大庆塔分段吊装组焊方案.docx
《大庆塔分段吊装组焊方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大庆塔分段吊装组焊方案.docx（51页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
大庆塔分段吊装组焊方案
蓝星石油有限公司大庆分公司50万吨/年DCC
联合装置工程气分装置安装施工工程
丙烯塔吊装、组对施工方案
中国化学工程第六建设公司
北京分公司
2006年5月10日
1.工程概况
1.1.工程概述
1.2.施工特点
2.编制依据
3.分段设备吊装组焊参数
4.设备吊装组焊施工程序图
4.1.设备吊装施工程序
4.2.施工组焊程序
5.吊装前应具备的条件
6.吊装技术准备
6.1.吊车准备
6.2.吊耳设计与检查
6.3.绳索准备
6.4.平衡梁准备
6.5.吊装现场的布置及平整
6.6.垫铁的准备与计算
6.7.基础的处理及验收
6.8.设备地脚螺栓处理及垫铁摆放
6.9.吊装方法确定
7.分段塔体进场
8.分段塔节及附件的检查
9.吊车进场路线
10.吊装操作基本步骤
11.塔的找平与找正
12.分段塔体组对说明
13.分段塔体焊接要求
14.吊车脱钩
15.无损检测
16.热处理要求
17.水压试验及气密性试验
18.质量安全保证措施
18.1.质量安全保证组织机构
18.2.质量控制点
18.3.质量保证措施
18.4.HSE管理措施
19.施工机具及手段用料
20.施工人员计划
21.劳动组织机构与吊装命令
1.工程概况
1.1.工程概述
由锦州石油化工公司设计院设计的蓝星石油有限公司大庆分公司20万吨/年气体分馏装置工程中，最重与次重的设备为丙烯塔C104、C103，重量分别为243.1T、223.5T，塔身高65.59m、63.59m，其壁厚较薄，细长比较大，又非自立式安装，以此均布置在框架内，框架较高，并且均由钢结构组成。
为了防止在吊装及安装就位过程中塔变形及扭曲，并且吊装场地狭窄、地面卧式组对困难，又考虑到工程成本、安装质量、进度控制，因此设备在安装中采用我公司以往的分段吊装立式组焊的经验，进行分段吊装、空中立式组对、焊接，并且在分段吊装前要求把分段处进行防变形支撑加固，吊耳以下筒体要求把梯子平台进行安装。
这样设备的分段吊装组对与围护工作，尤其在分段吊装后的钢结构围护与分段塔体高空组对焊接的交叉作业，就要求我们在施工过程中严格控制安全因素的发生。
因此我们在吊装、组对、焊接过程中必须严格全面地考虑质量、安全、成本、进度，并且在施工过程中统一协调、安全有序、保证质量、保证效益的情况下按期完成。
1.2.施工特点
1.2.1.本工程大件设备为非自立式安装于框架内，设备安装与框架维护安装紧密联系，土建、钢结构、设备吊装、组焊、热处理等施工工序环节紧扣，由于场地狭小，塔的摆放与吊装占用消防道路，施工协调困难，因此合理组织、统筹安排设备到货顺序和时间，与大型吊装机械协调一致，顺利完成吊装任务和确保吊装安全尤为重要。
1.2.2.本吊装组焊方案是针对20万吨/年气体分馏装置07-C103丙烯塔
（一）和07-C104丙烯塔
（二）设备吊装而编制。
1.1.1.该二台塔均属于压力容器,组焊施工必须按照《钢制压力容器》（GB150—98）和
《钢制化工容器制造技术要求》（HGJ18—89）执行，其质量证明书也必须按照国家标准执行。
同时按照《压力容器安全技术监察规程》进行自检。
1.1.2.组对施焊前，必须成立相应的符合有关法规要求的质量保证体系，并且质保体系的
有关人员必须到位。
2.编制依据
2.1.锦州石油化工公司设计院设计的双脱和气分装置设备图纸；
2.2.《化工塔类设备施工及验收规范》HGJ211-85
2.3.《中低压化工设备施工及验收规范》HGJ209-83；
2.4.《化工工程建设超重施工规范》HGJ201-83；
2.5.《石油化工钢制塔类容器现场组焊施工工艺标准》SH3524-92
2.6.《钢制压力容器》GB150-98
2.7.《钢制化工容器制造技术要求》HGJ18-89
2.8.《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709-2000
2.9.《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-2000
2.10.《压力容器无损检测》GB4730-94
2.11.《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝破口的基本形式与尺寸》GB985-88
2.12.《特种设备安全检查条例》
2.13.《压力容器安全技术监察规程》
2.14.《炼油、化工施工安全规程》HGJ233-87、SHJ505-87；
3.分段设备吊装组焊参数
3.1.分段吊装设备参数表表1
序号
位号名称
规格
分段名
分段安装
标高（m）
分段重量
（T）
分段总长
（m）
分段顶
标高（m）
主吊吊车
（履带吊）
辅吊吊车
（汽车吊）
备注
1
C103丙烯塔
（一）
φ4000×63590
×34
第一节
+0.2
72
20
+19
550t
50t
第二节
+19.2
60
16
+34.9
550t
50t
制作梯子平台
第三节
+35.1
58
15.51
+50.5
550t
50t
制作梯子平台
第四节
+50.5
50
10.8
+63.79
550t
50t
制作梯子平台
2
C104丙烯塔
（二）
φ4000×65590
×36
第一节
+0.2
73
20
+19.9
550t
50t
第二节
+19.2
60
15
+34.9
550t
50t
制作梯子平台
第三节
+35.1
60
15
+49.9
550t
50t
制作梯子平台
第四节
+50.1
65
14.4
+65.79
550t
50t
制作梯子平台
3.2.分段设备立式组焊特征性能见表2所示。
表2
序号
位号
名称
规格
单位
数量
重量（吨）
组对（段）
组焊焊接量（m）
焊缝数量
1
C103
丙烯塔
（一）
Ф4000×63590×34
台
1
223．5
四
37．68
三道
2
C104
丙烯塔
（二）
Ф4000×65590×36
台
1
243．1
四
37．68
三道
合计
215
75．36
六道
4.设备吊装组焊施工程序图
4.1.设备吊装施工程序
吊装索具解索、设备脱钩
图1大件设备吊装程序图
4.2.
质保体系任命
施工组焊程序
焊接工艺评定
组焊施工前准备
施工方案编制
工机具、材料检测仪器配置
砼基础、钢结构牢固性强度验收
临设及其他准备
1．塔体直线度
2．塔体分段处上下口椭圆度
3．塔体分段处上下口内外圆周长
4．塔体分段处上下口平面度
塔体半成品检查验收并记录数据
方位确定并作标记
分段塔体梯子平台管道焊接
开内坡口、并打磨
塔体分段处定位块、内导向轨焊接
塔内、外临时支架平台搭设
第一节塔体吊装、并找正
第二节塔体起吊、就位
上卡具、楔子进行组对、找圆、测量
内缝焊接一遍并分段加固后脱钩
第一道内外焊缝清根、焊接、探伤
第一二节塔体找正，并进行钢结构围护、导向架安装
1.组装间隙检查
2.错边量检查
3.棱角度检查
4.椭圆度检查
5.塔体垂直度检查
利用塔梯子平台或钢结构进行搭设塔外第二节焊缝组对支架
第三节塔体起吊、就位
上卡具、楔子进行组对、找圆、测量
1．组装间隙检查
2．错边量检查
3．棱角度检查
4．椭圆度检查
5．塔体垂直度检查
1.组装间隙检查
2.错边量检查
3.棱角度检查
4.椭圆度检查
5.塔体垂直度检查
内缝焊接一遍并分段加固后脱钩
第二道内外焊缝清根、焊接、探伤
第四节塔体起吊、就位
整体塔进行精找正、测量
图2分段塔现场立式组对施工流程图
5.吊装前应具备的条件
5.1.设备图纸自审、会审、设计交底已完成，方案已编制并经监理、甲方批准。
5.2.人员配备：
总指挥、分指挥、项目队长、技术员、安全员、钳工、起重工、测量工、电工、电焊工、力工、医务警戒人员。
5.3.工机具的准备：
吊车、救护车、运输车、叉车、装载机、手锤、大锤、扳手、钢丝绳、卸扣、平横梁、倒链、组对焊接所用的材料、工卡机具、计量检测机具必需齐全。
5.4.检测设备的准备：
经纬仪、水准仪、角尺、盘尺、卷尺。
5.5.安全用品的准备：
警戒绳、安全带、安全帽、防滑鞋、指挥旗、指挥哨等。
5.6.手段用料的准备：
管材、槽钢、钢板、道木、焊条。
5.7.基础场地准备：
基础验收合格，有沉降观测要求的基础沉降观测水准点应齐全，场地平整畅通，影响设备吊装的障碍物已清除。
5.8.设备准备：
设备已经到货，经甲方、监理、施工单位、制造厂家四方验收合格，分段塔体的制造质量及分段处的筒体几何尺寸、坡口质量均经过品质检验合格，并有完整的产品质量证明书和验收资料报告，并按要求现场摆放完毕。
随同设备一起起吊的管道、平台、梯子等附件必须安装完毕并牢固可靠，吊装支、吊点已按计算要求加固完毕，固定塔用的靠背轮已到货。
5.9.作业人员培训：
参加吊装组对的作业人员经过培训、学习且到位，并已接受了技术人员对其吊装组对方法技术交底。
5.10.天气信息：
吊装时的天气预报信息已经掌握。
5.11.电水准备：
已向供电、供水部门申请吊装用，且能确保到位。
5.12.找正标记准备：
在设备上作好安装就位找正用标记点，并标出正确的安装方位。
5.12.1.支撑准备：
不安装梯子平台的第一节塔体可直接放在道木上，需安装梯子平台的第二节、第三节塔体下面放置钢支架进行支撑，两支撑点的距离间隔12m左右。
5.12.2.防变形保护准备：
塔体起吊前吊车的站位根据塔体的重量及几何尺寸在各台设备吊装计算书中确定。
但是必须注意的是因塔壁薄、塔节长，用一大一小两台吊车配合起吊时，要根据塔节的各部件重量，参考两台吊车的吊装能力，计算出两台吊车的吊点，并严格按计算定位吊点起吊，分段口处在设备出厂前必须加以支撑保护，以防塔节变形及单台吊车超载。
制造及品质检验合格证齐全。
5.13.焊接工艺准备：
塔组对焊接的焊接工艺评定及焊工培训考试工作完成，未经培训或培训后不合格者不得上岗。
5.14.报检手续：
分段组对设备均为压力容器，向当地劳动部门报检手续齐全，同意组焊。
5.15.质量保证体系机构：
压力容器组焊质量保证体系机构齐全，人员到位。
5.16.各项安全措施落实到位，符合有关安全文件规定。
6.吊装技术准备
6.1.吊车准备
二台塔分段吊装需用吊车见表1，其计算依据见附录1~2。
6.2.吊耳设计与检查
6.2.1.吊耳检查
6.2.1.1.设备吊耳的牢固性是设备吊装的关键所在，因此对吊耳的检查是必要的。
在检查时应注
意以下几点要求。
6.2.1.2.吊耳的承重量是否满足吊装重量的要求。
6.2.1.3.吊耳的材质、壁厚、几何尺寸、焊角高度是否符合设计要求。
6.2.1.4.焊接部位宽度及圆滑度是否符合设计要求。
6.2.1.5.吊耳的角度及位置是否符合设计要求,是否满足分段整体吊装的需要，若不满足要求，
则要根据施工现场的实际情况进行现场制作吊耳。
6.2.1.6.为了减少塔体吊装以后高空作业的危险性，塔体在起吊安装时，将梯子钢平台、部分需
焊接的塔内件，以及部分管道和管道支架在地面组焊完毕后进行各分段塔节整体吊装。
因此在不影响各分段面变形的情况下，将各分段塔节的吊耳移至距各分段面3.0m范围内。
6.2.1.7.应用着色探伤检查焊缝是否有裂纹、气孔、夹渣等缺陷。
6.2.1.8.检查焊缝表面是否有咬肉超标的情况。
6.2.2.吊耳设计
6.2.2.1.丙烯塔
（一）C-103的吊耳选用管式吊耳，吊耳位置（应避开人孔，管
口，平台等部位，并应对称分布且不应与塔顶吊柱座在一垂直线上）和数量如图所表示，吊耳方位布置在150°和330°方向（尺寸单位mm）
图3丙烯塔
（一）C-103
6.2.2.2.丙烯塔
（二）C-104的吊耳选用管式吊耳，吊耳位置（应避开人孔，管口，平台等
部位，并应对称分布且不应与塔顶吊柱座在一垂直线上）和数量如图所表示，吊耳方位布置在35°和215°方向（尺寸单位mm）
图4丙烯塔
（二）C-104
6.2.2.3.吊耳型式采用双十字型主筋板加强，图形见图5和尺寸见下表2。
图5吊耳A型式
1.吊耳管2.挡圈3.补强板4.加强筋5.边横主筋板
6.边立主筋板7.中横主筋板表3
吊耳形式
各部体尺寸为mm
1
2
3
4
5
6
7
a
b
c
D1
δ1
D2
δ2
D3
δ
δ4
A
529
16
680
30
800
32-34
16
405×165×14
405×478×14
405×120×14
300
10
120
备注：
1.件号4加强筋边长为75mm，数量8块均布；2.吊耳材质与设备材质相同或相近，其屈服强度下限值不应低于235MPa，并有出厂质量证明文件。
6.2.2.4.管式吊耳焊接顺序与要求应符合下列规定：
a）主筋板与设备本体；
b）吊耳管与设备本体；
c）补强圈与吊耳管及设备本体；
d）挡圈与吊耳管；
e）加强筋与挡圈及吊耳管；
f）各主筋板之间焊接采用双面交错间断焊；
g）吊耳管与主筋板焊缝应大于管长的三分之一；
h）补强圈拼接时，拼接板数量不得多于三块；
i）角焊缝高度为两焊件薄板厚度。
6.3.绳索准备
各台塔分段吊装需用绳索抗拉强度为1670N/mm2，需用数量及长度见下表，其计算依据见附录。
表4
序号
设备位号
吊车选择
重量
高度
吊点形式
吊索
1）
07-C-103
550t
72t
18.5m
管式吊耳
φ52—6×37+1—1670
28m两根
550t
60t
33.4m
管式吊耳
φ52—6×37+1—1670
28m两根
550t
58t
48.5m
管式吊耳
φ52—6×37+1—1670
28m两根
550t
50t
61.8m
管式吊耳
φ52—6×37+1—1670
28m两根
5）
07-C-104
550t
73t
18.5m
管式吊耳
φ52—6×37+1—1670
28m两根
550t
60t
33.8m
管式吊耳
φ52—6×37+1—1670
28m两根
550t
60t
48.5m
管式吊耳
φ52—6×37+1—1670
28m两根
550t
65t
63.8m
管式吊耳
φ52—6×37+1—1670
28m两根
6.4.平衡梁准备
各台塔分段吊装平衡梁采用无缝钢管Φ273×8制作，在每根钢管端头焊有-500×500×12的钢板，每端用2个螺栓与槽钢夹具将吊索夹紧固定，为了不割钢丝绳，随吊索角度焊有挡板过渡，并磨成圆滑过渡。
各平衡梁的长度及需用数量见下表，其计算依据与制作图形见附录1~6。
表5
序号
位号与名称
分段名
平衡梁长度（mm）
单位
数量
备注
1
07-C-103
第一节
4300
根
1
第二节
4300
第三节
4300
第四节
4300
2
07-C-104
第一节
4300
根
1
第二节
4300
第三节
4300
第四节
4300
6.5.垫铁的准备与计算
6.5.1.垫铁的形状如下图6：
6.5.2.垫铁尺寸确定。
6.5.2.1.设备的总重力及地脚螺栓特性表。
表6
序号
设备位号
重力G1（kgf）
基础环板宽度mm
垫铁组数n（组）
螺栓所在圆直径（mm）
螺栓间距
（mm）
螺栓数量n′
（个）
地脚螺栓位置群座高度
1
07-C-103
1100000
200
96
Ф
48
274
2
07-C-104
1110000
200
96
Ф
48
266
6.5.2.2.地脚螺栓拧紧后，分布在垫铁组上的总压力G2=3.14*[σ]n′d02/4,
其中[σ]=2250/1.5kgf/cm2=1500kgf/cm2表7
序号
设备位号
轴向力F（kgf）
每根地脚螺栓两侧的垫铁组数
螺栓拧紧后，垫铁组上的总压力G2
（kgf）
1
07-C-103
2
2
07-C-104
2
注：
以上地脚螺栓材质为Q235A。
6.5.2.3.单块垫铁的最小面积A≥230*（G1+G2）/nR,其中基础混凝土的抗压强度为R=300kgf/cm2。
计算结果见表表8
序号
设备位号
单块垫铁的最小面积A（mm2）
1
07-C-103
2
07-C-104
6.5.2.4.根据以上列表计算，结合《化工塔类设备施工及验收规范》HGJ211-85常用垫铁规格表中选出，并要考虑底座环宽进行加工，各台设备所用垫铁尺寸如下表所示表9
序号
设备位号
a
b
c
h
L
斜垫铁组数（组）
平垫铁组数（组）
1
07-C-103
10
80
≥5
20
250
96
96
2
07-C-104
10
80
≥4
20
250
96
96
6.6.吊装现场的布置及平整
6.6.1.设备摆放应根据现场场地的实际情况而定，并将场地平整完，便于车辆进出，同时放白灰线，以确保各塔节的正确摆放，以及吊车的站位。
6.6.2.设备到达指定位置前，支承须牢固可靠，并确定管口方位正确摆正设备。
6.6.3.因吊车自重在100吨左右、长12米、宽10米，所以对路面要求严格，路面抗压强度应达到40t∕m²，并在吊车的第一站位点与下一站位点铺设δ=40mm的路基板，以保证吊装时地面对吊车负载的支撑力。
6.6.4.准备好用于支撑设备的道木（材料见手段用料表）。
6.7.基础的处理及验收
6.7.1.1.为了使安装后施工的二次灌浆层混凝土与基础结合牢固，须铲凿基础的安装表面，以除去该表面层的翻沫层，并使之粗糙。
6.7.1.2.基础表面疏松层应铲除，基础表面应铲出麻面，麻点以每平方分米3-5点为宜，麻点深度不消10毫米，经铲凿后的表面应该是平整而粗糙的，并用压缩空气吹去灰尘，清除混凝土的裂纹。
6.7.1.3.基础外观不得有裂纹、蜂窝、空洞、及漏筋，地脚螺栓的螺纹部分应无损坏及锈蚀，偏差值不应超过下表：
设备基础的尺寸及位置允许偏差表表10
项目名称
允许偏差（㎜）
基础坐标位置
±20
基础各不同平面标高
-20~0
基础上平面外形尺寸
±20
基础上平面水平度每米/全长
5/10
竖向偏差每米/全高
5/20
预埋地脚螺栓标高∕中心距
+20~0∕±2
6.8.设备地脚螺栓处理及垫铁摆放
6.8.1.地脚螺栓处理:
6.8.1.1.检查地脚螺栓的数量、露出基础的高度、丝扣的长度是否符合设计要求。
6.8.1.2.检查地脚螺栓的中心距及间距是否符合设计要求。
6.8.1.3.将地脚螺栓丝扣上的毛刺清理干净。
6.8.1.4.检查地脚螺栓是否垂直。
6.8.1.5.地脚螺栓符合各项要求以后在丝扣处涂抹二硫化钼并将螺母带上（吊装时再把螺母拧下来，加上锥形帽头，以保护丝扣），并将地脚螺栓全部用塑料布包裹起来。
6.8.2.垫铁的摆放：
6.8.2.1.垫铁摆放原则：
在地脚螺栓两侧各放置一组，应尽量使垫铁靠近地脚螺栓。
6.8.2.2.地脚螺栓两侧距螺栓10~20公分范围内铲出凹槽，垫铁应露出塔底座外缘10-20毫米，垫铁应放在塔裙座立筋板下方。
垫铁摆放好后应用水准仪超平。
6.8.3.垫铁放置采用压浆法，砂浆选用C50无收缩灌浆材料UGM，其配比要求如下。
6.8.3.1.对于小空间二次灌浆，直接用UGM加水拌合成灌浆料，加水量为UGM的13~15%。
6.8.3.2.对于大空间二次灌浆，配料比如下表要求。
C50无收缩灌浆材料参考配比（重量比）表11
水
水泥UGM
砂子（粒度5-10mm）
备注
0.2
1
0.5
压浆后及时浇水养护，养护时间不少于7昼夜
6.8.3.3.灌浆时，可用小震掏棒，把气体赶跑，灌注密实，稍干后，把外露面抹平压光。
经12小时后要浇水养护或用湿草袋覆盖养护，养护期7~14天。
6.9.吊装方法确定
6.9.1.1.塔07-C-103第一、二、三、四节，塔07-C-104第一、二、三、四节吊装，使用履带吊LR1550-550t为主吊吊车可以满足吊装要求，50吨汽车吊为抬尾吊车。
6.9.1.2.塔体吊装前，所有钢框架立柱要求安装完毕，已经形成一个整体框架，并将东、西、北三面主、次梁连接好，塔安装的南侧主梁只安装中间的一层（拧紧螺栓但不要焊接，因为塔吊装方向在南侧），以保证整体钢结构的稳固性，并将固定塔的次梁预制好，各节塔体分段出的组对、焊接用临时平台已安装完毕。
6.9.1.3.在塔底段吊装时应将塔安装的南侧主梁拆下，塔吊装就位以后应及时将该侧主、次梁及固定塔的其他次梁连接好，依次吊装就位。
6.9.1.4.塔体就位后，应及时地进行找正，并在导向架位置用角铁或曹钢进行临时固定，以便安装、组对第二节塔体时，塔体不易摇晃摆动。
6.9.1.5.在第一节塔体找正固定完毕后，即可进行第二节塔体的吊装、组对、找正、焊接、滩上、热处理工作，完毕后，再进行塔体的找正维护、固定工作。
以此进行下一节的塔体安装、组对、焊接，以及进行钢结构维护工作。
6.9.1.6.各塔体在吊装前，要求把吊耳以下的梯子平台、管道支架以及部分管道安装完毕。
以减少高空作业的安全危险因素。
6.9.2.在各塔节之间的组对、焊接、加固，要求每道焊缝在6个小时内完成，并经确认安全无误后主吊车方可脱钩，同时塔围护钢结构开始施工。
6.9.3.设备各塔节吊装采用由设备制造厂家制作的各塔节顶部两侧A型轴式吊耳进行起吊。
6.9.4.为保证设备稳固采用平衡梁吊装（见附录1~2计算书），材料见手段用料表。
7.分段塔体进场
7.1.1.由于考虑到设备制造加工情况，因此设备进场以后必须按平面布置图的规定进行摆放。
7.1.2.设备摆放时，下面应放置设备支架与道木，设备支架按图制作。
设备摆放时应注意吊耳水平方向放置，并参照管口方位图，将要预制的平台位置朝上或朝下，以不影响吊装。
8.分段塔节及附件的检查
8.1.段节及附件的检查除对制造厂的技术文件进行检查外，还必须对其制造质量及分段处的外观及几何尺寸进行检查。
8.2.对产品出厂证明书应检查以下内容：
8.2.1.段节及附件出厂合格证及监检部门出具的产品
升级会员 