六、工藝金屬結(jié)構(gòu)的制作和安裝

工藝金屬結(jié)構(gòu)安裝包括設(shè)備的維修、操作平臺，有關(guān)的直梯、斜梯、盤梯，有些設(shè)備需要的漏斗、料倉，鍋爐設(shè)置的煙囪，各種管路架空需要的管廊結(jié)構(gòu)及柱子，設(shè)備需要的框架結(jié)構(gòu)，火炬及排氣筒等。

(一)工藝金屬結(jié)構(gòu)件的種類

1.設(shè)備框架、管廊柱子、桁架結(jié)構(gòu)、聯(lián)合平臺

(1)設(shè)備框架。設(shè)備框架可以支承靜置設(shè)備或傳動設(shè)備在某些特定環(huán)境中安裝使用，框架有矩形的或正方形的，具有一定跨度、高度。

(2)管廊柱子。在石油、化工生產(chǎn)裝置中，各種管線縱橫交錯，管線(不同規(guī)格、直徑)支承于管廊架上，成排的柱子支承著管架。管廊有單層結(jié)構(gòu)，多種規(guī)格的排管安裝其上;也有雙層結(jié)構(gòu)的，多種規(guī)格的排管分上、下兩層安裝，管廊的支承柱子有型鋼結(jié)構(gòu)與鋼板結(jié)構(gòu)兩種形式。

(3)桁架結(jié)構(gòu)。桁架結(jié)構(gòu)是由上弦、下弦和腹桿等構(gòu)件連接起來的格構(gòu)式體系。桁架結(jié)構(gòu)有三角形、梯形、多邊形和平行等多種形式。

(4)聯(lián)合平臺。為便于多臺設(shè)備的操作、維護和檢修，統(tǒng)一安設(shè)有聯(lián)合平臺。聯(lián)合平臺有的是在一個水平標(biāo)高位置上，有的則高低錯落，然后由梯子聯(lián)通起來。這種平臺多見于非標(biāo)容器或塔類設(shè)備。

2.設(shè)備支架、梯子、平臺

(1)設(shè)備支架。

1)臥式容器設(shè)備支架。這種支架一般為鞍式支座。鞍式支座是由護板(加強板)、橫向直立筋板、軸向直立筋板和底板構(gòu)成。鞍座的包角和寬度隨臥式容器筒體直徑的增大而加大，其底板尺寸應(yīng)保證基礎(chǔ)的混凝土不被壓壞，一般來說，每臺設(shè)備有兩個鞍式支架。

2)裙式支座。裙式支座為立式塔類設(shè)備下部支承的裙形底座。

3)小型機械設(shè)備支架。這種支架一般都由型鋼制成，成水平設(shè)置或階梯形設(shè)置，設(shè)備的機體和電動機、減速機安裝于其上。有的卷揚設(shè)備、螺旋輸送機等都安設(shè)在型鋼支架上。

(2)梯子、平臺。平臺與梯子是互相聯(lián)系的。平臺的用途：一種是供設(shè)備檢修、操作用的平臺;另一種是供爬高人員休息用的停留平臺。操作人員依靠梯子上下通行。梯子有直梯、斜梯、盤梯等。盤梯主要用于球形貯罐、氣柜類設(shè)備由底至頂部的攀登。

3.漏斗、料倉、煙囪

(1)漏斗。漏斗由型鋼作骨架，鋼板焊于骨架上，用以溜送粉末或顆粒物料。漏斗的形式很多，有料倉式漏斗、矩形漏斗、圓形漏斗等。

(2)料倉。料倉用于貯存煤、糧食、建筑材料等散料，有方形、矩形、圓柱形等結(jié)構(gòu)形式。

(3)煙囪。鋼煙囪由鋼板卷制而成。根據(jù)排煙的要求，有不同直徑和高度的煙囪，普遍用于鍋爐房的排煙。

4.火炬及排氣筒

火炬及排氣筒是石油化工裝置中的大型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備。用于將連續(xù)或間斷地排放的尾氣(可燃?xì)怏w)燃燒后成為無害氣體，排放到大氣中。

送往火炬系統(tǒng)的排放氣，先由裝置區(qū)的管路進(jìn)入氣液分離罐進(jìn)行氣液分離，分離出來的凝液，用泵送往不合格油儲罐。排出氣則送往火炬，從火炬頭噴出在大氣中燃燒。

火炬筒頭上安裝有點火燒嘴(長明燈)，排放氣不論何時出來，均能燃燒。在點火燒嘴上設(shè)有點火設(shè)施，從地面上就可以點燃火嘴。在煙囪的底部設(shè)有水封裝置，以防止回火。

火炬及排氣筒有塔式、拉線式、自立式三種形式。塔式是經(jīng)常被采用的一種形式。其中多數(shù)是塔架扶直自立式筒體，也有少數(shù)是塔架支撐懸掛式筒體。火炬筒及排氣筒可用鋼板卷制而成，也可以用無縫鋼管、不銹鋼管制成。火炬及排氣筒塔架是用型鋼或鋼管組焊制成一定高度的塔架，均為碳鋼材料。火炬筒或排氣筒固定豎立于塔架中心。火炬筒頂部安裝有火炬頭，作火炬燃燒排氣用。

(1)鋼管制塔架。鋼管塔架結(jié)構(gòu)一般制成截面為三棱體的空間桁架，它由各種規(guī)格的無縫鋼管焊接的豎桿、橫桿、斜桿等組成。塔架高度由設(shè)計規(guī)定。

幾何斷面形狀為三棱體塔架'，內(nèi)有爬梯、平臺;維修人員可從底部由爬梯通向頂部平臺。由于塔架為變截面結(jié)構(gòu)，截面的尺寸隨不同高度而改變。

(2)型鋼制塔架。型鋼塔架由于用工字鋼、槽鋼、角鋼制成，其斷面一般為四方形空間桁架結(jié)構(gòu)。高度一般為50?120m。其截面尺寸根據(jù)高度不同逐漸變小。為便于維修操作，塔架應(yīng)安裝花紋板平臺。

(二)工藝金屬結(jié)構(gòu)的制作和安裝

1.一般工藝金屬結(jié)構(gòu)的制作和安裝

(1)設(shè)備安裝工程中金屬結(jié)構(gòu)工程的制作。

制作生產(chǎn)程序一般包括鋼材堆放倉庫設(shè)置、平臺放樣、平直加工、裝配鉚焊、油漆等一系列工作。

1)鋼材堆放倉庫設(shè)置。金屬結(jié)構(gòu)所用的鋼材主要是型鋼與管材，這些材料應(yīng)按品種規(guī)格分類整齊放置，由專人管理。

2)平臺放樣。根據(jù)制作詳圖要求，在平臺上畫線放樣。對加工件的幾何尺寸，通過放樣還可以進(jìn)行校正。放樣后，可進(jìn)行下料工作。

3)鋼板的平直。可采用手工平直和機械平直辦法。手工平直方法是將鋼板在常溫或加熱情況下，在平臺上用大錘或平錘進(jìn)行敲擊，以消除鋼板的不平度。機械平直方法是利用輥平機進(jìn)行輥平。

4)型鋼平直。可以利用壓力機進(jìn)行平直，小規(guī)格的型鋼可以用人工錘打平直。

5)鋼材加工。指對鋼材按圖紙進(jìn)行切割、坡口，利用胎具煨制成各種形狀的構(gòu)件。

6)裝配鉚焊。對加工的半成品件，在平臺上進(jìn)行鉚焊組合，有的是直接制成單件，如漏斗、機架、桁架結(jié)構(gòu)等，有的則是設(shè)備上的連接件，可直接安裝。

7)油漆。對合格的加工件，已裝配完好的組合構(gòu)件，進(jìn)行除銹和油漆。

(2)—般工藝金屬結(jié)構(gòu)件的安裝。

1)較低位置結(jié)構(gòu)件安裝。指一些設(shè)備支座及一些不大的結(jié)構(gòu)，比如設(shè)備支架、料倉、煙道、平臺、梯子等。這些結(jié)構(gòu)件可用機械或半機械方法將其運至安裝地點，然后在基礎(chǔ)上就位，緊固地腳螺栓或焊固。

2)標(biāo)高較高的結(jié)構(gòu)件安裝。有些設(shè)備安裝就位后，設(shè)備的頂部需要安設(shè)結(jié)構(gòu)件，這些設(shè)備金屬結(jié)構(gòu)件用半機械或機械吊車起吊、安裝。也可以在地面上預(yù)制組裝完后，再用吊車將其整體起吊安裝。

3)平臺、梯子的安裝。靜置設(shè)備周圍安設(shè)的平臺、梯子，根據(jù)具體情況可以采用與設(shè)備在地面安裝好后作為一個整體吊裝;也可先將設(shè)備本體吊起，然后再安裝平臺、梯子。

4)煙函安裝。煙囪安裝(吊裝)有分節(jié)安裝和整體吊裝兩種方法。鍋爐房的小規(guī)格鋼制煙囪可以用吊車一次整體吊裝豎立。對安裝高度高、直徑大，由法蘭連接的煙囪。可由塔吊分段吊裝安裝。

2.火炬及排氣筒的制作和安裝

火炬及排氣筒均包含有塔架、筒體、平臺梯子三部分，另外，在火炬頂部還要裝有火炬頭。火炬及排氣筒的組裝包括制作與組對焊接。一般施工工序為：塔架分片組對焊接，筒體滾圓成型、組對焊接，塔架筒體分段拼裝、焊接，火炬及排氣筒整體組裝、焊接，平臺梯子制作安裝，火炬頭的安裝。

塔架為火炬及排氣筒最重要的支撐部分，一般由塔柱、腹桿、橫桿組成。此處僅介紹塔架的制作和安裝。

(1)塔架制作。主要包括有鋼材檢查、焊接、焊縫檢查、組對、刷油防腐等內(nèi)容。

1)鋼材檢查。對鋼板(16Mn)的要求：要求抗拉強度、屈服點、延伸率、冷彎四項力學(xué)性能要符合設(shè)計要求。厚度等于或小于12mm的鋼板，按張數(shù)的10%進(jìn)行磁粉探傷檢查;厚度大于14mm的鋼板，應(yīng)100%進(jìn)行超聲波檢查，表面用磁粉探傷檢查。塔柱鋼管卷后按卷筒數(shù)的5%用磁粉全面檢查;20號無縫鋼管按每批根數(shù)的10%抽查化學(xué)成分，每批抽查3根作力學(xué)性能檢查。20號圓鋼，有出廠合格證者，每批抽3根作四項力學(xué)性能與化學(xué)成分檢查。

2)焊接。

①塔柱上、下縱向焊縫應(yīng)錯開，間距不得小于200mm。

②預(yù)應(yīng)力大直徑腹桿的對接焊縫，吊點處在塔柱管內(nèi)的肋板焊縫，須在600?650°C溫度下進(jìn)行熱處理，消除內(nèi)應(yīng)力后，再進(jìn)行節(jié)點拼裝。柱腳底板、鉸腕底板等鋼板厚度大于60mm者應(yīng)預(yù)熱后再施焊。

③管子環(huán)縫、直縫采用自動焊。焊劑與焊條使用前必須按焊劑說明書要求烘干。焊前應(yīng)將金屬表面的鐵銹、油污、雜質(zhì)、積水、泥土等清除干凈。

④手工焊、16Mn鋼、20號鋼采用T507焊條，A3F鋼采用T42焊條。

3)焊縫檢查。塔柱對接焊縫用超聲波100%檢查，如有可疑點，再用X射線復(fù)查，按焊縫總數(shù)的25%檢查，根據(jù)焊縫質(zhì)量情況再增減檢查比例。柱腳與底板、柱腳肋板與塔柱的垂直焊縫、鉸腕輪緣板與底板、輪緣板的加強板與輪緣板的焊縫，第一遍用5?10倍放大鏡做外觀檢查，成型后再用5?10倍放大鏡做外觀檢查。預(yù)應(yīng)力大直徑腹桿的對接焊縫，用超聲波100%檢查，合格標(biāo)準(zhǔn)為缺陷面積與焊縫總面積比小于0.7%，且不允許有裂紋。主要節(jié)點處的焊縫第一遍用5?10倍放大鏡做外觀檢查，成型后再用5?10倍放大鏡做外觀檢查。對無法檢查的焊接部位，須避免焊縫夾渣、氣孔等影響焊接質(zhì)量的缺陷。

4)組對。

塔架各橫截面中心應(yīng)在一條垂直線上，安裝完后，垂直偏差應(yīng)小于1/1500;頂應(yīng)力大直徑腹桿，施加預(yù)應(yīng)力值如下：塔架下部4個節(jié)間，20MPa;塔架上部7個節(jié)間，15MPa。

5)鋼結(jié)構(gòu)刷油防腐。塔架通常可采用涂過氯乙烯漆的方法達(dá)到防腐蝕的目的。刷油前應(yīng)將金屬表面油污、氧化層、毛刺、焊縫焊渣清除干凈后再刷底漆。涂漆的主要工序為：①金屬表面涂磷化底漆一遍;②涂過氯乙烯漆底漆一遍;③涂底漆、磁漆(1:1)一遍;④涂磁漆兩遍;⑤涂磁漆、清漆(1:1)一遍。

(2)塔架安裝。

塔架的安裝方法一般有分節(jié)段安裝和整體安裝。

1)分節(jié)段安裝。將塔架分上、中、下三節(jié)段或多節(jié)段依次吊裝，選用起重量大的輪胎式起重機(120?300t輪胎式起重機)吊裝。

2)整體吊裝。整體吊裝可采用雙抱桿起吊方法或用人字抱桿扳倒法豎立。

①雙抱桿起吊方法：根據(jù)塔架的高度和重量配備適當(dāng)規(guī)格的雙抱桿，比如高50m、重量40t的塔架，可選用起重量為60t的雙抱桿。

②人字抱桿扳倒法：人字抱桿底部與塔架底部球鉸腕連接，互成90°夾角。豎立人字抱桿時，利用塔架一定長度的下段作輔助抱桿，用扳倒法來豎立人字抱桿。塔架豎立時，根據(jù)施工方案要求，在塔架標(biāo)高兩處，分別各掛一輻滑輪組;相對應(yīng)的另一側(cè)設(shè)置兩幅滑輪組，分別用繩扣與起扳滑輪的動滑輪連接。起扳滑輪的定滑輪掛結(jié)于地錨，開動起扳卷揚機，靠牽引力縮小起扳滑輪組與定滑輪組的間距，便可將塔架慢慢扳起。當(dāng)扳起到一定角度時，塔架靠自重自動回轉(zhuǎn)(在反向制動力平衡作用下)就位。

（責(zé)任編輯：gx）

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