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综合施工法在干式气柜安装中的应用

2015/12/3 9:36:16      点击: 文章来源:www.jshhcc.com
      卷帘型干式气柜又称威金斯(Wiggins)气柜,是近年来应用于石化行业的一种新兴贮气设施,其结构主要由底板、括塞、顶架、立柱、壁板、密封橡胶膜、T围栏(含架台)及附属装置
等几部分组成,它采用橡胶密封膜作为主要密封装置,与传统的湿式气柜相 比较而言,具有结构简单、自重轻、升降灵活、压力稳定、不需水封或油封系统、回收效率高、钢材腐蚀较慢、
使用寿命长等特点,使用方便 ,维护工作量、成本都较低,是比较有竞争力的储气设备。现行的规格主要有 2000、3500、5000、10000、20000、30000、50000、80000m 等几种。
1概 况
某项 目新建 20000m 千式气柜,用于回收炼厂生产装置放空气体,以达到节能减排和炼厂气综合利用、保护环境的目的。该气柜直径 34377mill,主体高 33900mm,主体材质16MnR,结构的特点是气柜底板及活塞底板均为球面结构,钢结构总重 504t,机械设备总重 60t。气柜密封形式为橡胶膜密封型,密封段数为 2段。

拟建 20000m3卷帘型干式气柜主要参数

2 施 工方法介绍
基于气柜的结构特点、结合现场的实际情况,我们采用“气柜壁内外架设正装、柜顶在其安装位置直接组装、同时兼顾内件安装”的综合施工方法。
2.1气柜底板及活塞底板的施工
由于该卷帘型干式气柜结构的特点,为保证气柜底板与活塞底板的球面弧度,需采用 “人”字型排版,为了提高施工效率,减少焊接变形,根据焊接工艺评定和焊接指导书的要求,确定气柜底板的组焊方案如下。
(1)基础经检查验收合格后 ,在气柜基础面上中心位置 0点画出设备安装十字中心线,即 XOY轴,将底部中心板区域划分为成四个象限。
(2)以底板基础中心 O为中心,按照先铺设 X轴方向的板块,再铺设 Y轴方向的板块。
(3)沿 x轴方向铺设第一块中心板,然后再依次向两侧铺设余下的底板。
(4)以x轴中心板球面半径为基准沿 Y轴方向依次铺设板块 。
(5)在底板的铺设过程中,应边铺设边找正并点焊,点焊长度和时间依铺设位置、板料的刚性大小而定,刚性大的点固焊缝长些,问距短些,点固焊缝的长度一般以 20mn]为宜。
(6)气柜底板施焊时,必须将焊缝区域 50mm范围内的油污、锈斑、泥土、水渍及轧制铁屑等杂物清除干净。
(7)焊接的原则是先焊短焊缝,后焊长焊缝。对柜体底板最外圈环形板(边缘板),待安装两带壁板并找正后,先焊接弧形板对按焊缝,再焊圈板与壁板的角焊缝,最后焊接圈板与中心板(中幅板)的搭接焊缝。柜底板及活塞底板厚度均为 4.5lllm,这种薄板极易产生波浪状的焊接变形。为减小柜体钢板的焊接变形量,在焊接过程中主要控制焊接时的对称性 ,即采用 8名焊工均匀布置,同时从中问向边缘方向施焊(见图 1),每条焊缝焊接均采用跳焊形式从中间向边缘施焊。由于 “人”字型排版中部焊缝比较集中,因此在焊接前,可用砂箱或配重块压在中部焊缝边缘以减少焊接变形。另外钢板在轧制过程中有不同程度的应力存在,因此柜底板或活塞底板在安装前,应将钢板用矫乎机进行矫平,以消除钢板卷制时的内应力。焊接时应严控制焊接电流,保持八名焊工焊接电流一致。通过严格控制以上三个影响柜底板或活塞底板焊接成形的因素,就可以把柜底板或活塞底板的焊接变形量控制在允许范围内。施工后对成型的柜底板进行测量 ,最大的凹凸度为 45nlm,符合设计要求。实践证明气柜底板及活塞底板的安装焊接施工方法是成功的。

2.2柜壁部分施工

威金斯式气柜安装精度要求高,尤其是气柜的垂直精度要
求高(为H11500),在施工中,必须制定特殊有效的保证措施,
并在施工各个关键阶段及时检测与纠正。气柜壁板共19圈,
主要由壁板、加强角钢及立柱等组成。我们在施工中采取了以
下工艺措施。
    (1)气柜壁成型主要是由加强角钢支承来实现,加强角钢喂制的质量如何,直接关系到气柜壁的圆度。因此柜壁加强角钢我们采用冷艰成型、火焰校正的工艺来喂制。首先,用油压
千斤顶分小段进行初步压制成弧型,然后,在平台上放出角钢外弧轮廓线,用火焰加热的方法对角钢的弧度进行调整,把每根角钢的弧度偏差控制在2 mm以内。
    (2)柜壁板预制,每张柜壁板的儿何尺寸对整个气柜的垂直度及几何尺寸有着密切的关系。在实际施工中,我们有意识地提高标准,把柜壁板的下料误差(长度、宽度偏差及对角线

差)控制在0-I mm范围内。
    (3)柜壁板安装有两种可行的方案:先把每张柜壁板与加强角钢组合后安装就位,或先把每圈柜壁板安装就位焊接后再安装加强角钢‘前者施工工艺复杂,安装时对口相当困难(同时组对加强角钢和柜壁板立焊缝),劳动强度大,且有部分立焊缝被加强角钢挡住造成焊接困难;而后者施工时可操作性较强,质敏比较有保证,但高空作业多,通过比较我们选择了后者。
   (4)焊道组对。
    气柜施工图要求纵焊缝坡口型式为V型见(图2),这种坡口型式的焊缝间隙太大,组对时很难保证间隙均匀,从而影响柜壁的垂直度和椭圆度、壁板上下周长不一致,而且焊接也因间隙增大而增加焊接层数,加大焊接变形量。缩小焊缝间隙,以上的问题都能得到较好的解决,因为板厚较薄,实际施工中缝焊的组对间隙几乎为O.

焊工分布



(5)为了保证柜壁焊接质量,我们充分考虑了影响焊接质准的各种因素,如焊工素质、焊条直径、焊接顺序、焊接电流及极性、刚性固定等。
    ①精选优秀电焊工:为气柜壁板焊接安排18名电焊工操作,经现场练兵、考核,选用12名优秀焊工施焊,为保证焊接质髦提供保证。
    ②选择合适的焊条,簿板焊接,焊条的直径影响到焊缝成型。在试焊阶段,纵焊缝选用直径cp3.2 mm的电焊条,焊后用焊缝尺检验,焊缝余高达到2}3 mm,焊缝外观不均匀,经分析认为为焊条较粗,焊接电流较大引起的。经过对比,更换小在径焊条(即cp2.5 mm焊条)后,这缺陷就得到了较好的解决。
    ③合理的安排焊接顺序。
    为减小焊接变形,结合我们的实际施工经验,按下顺序进行焊接施工(如图3)0
    环焊缝附近的加强角钢在环缝焊接时的作用相当于背杠,在环焊缝焊接时它起到刚性加强的作用,限制环焊缝焊接收缩变形量
    气柜壁板焊接按先内后外的原则施焊,柜内侧焊缝先焊,然后柜外侧焊缝,后焊前用砂轮机清根。
焊接顺序
④适当的刚性固定,纵焊缝焊接容易出现彼浪变形和棱角,消除这两种变形最有效的办法是临时安装加固弧形板和立背杠,具体做法是在纵焊缝上、中、下各安装一块弧形板,弧形板选择长1.2  m,宽200~,厚度为12 mm的钢板,钢板弧形边弧度与柜内壁相吻合,立背杠选用【8槽钢,长度与纵焊缝一致,在纵焊缝焊接前点焊在焊缝侧30 mm处。
⑤局部变形的矫正,对于局部变形则用木锤矫正。通过对柜壁板的预制、安装、焊接及变形矫正的各项施工措施的落实,气柜壁板安装的各项技术指标均得到保证,焊缝成型均匀美观,壁板内表面光滑,没有超规范的凸凹不平现象,柜壁板的垂直度、椭圆度均被控制在规范允许的范围内。
3丁围栏安装
    T围栏为高8.9 m、直径33 m、厚度0.7 m的圆筒形支架,座落在标高4.6 m的架台上,T围栏为密封装置的一部分,起到密封橡胶膜导向与支承的作用,共分36片预制。如果预制成单片积木式,安装的难度极大,且T围栏钢架的垂直度(允差Rn ooo>,椭圆度(允差25 mm}无法保证,安装进度慢,劳动强度也非常大。我们在分析了T围栏的结构型式及设计意图的基础上,加大地面预制深度,把每2片立式钢架及7片水平支承先组合成大段,然后分段安装,再完善其它的水平支承。通过改进以后,不仅提高了安装速度(原计划7天,结果3天就完成T围栏的主体安装)、效率,而且安装难度大大降低了,安装质量得以有效保证。
4活塞提升
    为了安装活塞临时支承及活塞底板反面焊接,需要把活塞提升1.1 m,提升确定的方案之一是:综合活塞及T围栏架台的结构形式,利用架台36根立柱安装36个倒链吊装活塞。经论证,这个方案事倍功半,而且为以后的密封橡胶膜的展开吊装增加的不必要的难度。
    参考兄弟单位的做法,结合工程实际,我们认为采用气吹的方法来提升活塞更为简单、省时、省力,方案如下:
    (1)完善T围栏及活塞围栏的结构安装。
    (2)完成活塞周围硷坝的浇筑。
    (3)活塞底板上的85个临时支承的套管先不开孔(保持平面光滑利于密封橡胶膜的展开),安装密封装置导向板及其它部件,展开及安装密封橡胶膜。
    (4)安装平衡装置钢丝绳及平衡配重、水泥配重块。
    (5)开孔安装活塞底板上的85个临时支承套管,用盲板盖盲死。
    (6)接好鼓风机后,封孔,开启鼓风机,将活塞顶升到一定的高度后,逐个安装活塞临时立柱(即拆去临时支承的盲盖,安装活塞支承临时立柱,一次可同时安装四根临时立柱)。
    (7)待所有活塞临时支承安装完后,将活塞降下来,开启人孔,这样就可进行活塞底板反面焊接;这种施工方法可简单有效的解升的难题,在以后的施工中可以借鉴。
5柜顶安装
    在该项目20000 m3卷帘型干式气柜施工中,如果采用满堂红架设,可在柜顶安装位置上直接进行柜顶及其它部件安装工作,经测算该施工方案需用架子管!_50 t,  18名架子工需花费15 d才完成架设,从工期、成本等方考虑是很不划算的,因此很有必要对柜顶的安装方案作进一步优化。
    在借鉴其它施工单位卷帘型干式气柜柜顶施工经验的基础上,结合现场的实际情况,卷帘型干式气柜柜顶施工采用“整体提升法”,即柜顶系统在地面组装(整体吊装方案在图纸设计过程中已经考虑),待环周立柱、柜壁板安装完毕后,在柜顶设置提升装置,用手动卷扬机(也可用lOT倒链)整体提升柜顶系统至设计位置,气柜顶施工具体步骤如下。
(1)选用塔吊和汽车吊配合作业,在地面完成柜顶组装工作;
(2)先在地面组装柜顶中心圈梁,再依次组装四周圈梁;
(3)安装施工用的临时台架,门型支撑、各种支架;
(4)测定中心线、定位线及标高等控制线位置并划线,做好标记;
(5)顶架安装完毕,吊装柜顶板,找正后点固焊,经检查无误后,按焊接工艺要求进行柜顶板焊接;
(6)柜顶安装焊接完毕,经检查合格后采用2组滑轮组和与立柱相同数量的手动卷扬机在柱顶上设2m短柱,将柜顶整体提升。为了减轻手动卷扬机的牵引力,可利用气柜配重块,达到整体提升的目的;
    (柜顶整体提升时,应慢速、平稳,分三个阶段停歇进
行、以利于检查上升高度,起吊到设计位置后,进行调整固定;
    (g)为了保证柜顶提升安全,在柜顶整体提升过程中,应统筹安排,统一指挥,定人定岗,服从指挥,各尽其责。6橡胶密封膜的安装
    卷帘型干式气柜橡胶密封膜是由橡胶和尼龙帘线制成的具有特殊结构的大型胶布制品,它与活塞、T围栏、柜壁板等部件连接构成了贮存气体的容积。橡胶密封膜以整体形式供货,它具有体积超大、较重且比较柔软等特点,橡胶密封膜是卷帘型干式气柜的密封主要部件,要确保吊装中不被撕裂,安装后气密性好,能长期使用。正确的吊装和安装,对橡胶密封膜的使用及寿命,都具有直接的影响,为此按以下要求,确保橡胶密封膜的正确安装。
6.2橡胶密封膜的安装
(1)用人工方法将橡胶密封膜逐步展开,露出所有吊点,按吊点顺序安装夹具;
(2)安装吊装夹具时,应加装吊装保护布,以提高吊点强度,分散应力,确保安全;
(3)橡胶密封膜是软体物件,需整体吊装。吊装时,应保证橡胶密封膜各 吊点受力均匀,上升(或下降)速度同步,避免应力集中将密封膜扯裂;
(4)安装时,在密封角钢、槽钢上粘贴密封胶,密封粘贴中不得拉伸,螺栓紧固后,应将密封胶挤出;
(5)安装时,橡胶密封膜上、下端螺栓孔应保持在同一垂直面内,上下一一对应,不得偏斜或错位安装;
(6)橡胶膜与钢结构连接固定后,应避免螺栓、帽、垫片、护板、压铁等坠落造成的冲击碰撞;
6.3
装装后注,意.柜事肉项应禁止一切动火。
(1)安装起吊时,必须用力均匀,十六个吊耳同时起吊,均匀让升,禁止个别吊耳局部起吊;
(2)安装起吊过程,柜体本身金属结构件应尽量避免挤拉橡胶密封膜;
(3)橡胶密封膜安装时应注意使之处于自然下垂状态,请勿对密封膜安装孑L进行扭曲定位;
(4)密封腻子应沿安装也进行双 “S”型环绕排布,请勿将密封腻子放在安装孔上;
(5)橡胶密封膜在最终螺栓紧固时,应均匀使力 ,不宜压得过紧而导致密封腻子全部挤出,使之失去密封作用。
7 结束语
      结合工程实际情况,采用综合的施工方法,该项目20000m 卷帘型干式气柜施工取得了成功,积累的一些实际经验,验证我们的做法是呵行的。------------------本文由气柜维修公司整理发布,如需转载,请注明http://www.jshhcc.com