关键词：氧化铝；分解槽；安装施工
1 项目概况
山东滨洲魏桥铝业粉煤灰利用一期技改工程种子分解车间的安装工程是13台分解槽搅拌装置安装。1#～13#分解槽规格为φ14，高度由29500mm—34500mm不等，搅拌装置位于槽体的中心，由电机减速机、搅拌轴、搅拌浆叶、轴密封、支座底板、底轴承和联轴器等组成，搅拌装置安装特点：吊装高度高，与槽顶结构安装、管道安装都有交叉作业，高空作业难度大。
2施工方法
2.1分解槽槽体检测
（1）由于分解槽直径大φ14000、槽体最高H=34.5m、重量最大G=318.611t，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,利用液压提升装置进行吊装。该液压提升装置由以下三部分组成：BY160 型液压提升机—由SQD—160—100s.f松卡式千斤顶、提升架和提升杆（Ф32圆钢 材质45#）组成； 液压控制系统—由液压控制柜（泵站）、高压胶管总成和液压系统配件组成； 胀圈或必要的配件—胀圈、传力板、手压千斤顶等。
使用时将适当数量的液压提升机均布于储罐内壁圆周处，用高压油管将液压控制柜与各提升机油缸相连组成液压回路；操作液压控制柜的按钮开关即可集中控制提升机的提升动作。其工作原理为：通过提升器(千斤顶)的往复运动，利用两个具有单向卡紧性能的卡紧装置的交替工作，带动提升杆、活动托架、插板上升；由插板与临时固定在罐壁上的涨圈连接，带动罐体上升，实现步进式液压提升。
（2）槽体安装前，对于槽基础较高的情况,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。把液压提升装置（成套设备）的液压站设置在罐体内，把液压提升机（即松卡式千斤顶、提升架、提升杆等）均布于储罐内壁圆周处，根据吊装重量的逐渐增加只需增加液压提升机数量即可，用高压胶管把液压控制柜与液压提升机连接好。考虑到人员方便进出槽罐且通风性好，用H型钢HN400 L=1000/根，共20根作为支座，均布且水平与底板点焊接好置于储罐底板圆周上，把每层组对好的筒体提升起来落在支座上即可进行焊接。
（3）安装时，先制作好H型钢及槽盖，与罐体的上层壁板焊接好，先提升罐顶及罐体的上层壁板，然后逐层组焊罐体的壁板。采用自锁式液压千斤顶和提升架、提升杆组成的液压提升机，当液压千斤顶进油时，通过其上卡头卡紧并举起提升杆和胀圈，从而带动罐体（包括罐顶）向上提升；当千斤顶回油时，其上卡头随活塞杆回程，此时其下卡头自动卡紧提升杆不会下滑，千斤顶如此反复运动使提升杆带着罐体不断上升，直到预定的高度（空出下一层板高度）。当下一层壁板对接组焊后，打开液压千斤顶的上、下松卡装置，松开上下卡头将提升杆以及胀圈下降到下一层壁板下部胀紧、焊好传力筋板，再进行提升。如此反复，使已组焊好的罐体上升，直到最后一层壁板组焊完成，从而将整个储罐安装完毕。
（4）液压千斤顶受力验算
倒装过程中，槽体最大的顶升重量为273.337吨，每次提升的高度h=100。
提升荷载Qmax
根据公式Q=k1k2(Q1+q)
式中:Q1--最大顶升重量 273.337吨
q--索具重量取3.8吨
k1--动载荷系数取1.1
k2--不均衡系数取1.1
则Qmax= k1k2(Q1+q)=1.1×1.1（273.337+3.8）=277.137吨
因此可采用22台16吨液压千斤顶，每个液压千斤顶承受的最大压力Nmax=Qmax/22=12.6吨＜16吨，故选22台16吨液压千斤顶满足吊装要求。22台电动液压千斤顶在槽底均匀分布。
（5）顶升托架的设置
提升架主要由1#上顶板300×300×20 1块、2#槽钢［5# L=320 4根、3#钢板328×486×20、4#槽钢［8# L=328 1根及L=443 2根、5#槽钢［14b L=4500 4根及钢板140×3500×8 4块、6#提升杆圆钢φ32 L=5000 1根、7#槽钢［8# L=240 1根及L=400 2根、8#角钢∠40×4 L=240 5根及L=400 2根、9#滑动托架（由圆螺母，导向轮，轴座，销轴，托架上盖板，限位轴，支撑板，托架下底板，主支撑板等加工件组成，84.64㎏/个）。由于每台分解槽采用22台电动液压千斤顶进行吊装，则每台需制作22套提升架，三台同时吊装时共制作66套提升架，每套提升架重量为789.89㎏，66套总重量为52132.74㎏。
2.2.槽体施工方案
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。
2.2.1底板制作
（1）底板排版
底板制作前应根据图纸及材料情况首先绘制底板排版及焊接顺序图，如图4所示。在排版时，为补偿焊接后焊缝的收缩变形，在排版时预先留出收缩余量，底板的排版直径比设计直径放大1.5-2‰。并将焊缝以轴心对称安排，同时相邻的焊缝间距尽量大一些，底板上任意两个相邻焊接接头之间的距离以及边缘板对接接头距底圈圆筒纵缝的距离，均不小于200mm。
（2）底板下料
底板下料采用半自动火焰切割，下料前将钢材切割区域表面的铁锈、污物等清理干净。下料时要确保切割边的直线度。弓形边缘板尺寸偏差应符合下表要求：
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下料后板料经过清渣校平，用半自动切割机加工出焊接坡口，钢板边缘加工面应平滑，无溶渣和氧化皮，且不得有毛刺、分层、裂纹和夹渣等缺陷。
（3）底板拼接和加工
底板按图纸尺寸要求进行拼接，拼接的焊缝采用单面对接焊缝，即先在基础上划线,然后安装扁钢,再安装底板。边缘板及中幅板局部凹凸度用1m长直尺检查，其间隙不应大于6mm。
底板铺设前按设计规定将底面（靠基础面）涂刷上防腐涂料，离焊缝两侧50 mm范围内不涂刷。
（4）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。所有底板中幅板的短对接焊缝均在制作时完成。边缘板焊接时由多名焊工均匀分布，进行隔缝跳焊焊接，焊接完一遍底后，在与槽壁连接处焊满面100mm长焊缝，并磨平表面。在焊接边缘板对接焊焊缝时应预先将边缘板与焊接变形相反方向进行人为反变形。底板的中幅板焊接时采用CO2气体保护焊对长焊缝进行打底焊。中幅板与边缘板的焊缝待底板边缘板与筒体的角焊缝焊接完毕后再进行焊接，以使边缘板在与筒体的角焊缝焊接时能自由收缩，减少底板焊后变形。将已焊好纵缝的底圈筒体与边缘板组对，并采取焊接反变形措施。采用CO2气体保护由4名焊工对称均布沿同一方向分段退焊。先焊内侧角焊缝，后焊外侧角焊缝（注意留检修门位置不焊）。焊完底层后先焊边缘板的对接焊缝，再填充焊边缘板与筒体的角焊缝。然后采用CO2气体保护焊，由4名焊工对称分布沿同一方向分段退焊焊接中幅板与边缘板的对接焊缝，留下两块三角板暂不焊接。
2.2.2筒节预制
（1）下料
筒节下料前应根据图纸和钢板的来料情况绘出排版图，根据排版图来放样划线。钢板用半自动切割机下料，下料前将钢材切割区域表面的铁锈，污物等清理干净。其尺寸允许偏差应符合下表要求：
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下料后板料经过清渣校平，用半自动切割机加工出焊接坡口，钢板边缘加工面应平滑，无溶渣和氧化皮，且不得有毛刺、分层、裂纹和夹渣等缺陷。
（2）卷弧
筒壁板在三辊卷板机上卷压成所需弧度的圆弧板。在平台上立置弧板，用弧长为2m的圆弧样板检查弧度，间隙不大于4mm，在壁板宽度方向上，用1m长的直尺检查，间隙不得大于1mm。成形后的圆弧板必须放置在专用的弧形支架上，以防止圆弧板在堆放或运输中产生变形，影响圆弧质量。组装前应按预制质量标准进行复验，必要时应重新找圆，但应防止在圆弧板上产生锤痕。
（3）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。示意图如下：
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（4）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，板厚δ34、δ32、δ30、δ28、δ26、δ24、δ22、δ20、δ18开双V型坡口，δ16、δ14、δ12、δ10开单面V型坡口，采用CO2自动立焊焊机焊接，焊接位置为立焊，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。焊接后，焊接接头棱角度用0.5m长的直尺检查。检查时应符合下表要求：
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罐壁的局部凹凸变形应平缓,不得有突然起伏且应符合下表要求：
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（5）环缝焊接
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。焊接顺序先焊外侧环缝，内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。焊接完成后进行检查。槽体最下段节在底板平台上组装焊接好后，在基础上槽底板边缘板上按图划出槽壁板的安装位置的内弧线，紧靠内圆弧线内侧每隔15°点焊一段高度约150mm角钢，作为段节内圆定位。槽壁板与底板边缘板的角焊缝焊接时，在筒体内侧应采取反变形措施。焊接时应先焊内侧角焊缝，后焊外侧角焊缝，由四名以上焊工均布，同时沿同一方向分段退焊。
（6）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：各圈壁板的铅垂允许偏差,不应大于该圈壁板高度的0.3%;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；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;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。
2.2.3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。
（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。底圈壁板与槽底板的T型接头，在槽内外两侧角焊缝焊完后，应对槽内侧角焊缝进行100%抽真空检查，检查结果按“表面检测”规定的缺陷等级评定，其中缺陷显示累积长度按Ⅲ级为合格。在槽体盛水试验后，应采用同样的办法进行复验。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。
2.2.4底板真空试漏和盛水试验
（1）底板真空试漏
槽底板用真空试漏前，应清除一切杂物，除净焊缝上的铁锈、油污及其它脏物并进行外观检查。靠近壁板的底板的焊缝如不能用真空试漏法进行检查时，应按《钢制压力容器技术条件》（JB741-80）附录六渗透探伤）的方法进行检查，真空箱内真空度不应低于300mm水银柱。发现渗漏时进行铲除修补后用原法进行复查。试验装置简图如下：
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（3）盛水试验
在槽制造完后，应进行盛水试验。在盛水过程中水温不应高于50℃。盛水高度为设计最高操作液位。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。
2.2.5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。
2.2.6分解槽搅拌装置安装
对设备进行开箱检查，对设备减速机等传动装置,吊装时采用200t吊车进行吊装，将搅拌装置机架吊至槽顶正中的天窗孔上，使其中心与槽体中心对正，其中心允许偏差±3mm，找平并焊接完毕后检查，其上表面与分解槽中心线角度的允许偏差为90°±0.25°。搅拌装置由电机减速机、搅拌轴、搅拌浆叶、轴密封、支座底板、底轴承和联轴器等组成。搅拌轴安装后要垂直，允差为1‰轴长，且不大于10mm，轴下部最大偏摆量为3mm，且搅拌方向应与图示方向要相符；搅拌装置在槽中安装后，两片浆叶应对称分布，其角度误差小于±0.2°，浆叶与槽底平面偏差±5mm。
2.3电动葫芦安装
起重机设备安装按使用说明书指导下进行装配，电动葫芦车轮的凸缘内侧与工字钢轨道翼缘的间隙应为3～5mm；安装时其偏差要求执行《起重设备安装工程施工及验收规范》的有关规定。
参考文献
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[3]黄璐.氧化铝厂非标储槽的施工质量控制要点[J].企业科技与发展,2015(10):72-73.
论文作者:朱春林
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第24期
论文发表时间:2020/4/13
标签：底板论文; 壁板论文; 液压论文; 千斤顶论文; 边缘论文; 分解论文; 装置论文; 《建筑实践》2019年第24期论文;