大庆塔分段吊装组焊方案.docx

1、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

2、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243.1 T、223.5T，塔身高65.59 m、63.59

3、 m，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

4、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（GB15098

5、）和钢制化工容器制造技术要求（HGJ1889）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 HGJ211-852.3.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 SH3524-922.6.钢制压力容器 GB150-982.7.钢制化工容器制造

6、技术要求 HGJ18-892.8.钢制压力容器焊接规程 JB/T4709-20002.9.钢制压力容器焊接工艺评定 JB4708-20002.10.压力容器无损检测GB4730-942.11.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GB985-882.12.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1C103丙烯塔（一

7、）40006359034第一节+0.27220+19550t50t第二节+19.26016+34.9550t50t制作梯子平台第三节+35.15815.51+50.5550t50t制作梯子平台第四节+50.55010.8+63.79550t50t制作梯子平台2C104丙烯塔（二）40006559036第一节+0.27320+19.9550t50t第二节+19.26015+34.9550t50t制作梯子平台第三节+35.16015+49.9550t50t制作梯子平台第四节+50.16514.4+65.79550t50t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

8、单位数量重量（吨）组对（段）组焊焊接量（m）焊缝数量1C103丙烯塔（一）40006359034台12235四3768三道2C104丙烯塔（二）40006559036台12431四3768三道合 计2157536六道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

9、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

10、. 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

11、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

12、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

13、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12。6.2.吊耳设计与

14、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

15、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-1036.2.2.2. 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

16、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-1046.2.2.3. 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mm1234567abcD11D22D34A529166803080032-341640516514405478144051201430010120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235M

17、Pa，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-103550t72 t18.5m管式吊耳5263

18、7+1167028m 两根550t60 t33.4m管式吊耳52637+1167028m 两根550t58 t48.5m管式吊耳52637+1167028m 两根550t50 t61.8m管式吊耳52637+1167028m 两根5) 07-C-104550t73 t18.5m管式吊耳52637+1167028m 两根550t60 t33.8m管式吊耳52637+1167028m 两根550t60 t48.5m管式吊耳52637+1167028m 两根550t65t63.8m管式吊耳52637+1167028m 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2738制作，在每根钢管端

19、头焊有-50050012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16。 表5序号位号与名称分段名平衡梁长度（mm）单位数量备注107-C-103第一节4300根1第二节4300第三节4300第四节4300207-C-104第一节4300根1第二节4300第三节4300第四节43006.5.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（

20、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107-C-10311000002009648274207-C-104111000020096482666.5.2.2. 地脚螺栓拧紧后，分布在垫铁组上的总压力G2=3.14*nd02/4,其中=2250/1.5kgf/cm2=1500 kgf/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)107-C-1032207-C-1042 注：以上地脚螺栓材质为Q235A。6.5.2.3. 单块垫铁的最小面积A230*(G1+G2)/nR,其中基础混凝土的抗压强

21、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)107-C-103207-C-1046.5.2.4. 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abchL斜垫铁组数（组）平垫铁组数（组）107-C-10310805202509696207-C-104108042025096966.6.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

22、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40tm，并在吊车的第一站位点与下一站位点铺设=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

23、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+20026.8.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

24、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1020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U

25、GM，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1315%。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0.210.5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714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LR155

26、0-550t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

27、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12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