塔化钢结构方案.docx
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塔化钢结构方案
1.概述----------------------------------------------------------------------------------------------------2
2.施工准备----------------------------------------------------------------------------------------------3
3.施工工序----------------------------------------------------------------------------------------------4
4.材料检验----------------------------------------------------------------------------------------------4
5.钢结构的制作----------------------------------------------------------------------------------------4
6.钢结构的安装--------------------------------------------------------------------------------------20
7.质量保证措施及质量目标-----------------------------------------------------------------------28
8.HSE安全技术管理措施--------------------------------------------------------------------------29
9.劳动力组织-----------------------------------------------------------------------------------------31
10.施工机具及手段、技措用料--------------------------------------------------------------------31
11.JHA/LEC危害分析表---------------------------------------------------------------------------33
1概述
1.1工程概况
中国石化集团西北石油局塔里木石油化工分公司（简称塔化）塔河劣质稠油处理技术改造及系统配套项目,由北京华夏监理公司监理，洛阳石化工程公司为EPC总承包。
我公司负责120万吨/年延迟焦化、100万吨/年汽柴油加氢精制、8000m3n/h天然气制氢和2万吨/年硫磺回收四套装置的施工。
四套装置的钢结构总量约为3347吨（不包括工业炉部分的钢结构），其中焦碳塔框架的预制与安装是本工程的难点与重点。
为确保施工进度、工程质量、施工机具及人员的安全特编制本施工技术方案。
本方案不包括钢结构的防腐涂漆。
1.2工程量
四套装置钢结构工程主要工程量见表1-2:
钢结构工程实物工程量表1-2
装置名称
构架名称
质量（t）
备注
延迟焦化装置
1
构-1102
104.9
（24*8.7）*16m
2
构-1103
119.1
（24*8.7）*16m
3
构-1201
122.7
（18*8.7）*20m
4
焦碳塔框架
665.0
从16.4m至93.0m
5
楼梯间
57.0
（5.4*10）*45m
6
露天栈桥
126.5
7
管架-1-2-3
785.5
8
储焦池及沉淀池
26.0
9
泵房
118.5
小计
2125.2
汽柴油加氢
精制装置
1
构-1-2
141.1
（7*7）*28.5m
2
管架-1-2
436.5
3
泵房及检修框架
37.7
小计
615.3
天然气制氢装置
1
构-3
32.0
硫磺回收装置
1
构-1-2-3
332.5
2
烟囱塔架
42.0
高度75.3m
3
管架
180.0
4
泵房
20.0
小计
606.5
合计
3379
1.3编制依据
1.3.1洛阳设计院提供的钢结构基础设计、钢结构施工图纸；
1.3.2钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001
1.3.3石油化工钢结构工程施工及验收规范SH3507-1999
1.3.4化工工程建设起重施工规范HGJ201-83
1.3.5起重机械安全规程GB6067-85
1.3.6工程建设交工技术文件规定SH3503-2001
1.3.7炼油、化工施工安全规定SH3505-99
1.4工程特点
1.4.1钢结构部分的工程量较大，施工中应合理组织、加快预制、安装进度，为后续安装工程创造条件;
1.4.2延迟焦化的焦碳塔框架尺寸较大，预制时施工占用场地较大，对其它安装工程有直接的影响，施工中应严格优化施工方案，合理进行平面规划;
1.4.3施工场地狭小，钢结构的梁、柱、牛腿、三角架等部件的下料、预制均需在预制场地内进行;
1.4.4部分钢架较高，在施工中要加大预制深度，尽可能采取成片、成框预制、安装，减少高空作业，加快安装进度;
1.4.5安装在构架内的设备数量较多、设备单体重量大，为减少设备安装难度和减少设备构架安装预留构件数量，确保构架顺利安装，工艺设备应尽量在其相应构架安装前供货到现场，以便随其构架的安装而同步安装。
2施工准备
2.1施工人员应认真熟悉图纸及相应的规范标准，有关技术人员应参加建设单位组织的设计交底及图纸会审，并组织技术交底和技术培训;
2.2质量管理和安全管理部门应组织施工人员进行质量、安全教育，提高施工人员的质量、安全意识;
2.3清理施工现场，搞好三通一平，备齐施工机具和技措手段用料;
2.4由主管文明施工部门对入场施工人员提前进行文明施工教育，增强全体施工人员的文明施工意识，确保施工质量和安全;
3施工程序
施工程序图3-1
施工方案编制
图纸会审
施工准备工作
填写班组作业指导书、填写班组施工质量跟踪档案
材料管理
技术交底
材料验收
校核组装
涂刷底漆
号料、切割下料
尺寸、焊接
质量检验
定位焊接
补涂底漆
构件尺寸
检验
焊接
找正、找平
节点焊接
编号、安排出厂
分片安装
基础验收、处理
整体找正、找平
安装质量检验
涂面漆、防火施工
办理工序交接
整理交工文件
4材料检验
4.1钢结构所用钢材、焊条、防腐、涂装材料及紧固件应具有质量证明书，并符合设计和专业标准的要求；
4.2钢材表面或断面不得有裂纹、结疤、折叠、气泡、夹层和分层，表面缺陷深度应符合设计和专业标准的要求;
4.3受潮变质、药皮破损、焊芯生锈的焊条严禁使用;
4.4材料摆放场地要划分未检验区、合格品区和不合格品区，检验后的材料作好标识，按品种、材质、规格和检验状态分别标识、堆放和保管，不锈钢与碳素钢不得混装,混放,小件入库，大件室外摆放要下垫上盖，并做好收发台帐和管理工作;
4.5检验不合格的钢材应及时隔离并与有关单位或部门联系处理;
5钢结构的制作
5.1施工前准备
5.1.1疏通、平整运输通道，以便于材料和预制件的搬运，减少运输过程中材料和预制件的变形。
5.1.2为了便于施工和保证施工质量，在预制现场铺设15m×25m钢平台1个，进行钢结构的预制工作，然后运至安装现场进行组对。
5.1.3对有关施工人员进行安全交底和技术交底。
5.2放样与号料
5.1.1放样与号料应符合下列要求
（1）放样平台应平整、稳固、表面不得有焊瘤和杂物；
（2）放样和号料应根据工艺要求预留制作和安装时的焊接收缩余量及切割、打磨余量;
（3）材应矫正后方可号料,钢材矫正后的允许偏差应符合表5-1-1-3的要求
钢材矫正后允许偏差表5-1-1-3
项目允许偏差（mm）图例
△
t
1.5
t>14
t≤14
Δ
b/80
b/100双肢栓接角钢角度不得大于90O
钢材的局
1000
1.0
部平面度
L/1000且不大于5.0
型钢弯曲矢高
Δ
角钢肢的垂直度
Δ
Δ
槽钢翼缘对腹板的垂直度
Δ
`
工字钢、H型钢翼缘板对腹板的垂直度
b/100且不大于2.0
2.0
Δ
h
b
（4）弯曲构件号料或在弯曲构件上进行孔眼划线时,应在构件弯曲加工完成,经检验合格后进行;
（5）放样工作完成后,应经质量检查,合格后方可制作样板.制成的样板除自检外,应经质量检查部门复验确认方可用于号料；
（6）放样和样板（样杆）尺寸允许偏差应符合表5-1-1-6的要求
放样和样板的允许偏差表5-1-1-6
项目
允许偏差（mm）
平行线距离和分段尺寸
±0.5
对角线差
1.0
宽度和长度差
±0.5
孔距
±0.5
加工样板角度
±20ˊ
（7）钢尺直接号料的允许偏差应符合表5-1-1-7的要求
号料的允许偏差表5-1-1-7
项目
允许偏差（mm）
两相邻孔心距
±0.5
孔边距
±1.0
孔中心线间距
±0.5
孔中心偏离
0.5
宽度、长度
±1.0
对角线长度差
1.0
5.1.2塔架结构的号料,除应符合5.1.1条要求外,还应符合下列要求:
（1）塔架结构的型钢腹杆接长时,接长长度不宜小于10米。
腹杆长度小于12米时，接头不宜多于一处，大于或等于12米时，接头不宜多于二处，接头位置与节点边缘的距离不宜小于500毫米；
（2）塔架主肢采用型钢组合时，各主肢接长对接焊缝不应在同一水平面上，且相互间距应大于100毫米；
（3）塔架主肢节点板与主肢相贯穿的两条贯穿榫缝（主肢内外侧各一条）的中心线应重合，其划线偏差不应大于2.0毫米;
（4）塔架主体实样尺寸的允许偏差应符合表5-1-2-4的要求:
塔架主体实样尺寸的允许偏差表5-1-2-4
项目
允许偏差（mm）
杆件长度
±0.5
对角线长度
1.0
各节间距
±2.0
两主肢间距
±2.0
杆件汇交点偏离
2.0
5.2管筒排板
5.2.1筒节应采用直缝卷管,单个筒节长度不应小于500毫米;
5.2.2筒节直径大于500毫米时,可有两条纵向接缝,两纵缝的间距应大于200毫米;
5.2.3相邻筒节纵向焊缝的间距应大于壁厚的3倍,且不小于100毫米.
5.3材料的切割
5.3.1碳素结构钢的作业环境温度低于-200C或低合金钢结构的作业环境温度低于-150C时,不得进行剪切、冲孔；
5.3.2气体切割与机械剪切尺寸应符合图样的要求,其允许偏差应符合表5-3-2的要求,机械剪切的零件,其钢板厚度不宜大于12毫米;
气体切割与机械剪切尺寸允许偏差表5-3-2
项目
允许偏差（mm）
宽度、长度
气割
手工或自动切割
±2.0
精密切割
±1.0
机械剪切
±1.5
切割端面垂直度
气割、剪切
2.0
切割平面度
气割、剪切
0.05t且不大于2.0
割纹深度
气割
0.5
局部缺口深度
气割
1.0
5.3.3塔架管型主肢或管型腹板与节点板相贯时，榫缝宽度的允许偏差为0—2毫米，榫缝切割面应打磨干净；
5.4制孔
5.4.1精制螺栓孔的允许偏差应符合表5-4-1的规定:
精制螺栓孔的允许偏差表5-4-1
螺栓孔直径（mm）
允许偏差（mm）
10～18
+0.8
0
＞18～30
+0.21
0
＞30～50
+0.25
0
5.4.2精制螺栓孔连接构件上孔间距的允许偏差应符合表5-4-2的规定:
精制螺栓孔连接构件上孔间距的允许偏差表5-4-2
项目
任意两螺栓孔距
≤500
501～1200
1201～3000
＞3000
允许偏差（mm）
±1.5
±2.0
±2.5
±3.0
5.4.3高强度螺栓孔间距的允许偏差应符合表5-4-3的规定:
高强度螺栓孔间距的允许偏差表5-4-3
项目
允许偏差（mm）
≤500
501至1200
1201至3000
>3000
同一组任意两孔之间距离
±1.0
±1.2
—
—
相临两组的端口距离
±1.2
±1.5
±2.0
±3.0
5.4.4螺栓孔边缘不得有裂纹、毛刺和大于1.0毫米的其它缺陷;
5.4.5不合格的螺栓孔可堆焊堵孔,并经磨平后重新钻孔,堵孔所用的焊材材质应与母材匹配，所有螺栓孔均不得用气割扩孔，必须用钻床钻孔。
5.5矫正与成型
5.5.1碳素结构钢在环境温度低于-16℃，低合金结构钢在环竟温度低于-12℃时，不应进行冷弯曲。
碳素结构钢和低合金结构钢在加热矫正时，加热温度不应超过900℃。
低合金结构钢在加热矫正后应自然冷却；
5.5.2当零件采用热加工成型时，加热温度应控制在900—1000℃，碳素结构钢和低合金钢在温度分别下降到700℃和800℃之前，应结束加工，低合金钢应自然冷却；
5.5.3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0.5毫米,且不应大于该钢材厚度负允许偏差的1/2;
5.6钢结构的组对
5.6.1顶紧接触面应有75%以上的面积紧帖;
5.6.2构件的组对应在地样或胎具上进行,组对尺寸应符合下列规定:
（1）牛脚、连接件的标高允许偏差为±2.0毫米,左右偏移的允许值为2.0毫米;
（2）柱截面中心线与柱底板中心线偏移允许值为2.0毫米;
（3）有角度的连接板的组对,应采用样板检查;
5.6.3针对本工程工期短,任务重,施工场地狭窄的特点，采取在钢平台上制作好立柱组对胎具，三角架组对胎具和梯子组对胎具，分别进行各构件的组对。
H型钢、工字钢、角钢等型材组对时采用45°斜接，并开设坡口，坡口型式见表5-6-3接口位置错开节点500mm以上，最小长度应大于1m。
各种构件组对完后进行及时标识，防止错用、混用。
坡口型式选用表表5-6-3
基本型式
选用厚度（mm）
基本尺寸（mm）
a
δ
b
P
b
p
6～16
δ
α
b
P
6～9
55°±5°
0～2
1～2
9～16
55°±5°
1～3
1～3
δ
P
b
a
p
δ
b
16～60
δ
b
P
16～60
1～3
1～3
5.6.4钢结构成片组对时，应尽可能采用刚性连接，不能采用刚性连接的，在吊装时的主要受力点进行刚性加固，防止吊装变形。
成片组对时，立柱间应考虑焊接收缩变形，适当留出收缩余量。
5.6.5成片组焊时，焊工均匀、对称分布，焊接工艺一致，并有可靠的防变形措施。
5.6.6H型钢的组对要求
（1）组对应在专用胎具上进行;
（2）组对时翼缘板与腹板、翼缘板与翼缘板的拼接焊缝的间距均应大于200毫米
（3）组对时牛腿、加劲肋、连接孔与对接焊缝的间距应符合设计要求，设计无要求时，应符合下列规定：
a牛腿与拼接焊缝的间距应大于300毫米
b加劲肋与拼接焊缝的间距应大于100毫米
c连接孔边缘与拼接焊缝的间距应大于100毫米
当肋板尺寸较大、且肋板垂直于拼接焊缝时，允许肋板跨焊缝。
肋板压焊缝处应断开不焊。
若影响焊缝强度时，可适当加大肋板长度尺寸
5.6.7主要钢构件的预制
（1）焦碳塔框架的预制
延迟焦化装置的焦碳塔框架是本工程中的最大的钢结构框架，基础标高16.4m，顶部标高93.0m，下部主框架尺寸为（10×40）×29.1m（标高16.4m～45.3m），上部为两锥段及两除焦井架，东侧为一楼梯间，共计质量约为665.0t,安装难度非常大,也是本工程钢结构安装部分的重点,施工中采取分焦碳塔主框架、锥型框架、除焦井架三部分分段预制的方法,各部分质量如下（估计值）：
焦碳塔主框架：
▽16.40～▽45.30m约300t
锥型框架：
▽45.30～▽57.30m约70t
除焦井架：
▽57.30～▽93.00m约180t
根据吊装方案预制分段情况如下:
焦碳塔主框架分上下两段（下段▽16.40～▽31.50m，上段▽31.50～▽45.30m）。
上下段分别按①、②、③、④、⑤轴线方向预制成五片，立式组装成框。
锥型框架按东西方向预制成四片，立式组对成两个框架。
除焦井架按东西方向预制成四片，卧式组对成两个框架。
（2）延迟焦化楼梯间钢结构
预制时分上下两段（下段0.0m～25.0m，上段25.0m～45.0m）。
上下段分别按⑥、⑦轴线方向预制成两片，立式组装成框架形；
（3）硫磺回收烟囱框架
烟囱框架标高75.3米，分成两段预制（下段0.0m～40.0m，上段40.0m～75.3m），卧式组对成框
以上钢构均采用270吨吊车安装
（4）平台、梯子预制
1）平台的内外环行圈梁应采用煨制，煨制完到现场用样板进行检查，曲率不合适的，进行现场校圆。
2）所有悬臂梁、三角架、直梯、斜梯、平台支撑等均应在平台上集中预制；三角架、斜梯踏步使用专用胎具进行制作，焊接完毕用磨光机打磨光滑，进行标识，分类摆放。
3）圆形平台根据吊装及安装的要求，进行分块预制，卧式设备的小型方平台，可制作成整体，大型方平台可分块预制。
（5）其它钢结构
管架在纵向方向两根立柱成一片进行预制安装。
栈桥钢结构为桁梁结构，且跨距较大，为了防止变形，宜选择120t或50t吊车就地单根安装。
其它钢结构根据现场情况进行合理地预制安装。
不管单根或者成片安装的钢结构，立柱上的牛腿、三角架等在安装前均应安装妥当。
钢结构预制时要作好几何尺寸的控制、焊接变形控制，同时要加大预制深度，每一段的梯子平台在吊装前均应安装完，以减少高处作业的难度，同时由于结构预制尺寸、质量大，组对支坐应稳固、坚实，分段接口的相关尺寸偏差要尽量控制在最小。
以上钢结构均在其基础附近预制成片。
5.6.8钢构件预拼装允许偏差应符合表5-6-8的规定
钢构件预拼装允许偏差表5-6-8
构件类型
项目
允许偏差（mm）
多节柱
预拼装单元装总长
±5.0
预拼装单元弯曲矢高
L/1500，且≤10
预拼装单元柱身扭曲
H/200，且≤5.0
接口错边
+2.0
顶紧面至任一牛腿距离
±2.0
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
接口截面错位
+2.0
拱度
设计要求起拱
±L/5000
设计未要求起拱
0～L/2000
节点处杆件轴线错位
+4.0
管构件
预拼装单元装总长
±5.0
预拼装单元弯曲矢高
L/5000且不应大于10.0
对口错边
L/10且不应大于3.0
坡口间隙
+2.0
-2.0
构件平面
总体预拼装
各层柱间距
±4.0
相邻层梁与梁之间距离
±3.0
各层间框架两对角线之差
H/2000，且≤5.0
任意两对角线之差
∑H/2000，且≤8.0
5.6.9焊接连接制作组装的允许偏差应符合表5-6-9的规定
焊接连接制作组装的允许偏差表5-6-9
项目
允许偏差（mm）
△
图例
对口错边
t/10且不大于3.0
a
△
t
t
△
a
a
间隙a
±1.0
塔接长度a
±5.0
a
缝隙△
1.5
高度h
±2.0
b
h
h
h
e
垂直度△
b/100且不大于3.0
中心偏移e
±2.0
型钢错位
连接处
1.0
其它处
2.0
箱形截面高
度h
±2.0
b
h
h
b
宽度b
±2.0
垂直度△
b/200且不大于3.0
5.7钢结构的焊接
5.7.1参与本工程施工的焊工必须经劳动部门考试取得合格证书的焊工担任。
严格
按考试合格项目范围承担相应母材厚度和位置的焊接工作。
且合格证书在有限期之内；
5.7.2施焊前焊工应复查焊件坡口质量和处理情况，当不符合要求时，应经修整合
格后方可施焊；
5.7.3焊接时，焊工应遵守现场焊接工艺，不得自由施焊及在焊道外的母材上引弧；
5.7.4不等厚对接焊件的组对应按图样要求进行。
当坡口处相对厚度差≥3.0毫米时应进行削边处理；
5.7.5除H型钢外,其余等厚对接焊件的错边量不应大于板厚的10%,且不应大于2.0mm;
5.7.6焊接接头坡口两侧各50毫米范围内应清除泥污和浮锈,不锈钢接头坡口两侧各100毫米范围内应涂上防飞溅涂料;
5.7.7预热应在焊道中心两侧不小于三倍焊件厚度且不小于100毫米的范围内进行,预热温度及层间温度应符合焊接工艺指导书的规定;
5.7.8构件在施焊前应放平垫稳,防止焊接中产生变形;
5.7.9焊接工艺参数见表5-7-9
手工电弧焊焊条与电流匹配系数表5-7-9
焊条直径（mm）
2.5
3.2
4.0
5.0
电流（A）
50～80
100～130
160～210
200～270
焊材选用：
Q235材质的钢材选用J422（E4303）焊条
Q345材质的钢材选用J507（E5015）焊条
注：
立、仰、横焊电流比平焊小10%左右
5.7.10施焊要求
（1）定位焊应符合下列要求:
a焊接材料应与母材相匹配;
b焊缝长度宜为30—50毫米，间距宜为300—400毫米；
c焊缝厚度宜为设计厚度的1/2—2/3。
当构件刚度的拘束度较大或承受载荷时，定位焊缝的长度和焊缝厚度应适当增加；
dH型钢的定位焊应在腹板两侧交错进行；
（2）焊接时发生下列任何一种情况且无有效防护设施，不得施焊；
a手工电弧焊时，风速大于或等于8米/秒；气体保护焊时，风速大于或等于2米/秒
b雨雪环境下；
c环境温度低于0℃；
d相对湿度大于90%
（3）对焊接工艺评定或焊接工艺指导书未要求进行预热的焊件，当环境温度为-20—0℃时，应在施焊处100毫米内预热至15℃；
（4）为减少焊接变形，应正确选择焊接顺序。
可根据构件情况采用对称焊、退步焊、间断焊等方法控制变形；
（5）焊缝比较集中的构件，必须严格按焊接工艺指导书规定的顺序施焊；
（6）要求无损检测的焊缝，若被其它构（部）件覆盖或由于邻近构（部）件的安装影响无损检测时，应在无损检测合格后，方可覆盖或安装邻近构（部）件；
（7）当焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应查明原因，订出修补工艺后方可
处理。
5.7.11焊接质量的检验
（1）焊缝外观质量检验见下表5-7-11和5-7-12
焊缝外观质量检验标准表5-7-11
项目
质量标准
I级
II级
III、IV级
气孔
不允许
不允许
直径小于或等于1.0mm的气孔，在1000mm长度范围内不得超过5个
咬
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