深锥沉降槽地面倒装施工工法

深锥沉降槽地面倒装工法1．前言深锥沉降槽主要用于氧化铝生产行业的赤泥沉降工序，属大型非标设备，必须在现场组装。该设备为锥底拱顶结构，由支架、底筒、锥底、筒体、拱顶组成。其中支架由数组平面布置呈辐射状的支架组构成；锥底由数片辐射状的弧板构成，每片弧板与支架斜梁上表面相焊接；筒体由数圈圆筒形筒节组成；拱顶由顶部中心圆板和数十块瓜皮板组成。深锥沉降槽形状如图的某深锥沉降槽示意图所示。这类设备的安装难点是筒体的安装，目前常用的方法有两种：自下而上分片拼装法和自下而上分段组装法，均为正装法，前者需设置大量的辐射状找圆临时装置，后者需特大型吊装机械，且都存在高空作业，施工工期长。根据该设备带有钢支架及筒体底部下垂到离支架顶有一定距离的具体特点，**集团有限公司组织有关技术人员，经过分析论证，采用地面倒装法施工。同时沉降槽安装完后，我们采取振动时效法整体消除应力，该方法简便，且消除应力效果好。我们将该方法先后应用在山东**氧化铝厂赤泥沉降工程中多台深锥沉降槽的安装，效果较好，总结后形成此工法，该工法曾获湖南省级工法,获得国家级工法。2．工法特点变高空作业为地面作业，既节省了脚手架费用，又增加了施工的安全性，且工效高，可节省了脚手架费用90%，缩短工期7-10天。采取倒装施工法，避免了正装法需大量设置临时支撑，及设置拼装平台的弊端，可节省措施费70%。利用了设备自身的支架，避免重新设置吊装拔杆，节约了资源。图某深锥沉降槽示意图1.外柱2.内柱3.斜梁4.底筒5.锥底6.筒体7.拱顶采用手拉葫芦提升，大量减少了吊装机械的使用，特别是避免使用大型吊车，节能环保，可节省机械费50%-60%。拱顶安装时，采用简易弧形梁从瓜皮板的上表面临时固定，防止变形，吊装时只吊弧形梁，安装方便快捷。应用先进的振动时效技术整体消除焊接残余应力。省时省工，节能环保，且消除应力效果好。3．适用范围本工法不仅适用于深锥沉降槽的安装，也可推广应用于带支架结构的锥底拱顶钢制圆筒形非标槽罐安装。4．工艺原理首先安装沉降槽支架，然后在支架的斜梁上表面安装锥底，再在斜梁的上端采用倒装法整体提升并安装筒体和顶盖。其中筒体是在地面支架外柱的底板上，由数个筒节自上而下组装而成，组装过程是利用支架上安装的手拉葫芦完成的，组装时筒体的最上圈筒节最先进行提升，提升后与拼装好的下一圈筒节组装对接，再提升对接好的组装体，依次与下面的各圈筒节组装对接，直至完成最底圈筒节的组装对接；所述的各个筒节均在地面支架外柱的底板上，于其上圈筒节的外围由数块预制好的弧形板拼装而成。葫芦按如下方法选择：先根据支架外柱的数量确定葫芦的数量，一般一根外柱的斜梁顶挂一个葫芦，几根外柱即用几个葫芦，然后将所提升部分的最大重量除以葫芦的总数量，即得单个葫芦的理论提升重量，考虑实际操作时，各个葫芦受力不均匀性，以及安全富余量，所选葫芦的额定提升量，应取理论重量的120%。由于深锥沉降槽投入使用时，支架外柱的承载量约为提升重量的3-4倍，所以外柱的强度和稳定性一般可不核算。为保证筒体呈垂直平衡提升，每隔90°设置一个升高指示标尺。关于葫芦均匀受力的问题，操作中若某个葫芦受力增大，超过其额定荷载时，操作者会因拉不动手链，而停止操作，而受力减小葫芦会因受力减小，而更易操作，随着受力减小葫芦的继续操作，受力不断增加，超载葫芦的受力会自动减小，从而保证了各个葫芦在额定荷载内基本受力均匀。5．施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程见工艺流程图（图）。图工艺流程图5.2操作要点施工准备首先做好各项技术准备，人力、物力资源准备，现场临设准备，以具备进场安装的条件。基础复测复测基础中心及标高，合格后方可进场安装。支架及底筒安装支架包括内、外立柱和斜梁，先安装内、外立柱和底筒，再安装位于内、外立柱上的斜梁。锥底安装在斜梁上表面按自下而上的顺序逐块将每块小弧板拼装成圆锥辐射状的锥底弧板，整个锥底由数片这样的锥底弧板组成，每片锥底弧板与其两边的斜梁上表面相焊接。小弧板拼装时，需留出最上面的一块小弧板（即与筒体相连接的那一块弧板）不予拼装，留出的空间以便悬挂手拉葫芦，当筒体提升到位安装好后，撤掉葫芦，再最后安装此块锥底板。筒体安装1、将筒体的内圆周线投影到支架的外柱底板上，该投影在外立柱的外围，然后从投影圆的内侧，在外立柱底板处点焊卡板作为卡模；2、沿卡模外围逐块将筒节弧板拼装成筒体的最上一圈筒节。拼装时，相邻弧板之间的立逢先点焊，待所有弧板都拼装完，组成整圈筒节后，再统一同时焊接各条拼接的立缝，以减少焊接变形；为使拼接的立缝处壁板圆弧度符合规范要求，在拼缝的外侧上、中、下三处各点焊一块标准弧度的弧形卡板（见图-1），矫正、固定弧度，立缝焊完后再去掉该卡板，此板同时还具有防止焊缝焊接变形的作用；3、用相同的方法在已拼装好的最上圈筒节外围，拼装下一圈筒节。拼装时，留下最后一条立逢暂不拼拢作为活口；4、在每个支架外柱顶部的斜梁上焊接上吊耳，在上圈筒节（内筒节）的底部焊接下吊耳，上、下吊耳的吊孔必须在同一铅垂线上，见吊耳示意图（图-2）。有的沉降槽筒体壁板可能比较薄，拉升时在下吊耳处会产生局部变形，遇此情况，可在下吊耳处筒体壁板图-1弧形卡板示意图的内壁加焊一块弧形加筋板，以防止壁板变形；5、在上筒节内侧互成90°的四个位置，各设置一根提升高度指示标尺，共4根，用以观测、协调提升操作，确保提升时上筒节能呈垂直状平衡升高；6、用手拉葫芦挂于上、下两吊耳之间，将上圈筒节拉起提升，见倒装示意图（图-3）。当上圈筒节升至底部超出下圈筒节（外筒节）顶部约1-2mm时，停止拉升，然后将下圈筒节的活口收拢，使下圈筒节底部微贴地模，接着将上、下圈筒节组对，组对完成后，进图-2吊耳示意图行焊接。见上、下筒节倒装组对示意图（图-4）。7、用相同的方法自上往下组装各圈筒节，直至筒体全部组装完。拱顶安装图-3倒装示意图1.槽支架2.上吊耳3.下吊耳4.手拉葫芦5.上筒节6.下筒节当最上圈筒节安装至顶部高出支架斜梁顶部的上吊耳，可方便拱顶安装时，暂停筒体的组装，接下来进行拱顶安装，方法如下：1、安装顶部的中心圆板先在其下部设置临时三棱柱支架，支架的底部放在底筒上，以节省三棱柱支架的高度，然后将中心圆板吊放在支架顶，找正后临时固定；2、安装拱顶瓜皮板先用标准弧度的弧形梁卡在瓜皮板的上表面作为骨架，以防弧板变形，然后吊装瓜皮板，吊装时只吊弧形梁。安装瓜皮板时，先安装直径方向的两块，然后沿两边对称地扩展安装。附件安装槽体安装完毕后，再进行接管、人孔、钢梯等附件的安装。图-4上、下筒节倒装组对示意图1.槽支架2.上吊耳3.下吊耳4.手拉葫芦5.上筒节6.下筒节焊缝检测先检查焊缝外观质量，然后将对接焊缝抽查20%作超声波探伤无损检测，其结果达到Ⅱ级为合格。应力消除焊接残余应力消除应在所有焊接完成后进行，采用振动时效法整体消除。此法只需振动时效设备一套，振动时效设备由主机、激振器、拾振器三部分组成，操作起来方便快捷，与常规热处理法比，省时省工，且能耗小；与爆炸法比，它不受槽罐内有无其他构件或设备的限制，即使槽罐内有其他物件，振动时效法也能实施，且该法噪音小，无废气及辐射污染，环保效果好，特别是深锥沉降槽在顶盖封闭前，有一槽内设备（加料井）必须先吊入槽内临时放置，故不能采用爆炸法，只能采用振动时效法。振动时效法操作过程如下：1、安装激振器将激振器安装在沉降槽筒体的人孔法兰处，用夹具将振动电机与法兰夹紧，并使卡具螺栓垂直于电机底座，否则螺栓易振弯；2、安装拾振器将拾振器安装在筒体远离振动电机的另一端，接触面清理平整，传感器磁座也要清理干净；3、连接有关电缆将激振器、拾振器的电缆与主机相连接好；4、试振1)先将激振力调小，然后开机，手动。接着从1000转到8000转扫频，同时打印，查找振峰；2)将转速调到第一个共振峰的亚共振点，观察加速度或振幅；3)当调到某个亚共振点时，转速固定下来，观察振型，据此可判断出重点消除应力的部位；5、时效找好了符合工艺要求振型所对应的频率后，对于该频率也确定了相应的激振力和该点的加速度等，就可以对槽体时效了。先做工艺卡记录，记下相应的形状；6、检查效果时效完全部峰点后，对比最初的振前曲线与最终的振后曲线，然后按照《振动时效效果评定方法》（JB/T5926-2005）来判断时效效果，如果出现标准中情况，则认为已达到时效效果。盛水试验将焊接接头的外表面清除干净，并使之干燥，向深锥沉降槽内注满水，持续时间4个小时，检查焊缝有无渗漏。试验完毕将水排净。6．材料与设备表-1主要施工用料表序号名称型号、规格单位数量备注1槽钢[16m60制作拱顶板弧形梁梁用2钢板δ=12～20t2制作卡板及吊耳用用3白铁皮δ=0.75张1制作标准弧板用4钢丝绳Φ11～Φ19m200吊装用5油毛毡卷1放样用6钢架管Φ48吨1脚手架用7架管扣副1000脚手架用8竹跳板块2000脚手架用表-2主要机具设备表序号名称型号、规格单位数量1交流电焊机300～500AA台102直流电焊机ZX5-100台13CO2保护焊机500A台54手拉葫芦10t×6m台165手拉葫芦5t×6m台26手拉葫芦2t×3m台27烘干机ZYH-100台18角向磨光机Φ120台109振动时效仪SSIN80B台110空压机3m3台111汽车吊QY16台17．质量控制7.1质量标准该工法执行下列规范、标准：《钢制焊接常压容器》（JB/T4735-1997）《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-1998）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）《振动时效效果评定方法》（JB/T5926-2005）7.2质量控制措施完善各工序之间交接手续，包括制作、安装内部各工序之间的交接，及制作与安装之间的交接。制作前对壁板、底板、顶板等主要部件绘制组装排版图，根据排版图下料，安装前按组装排版图复核外形尺寸。凡是制作的散件、零部件、半成品均须填写好自检记录，经互检、专检合格后方可运至安装现场，并做好醒目的标识防止组装时搞混,现场要有专人验收。从事焊接的人员应具备相应焊位的上岗证，焊接应根据焊接工艺评定确定焊接工艺，确保焊接质量，主要部件的焊接严格按规定的焊接顺序进行，防止构件变形。8．安全措施施工应遵守以下安全生产技术规范、标准、规程：《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）、《建筑施工高处作业安全技术规程》（JGJ80-91）、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）、《职业健康安全管理体系》（GB/T28001-2001），另外还需采取以下安全措施：悬挂葫芦的上、下吊耳必须由经验丰富的焊工焊接，且焊完后，应仔细检查焊接质量，合格后方可使用。筒体整体起吊拉升前，应先让每个葫芦按额定荷载试拉一次，观察葫芦和吊耳有无异常状况，保证万无一失。使用过程中，应经常检查葫芦的链条有无断链现象。同时备用2个葫芦应急。制作中材料组装与安装时的吊装工作要有专人负责，专人指挥，要求指挥信号明确；吊装时严禁超载运行；起吊时，吊杆下严禁站人。制作及安装场地严禁穿高跟鞋，进入安装现场的施工人员一律应戴好安全帽，高空作业还应系好安全带。高空作业时要将工器具放在工具袋等不易掉落的位置，防止坠落伤人。对施工中的专用设备，要有专人负责，专人操作，使用角向磨光机要检查好防护罩装置，避免砂轮飞出伤人。对吊装索具，卸扣等器具及起重或缆风钢丝绳在使用前要仔细检查，发现损坏现象应及时修复或更换。如需照明，筒体内施工照明电源应采用36V低压电源，防止触电伤人。大风天气，风速超过15m/s时不得提升。9．环保措施建立文明的施工现场，使施工现场内秩序井然有序、文明安全、交通畅通、场容和环境卫生符合要求。施工现场全体人员应着装整洁，对施工现场定期清扫，一般每周大清扫一次，特殊情况随时打扫，对现场散落物、建筑垃圾应及时清理。施工期间，施工现场内的材料、半成品应分类堆放整齐，工具及机具使用完后，应由使用者放回原处，现场应保持干净、整齐。施工结束后，应及时组织清场，拆除临时设施、围栏，剩余物资分批退场，以便整治恢复道路，不留后患。10．效益分析在山东**氧化铝厂赤泥沉降工程中，仅一台Φ16000×16000深锥沉降槽安装，采用此法，与常规的正装法安装筒体及顶盖，拱顶设临时固定弧形支架安装，热处理法消除应力的施工方法，两法相比较，此法可节约成本16余万元，见费用分析表（表-1及表10.0.1-2），节约工期8天。同时本工法能耗小，噪音小，无废气及辐射污染，可谓节能环保，具有较好的社会效益。表-1采用正装法（分片拼装法）预计费用表序号名称单位数量单价合计（元）125吨汽车吊台班班费台班152200元/台班班33000250吨汽车吊台班班费台班64500元/台班270003筒体