换热水箱焊接及防腐施工方案.docx
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换热水箱焊接及防腐施工方案
1.
施工概况
1.1工程概况
本工程换热水箱采用组合场预制、现场安装的方式施工，其主要起到储存临建供暖及洗澡用热水。
换热水箱共为3个，单容积为30立方。
每个水箱高度为4.5m，换热水箱内径为2940mm，承重结构为独立混凝土基础，箱体为钢板圆柱体（角钢加强圈支撑）。
1.2主要工程量（单台水箱）
序号
名称
规格及材质
数量（件）
1
法兰
100-10，Q235-A
4
2
波纹管
Ф108x4，20#
4
3
罐体
DN2940X6，Q235-A
1
4
罐顶
DN2990X6，Q235-A
1
5
角钢支架
∠50X50X5，Q235-A
12/5.65
6
人孔
组合件
1
7
内爬梯
1841×1850×10
1
8
外爬梯
1159×1850×10
1
9
罐底
DN2990X6，Q235-A
1
10
磁翻转液位计
Q235-A
1
11
法兰
80-10，Q235-A
1
12
波纹管
89x4，20#
1
2.依据的图纸、文件、标准
Ø《30立方储热水箱图》；
Ø《电力建设施工、验收及质量验评标准汇编（加工配制篇）》；
Ø《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869—2004；
Ø《电力建设安全工作规程》（火力发电厂部分）DL5009.1—2002；
Ø《工程建设标准强制性条文电力工程部分》（2006年版）；
Ø《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》；
Ø《立式圆筒钢制焊接贮箱施工及验收规范》GB50128-2005；
Ø《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205；
Ø《保温、油漆及防腐清册》F0142S1-H0103。
3.作业准备和条件
1.3工具及机械的准备
3.1.1.施工工具
名称
单位
数量
名称
单位
数量
卷板机
台
1
角向磨光机
个
10
半自动火焊切割机
台
2
角尺300mm
把
3
直流电焊机
条
4
水平尺400mm
把
3
25T汽车吊
台
1
钢卷尺5m
把
5
交流电焊机
个
10
钢卷尺50m
把
1
焊条烘箱
台
1
二氧化碳焊机
台
2
焊条保温箱
台
15
千斤顶（1-30吨）
台
6
大锤（8、10磅）
个
各5
链条葫芦（1-吨）
个
5
水平仪
台
1
链条葫芦（5吨）
个
10
气焊工具
套
5
链条葫芦（10吨）
个
10
3.1.2.施工机械
Ø50吨汽车吊及25吨汽车吊各一台。
Ø25t低架平板车一台：
运输在汽管组合场制作好板材。
1.4施工前应具备的条件
3.1.3.施工图经会审并可供施工；
3.1.4.施工方案已经审批并报监理、业主工程部同意；
3.1.5.制作设备安装、调试合格，并报批验收；
3.1.6.换热水箱基础经验收合格交付安装；
3.1.7.钢板等型材已进场，其机械性能和化学成份均符合国家标准；
3.1.8.所有钢板均进行外观质量检查，钢板表面无气泡，结疤，拉裂，裂纹，折叠，夹渣和压入氧化铁皮，钢板边缘无分层，无缺损，具有出厂合格证及材质证明书；
3.1.9.钢板进场后按厚度分类，垫离地面，防止油脂及酸性有机物污染；
3.1.10.全部焊材具有出厂合格证，并符合GB4241－84焊接用不锈钢丝；GB/T5177－95碳素钢焊条；GB/T983－95不锈钢焊条；
3.1.11.焊接水箱所用焊材均与施焊钢种相匹配；
3.1.12.施工人员已经培训合格上岗；
3.1.13.技术、安全交底已完成；
4.作业程序内容
4.1.作业工艺流程图
4.2.水箱的预制及安装：
4.2.1.水箱预制
4.2.1.1.水箱底板预制
根据图纸设计数据对底板进行划线，划线误差不超过3㎜，划线后对每一块钢板的厚度、尺寸、位置、坡口角度以及切割线进行标记、编号；切割、下料用氧炔火焰切割钢板，切割后的溶渣、毛刺和切割造成的缺口用砂轮机打磨干净，预制好箱底板后做好标识，然后进行防腐。
4.2.1.2.水箱壁板预制
根据图纸设计数据对壁板进行划线，划线误差不超过1㎜，划线后对每一块钢板的厚度、尺寸、位置、坡口角度以及切割线进行标记、编号；用氧炔火焰切割划好线的钢板，切割后的溶渣、毛刺和切割造成的缺口等用砂轮机打磨干净，切割加工后的每张壁板做好标识，然后按图纸设计的半径在卷板机上卷成瓦片状弧形板。
每张壁板卷弧后的曲率偏差，不得大于规范规定的允许值。
4.2.1.3.水箱顶板预制
箱顶的预制应严格按图纸设计数据进行分块预制，放样下料时应注意安装后焊缝的间距。
加强肋应进行成型加工，并用弧形样板检查，单块顶板需拼接时应采用对接。
单块顶板成形应在胎具上进行加强肋与顶板的组焊，成形后用弧形样板检查。
4.2.1.4.附件、配件预制
严格按施工图纸和规范的要求，按方便施工，尽可能减少安装工作量，尤其是高空作业工作量的原则，最大限度的加深预制组合好。
预制好的附件、配件应严格检查，保证质量，并作好标识。
4.2.2.水箱安装
4.2.2.1.基础验收
按设计图纸和规范对基础表面质量和尺寸进行检查，并有施工记录和验收资料，其中心标高偏差、支承箱壁处圆周上的高差同一圆周上的高差，不得大于规定值，且表面应平整密实，无凸出的隆起、凹陷及不得有贯穿裂纹，以上要求验收合格后方可进行安装施工。
4.2.2.2.水箱底板安装
基础验收合格后，在基础上确定水箱的具体方位，划出“十”字中心线，作为箱底铺设的基准线。
依据箱底设计排板图，在基础上划出各底板的位置线，然后开始箱底板铺设。
箱底板铺设应从中心向四周逐张进行。
箱底铺设完毕，点焊固定后，开始焊接。
焊接严格按焊接工艺的规定进行。
弓形边缘板的焊接应先焊外侧300mm，焊完经无损检测合格后磨平。
边缘板剩余焊缝以及中幅板与边缘板连接的焊缝，应在箱壁施工完毕，箱底与箱壁大角缝施焊结束后再进行焊接。
焊接时应先焊边缘板搭接缝，然后焊收缩缝，收缩缝的焊接应由数对焊工均布，沿同一方向跳焊或退焊，以减少应力集中。
箱底真空试漏：
箱底板铺设焊接完成后，应进行真空试漏，试漏时，先在焊缝表面涂肥皂水，用长方形真空箱压在焊缝上，真空箱底部四周用玻璃腻子密封，用胶管将真空箱与真空泵相通，通过真空箱上盖装有的密封有机玻璃观察箱内渗漏情况，当箱内真空度达到0.053Mpa时，若焊缝表面无气泡出现，证明焊缝无泄漏，即为合格，如发现气泡应立即作好标记，必须用砂轮将缺陷表面磨开，明确渗漏原因后方可修补，坚决不可在缺陷表面进行修补，并重新试漏直至合格。
4.2.2.3.水箱顶圈壁板及包边角钢安装
箱底焊接完毕，且经无损检测和真空试漏合格后，按照设计排板图安装顶圈壁板。
顶圈壁板安装后必须保证壁板垂直度、椭圆度和上口水平度，其相邻两壁板上口水平偏差不应大于2mm,壁板的垂直度偏差不应大于3mm。
壁板垂直度、椭圆度和上口水平度调整好后，将壁板临时固定，在壁板每条纵缝上安装三块防变形圆弧板，以防焊接变形，焊接可先焊外侧纵缝，然后里口打磨清根，再焊内侧纵缝，内侧纵缝焊接完后打磨至与母材齐平并按设计要求及规范要求进行NDE检查，若检验有焊渣、气孔、裂纹等，需重新打磨补焊直至检验合格。
顶圈壁板安装完后，安装包边角钢，包边角钢拼接缝和壁板纵缝应错开200mm以上。
4.2.2.4.水箱箱顶板及顶部附件安装
顶圈箱壁板经探伤合格后进行箱顶板安装，安装前设置中心伞架，伞架高度通过计算确定，伞架上表面应保证其水平度，在伞架和包边角钢之间再设两圈环梁，环梁上表面用水准仪校核水平度，在中心伞架、环梁及包边角钢上分别划出单块顶板位置线，然后吊装组焊箱顶板，箱顶板焊接时，径向长焊缝宜采用隔缝对称施焊方法进行，并由中心向外分段退焊，以减少应力集中，防焊接变形。
箱顶板施焊完毕后安装箱顶平台、顶栏杆、人孔、门式吊架及开孔接管等附件，并按倒装立柱位置预留倒装立柱穿过箱顶板的孔口。
4.2.2.5.上数第二圈至底圈箱壁板的安装
根据本工程的实际情况及施工方便，此部分壁板决定采用机械倒装法即“内主柱多点倒装法”施工。
在顶圈壁板内侧下口100mm处用[20槽钢设置背杠，然后用千斤顶顶紧，使其紧贴箱壁板，再用龙门卡具将背杠与箱壁板固定。
在距箱壁内侧约300mm处均布安装16根Ø219×10钢管作倒装立柱，立柱均匀布置在箱顶预留窗口处，在立柱下方的背杠上安装起吊吊耳。
立柱与箱底板焊接牢固，在立柱3/4高度位置安装两根斜撑，斜撑用∠70×7角钢制作，斜撑之间的夹角及斜撑与箱底的夹角均以450为宜，对称的两根立柱之间用钢丝绳拉紧。
在每根立柱上间隔分别挂10t和5吨倒链各8个，倒链应和背杠上的吊耳尽可能处于一条铅垂线上。
上述吊具准备完毕后，组装上数第二圈壁板，组对点焊纵缝，封口处分别用两个5t手拉倒链拉紧，然后开始焊接纵缝。
纵缝外侧焊完后，即可开始提升顶圈箱壁板。
提升时将封口处倒链适当松开，以免起升困难或将第二圈壁板带起。
提升前先将倒链吊钩挂在起吊吊耳上，并使之拉紧。
安排一人检查，使拉紧程度均匀。
同时检查背杠是否顶紧，龙门
卡具是否焊牢，倒装立柱斜撑是否安全可靠。
一切准备就绪后，开始提升。
直至提升到所需高度。
提升示意图如下：
提升到位后，拉紧封口倒链，测量周长、切割余量，组对点焊封口处纵缝，然后开始组对顶圈与第二圈壁板的环缝。
环缝组对时，可个别升降电动倒链，以调整环缝组对间隙。
环缝组对点焊完毕后，应先焊封口处纵缝外侧焊缝，然后焊接环缝外侧焊缝。
外口焊完后，里口清根，检查合格后，焊接里口焊缝。
里外口均焊完毕，自然冷却到环境温度后，撤下背杠，用倒链将背杠放下，重新安装到第二圈板下口，并顶紧固定好。
对箱内侧的纵缝、环缝以及临时点焊处进行打磨；按设计图纸、规范的要求进行NDE检查，结果合格后方能进行下道工序;然后在第二圈壁板外侧安装第三圈板，围板且组对点焊完毕后，焊接纵缝，纵缝焊好后，同提升顶圈壁板一样，重复上述检查，提升第二圈壁板，组对第三圈封口纵缝，然后组对第二圈与第三圈之间的环缝。
组对好后焊接，焊完后回落背杠，安装到第三圈壁板下口，重复上述安装过程，直到箱壁全部安装完毕。
4.2.2.6.水箱附件安装
维修轨道及加强圈的安装在箱壁倒装过程中进行，以避免高空作业；水箱梯子的安装在以上工序完成后，由吊机吊入在组合场最大限度的组合好直梯段，定好位焊接在箱壁，然后再安装梯子平台；仪表的安装严格按照供应商的安装指导书进行安装；箱内进水管及溢流水管安装，由人孔处吊入在组合场最大限度的组合好直管段，定好位后固定在支吊架上，然后在安装弯头等其他附件；开孔接管的补强板安装，应使补强板曲率与箱体曲率一致；箱体的开孔接管由开孔处直接插入对口安装，其中心位置偏差不得大于10mm，管外伸长度的允许偏差应为±5mm；下人孔的安装在以上所有安装工序完成后进行，以方便施工人员、机工具和材料的出入箱内。
4.2.2.7.焊接检验及要求
1）焊缝外观质量检验：
焊缝表面及热影响区，不得有裂纹，气孔，夹渣、末焊满和弧坑等缺陷；对接焊缝的咬边深度不得大于0.5mm，咬边的连续长度不得大于100mm，焊缝两侧咬边总长度不超过该焊缝总长度的10%；壁板纵焊缝不得有低于母材表面的凹陷，壁对接环向焊缝低于母材表面的凹陷深度不得大于0.5mm，凹陷的连续长度不得大于100mm，凹陷的总长度不得大于该焊缝总长度的10%；焊缝宽度，应按坡口宽度两侧各增加１－２mm。
2）焊缝的金检要求：
箱底边缘板每条对接焊缝的外端300mm范围内应进行射线探伤；底板三层钢板重叠部分的搭接接头焊缝和丁字焊缝的根部焊道焊完后，在沿三个方向各200mm范围内，应进行渗透探伤，全部焊完后，应进行渗透探伤或磁粉探伤。
箱壁焊缝应进行下列检查：
纵向焊缝每一焊工焊接的每种板厚（板厚差不大于1mm）可视为同等厚度，在最初焊接的3m焊缝的任一部位取300mm进行射线探伤。
以后不考虑焊工人数，对每种板厚在每30mm焊缝及其尾数的任意部位取300mm进行射线探伤。
探伤部位中的25%应位于丁字焊缝处，且每台水箱不少于2处，环向对接焊缝，每种钢板（以较薄的钢板为准），在最初焊接的3m焊缝的任意部位取300mm进行射线探伤。
以后对于每种板厚在每60m焊缝及其尾数的任意部位取300mm进行射线探伤；底圈壁板从每条纵向焊缝中取2个300mm进行射线探伤检查，其中一个应靠近底板；厚度大于10mm的壁板，全部丁字焊缝均应进行射线探伤检查；箱内外角焊缝焊完后，应对箱内角焊缝进行渗透探伤或磁粉探伤。
4.2.2.8.水箱的煤油试漏试验
3）煤油渗漏试验：
利用煤油的浸润特性进行的渗漏试验。
试验时，将待检焊缝便于检查面涂以石灰粉浆，另一面涂以煤油，经规定时间后检查石灰有无油渍的试验方法。
4）煤油渗漏实验原理：
对焊接件、铸造件中一些穿透性的微小缺陷,如气孔、砂眼、裂纹等,可以用煤油试验的方法进行检验。
煤油试验，通常使用纯煤油。
利用煤油对微小缝隙的渗透,使被涂敷在背面的白垩粉吸附出来并产生油斑来发现缺陷。
煤油的渗透力很强，能够渗过极小的毛细孔。
如果煤油喷涂浸润以后过12h，在涂白色焊缝的表面没有出现斑点，焊缝就符合要求；如果环境气温低于0℃,则需在24h后不应出现斑点。
冬天为了加快检查速度，允许用事先加热至60～70℃的煤油来喷涂浸润焊缝。
此时，在1h内不应出现斑点。
5）煤油渗漏实验前检查：
换热水箱所有焊口施焊完毕，外表检测换热水箱内外侧无气孔、砂眼、裂纹等可视问题，如无这类明显问题，结果符合规范要求；所有焊接接头及其他相应检查的部分，尚未涂防腐漆；所有设计修改部分按设计变更完成施工；所有焊口已进行编号。
6）煤油渗漏操作流程：
外表检测换热水箱内外侧是否有气孔、砂眼、裂纹等可视问题，如无这类明显问题，可对换热水箱进行煤油渗透试验；对换热水箱对接焊缝内外侧附着的赃物和铁锈进行清理；调制石灰粉乳液，将其均匀涂抹在换热水箱外侧对接焊缝处80mm宽位置；石灰粉乳液干燥后在换热水箱内侧焊缝处涂抹上煤油，10分钟后再次在换热水箱内侧焊缝处涂抹上一次煤油；煤油浸润以后过12小时，检测换热水箱外侧焊缝处表面是否出现斑点；如发现干燥石灰乳液涂抹带出现油渍，使用记号笔对该部分进行标记，待该段管线焊口全部检测完后方可对标记处进行处理；及时填写煤油渗透试验记录表，按时整理好资料，保证资料与施工同步。
4.2.3.换热水箱的保温
罐体检验和验收完毕后，换热水箱进行除锈，等级为st2，除锈完毕罐体外表面刷二遍底漆，外面用100mm厚岩棉做保温，保温外部用0.3mm镀锌板保护。
罐体除锈经过验收后焊保温钉、罩壳骨架，通过验收后再进行保温棉铺设，第一层保温棉铺设完成后安装铁丝网并固定好保温层，通过验收后安装外护板（镀锌板）。
4.2.4.换热水箱的防腐
4.2.4.1.换热水箱的防腐工程必须在全部的焊接、试漏、基础沉降观测试验及附件安装等工序完成并经质量检验合格后方能施工。
外壁防腐施工采用吊栏配合，内壁防腐采用搭设脚手架方法进行。
4.2.4.2.防腐方案：
罐体内部进行除油，除去污染物,并进行打磨，打磨至至ISO8501《涂装前钢材表面锈蚀等级和防锈等级》St3级，粗糙度Rz＝40～70um，5%面积可容忍St2级。
打磨完毕，经检查合格后，按《水箱内部锌盾施工方案》进行防腐。
4.2.4.3.水箱内部锌盾施工方案：
水箱满水内温度低于100摄氏度，水质中性软水，水箱常满，考虑耐久性、施工效率、前处理适应性等要求，避免局部腐蚀穿孔。
采用冷喷锌工艺，方案具有较好的耐水腐蚀性、施工性、对底材处理的适应性、阴极保护配合屏障保护，有效防止局部腐蚀，延长使用年限，防腐方案如下：
涂层名称
道数
总膜厚（μm）
ZD96-1锌盾冷喷锌
1
80
ZD锌盾封闭剂
2
80
7）涂漆前处理
Ø除油，除去污染物。
Ø打磨，如有条件，采用喷砂（自带吸砂装置）；或用电动工具打磨，砂轮盘或电动软砂皮等将表面浮锈等污物清除干净。
建议80目-120目千叶砂叶片进行打磨，打磨至ISO8501《涂装前钢材表面锈蚀等级和防锈等级》St3级，粗糙度Rz＝40～70um，5%面积可容忍St2级。
8）ZINDN锌盾冷喷锌涂装
Ø采用有气喷涂及局部刷涂。
Ø刷涂添加5％以下锌盾专用ZX—01稀释剂，充分搅拌均匀，喷涂三道，第一道表干后即可刷涂第二道，涂装到规定厚度，注意防止流挂及不均匀，每道涂装表干后即采用烘干设备烘烤，加快干燥速度。
Ø锌盾涂层干燥12小时后，喷涂专用ZD快干封闭剂两道，要求均匀不流挂，无气泡缩孔现象。
4.2.4.4.水箱的防腐采用喷砂除锈方式对金属表面进行处理，使金属表面的除锈等级符合设计文件或有关现行国家规范的要求。
喷砂后的金属表面必须清扫。
除锈后的金属表面应尽快进行防腐施工，其间隔时间不宜超过8小时。
当金属表面温度低于露点以上3℃或相对湿度大于70%时，不宜进行喷砂除锈，不得在雨、雾及风力大于5级的气候条件下进行室外防腐工程的施工。
4.2.4.5.防腐蚀涂料的配制和使用必须按照产品说明书的规定进行。
涂料使用前必须搅拌均匀，在施工中如果出现胶凝、结块等现象，应停止使用。
根据工艺要求涂料中可以加入与之配套的稀释剂，但其用量不宜大于涂料重量的5%。
4.2.4.6.防腐涂层的结构、每道涂层厚度及涂装间隔时间应符合设计要求或产品说明书中的规定，如果涂装间隔超过规定的时间，应对涂层表面进行处理后方可进行下一道的施工。
4.2.4.7.防腐涂料采用刷涂法和滚涂法施工相结合的方法进行。
采用刷涂法施工时，用力应均匀，可先横后竖，纵横交错，先立面后平面，自下而上地进行施工。
采用滚涂法施工时，滚筒蘸料应均匀，不宜过多；滚涂时用力不宜过大，用力应均匀，并应保持匀速。
边角、附件等无法用滚筒法涂敷的均采用刷涂法进行。
焊缝、边角及表面不平部位的防腐涂层应着重涂刷或增加涂敷遍数。
每道防腐涂层施工完成后，应根据施工规范和设计要求进行检查验收。
不合格的应进行补涂或处理后重新涂刷。
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