摘要：随着生产技术的发展，为了提高产能，各个行业扩建了众多的大型钢性容器。这些钢性窗口形态各异，其中有一种槽体下部分成倒锥形，俗称锥形槽体结构。此次本文就针对这类锥形槽体的安装做个简单的技术总结。
关键词：锥形槽体；质量控制；安装；技术
一、概述
在工业建筑中常见的锥形槽体主要表现为两种典型的形式：
（一）沉降槽
沉降槽主要部件有：用于承重的下锥中心筒、用于承重的下锥放射梁、用于承重的固定支柱或基础圈、下部锥体、上部筒体等组成。（如下图一所示）由此可知，这类形的沉降槽整个槽体及投料后所有的重量载荷均能放射梁、中心筒、立柱来支撑。这类锥类槽就没有槽下部裙座结构。
图一 沉降槽下部结构图
（二）锥形母液槽
锥形母液槽主要部件有：下部锥加固用的放射梁、支承槽体的裙座、下部锥、圈型基础或主柱、槽筒体组成。（如下图二所示）
图二 锥形母液槽下部结构图
从图上可以很清楚地看到这两种类型的锥形槽体在下部结构上还是存有比较大的区别，采用承重式的放射梁槽体就没有槽体裙座，而当下部锥放射梁只当加固用的槽体就必须有槽体裙座，也正因为这点，其安装工艺也有比较明显的区别。
二、安装工艺及过程质量控制
（一）沉降槽槽体安装
1、安装的顺序：
设备基础的复制→地脚螺栓埋设及钢立柱底板安装→槽体中心筒安装→槽体钢立柱安装→槽体承重放射梁安装→下部锥底板铺设→各段节筒体（包括角钢圈）安装→槽体整提升安装→下部锥底板组对拼焊及检测→接管、人孔、检修门、进、出槽的安装→焊缝检测→顶盖安装→盛水试验→总检验收。
2、方法、步骤及技术要求：
（1）安装前，必须对基础表面尺寸进行检查，合格后方可开始安装。
基础中心坐标偏差不应大于20mm，标高偏差不得大于20mm。
（2）底板采用垫压在承重放射梁上的对接接头，对接接头应完全焊透，表面应平整。所以起到垫板的放射梁上表面应与对接的两块底板贴紧，其间隙不得大于1mm。接头间隙为7±1mm。
（3）槽壁板组装：
1）槽壁板组装前，应对预制的壁板进行尺寸外形复验，合格后方可组装。需要校证时，应防止出现锤痕，单节筒体及大段节筒节组装在组装平台上进行，单节筒体纵缝焊接应留出一道纵缝（留50mm余量的板）不焊待其他焊缝焊完后，用盘尺量出周长，用半自动切割多余部分后开好坡口再进行最后一道纵缝的组装焊接，以确保筒体的直径正确。
2）对接的壁板组装应符合下列规定：
A底圈壁板：
a、相邻两壁板上口的水平允许偏差，不应大于2mm。在整个圆周上任意两点的水平允许偏差，不应大于6mm；
b、壁板的铅垂度允许偏差，不应大于3mm；
c、组装焊接后，在底圈板1m高处，内表面任意点半径的允许偏差±19mm。
d铅垂度偏差：不应大于该圈壁板高度的0.3%。
e壁板组装，内表面应平齐，错边量应符合下列规定；
纵向焊接接头错边量不应大于板厚的1/10，且不应大于1.5mm。环向焊接接头错边量，不得大于板厚的1/5，且不大于3mm。
G组装焊接后，焊接接头的角变形用1m长的弧形样板检查应符合相关规定。
h组装焊接后，槽壁的局部凹凸变形应平缓，不的有突然起伏。
3、槽体的安装与提升
从沉降槽的结构，我们可以确定其安装顺序，也正是这顺序，是沉降槽安装成败的决定因素。
沉降槽在安装完放射梁后，其底板只需铺设在放射梁，却不可组对施焊，这是为下一步槽体提升做准备，但槽底板铺设时，要进行加固处理。
而用于提升槽体的金属立柱抱杆可以进行安装在放射梁的端头呀，同时其长度不宜过长，一般可根据选用的起升工具还定，选长约为1.5米双吊耳抱杆，（如下图三所示）此类型抱杆有两种好处，一是单抱杆可挂双葫芦用，节约辅材成本费，二是起升平稳性好，无需过多辅助支撑件，安装、拆除运输方便。
图三 双吊耳抱杆
在安装各筒节时，沉降槽的筒节可以地平面上进行组对，这也正是沉降槽自身结构所特有的，其方法为在槽体立柱上分别制作焊接一系列同水平标高的支撑梁，并在支撑梁制作槽体安装定位卡膜，在支撑梁的卡模上组对筒节，当组对、焊接完成后再将其提升，再进行下一节筒节的组对安装，并以此类推进行。
值得注意的事：
所制作安装的定位卡膜一定要严格控制其中心点位置偏差；所有卡模要能满足所有槽体安装所需的空间尺寸。
（二）锥形母液槽槽体安装
1、安装的顺序：
设备基础的复制→槽体裙座安装→槽体下部锥加固圈及放射梁安装→槽体下部锥底板铺设拼焊及检测安装→底筒段安装→各段节筒体（包括角钢圈）安装→接管、人孔、检修门、进、出槽的安装→焊缝检测→顶盖安装→盛水试验→总检验收。
2、基础的测量及验收
1．组织有关工程技术人员，根据基础施工图检查基础轴线，标高。
2．槽体基础外尺寸误差和平整度应符合下列要求：
1)中心坐标的允许偏差为±20mm；
2)基础标高的允许偏差为－10mm；
3)基础表面沿槽壁圆周方向的平整度，每10m长度内任意两点的高度差应小于或等于10mm，整个圆周上任意两点的高度差应小于或等于20mm。
4)基础表面应符合设计规定。
3、锥形母液槽的安装工艺及措施
1．由于锥形母液槽直径大φ14000、槽体最高H=22m、重量最大G=153.4t，给槽体吊装带来很大的难度，槽体施工过程中极易变形。为了提高工作效率及经济性，加快施工进度,采用倒装法,利用电动葫芦提升装置进行吊装。
2．槽体安装前，由于槽基础较高,在槽体的基础外沿搭设圆形的临时平台在平台外周设置围栏，以便站人、确保安全同时组对筒体焊接用。根据图纸把底板安装好在基础上。
3．安装时，先将预制好的槽体裙座安装就位并施焊完毕（槽体裙座在制作期间就先预制作四分之一形）。裙座安装完毕后，在基础下部开始搭设一个临时平台，该平台为简易井字平台，其高度要与基础标高及放射梁底端加强环圈底部标高一致。该平台用于安装放射梁加强环圈和安装放射梁。
首先安装放射梁加强环圈，再安装放射梁，接着安装锥形底板下部锥，该锥形要事先预制成整体锥形，同时要考虑到安装吊装时的各种因素，要因地制宜。最后再把上部锥的16片圆弧扇形底板铺设在放射梁上进行安装焊接。（如图五所示）
图四 锥形母液槽底板安装图
当锥形槽底板安装完毕后，就进行提升装置的安装了，提升装置采用20套20t电动葫芦作为提升装置，因此需要制作相应配套的提升机构。用φ273×10 L＝5000mm的钢管制作20套金属抱杆，再将牛腿（提升传力筋板）焊在槽体内壁上，考虑到提升牛腿实际承载力，使得牛腿截面的传力方向与受力方向相符合，因此，此次研制的牛腿腹板与分解槽内壁的连接焊缝承担受力，而其受到的剪力便是直接作用于腹板与内壁板焊接的焊缝上，因此，为了满足此剪力的作用，牛腿应设置双腹板，从而提高腹板承受能力，牛腿翼板则起到支撑腹板和将承重力传到提升机构的作用，因此翼板可采用单翼板连接。（如图六所示）
图五 提升装置抱杆安装图
安装时，先提升槽顶盖及筒体的上层（第一层）壁板，然后逐层组焊筒体的壁板。然后用电动葫芦将已组焊好的罐体上升，直到最后一层壁板组焊完成，从而将整台槽体安装完毕。
4、锥形母液槽底板安装质量控制
为了保证槽底板安装的质量，在安装前，先在制作平台上试拼底板，以检查下料的尺寸是否符合要求。锥形槽底板共分为16片圆弧扇形板，且不完全安装在放射梁上（即放射梁没有通长放置），所以锥形槽底板在安装前要事先进行滚锥形圆弧。锥形槽底板安装时，要先先划出铺板的位置，再将板铺上，并保留足够的焊缝距离，然后按锥形槽底板焊接作业指导书进行焊接。
5、锥形母液槽筒体安装质量控制
槽体安装质量的关键是槽体焊接质量、槽体吊装变形及槽体安装后的垂直度，槽体焊接质量我们采用制定槽体焊接作业指导书及相应的检查实施制度进行保证。槽体吊装变形的控制是吊装时采取措施以消除变形。槽体垂直度我们按照每层分级逐步自检、互检和专检，严密监督，达到规范要求。
按JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》进行制造，槽体对接焊缝接头应进行局部超声波检测，检测长度不得少于各条焊缝长度的20%，且应优先选择T形接头部位，其合格标准按JB4730-94规定Ⅱ级，焊接接头尺寸除图中注明处，手工焊接按GB985-88，自动焊按GB986-88规定制造，焊脚高度取相邻两焊接件中较薄者之厚度且全部为连续焊缝。
6、底板焊接
底板的焊接参数和顺序按焊接作业指导书要求进行。焊接前应特别注意焊口的清洁与干燥，在钢板的对接或搭接处不许夹有泥沙、油污及钢锈等杂质。
锥底板与槽体角缝焊接时，采用CO2气体保护由多名焊工均匀分布沿同一方向分段退步施焊。减少底板、槽体等焊后变形。在焊接时并采取焊接反变形措施。
所有焊缝均应进行外观检查，并应符合下列规定：
1)焊缝表面必须清渣；
2)焊缝表面及热影响区不得有裂纹；
3)焊缝表面不得有气孔、夹渣等缺陷；
4)焊缝咬肉深度≤0.5mm，其连续长度≤100mm。每条焊缝咬边总长度（焊缝两侧之和）不得超过该焊缝长度10%。
5)底板焊接后局部凹凸变形应不大于长度的2%
7、筒节组装
各层筒节组装时均在筒体底板上的支座进行组对，组装时在支座水平面上划出中心线，并在内圆周上作12等份，用胎具定位，定位高度约150mm。然后按弧板编号分片吊至规定位置，紧靠定位胎具就位并用楔铁楔紧。弧板吊运必须有专门的吊具，防止弧板在吊运过程中变形，影响筒节的质量。
1．槽体壁板应符合如下规定：
1)相邻两壁板上口的水平允许偏差,不应大于2mm；
2)组装焊接后,在底圈壁板1m高处,内表面任意点半径的允许偏差,不应于±3mm；
3)壁板组装时，内表面应齐平，纵向焊接接头错边量不应大于板厚的1/10且不应大于3.0mm；
4)筒节在组装焊接后，在底圈壁板1m高处，内表面任意点半径的应符合允许偏差。
2．纵缝焊接
筒节经检查合格后即焊接纵缝,在筒节内侧每道纵缝处,预先点焊三块曲率半径与筒节相同的圆弧卡板,在卡板中间切出大于焊缝宽度的缺口作为打入楔铁和焊接运条之用。槽壁板的纵缝这对接全溶透焊缝。根据我方多年施工经验和焊接试验所有筒体板开双内单坡。罐内设备多，电缆铺设密集，我单位采取又是采取液压提升，罐内油管密集。从安全防范措施考虑，必须采取焊接顺序为先焊内侧纵缝。外侧用碳弧气刨清根后焊接，待纵缝完全冷却后去除卡板并磨平焊疤。现在采取CO2气体保护焊焊接，（CO2气体保护焊具有焊接溶透性强的特点）完全能够达到全溶透焊接。焊接后，焊接接头棱角度用0.5m长的直尺检查。
3．环缝焊接
由于锥形母液槽筒体板厚度δ20下坡口采用V型坡口上坡采用内单破。两个筒节间的环缝采用CO2气体保护焊焊接。槽壁环焊缝的焊接，应在其上下两节圆筒壁板的纵缝全部焊完后进行，两相邻圆筒焊接时，纵焊缝错开距离为板长的1/3且不得小于500mm。焊接顺序先焊内侧环缝，外侧环缝用碳弧气刨清根后再焊接，由数名焊工均匀布置向同一方向退焊，槽壁内侧焊缝均应过渡平滑。现在采用CO2气体保护焊（CO2气体保护焊具有焊接溶透性强的特点）新工艺，完全能够达到全溶透性焊接。焊接完成后进行检查。
4．筒节组对的质量检查
筒节组对完毕后,各圈壁板应符合下列要求：
1)各圈壁板的铅垂允许偏差,不应大于该圈壁板高度的0.3%；
2)壁板组装时,纵向焊接接头错边量不就应大于板厚的1/10,且不应大于3.0mm。环向焊接接头，任何一点的错边量均不得大于板厚的1/5且不大于5mm；
3)组装焊接后，焊接接头的棱角度用0.5m长的直尺检查,应符合棱角度变形的规定；
4)组装焊接后,罐壁的局部凹凸变形应平缓,不得有突然起伏,应符合规范要求。
三、焊缝外观检查和无损探伤
1．焊缝外观检查
所有焊缝均应进行外观检查，焊缝表面质量应符合GB50236《现场设备、工艺管道焊接工程施工及验收规范》焊缝表面质量Ⅲ级焊接的标准和JB/T4735《钢制焊接常压容器》及其“立式圆筒形储槽”的规定，焊缝表面及热影响区不允许有裂纹、气孔、夹渣和熔合性飞溅等缺陷。
对接接头焊缝咬边深度应≤0.5mm，长度不应大于焊缝总长的10％，且每边连续咬边长度应小于100mm，接头表面加强高2-3mm，焊缝宽度盖过每边坡口2-3mm，接头表面凹陷深度应小于0.5mm，长度小于焊缝全长的10%，且每段凹陷连续长度应小于100mm。
角焊缝的焊角尺寸应符合设计规定，外形应平滑过度，其咬边深度应小于0.5mm。
2．焊缝无损探伤
焊缝外观检查合格后，按GB4730对焊缝进行超声波探伤。检测合格标准按JB4730-94中的超声波Ⅱ级为合格。
必须在规定无损探伤的焊缝及其边缘上开孔时，开孔中心周围不少于1.5倍开孔直径范围内的焊缝应全部进行无损探伤，当规定必须进行局部无损探伤的焊缝被其它部件覆盖时，被覆盖部分应经过探伤合格，并将焊缝表面修平。
每个焊工所施焊的焊缝均应进行探伤检查，如发现不合格，则应在所有缺陷的延伸方向加倍检查，或在可疑部位进行补充探伤，如仍不合格，则对该焊工施焊的焊缝进行100%检查。
对探伤不合格的焊缝应进行返修，返修前应进行质量分析、订出措施，返修后按原法进行探伤，同一部位焊缝返修次数不得超过两次。
四、槽体盛水试验
在槽制造完后，应进行盛水试验。
1．在盛水过程中水温不应高于50℃。
2．盛水高度为设计最高操作液位。
3．盛水试验必须始终在监视下进行，并与土建专业密切配合，掌握基础沉降情况，充水速度应根据土建基础设计要求确定，在充水过程中，基础沉降量超过设计规定时，必须停止充水，并检查槽体的变形和有无渗漏，待基础施工单位按设计意见处理后，方可继续进行试验。
在充水过程中，若发现槽底漏水，应立即将水放掉，待泄漏处补焊后，方可继续进行试验。与槽体相连的工艺管线，不得在充水试验合格前连接。按设计要求，试漏持续时间不少于4小时。
五、除锈、刷油、防腐
油漆型号和涂刷遍数按JB2536-80《压力容器油漆、包装、运输》技术条件，外表面涂2遍底漆，为了保证槽体外观质量和施工进度，要求构件加工后涂刷底漆一遍，焊缝两侧各100mm不涂刷，槽体全部安装调试后，再涂刷后续的底漆和面漆。
结束语
从槽体制作安装工艺来看，这两种槽均采用提升倒装法来完成，但是只因为其下部锥结构特别的不同，而使得在安装下部锥及提升方法略有所不同，但其原理之本却是同根源的，有异曲同工之处，这也是我们在日常工作加以留意总结的。
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论文作者:银明权
论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期
论文发表时间:2018/6/11
标签：壁板论文; 底板论文; 锥形论文; 母液论文; 不应论文; 基础论文; 偏差论文; 《基层建设》2018年第12期论文;