管廊钢结构制作安装工艺.docx
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管廊钢结构制作安装工艺
管廊钢结构制作安装工艺
1适用范围
本工艺适用于工业、石油化工企业生产装置的碳素结构钢管廊（焊接节点）钢结构制作与安装。
一般型钢结构的框架制作与安装可参照执行。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的运用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范
GB/T8923涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级
SH/T3507-2005石油化工钢结构工程施工及验收规范
JB/T4730.1-2005承压设备无损检测第1部分：
通用要求
JB/T4730.3-2005承压设备无损检测第3部分：
超声检测
JB/T4730.5-2005承压设备无损检测第5部分：
渗透检测
JGJ81-2002建筑钢结构焊接技术规程
3术语和定义
GB50205-2001确立的以及下列术语和定义适用于本标准。
3.1零件
组成部件或构件的最小单元，如节点板、翼缘板等。
3.2部件
由若干零件组成的单元，如焊接H型钢、牛腿等。
3.3构件
由零件或由零件和部件组成的钢结构基本单元，如梁、柱、支撑等。
3.4管廊
由型材制作的零部件焊接或螺栓连接组成的支承工艺管道的排架体系。
见图3.4管廊。
图3.4管廊
4工艺流程方框图（见图4）
施工准备
图纸会审，技术交底
施工场地总体布局
工夹具、样板制作
材料进场验收
下料、切割、编号
零部件加工
构件组装焊接
焊接检验
表面清理校正
喷砂除锈涂底漆
构件编号出厂
基础复测
垫铁配置
构件进场堆放
立柱安装找正
脚手架搭设
横梁连接
节点焊接
焊接检验
节点补漆
防腐施工
交工验收
图4工艺流程方框图
5工艺过程
5.1施工准备
5.1.1施工图会审、技术交底工作。
仔细阅读相关技术文件，包括施工图、施工规范、规程、标准图及其他相关技术资料，进行施工图会审，编制施工方案，编制焊接工艺卡，进行焊工资格培训。
5.1.2施工场地总体布置。
根据钢结构制作与安装的实际情况，依据施工方案确定材料堆放场地、放样平台、小型构件预制平台、组装平台及胎架位置、施工机械特别是大型吊机的位置、机具及易燃品的布置。
5.1.3工夹具、样板制作。
5.1.3.1钢结构制作主要施工机具配置：
制作厂房（场地）、行车（吊车）、钢结构组装胎架（平台）、剪板机、型钢矫正机、半自动氧乙炔割刀、气割工具、氧乙炔烤把、水准仪、经纬仪、钢卷尺、钢直尺、角尺、划线工具、钻床、角向磨光机、焊机、起重工具（钢丝绳、卸扣、钢板夹头、手拉葫芦等）、除锈喷砂装置、运输工具。
5.1.3.2根据钢结构制作的特点，确定所需的工夹具，对于具有互换性要求的零件和结构拼装部件应考虑制作定位样板，以保证各部尺寸的正确性。
5.1.4材料进场验收
5.1.4.1钢材的品种、规格、性能及尺寸的允许偏差等应符合现行国家产品标准和设计要求。
钢材表面或端面上不得有裂纹、结疤、折叠、气泡、夹杂和分层。
表面锈蚀、凹陷或划痕等缺陷深度不应超过产品相应标准以下的厚度偏差的1/2。
钢材表面锈蚀等级不应低于GB/T8923规定的C级。
5.1.4.2焊接材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。
焊条外观不应有药皮脱落、焊芯生锈等缺陷，焊剂不应受潮结块。
5.1.4.3高强度大六角头螺栓连接副和扭剪型高强度螺栓连接副出厂时应分别随箱附有扭矩系数和紧固轴力（预拉力）的检验报告。
包装箱上应标明批号、规格、数量及生产日期。
5.2工艺要求
5.2.1下料、切割、编号
5.2.1.1下料前应核对材料规格与材质，并对钢材变形进行校正，钢材校正后的允许偏差应符合规定要求。
5.2.1.2按节点图所示尺寸制作各类下料样板，并按零部件类别编号。
5.2.1.3对于有一定量的零件采用样板、样杆下料，下料样板、样杆使用前应进行校准，使用过程
中应对样板、样杆进行保护，保持量值准确。
当发现失准时应立即停止使用，对已完成下料的零部件进行追溯复验。
5.2.1.4根据钢结构制作厂的加工能力，一般钢板厚度小于12mm，长度和宽度在2.5米以内及角钢∠90×8以内采用机械剪切下料。
采用机械剪切允许偏差如表5.2.1.4-1。
气割的允许偏差应符合表5.2.1.4-2的规定。
表5.2.1.4-1机械剪切允许偏差（mm）
项目
允许偏差
零件宽度、长度
≤±3mm
边缘缺棱
＜1mm
型钢端部垂直度
≤2mm
表5.2.1.4-2气割的允许偏差（mm）
项目
允许偏差
零件宽度、长度
±3.0
切割面平面度
0.05t，且不应大于2.0
割纹深度
0.3
局部缺口深度
1.0
注：
t为切割面厚度
5.2.1.5下料工作完成后，用标记笔或油漆标上零件编号。
对于选择确定的基准面、边应标上记号。
5.2.1.6钢柱底板、梁柱连接板的配孔精度参照AB级螺栓孔的允许偏差要求进行加工见表6.5-1。
5.2.1.7梁、柱内截面的加劲板下料必须精确，减少由于装配间隙过大而产生的焊接收缩，造成构件波浪式变形，难以矫正。
5.2.1.8气割或机械剪切的零件，需要进行边缘加工时，其刨削量不应小于2.0mm。
5.2.1.9边缘加工允许偏差应符合表5.2.1.9的规定。
表5.2.1.9边缘加工允许偏差（mm）
项目
允许偏差
零件宽度、长度
±1.0
加工边直线度
L/3000，且不应大于2.0
相邻两边夹角
±6’
结构面垂直度
0.025t，且不应大于0.5
加工表面粗糙度
5.2.2零部件加工
5.2.2.1碳素结构钢在环境温度低于-160C、低合金结构钢在环境温度低于-120C时，不应进行冷矫正和冷弯曲。
碳素结构钢和低合金钢在加热矫正时，加热温度不应超过9000C。
低合金结构钢在加热矫正后应自然冷却。
5.2.2.2当零件采用热加工成型时，加热温度应控制在900～10000C；碳素结构钢和低合金钢在温度分别下降到7000C和8000C之前，应结束加工；低合金结构钢应自然冷却。
5.2.2.3矫正后的钢材表面，不应有明显的凹面或损伤，划痕深度不得大于0.5mm，且不应大于该钢材厚度负允许偏差的1/2。
钢材矫正后的允许偏差见表5.2.2.3。
表5.2.2.3钢材矫正后的允许偏差（mm）
项目
允许偏差
图例
钢板的局部平面度
t≤14
1.5
t＞14
1.0
型钢弯曲矢高
L/1000且不应大于5.0
——
角钢肢的垂直度
b/100
双肢栓接角钢的角度不得大于90°
槽钢翼缘对腹板的垂直度
b/80
且不大于2.0
5.2.2.4焊接H型钢
焊接H型钢的翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距不应小于200mm。
翼缘板拼接长度不应小于2倍板宽；腹板拼接宽度不应小于300mm，长度不应小于600mm。
焊接H型钢的制作允许偏差应符合表5.2.2.4的规定。
表5.2.2.4焊接H型钢的允许偏差（mm）
项目
允许偏差
图例
截面高度h
h＜500
±2.0
500＜h＜1000
±3.0
h＞1000
±4.0
截面宽度b
±3.0
腹板中心偏移
2.0
翼缘板垂直度Δ
b/100，且不应大于3.0
弯曲矢高（受压构件除外）
l/1000，且不应大于10.0
——
扭曲
h/250，且不应大于5.0
——
腹板局部平面度f
t＜14
3.0
t≥14
2.0
5.2.2.5H型钢组对要求
1）H型钢翼缘板和腹板对接缝组对的允许偏差应符合下列规定：
a）厚度方向对口错边量Δt应不大于t/10,且不大于1mm。
图5.2.2.5-1。
b）宽度方向的组对错边量Δb:
图5.2.2.5-2。
1腹板应不大于1.0mm；
2翼板应不大于2.0mm
图5.2.2.5-1对接厚度错边量示图图5.2.2.5-2对接厚度错边量示图
2）H型钢翼缘板和腹板应先进行拼接焊缝的组焊，所有拼接组焊后应进行矫平，每米范围内平面度允许偏差为：
a）当板厚t＜14mm时，不大于3.0mm；
b）当板厚t≥14mm时，不大于2.0mm。
3）H型钢翼缘板和腹板侧向弯曲的允许偏差为
a）长度L≤6m时，不大于3mm；
b）长度L＞6m时，不大于4mm。
4）H型钢组对允许偏差应符合下列规定：
a）腹板中心偏差应不大于1.0mm；
b）翼缘板对腹板的垂直度允许偏差为翼缘板宽度的1/100，且不大于2.0mm。
5.2.3构件组装焊接
5.2.3.1组装前先检查组装用零件的编号、材质、尺寸、数量和加工精度等是否符合图纸要求，确认后才能进行装配。
组装平台应平整。
5.2.3.2节点、牛腿、加劲肋、连接孔与对接焊缝的间距设计文件无要求时，应符合下列规定。
1）节点边缘与拼接焊缝间距应大于500mm。
2）牛腿与拼接焊缝间距应大于300mm。
3）加劲肋与拼接焊缝间距应大于100mm。
4）连接孔边缘与拼接焊缝间距应大于100mm。
当肋板尺寸较大、且肋板垂直拼接焊缝时，允许肋板跨焊缝，肋板压焊缝处应断开不焊。
5.2.3.3构件组对尺寸应符合下列规定：
1）牛腿、连接件的标高允许偏差为±2.0mm，中心线偏移的允许值为2.0mm。
采用高强度螺栓连接副宜用样板架定位。
2）柱截面中心线与底板中心线偏移允许值为2.0mm。
3）多节钢柱外形尺寸的允许偏差见表5.2.3.3。
表5.2.3.3多节钢柱外形尺寸的允许偏差（mm）
项目
允许偏差
检验方法
图例
一节柱高度H
±3.0
用钢尺检查
两端最外侧安装孔距离L3
±2.0
铣平面到第一个安装孔距离a
±1.0
柱身弯曲矢高f
H/1500,且不应大于5.0
用拉线和钢尺检查
一节柱的柱身扭曲
h/250.且不应大于5.0
用拉线、吊线和钢尺检查
牛腿端孔到柱轴线距
离L2
±3.0
用钢尺检查
牛腿的翘曲或扭曲△
L2≤1000
2.0
用拉线、直角尺和钢尺检查
L2﹥1000
3.0
柱截面尺寸
连接处
±3.0
用钢尺检查
非连接处
±4.0
柱脚底板平面度
5.0
用直尺和塞尺检查
5.2.3.4当采用钢结构件进行平面预拼装时，预拼装所用的支承凳或平台应用水准仪进行测量、找平。
预拼装的允许偏差应符合表5.2.3.4的规定。
表5.2.3.4钢结构预拼装的允许偏差（mm）
构件类型
项目
允许偏差
检验方法
多节柱
预拼装单元总长
±5.0
用钢尺检查
预拼装单元弯曲矢高
L/1500,且不大于10.0
拉线和钢尺检查
接口错边
2.0
用焊缝量规检查
预拼装单元柱身扭曲
h/200,且不大于5.0
用拉线、吊线和钢尺检查
顶紧面至任一牛腿距离
2.0
用钢尺检查
梁、桁架
跨度最外两端安装孔或两端支承面最外侧距离
+5.0
-10.0
用钢尺检查
接口截面错位
2.0
用焊缝量规检查
节点处杆件轴线错位
4.0
划线后钢尺检查
构件平面总体预拼装
各柱距
±4.0
用钢尺检查
各梁与梁之间距离
±3.0
框架两对角线之差
H/2000,且不大于5.0
任意两对角线之差
∑H/2000,且不大于8.0
5.2.3.5构件组装完毕后应进行检验，准确无误后再提交专检人员验收，若在检验中发现问题，应及时向有关部门反映，待处理方法确定后进行修理和矫正。
5.2.3.6钢结构焊接
1）焊接材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求，必须要有质量合格证明文件、检验报告。
2）焊接材料应规定要求存放、烘焙。
3）从事钢结构工程焊接的各类焊工，必须经过现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002规定的或同等标准规定焊工考试规则考试合格，并取得国家机构或行业机构认可部门颁发的“资质等级”证书。
4）焊工考试的科目应满足所从事的焊接作业内容，在认可范围并在有效期内施焊。
5）焊接前必须经过焊接工艺评定试验，焊接技术人员根据焊接工艺评定试验的结果编制相应焊接工艺，并向有关操作人员进行技术交底。
6）施焊前，焊工应检查焊接部位的组装和表面质量，如不符合焊接要求，应采取相应措施予以纠正。
7）对接、T型对接、角接焊缝、应在焊缝始、终端安装焊接引熄弧板。
引熄弧板材质、板厚及坡口型式同正式焊缝；材质应用与母材相同；手工电弧焊和气体保护焊其引弧板和熄弧板宽度应大于50mm，长度宜为板厚的1.5倍，且不小于30mm。
引熄弧板在去除时，应用氧乙炔气割。
在距离母材1～3mm处割除后，用砂轮打磨光滑，与构件表面齐平。
8）焊接时，焊工应遵守焊接工艺，不得自由施焊及在焊道外的母材上引弧。
9）多层焊接宜连续施焊，每层焊道焊完后应及时清理检查，清除缺陷后再焊。
10）T形接头、十字接头、角接接头等要求熔透的对接和角接组合焊缝，其焊脚尺寸不应小于t/4,焊脚尺寸的允许偏差为0~4mm。
11）控制焊接变形的工艺措施
a对于对接接头、T形接头和十字接头坡口焊接，在工件放置条件允许或易于翻身的情况下宜采用双面坡口对称焊接顺序；对于有对称截面的构件，宜采用对称于构件中轴线的顺序焊接。
b对双面非对称坡口焊接，宜采用先焊深坡口侧部分焊缝、后焊浅坡口侧、最后焊完深坡口侧焊缝的顺序。
C对长焊缝宜采用分段退焊法或多人对称焊接的方法。
d采用跳焊法，避免工件局部加热集中。
e采用反变形法控制角变形。
f采用刚性固定法限制构件变形。
g装配件中，应先焊会有较大收缩量的焊接接头，后焊预计收缩量小的焊接接头。
h采用分部组装焊接、分别矫正变形后再进行总装焊接。
5.2.4焊接检验
5.2.4.1设计要求全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，一级焊缝的合格等级应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》（GB11345），B级检验的II级及II级以上；二级焊缝的合格等级应为B级检验的III级及III级以上。
5.2.4.2焊缝外观检查：
应按JGJ81-2002或GB50205-2001的要求进行外观检查，成型较好，所有焊缝中随机抽取10%进行检查，检查标准应符合表5.2.4.2-1、5.2.4.2-2的要求。
表5.2.4.2-1组合焊缝尺寸允许偏差（mm）
检查项目
尺寸偏差
焊脚尺寸偏差
K≤6mm+1.5～0K>6mm+3～0
角焊缝余高
K≤6mm+1.5～0K>6mm+3～0（K为焊脚尺寸）
对接焊缝余高
+3～+1.5
焊缝宽度偏差
在任意150mm范围内≤5
焊缝表面高低差
在任意25mm范围内≤2.5
咬边
≤t/20,且≤0.5在对接焊缝中,咬边总长度不得大于焊缝长度的10%;角焊缝中咬边总长度不得大于焊缝长度的20%
气孔
承受拉力或压力且要求与母材等强度的焊缝不允许有气孔;角焊缝允许有直径不大于1.0的气孔,但在任意1000mm范围内不得大于3个;焊缝长度不足1000mm的不得大于2个;
表5.2.4.2-2对接焊缝尺寸允许偏差（mm）
序号
项目
图例
允许偏差
一、二级
三级
1
对接焊缝
余高c
B<20时：
0～3.0
B≥20时：
0～4.0
B<20时：
0～4.0
B≥20时：
0～5.0
2
对接焊缝错边（d）
d<0.15t
且≤2.0
d<0.15t
且≤3.0
5.2.5表面清理校正
5.2.5.1钢结构件组装焊接工作完成后，应进行表面清理工作，包括组装过程中留下的焊疤、焊接飞溅、焊渣、污物、油渍等。
5.2.5.2钢结构预制完成后，应进行外观检查，对由于焊接变形的构件应进行矫正，矫正后的构件质量应符合相关规范要求。
5.2.6喷砂、除锈、涂底漆
5.2.6.1钢结构构件涂装前的除锈，应在质量检验合格后进行。
5.2.6.2当设计无要求时，钢结构表面应采用喷砂或抛丸除锈，除锈等级应不低于Sa2级
5.2.6.3除锈等级应与涂料种类相适应，并按表5.2.6.3选用。
表5.2.6.3除锈等级与涂料种类的适应性
除锈等级
涂料类型
洗涤底漆
有机富锌漆
无机富锌漆
油性涂料
醇酸涂料
环氧沥青
环氧树脂
氯化橡胶涂料
St2
×
×
×
√
√
×
×
×
St3
√
√
×
√
√
√
√
√
Sa2
√
√
×
√
√
√
√
√
Sa2.5
√
√
√
√
√
√
√
√
注：
√表示适用，×表示不适用。
5.2.6.4钢结构除锈完成且经检验合格后，应在4h内涂刷底漆。
5.2.6.5涂底漆前，安装焊缝两侧各50mm范围内的构件表面应加以保护，不得涂刷涂料。
5.2.6.6涂料、涂装遍数、涂层厚度均应符合设计要求。
当无要求时，涂层干漆膜总厚度：
室外应为150μm，室内应为125μm，其允许偏差为-25μm。
每遍涂层干漆膜允许偏差为-5μm。
5.2.6.7涂装完成后，构件的编号、标志、标记应清晰完整。
5.2.7构件编号出厂
5.2.7.1钢结构预制件出厂前对所有的杆件、零部件用醒目的记号进行编号，对垂直构件应标出上下方位。
5.2.7.2标志应正确、清晰、色泽鲜明、不易褪色剥落。
5.3钢结构安装
5.3.1基础复测
5.3.1.1基础复测应由监理单位参加，基础施工单位和钢结构安装单位进行中间交接验收，并应符合下列规定：
1）基础表面应有清晰的中心线和标高标记；
2）基础施工单位应提交基础测量记录，包括基础位置及方位测量记录；
3）基础检查部位和质量标准见表5.3.1.1。
表5.3.1.1基础及地脚螺栓位置的允许偏差（mm）
检查部位
允许偏差
一次浇注的基础支承面标高
0
-20
地脚螺栓
螺栓中心距（在根部和顶部两处测量）
±2.0
螺栓中心对基础轴线距离
±2.0
顶端标高
+20
0
螺纹长度
+20
0
5.3.2垫铁配置
用垫铁安装时，应选用合适的垫铁规格，基础表面应凿麻，垫铁设置处应铲平，并应符合下列规定：
1）垫铁组应设置在靠近地脚螺栓（锚栓）的柱脚底板加劲板或柱底板下；
2）每根地脚螺栓（锚栓侧）应设置1～2组垫铁，每组垫铁不宜超过5块；
3）垫铁与基础面和柱底面的接触应平整、紧密；
4）采用成对斜垫铁时，其叠合长度不应小于垫铁长度的3/4；
5）混凝土二次浇灌前，垫铁组垫铁间应定位焊固定。
5.3.3构件进场堆放
5.3.3.1钢结构件应按照吊装的先后顺序要求分批进场。
5.3.3.2运输钢结构时，应根据钢结构的长度、重量选用车辆和钢结构在运输车辆上的支点，两端伸出的长度及绑扎方法均应保证钢结构不产生变形，不损伤涂层，符合运输要求。
5.3.3.3钢结构存放场地应平整坚实无积水，要便于吊装，钢结构应按种类、型号、安装顺序分区存放，钢结构底层垫枕应有足够的支承面，并应防止支点下沉。
相同型号的钢结构叠放时，各层钢结构的支点应在同一垂直线上，并应防止钢结构被压坏变形。
5.3.4立柱安装找正
5.3.4.1管架钢柱安装根据现场条件可选用独立柱安装和组装成框架结构的形式进行安装。
采用吊机进行吊装时，所选择吊机的吊装工况应满足性能要求，吊机位置及支撑点的地耐力应符合要求。
1）独立柱安装
按相邻轴线位置将立柱安装到位并调整垂直度（偏差值应在H/1000内）。
符合要求后紧固地脚螺栓或电焊固定，并布置缆绳防倾措施。
2）框架结构安装
a）将相邻的两根立柱在地面组合成门式结构，按5.2.3构件组装焊接的要求实施，符合组装要求后完成高强度螺栓紧固或焊接作业。
b）将组装完的门式结构逐跨吊装就位并调整垂直度，调整后紧固地脚螺栓或电焊固定，并布置缆绳防倾措施。
3）钢结构安装过程中应采用水准仪、经纬仪或吊线、拉线用钢尺检查等方法进行检测、校正。
安装的允许偏差见表5.3.4.1。
表5.3.4.1钢结构安装的允许偏差（mm）
项目
允许偏差
图例
检验方法
柱脚底座中心线对定位
轴线的偏移
5.0
用吊线和钢尺检查
柱基准
点标高
无吊车
梁的柱
+5.0
-8.0
用水准仪
检查
柱轴线垂直度
单层柱
H≤10m
H/1000
用经纬仪或吊线和钢尺检查
H＞10m
H/1000
且不应大于25.0
多节柱
单节柱
H/1000
且不应大于10.0
主体结构的整体垂直度
H/1000
且不应大于25.0
用经纬仪和钢尺检查
主体结构的整体平面弯曲
L/1500
且不应大于25.0
5.3.5脚手架搭设
5.3.5.1脚手架选材，搭设结构形式应严格按规范要求进行搭设。
5.3.5.2脚手架的作业面宜搭设在距横梁节点下1m处，便于操作，立柱、横杆搭设位置应不妨碍构件的安装。
5.3.5.3铺设竹笆板的作业面处，应搭设保护栏。
竹笆板严格按要求铺设，并绑扎牢固。
5.3.6横梁连接
5.3.6.1横梁安装顺序通常为自下而上的次序，特殊情况除外。
5.3.6.2连接柱间横梁，形成框架单元，复测立柱的垂直度及对角线偏差值，符合要求后紧固螺栓或电焊固定。
5.3.6.3横梁结构安装到位后，复测横梁安装的水平度、横梁间距、平面对角线偏差量，如超差，则进行调整。
5.3.7节点焊接
钢结构节点的焊接应严格按设计规定的节点焊接形式施焊。
5.3.8焊接检验
梁柱节点、梁梁节点、支撑节点完成焊接作业后，应对焊接质量进行检查，外观成型较好，焊缝高度应符合要求，对于有检测要求的部位，按规定进行无损检测。
5.3.9节点补漆
钢结构上节点完成焊接工作后，应及时进行油漆修补。
5.3.10防腐施工
钢结构主体结构及梯子、平台、栏杆等附属构件完成后，按设计要求进行面漆施工。
5.3.11交工验收
5.3.11.1钢结构施工完成后，按规定程序进行验收。
5.3.11.2竣工应提交的资料：
1）质量保证资料：
材料合格证明（质量保证书）、钢材检测报告、无损检测报告。
2）施工记录：
钢结构制作记录、钢结构焊接记录、钢结构安装记录、钢结构涂
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