40万吨年硫磺制酸项目硫酸非标换热器制作施工方案.docx
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40万吨年硫磺制酸项目硫酸非标换热器制作施工方案
连云港亚邦制酸有限公司
40万吨/年硫磺制酸项目
换热器非标制作安装方案
批准：
审核：
编制：
二0一五年八月
1、编制说明-----------------------------------------------------------3
2、编制依据-----------------------------------------------------------4
3、施工标准及规范--------------------------------------------------3
4、施工程序-----------------------------------------------------------4
5、施工前准备工作--------------------------------------------------4
6、预制加工-----------------------------------------------------------5
7、组装焊接-----------------------------------------------------------5
8、焊缝检查与整体试验--------------------------------------------5
9、质量保证措施-----------------------------------------------------7
10、安全施工技术措施----------------------------------------------14
11、人力及资源动员计划-------------------------------------------14
12、施工进度计划----------------------------------------------------15
1、编制说明
我公司承建的连云港亚邦制酸有限公司40万t/a硫磺制酸工程，包括大量非标设备制作安装的制作安装。
有换热器2台（热热交换器,冷热换热器）属非标设备制作。
为了保证设备的制作质量，使施工工作顺利地开展，此处主要针对转化器的制作安装编制了专项方案，作为其施工指导性文件。
该方案不包括换热器内部耐酸砖衬里、外部保温以及设备的通道和平台。
表一：
热热交换器工艺参数
序号
名称
指示
管程
壳程
1
物料名称
SO2、SO3气体
SO2气体
2
工作温度℃
进504出442
3
工作压力MPa
4
换热面积m2
1316
5
设备净重（不包括内部衬砖）Kg
76085
续表一：
冷热换热器工艺参数
序号
名称
指示
管程
壳程
1
物料名称
SO2、SO3气体
SO2气体
2
工作温度℃
进453出234
进68出353
3
工作压力MPa
4
换热面积m2
3173
5
设备净重（不包括内部衬砖）Kg
125307
二、编制依据
该方案根据连云港亚邦制酸有限责任公司提供的换热器制作安装设计装配图、招标文件、技术资料规范和标准以及现场实际情况编制而成。
三、施工标准及规范
1、《钢制焊接常压容器》JB/T4735-2009
2、《管壳式换热器》GB151-1999
2、《压力容器无损检测》JB4730-2005
3、《焊接接头型式及尺寸》GB/T985
4、《金属及其他无机覆盖层热喷镀锌、铝及其合金》GB/T9793
5、《钢铁热浸铝工艺及质量检验》JB/T9206
6、《优质碳素结构钢技术条件》GB/T699
7、《碳素结构钢》GB/T700
8、《输送流体用无缝钢管》GB/T8163
9、《热喷涂铝及铝合金》GB9795-88
10、《现场设备，工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98
11、GB/T19001-2000ISO9001:
2000《质量管理体系要求》标准。
12、本公司（企业）标准：
●《质量手则》
●《质量管体系程序文件》
●《作业指导书》
四、施工程序
五、施工前的准备
A、材料准备
1．用于非标设备制作的钢材、焊材、附件及防腐材料的规格型号和质量必须符合设计要求，且具有产品质量证明书，产品合格证，无产品质量证明书的材料必须复验。
2．用于设备制作的钢板必须逐张进行外观检查，表面质量与减薄量必须符合相关规范要求，正偏差。
3．材料入库、保管、发放按《搬运、储存、包装、发放程序》进行。
不合格的材料不准用于非标设备组装。
B、技术准备
1．开工前必须备齐相应的施工设计图，技术资料规范与标准。
2．图纸必须经过会审。
3．组装前非标设备制作方案经相关负责人批准。
4．设备工程师必须根据施工设计图与实际来料绘制《排板图》，并负责顶板胎具设计与制作。
壁板排版要求如下：
壁板宽度≥500mm，长度≥1000mm；各圈壁板的焊缝宜向同方向错开板长的三分之一，且≥500mm。
5．在壁板上开孔时，无补强圈时孔的边缘（有补强圈时补强圈的边缘）应离开贮壁板焊缝100mm以上。
6．准备预制件的保管和运输所需的胎具。
7．专业工程师必须向进场人员进行技术交底并签发技术交底卡。
8．组装过程中的设计修改与材料代用必须凭设计变更通知单与材料代用单进行。
9．焊工等特殊专业人员必须经过资格审查，持证上岗。
六、预制加工
A、预制的一般措施与要求
⑴非标设备的预制与组装中使用的弧形样板的弦长不得小于1.5m。
直线样板和测量焊缝角变形的样板不得小于1m。
⑵专人负责材料、配件的领用、检验、标识、保管与余料回收。
⑶预制前铺设符合工艺要求的钢平台。
根据现场实际情况准备一个12000mm×12000mm×20mm的钢平台。
⑷放样、划线、下料必须符合规范与工艺偏差要求。
并经自检后（重要的经质检员或技术负责人确认）方可下料。
所有预制件必须按相关的排板图编号。
⑸构件在加工制作、运输、安装过程中，其表面不得有伤痕、刻痕等影响耐蚀性的缺陷，且严防变形。
B、底板与壁板的预制
1、底板应平整，局部凹凸度用直线样板检查，其间隙小于5mm；
2、壁板尺寸的测量部位按图二所示，其尺寸允许偏差应符下表的规定。
表二壁板尺寸允许偏差（mm）
测量部位
环缝对接时允许偏差
环缝搭接时允许偏差
板宽（AC、BD）
板长（AB、CD）
对角线之差
直线度（AC、BD）（AB、CD）
±1
±
≤2
≤1（≤2）
±2
±
≤3
≤1（≤2）
4、壁板两端滚圆前，进行预弯曲，卷制壁板时采用弧形样板检验与控制。
壁板滚圆后，立放在平台上用弧形样板检查，间隙≤3mm。
在壁板宽度方向上用直线样板检查，间隙≤1mm。
卷制合格的壁板必须置于专门的托架上运输与贮存以防变形。
C、顶盖的预制
根据施工图，确定将顶盖制作成一个整体组对安装。
D、换热器上下管板及其他构件的预制
1、热热换热器管板的预制时最多只能三块板拼接、冷热换热器管板的预制时最多只能二块板拼接，拼接管板的焊缝必须采用双面X剖口全焊透结构，焊缝进行100%的射线探伤按JB4730-2005规定中II级为合格还要用电加热板作消除应力处的热处理，焊缝处打磨铲平。
上下管板必须同时钻孔，钻孔后的边缘毛刺要清理干净。
管板钻孔96%孔桥宽度必须≥17.12mm，4%允许的最小孔桥宽度为9.02，且不得超过5处。
钻孔后应涂油防锈，不得用红丹及其它漆类代替，在胀焊管时孔内的油渍除净。
2、盘板和环板、折流板应平整，平面度允差为3mm。
盘板和环板必须同时钻孔，相邻两管孔的中心距偏差为±0.5mm，允许有4%相邻两管孔中心距偏差为±0.7mm，任意两管孔中心距偏差为±1.2mm。
钻孔后应除去管孔周边的毛刺。
φ53所有孔四周均需钻φ16小孔。
3、换热管需一次整根制作加工成长度符合第热热换器、冷热换热器的无缝管，分别为，4514mm、8694mm。
两端断面与管子中心线垂直，而后每根管子都要按JB/T9206《钢铁热浸铝工艺及质量检验》的要求进行一次性渗铝。
七、组装焊接
A、基础验收
1、组装前基础中间交接时，中心标高偏差不超过±20mm，圆周范围内高差不得大于10mm。
每3m内每两点高差不得大于5mm。
2、基础的表面应平整密实，无突起、凹陷及贯穿裂纹，重点检查过渡区的施工情况，要求起拱位置一致且圆滑过渡。
B、安装
安装过程中不应损坏基础；组焊后测量壳体形状的样板，其尺寸规格应符合壳体被检部件弧形样板和直线样板，弧形样板的弦长≥1500mm；直线样板的长度≥1000mm。
焊接组对时，定位焊及固定卡具焊缝的焊接，选用的焊接材料及工艺措施应与正式焊接要求相同，并及时检查定位焊焊点；焊接和清除安装所需用的临时构件时不应损坏母材，表面伤痕深度等于或大于1mm时应予以焊补，残留痕迹应予以打磨修整，使其圆滑过渡；当借助壳体的部件进行壁板安装时，应采取加固措施，不应使该部件受到损坏和造成塑性变形。
C、焊接
组对、焊接应严格按照工艺及焊接工艺卡进行，尽量防止焊接变形。
施焊时应严格控制电流大小和焊接速度。
在下列任意情况时，且无防护措施时禁止施焊；
1、风速大于10m/s；
2、相对湿度大于90%；
3、下雨天气。
D、换热器底板的组装焊接
1、底板铺设前，应在底面进行防腐处理，每块板边缘50mm范围内不刷。
2、底板铺设前，应在基础上划出十字中心线，铺设工字钢，工字钢上平面允许误差为±1mm。
然后按排版图由中心向两侧铺设底板。
找正后采用卡具或定位焊固定。
3、底板与壁板相焊接的部位应符合设计及规范的要求。
4、底板采用手工焊时，宜采用下列顺序进行焊接。
（1）、焊缝焊接时，焊工应均匀对称分布，由中心向外分段退焊；
（2）、对接焊焊缝的焊接，焊工宜对称分布隔缝跳焊，焊缝表面应光滑平整；
（3）、为了减少焊接变形，底板与下壳体壁板的环形角焊缝，宜由数对焊工对称分布在换热器内和外（内面的焊工应在前约500mm处），沿同一方向分段退焊。
焊前一定要将底板与工字钢焊接100mm/50mm。
（4）、底板的拼接应采用全焊透结构。
组焊后表面应平整，局部凹凸度不得大于3mm，不得留有焊渣、焊瘤和毛刺。
6、底板焊接完毕后，局部变形不应大于变形长度的2%，且不大于50mm。
E、换热器壁板的组装焊接
1、壁板组装前，应复验弧度，凡不符合预制要求的应重新找圆，但应防止产生锤痕。
2、壁板组装前，应先在已经焊完对接缝的底板边缘板上找出下壳体一节的组装圆周线，组装圆周线长度为设计内径计算周长加壁板立缝焊接收缩量。
并沿圆周线内侧，每隔一定距离点焊定位角钢。
3、壁板的组装，宜先标出每张的位置，然后对号吊装组对。
4、对接环缝上、下圈板内面应对齐。
5、下壳体壁板的铅垂度允许偏差，不应大于3mm，其他各圈壁板铅垂度不大于该圈壁板高度的3/1000，每块壁板应测该壁板的上口和下口两处。
6、壁板与底板之间的角焊缝，应在壳体板纵焊缝焊完后施焊，并应用卡具找正和定位焊固定。
两侧为连续角焊缝，其焊脚尺寸等于边缘板厚度。
当边缘板厚度大于10mm时，内侧角焊缝隙应焊成具有圆滑过渡的不等边角焊缝，其焊脚尺寸不应小于边缘板的厚度。
7、壁板环缝的焊接，应在其上下两圈壁板的纵缝全部焊完后进行。
8、壁板的每块板上，沿水平方向和垂直方向至少各两处用样板测量贮槽壁板内表面的局部凹凸度，凹凸度应不大于3mm。
局部形状偏差应沿所测量的长度逐渐变化，不应有明显的凹凸。
9、中壳体I和II通过壳体补偿器组对连接。
注意内钢板圈与壳体的焊接位置，一定顺着气流方向才焊接。
F、换热器上、下管板组装焊接
在下壳体组焊完后将下管板与下壳体组对焊接。
在中壳体组对焊接完后将盘板和环板或折流板依照图上的顺序与拉杆和定距管组对后固定在换热器内，然后将上管板与中壳体组对焊接。
管板安装时，两端管板互相平行，同时和换热管中心线垂直。
G、中心管、盘板、环板和换热管及其它附件的安装
1、从下到上将盘板与中心管焊接；将环板与中壳体焊。
2、按照从管板外边缘到内边缘的顺序将换热管从上管板往下穿过环板和盘板到达下管板，然后先用胀管器贴胀后再焊接。
在管子与管板胀接前，壳体补偿器预压缩4~6mm。
3、换热管全部帖胀焊接完，经无损检测合作后，将上壳体与上管板组对焊接，并将中心管和导流筒与上壳体固定
4、将预制好的顶盖与上壳体组对焊接。
5、按管管口方位图开孔及安装接管。
安装开孔接管，应保证接管和壳体轴线平行和垂直，偏斜不应大于2mm。
接管上法兰面应平整，不得有焊接飞溅和径向沟痕。
安装接管法兰面应保证水平或垂直（如有特殊要求，应按施工图规定），倾斜不应大于法兰外径的1/100（直径不足100mm时，按100mm计算），且不大于3mm，螺栓孔的分布应跨中。
被补强圈和垫板覆盖的焊缝均应打磨与母材齐平。
注意：
开孔补强应符合设计及规范要求。
6、所有配件及附属设备的开孔接管保温钉支座和垫板，应在总体试验前安装完毕，并对开孔补强圈讯号孔以0.1Mpa的压缩空气进行气密性试验，试验完毕后讯号孔不要堵上。
F、换热器上管箱内壁、上管板的上表面、下管箱内壁、下管板的下表面、支撑管需喷铝，喷铝厚度为0.3mm,喷铝要求按GB9795-88<<热喷涂铝及铝合金涂层>>执行。
八、焊缝检验和总体试验
A、焊缝检验
1、所有焊缝在检验和总体试验合格前，严禁涂刷油漆。
2、焊缝检验按设计与规范要求。
在壳体制作完毕后用煤油白垩粉检验焊缝的严密性，经30钟后白垩粉处没有油渍为合格。
3、无损检验必须在焊接表面质量检查合格后进行。
B、总体试验
1．总体检查
⑴试验前安装工作全部完成,包括附件安装和所有焊接完结。
⑵总体几何尺寸检查
气密性试验前对壳体几何尺寸和形状进行检查，检查结果必须符合下表要求。
表三：
整体几何尺寸检查允许偏差
检查项目
允许偏差（mm）
筒体几何尺寸
筒体高度偏差
≤5H/1000约为20
筒壁垂直度偏差
≤4H/1000,且≤10
底圈壁半径偏差
≤15
局部凹凸度
筒体
水平方向
≤3
垂直方向
≤3
管板、底板
（变形长度）2％且≤50
（3）、安装和检验资料齐全。
2．气密性试验
⑴制造完毕后按设计要求对换热管进行气密性试验，试验时采用两块量程相同的并经校验的压力表。
表的量程在试验压力的2倍左右。
（2）气密性验采用干燥、洁净的氮气。
（3）试验方法
试验时压力缓慢上升，至规定试验压力0.035MPa的时10%即0.0035MPa保压5分钟，然后对所有焊接接头和连接部位用肥皂水进行初次泄漏检查,如有泄漏,修补后重新试验。
初次泄漏检查合格后,再继续升压到达到规定压力0.035MPa的50%即0.0175MPa，其后按每级为规定压力的10%的级差逐级增至规定的试验压力。
保压10分钟后将压力降至规定压力的87%即0.0305MPa，并保压48小时后，再进行泄漏检查。
如泄漏，修补后再按上述规定重新试验。
九、质量保证措施
1．严格执行设计文件、合同文件、相关规范与标准。
2．设专职质检员和班组兼职质检员。
3．有特殊资格要求的人员必须经过资格审查，持证上岗。
并参照《锅炉压力容器焊工考试规则》执行。
4．对于材料，附件的入库、保管、发放、检验与试验必须严格执行《进货检验和试验控制程序》。
工序组长负责材料领取、检验、标识与现场堆放，不得用错材料。
5．施工过程中严格执行《施工及保修过程控制程序》。
6．按A、B、C三级质量检查控制点进行质检控制。
施工班组实行自检、互检、工序交接检验，不合格的不得转入下道工序。
7．无损检测与试验必须由取得资格证的人员进行，负责检验试验与出具报告。
8．总体几何形状尺寸检验等。
必须由质量工程师负责，顾客质监代表在场，并作记录与报告。
十、安全施工技术措施
1．施工设专职安全员和班组兼职安全员。
安全员负责制定现场安全技术规程，现场设备安全操作规程。
2．入场人员必须进行进场前的安全教育，定期安全教育，定期安全检查及每天的安全检查监督，负责对特殊作业人员的资格审查。
3．入场人员必须穿戴安全防护用品，工作服、安全帽，不得穿拖鞋、高跟鞋、赤脚，严禁酒后作业。
4．高处作业必须拴安全带。
高处作业时，不得向下丢抛物品、工具等。
5．起重机械的操作严格遵照《起重机械安全规程》（GB6067-2010）
6．现场用电必须严格执行《施工现场临时用电安全技术规程》。
7．安全用火严格执行《炼油化工施工安全规程》第二章第二节有关规定。
罐内不得存放氧气、乙炔瓶。
8．脚手架的搭设与拆除必须按相关规范执行。
十一、人力及机具动员计划
序号
工种
人数
序号
工种
人数
1
铆工
10
8
电工
1
2
电焊工
13
9
司机
2
3
起重工
2
10
安全员
1
5
设备工程师
1
12
施工队长
1
6
质量管理员
1
13
配合工
8
机具动员计划
将工程项目需用的主要施工机具及其用量见图表3《施工机具计划一览表》）。
图表3施工机具计划一览表
序号
机具名称
型号规格
单位
需用量
备注
一
安装主要机械
1
汽车起重机
25T
台
1
2
平板车
台
1
3
电焊条烘箱
450℃
台
1
自动控制带恒温
4
CO2气体保护焊焊机
2
台
5
逆变电焊机
10
台
6
卷板机
20*2000
台
7
半自动火焰切割机
4
台
8
卷扬机
台
9
磁力钻
1
台
10
手动葫芦
5T
台
11
手动葫芦
3T
台
12
手动葫芦
2T
台
13
千斤顶
10T
台
14
砂轮切割机
Φ400
台
15
标准压力表
0~1.0Mpa
块
十二、施工进度计划（见附表）
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