建设施工及验收技术规范》DL5031-94
5.《锅炉管子制造技术条件》JB/T1611-93
6.《承压设备无损检测》JB/4730-3-2005
三、水冷壁施工人力计划
序号
描述说明
数量
备注
1
汽车吊司机（75吨）
1
2
履带吊司机（50吨）
2
3
卷扬机操作员
4
4
专职安全员
1
5
钳工
6
6
焊工
10
7
起重工
4
8
普工
10
四、水冷壁施工机具计划
序号
描述说明
数量
备注
1
汽车吊（75吨）
1辆
2
履带吊（50吨）
1辆
3
氩弧焊机
10台
4
焊条烘干箱
2台
100公斤/台
5
气割机具
1批
5公斤/个
6
卷扬机（8吨）
4台
7
滑子（55吨）
16台
8
起重索具
1批
五、水冷壁的安装
1.水冷壁的清点检查
设备安装前应首先按供货清单、装箱单和图纸的数量、规格进行核对，作出详细记录，并对设备进行编号。
然后检查受热面管子表面有无缺陷、管子的外径与壁厚是否符合设计要求，对于制造焊口质量，除应核对厂家合格证资料外，还应对水冷壁、过热器、沸腾管屏和省煤器（包括联箱）等主要部件的制造焊口进行外观检查，合金钢部件要逐个进行光谱分析，材质应符合设备技术文件规定。
（1）管子的清点
清点的目的是检查各种规格管子的数量，进行分类和编号。
分类：
各种管屏根据图纸按类、按规格清点、存放。
编号：
对于对管屏的管口编号，要按类进行编排，如前水冷壁：
以QSL的编号开头。
一般都是按照从前往后，从上往下，从左到右的常规顺序进行编号，但有些具体按照工地的实际要求进行编号。
为了排号醒目，编号的标记应采用白色的油漆。
（2）通球试验
锅炉受热面管在组合、安装前，均应对管子进行通球试验。
通球试验是让一定直径的球通过管子内部，目的是检查管子内部的畅通情况。
当管内有异物堵塞、管子弯头椭圆变形过大或其他部位被压瘪、焊缝对口错位或内壁有焊瘤等缺陷，都将影响管子的实际直径。
因此用一定直径的球通过管内，球能通过则说明管内畅通无阻，球不能通过则说明管内有缺陷，应及时采取措施予以消除。
通球试验的球径大小与被试验管子内径、外径、弯曲半径有关，见下表。
管子外径
D1≥60
32＜D1＜60
D1≤32
弯曲半径
R≥3.5D1
0.90D0
0.85D0
0.75D0
2.5D1＜R＜3.5D1
0.90D0
0.85D0
0.75D0
1.8D1≤R＜2.5D1
0.80D0
0.80D0
0.75D0
1.4D1≤R＜1.8D1
0.75D0
0.75D0
0.75D0
R＜1.4D1
0.70D0
0.70D0
0.70D0
注：
D0---管子内径；D1---管子外径；R---弯曲半径。
通球试验用球必须编号和严格管理，防止将球遗忘在管内。
通球前要对管屏进行吹扫，通球后应将管口可靠地密封，并做好详细记录。
通球一般采用压缩空气，其压力为0.4～0.6Mpa.
（3）联箱划线与找正
为便于安装找正联箱的标高，应在联箱的两个端头划出标高标准线，并打上样
冲眼。
该项工作一般应由制造厂完成，在施工现场只需要进行复核。
联箱经过划线后，把联箱放在组合架上进行找正。
2.水冷壁的组对
鳍片式水冷壁一般都在地面的钢制平台上进行组装，其相应的集箱不要和锅筒一起安装。
（1）水冷壁的组合工序
（2）水冷壁组合要点
本锅炉水冷壁面积大，集箱和管屏数量多，一组管排有几个焊口，相关尺寸要求严格。
为防止组装时变形和下沉，采用钢性支墩。
水冷壁组合时，首先进行联箱划线，作为组合定位的基准。
组合时先把上联箱管屏吊放在组合台上，找好水平、垂直和标高，然后用U型卡固定，再用同样的方法进行下管屏找正，使两联箱间距、标高、水平度符合标准要求。
联箱找正后，按设计将分段的管排吊放在组合台上，并对管排的宽度、平整度、长度、对角线进行检查、调整。
如管排宽度大于或小于规定尺寸时，将鳍片间的焊缝割开，适当地调整其宽度达到规定尺寸；管排不平整度超过允许范围时，采用龙门架、千斤顶校正。
（3）水冷壁拼装
1）拼装平台搭设
由于水冷壁是分段供货，为了减少高空作业，我们进行地面组装。
为了安装方便，拼装平台搭设在炉膛前汽机间的空地上。
拼接平台的要求如下：
●组合平台的几何尺寸和几何形状应按组合件的形状和尺寸来设计。
●要稳固牢靠，有足够的刚性，承载不产生过大的变形，更不能损坏倒塌。
●平台应便于受热面在组合时的测量找正和管口对接件的安装和探伤。
●平台搭设的方向要满足组合件的起吊的需要，位置亦尽量配合组合件起吊顺序。
拼装平台的位置如下图：
2）水冷壁的拼装
A.拼装水冷壁。
将成片出厂的水冷壁按要求拼在一起。
检验水冷壁靠近集箱的两端的宽度和相邻管子的中心距。
如果超差，可将膜片沿中心割开进行调整，以保证两端边管中心距相等、相邻管子间间距相等。
检验相邻管间间距时，应以某一管子中心为测量基准，以防止累积误差。
检验合格后，可将割开的鳍片用电焊点固。
如果水冷壁中间部位宽度超差，就要把超差部位膜片割掉，用木楔楔入管间进行调整。
如图4-5所示是水冷壁宽度偏小时调整示意图。
首先，将边管采用热校正法调整正确位置；第二步，把2号与3号管之间的鳍片割掉，用木楔将2号管调整到要求为止；第三步，将边管与2号管之间的膜片点焊上。
采用上述的二、三步骤可以调整其余的管子，一般只调整3～5根管即可。
最后，将点焊的膜片焊好。
图4-5水冷壁宽度调整示意图
B.检验水冷壁的对角线。
在没有弯曲管一端的两根边管中心线上，各取距管口10mm的点A和B，以这两点为起点，取边管直管段最远点C和点D，使AC=BD。
检查对角线AD与BC的误差是否在允许范围之内，否则就要进行调整。
A、B、C、D四点位置用样冲眼予以标识。
C.以C、D连线为基准，使直管端管口端面距离该连线距离相等，管端的超长部分应用电动坡口机将多余部分切除。
D.用压缩空气对水冷壁做通球试验。
通球直径符合表4-3的要求。
E.清理集箱内的杂物。
清理集箱管接头和水冷壁管端10～15mm范围的油污、铁锈。
将集箱用临时支架固定在进行焊接工序的位置上。
检验集箱间距离偏差不大于3mm，对角线偏差不大于10mm。
F.将全部焊口先点焊牢。
点焊顺序：
先点焊最外边的两个焊口，后点焊中间的两个焊口，再错开点焊其余焊口。
不能按由一边向另一边的顺序点焊焊口，因为焊缝的收缩力会使另一边焊口没有间隙。
无论是有风还是无风的天气，焊接施工面都须做到防风、防尘的措施。
G.根据水冷壁焊接作业指导书的要求，按集箱变形和焊口应力最小的原则顺序进行焊接，做好焊缝质量外观检查，合格后，打上施焊工的钢印代号。
H.质检员检验焊缝外观合格后，应进行焊缝的无损探伤。
不合格的焊缝要进行返修，同一位置上的返修不应超过三次。
补焊后，补焊区仍应做外观和无损探伤检查。
然后，按图纸要求将膜片全部补好。
如果水冷壁和集箱筒体还有其他焊件，也应一同焊接好。
I.水冷壁组合允许偏差如表4-8所示。
表4-8
序号
检查项目
允许偏差
光管
鳍片管
1
联箱水平度
2
2
2
组件对角线差
10
10
3
组件宽度
全宽≤3000
±3
±5
全宽﹥3000
±5
2/1000，最大不大于15
4
火口纵横中心线
±10
±10
5
组件长度
±10
±10
6
组件平面度
±5
±5
7
水冷壁固定挂钩
标高
±2
错位
±3
8
联箱间中心线垂直距离
±3
±3
J.
注:
摘自《电力建设施工及验收技术规范》（DL/T5047-1995）
J.组件就位检查合格后，安装水冷壁的固定挂钩和吊架。
吊架弹簧的压缩量要满足图纸要求。
3.水冷壁的焊接工艺
受压元件焊接之前，要制定出切实可行的焊接工艺。
焊接工艺的具体内容，因结构、材料和现场施工条件不同而略有差异。
其主要包括如下内容：
●焊接件的钢号和规格；
●焊条、焊丝的牌号和直径，钨极的类型、牌号和直径，保护气体的名称和成分；
●接头形式；
●坡口形式与焊口间隙；
●每层焊缝的焊接方法，焊条、焊丝、钨极的牌号和直径，焊接电流的种类、极性和数值范围，施焊技术；
●焊条的选择及烘干、保温要求；
●确定各条焊缝焊接的先后顺序；
●环境和场地要求。
水冷壁焊接工艺的主要要求
（1）焊前准备
焊口清理：
管端内、外壁≥10mm范围内，采用机械清理法将铁锈、氧化皮和油污清除干净，露出金属光泽。
清理后，管壁厚度不得小于公称壁厚的90%，且不得有裂纹、重皮等缺陷。
环境要求：
焊接作业面最低气温高于－10℃时，焊口处应预热至100～150℃。
场地要求：
防风、防雨。
焊条烘干及保温要求：
烘烤温度范围150～200℃，时间为1h。
取出后应放在焊条保温筒内，使用时用一根取一根。
（2）焊口形式
接头形式：
对接接头。
坡口形式：
V形坡口。
焊缝间隙：
1.5～2.0mm。
焊口形式如图4-9所示。
图4-9水冷壁焊口接头形式
（3）焊接母材
材料：
20G号钢；规格：
Φ60×5mm。
（4）焊接材料
焊条：
牌号E4303；规格Φ2.5mm。
焊丝：
牌号TIG-J50；规格Φ2.5mm。
钨极：
牌号WCe-20；规格Φ2.5mm。
保护气体：
名称氩气，纯度≥99.96%。
（5）焊接设备
焊机：
ZX-400S/ST型逆变式直流氩弧焊机。
氩弧焊枪：
型号QQ-85/150。
钨极端头形状：
如图4-10所示。
图4-10
（6）焊接参数见下表4-11。
水冷壁焊口氩弧焊打底、焊条电弧焊盖面焊接参数表4-11
接口位置
焊层
钨极直径（mm）
焊丝直径（mm）
焊接电流（A）
电弧电压（V）
喷嘴直径（mm）
氩气流量（L/min）
水平
1氩弧焊（GTAW）
2.5
2.5
90～100
15～17
10～14
7～10
2焊条电弧焊（SMAW）
2.5
65～70
22～26
垂直
1氩弧焊（GTAW）
2.5
2.5
90～100
15～17
10～14
7～10
2、3焊条电弧焊（SMAW）
2.5
65～70
22～26
（7）焊道分布见图4-12。
焊道分布图4-12
（a）水平接口焊道分布（b）垂直接口焊道分布
（8）焊接方法之一：
水平固定（5G）钨极气体保护焊（GTAW）。
手工钨极氩弧焊打底，焊条电弧焊盖面。
采用分半焊接法焊接。
1）打底焊接前，对焊口周围的管子表面、坡口表面仔细清洗。
2）引弧前，提前5～10s供气，供气流量7-10L/min，排除气体导管内和待焊处的空气。
3）引弧后控制弧长为2～3mm，对准坡口两侧加热，待钝边熔化并形成熔池时，立即填入焊丝进行点固焊。
点固焊焊缝长5～8mm，焊缝高3～4mm，，如图4-13所示。
图4-13水平接口点固焊缝
4）用角向磨光机或锉刀修磨点固焊焊缝的两端，使之成为约30°的斜坡。
5）焊接操作技术
手工氩弧焊打底
焊工位于水冷壁的下方，仰视管接头，一手握焊枪，一手握焊丝，自管子仰焊位置，如图4-14（a）,A点处弧，当电弧稳定后，迅速移至B点处开始送丝焊接，到C点处收弧。
收弧前应注意填满弧坑。
然后将焊枪换个手，开始焊口的右下半部的焊接，见图4-14（b）。
从A点处焊缝上引弧，电弧燃烧稳定之后，将电弧移至B点处开始送丝焊接，直至C点处收弧。
下半部焊缝在收弧前，应尽量往C点处以上部位焊接，以方便上半部的焊接。
上半部焊接时，焊工位于水冷壁的上方。
修磨下半部收弧处的焊缝之后，从图4-14c）示A点处引弧，在B点处开始送丝焊接，直至C点处收弧。
然后，修磨收弧处焊缝，开始右上半部的焊接，如图4-14（d）所示。
焊接至C点处，应停止送丝，电弧应按焊接时的速度运行至超过C点5～8mm处熄弧，待焊缝熔池颜色完全变暗后停止送气。
图4-14水平接口障碍氩弧焊打底操作示意图
A—起弧位置B—填丝位置C—停止填丝位置
手工焊条电弧焊（SMAW）盖面
在手工氩弧焊打底层完成之后，应用铜丝刷或锉刀对焊缝进行认真清理，然后用焊条电弧焊盖面。
水平接口焊条电弧焊操作示意见图4-15。
图4-15水平接口焊条电弧焊操作示意图
盖面层焊接采用分半焊接法。
运条方法可以采用月牙形和横向锯齿形。
盖面焊缝的起点、终点要与打底层焊缝的起点、终点错开，起焊点应偏离中心位置5～10mm，熄弧点焊缝应互相重叠5～10mm。
焊接过程中始终保持短弧，焊条摆至两侧时稍作停顿，将坡口两侧边缘熔化1～2mm，使焊缝与木材过度圆滑，防止咬边缺陷。
换焊条或断弧后，应在弧坑前方10mm处起弧，然后将电弧移至收弧处运条预热、焊接。
（9）焊接方法之二：
垂直固定（2G）（GTAW）焊
手工氩弧焊打底，手工焊条电弧焊盖面。
1）打底焊接前，对焊口周围的管子表面和坡口认真清洗。
2）引弧前，提前5～10s供气，以排除气体导管内和待焊处的空气。
3）引弧后控制弧长2～3mm，对准坡口两侧加热。
待钝边熔化并形成熔池时，填进焊丝进行点固焊接。
点固焊缝两道，相隔180°，焊缝长约5～8mm，高度3～4mm，焊缝的位置如图4-16所示。
图4-16垂直接口点固焊示意图
4）用锉刀或角向磨光机修磨点固焊缝两端，使之成为约30°的斜坡。
5）焊接操作技术
手工氩弧焊打底
焊枪、焊丝与管子角度应控制在图4-17示范围之内。
图4-17垂直接口氩弧焊打底操作示意图
首先在障碍物方向上的点固焊缝上引弧，电弧燃烧稳定后移至点固焊缝经过修磨的30°斜坡上，开始预热。
当焊缝开始“出汗”时填入焊丝焊接，直到障碍物影响继续焊接时熄弧停止焊接。
熄弧前，要注意填满弧坑，待焊缝颜色完成变暗时再停止送气。
然后，用锉刀或钢丝刷清理点固焊缝斜坡及周围的氧化层，再按前述操作，将余下的焊缝焊完。
在停止焊丝充填之后，不要立即熄弧，应用电弧继续向前将焊缝熔化一段，其长度为8～10mm时焊缝起点与重点融合良好。
手工焊条电弧焊盖面
手工氩弧焊打底层焊接完毕，并经自查合格后，用锉刀或铜丝刷清理焊缝的氧化膜，然后采用焊条电弧焊盖。
盖面焊缝为两道，先焊焊道2，焊条与下管壁的夹角为70°～80°，焊条与焊点处管子切线焊接方向的夹角为75°～85°。
使1/3电弧落在母材上，并使立管下坡口边缘熔化1～2mm。
焊接时运条方式呈椭圆形，采用连弧焊法，并始终保持短弧施焊。
更换焊条或遇到障碍物停止焊接后，重新施焊前应将弧坑处的电焊药皮清除干净，然后在弧坑前方10mm处引弧，再移至弧坑处进行焊接。
到焊道终点时，应与焊道起点搭接5～10mm，将电弧向斜上方带，然后熄弧。
清理焊道的药皮，进行焊道3的焊接。
焊条与下管壁夹角为90°左右，焊条与焊点处管子切线在焊接方向的夹角75°～85°。
焊接电弧1/3落在焊道2上，2/3落在母材上，并使上坡口熔化1～2mm。
（10）焊缝的外观质量
焊缝的外观质量应符合下列要求：
1）焊缝外形尺寸应符合设计图样和工艺文件的规定，焊缝高度不低
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