高炉壳安装专项方案.docx
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高炉壳安装专项方案.docx
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高炉壳安装专项方案
附表3:
集团公司承建,分(子)公司参建工程
危险性较大工程安全专项施工方案编制审批表
施工方案名称:
河北敬业集团北区2*1260高炉工程-高炉炉壳安装
方案编制:
分(子)公司项目部总工程师日期:
分(子)公司项目部经理日期:
方案审核:
分(子)技术管理部门:
日期:
分(子)安全管理部门:
日期:
分(子)质量管理部门:
日期
分(子)工程管理部门:
日期:
分(子)公司总工程师:
日期:
方案批准:
集团公司项目部总工程师:
日期:
河北敬业集团2*1260m3高炉工程
高炉炉壳安装方案
中国二十二冶市政分公司平山项目部
2011年2月22日
一、工程概况
1.1、本工程为河北敬业集团2*1260m3高炉炉壳安装工程。
工程地点为河北敬业集团北区院内。
根据制作和运输条件,高炉炉壳共分15带,总重260.645t,底标高4.700m,炉顶标高33.660m,最重带为第三带和第六带,重量分别为27.661t和26.768t。
炉壳材质为Q235C,各项数据见下表。
因该工程最大起吊单体构件重量大,安装高度高,因此属于危险性较大工程。
项目
参数
炉缸直径
10040mm
炉腹直径
9810mm
炉喉直径
7179.04mm
炉顶法兰直径
2640mm
风口中心标高
11.650m
铁口中心标高
9.0562m
热风围管中心标高
14.950m
铁口数量
2个
风口数量
18个
炉壳壁厚
最小34mm;最大54mm
炉壳材质
Q235C
1.2、采用S1000K32塔吊进行吊装,回转半径33米时最大起重量为32吨,因此高炉炉壳各吊装单元确定如下:
吊装单元
板厚
总重(kg)
吊装单元
板厚
总重(kg)
第一单元
46mm
20240
第八单元
38mm
22578
第二单元
54mm
13960
第九单元
34mm
17453
第三单元
54mm
27661
第十单元
34mm
20173
第四单元
52mm
15255
第十一单元
34mm
18799
第五单元
52mm
22086
第十二单元
34、36mm
28911
第六单元
52mm
26768
第十三单元
40mm
16320
第七单元
42mm
10494
合计
260645
二、本工程执行规范、标准
《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001
《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001
《建筑施工高处作业安全技术规范》GBJ80-91
《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005
《建设工程施工现场供用电安全规程》GB50194-93
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
《钢结构制作安装施工规程》YB9254-95
《钢结构工程质量检验评定标准》GB50221-2001
《建筑钢结构焊接规程》JGJ81-2002
《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923-88
《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50231-2009
《建筑工程冬期施工规程》JGJ104-97
《工业安装工程质量检验评定统一标准》GB50252-2010
《炼铁机械设备工程安装验收规范》GB50372-2006
三、施工部署
1、总体施工部署
11#、12#高炉炉壳分别由两个安装队同时进行施工,安装现场每座高炉设1000tm塔吊一台,热风炉各设300tm塔吊一台。
塔吊基础(按照塔吊的使用说明设计)必须在使用前施工完毕,并达到使用强度要求。
2、劳动力、施工机具需用计划
2.1劳动力计划
序号
工种
按工程施工阶段投入劳动力情况
第3天
第6天
第9天
第12天
第15天
第18天
第21天
1
管理人员
6
6
6
6
6
6
6
2
铆工
20
30
30
30
30
20
20
3
电焊工
10
16
24
36
36
36
16
4
气焊工
4
4
4
4
4
4
2
5
起重工
2
4
4
4
4
4
4
7
测量工
4
4
4
4
4
4
4
8
电工
2
2
2
2
2
2
2
10
其他
20
20
20
20
20
20
15
合计
68
86
94
106
106
96
69
2.2施工机具需用计划
序号
机具名称
规格型号
单位
数量
备注
2
液压式起重机
25t
台
2
4
塔吊
300tm
台
2
5
塔吊
1000tm
台
2
6
半挂车
10t
台
2
7
交流电焊机
台
40
9
倒链
5t
台
6
10
倒链
3t
台
4
11
倒链
10t
台
6
13
千斤顶
螺旋50t
台
2
14
千斤顶
螺旋30t
台
2
15
千斤顶
螺旋10t
台
2
16
电源控制箱
台
40
18
角型磨光机
Φ125
台
4
20
棕绳
米
300
21
气割设备
套
10
23
安全网
呢绒
块
300
24
钢丝绳
Φ8
米
500
25
经纬仪
台
2
26
水准仪
台
2
27
钢卷尺
5米/3米
把
各5
28
钢盘尺
50米/30米
把
各2
31
钢直尺
150mm、300mm
把
各5把
32
弯尺
500×315
把
10
33
弯尺
315×200
把
10
37
超声波探伤仪
CTS—22
台
1
38
地规
R=10m
把
2
39
钢线
0.5mm
米
150
40
卡环
5t
个
10
41
卡环
10t
个
10
42
卡环
50t
个
8
43
干燥箱
500OC
台
2
3、施工准备
3.1技术准备
3.1.1组织各部门有关人员认真学习,熟悉施工图纸,领会设计意图,及时组织各专业共同进行图纸会审,并为设计交底做准备。
3.1.2根据施工部署编制各分项工程施工方案及技术交底。
3.1.3装备高精度施工测量仪器、工具,组建测量小组。
3.1.4根据我公司质量手册及程序文件,并结合现场的实际情况建立技术、质量、试验、测量、资料等质量保证体系,制定完善的现场技术管理制度。
3.2物资准备
3.2.1编制施工预算,并根据施工预算及施工进度总计划,制定材料采购及加工定货计划。
3.2.2列出各种材料、半成品、构件需用量总体计划,掌握材料来源、质量情况,并确定材料供应渠道和进场时间表。
3.2.3落实各种施工机械的进场使用性能,组织性能良好的施工机械,加强各种施工机具的维修、分类及动态情况分析,按计划进场投入使用。
3.3劳动力准备
3.3.1根据工程的施工特点,加强企业内部劳动力结构的调整,组建适合本工程施工需要的各种专业队伍。
3.3.2对进场的劳动力进行技能考核,施工组织、工艺流程交底,确保施工队伍的有效投入。
3.3.3建立健全各施工项目的劳动组织、规章制度,形成“交底-过程-验收”的组织监控体系。
3.3.4加强各专业工种的穿插流水,使施工队伍能够及时进入操作最佳状态。
3.4施工现场准备
3.4.1针对该施工现场的地理位置,建立施工现场平面控制网。
3.4.2在建设单位提供拟建场地的基础上,进行二次场地清理,贯通施工道路,做好现场排水。
3.4.3现场的各类施工场地和临设工程按平面布置图规划建设。
4、施工控制目标
4.1进度控制
以预定进度计划节点为目标,统筹安排人力、机械、材料,采取24小时施工,确保工程按期完成。
4.2质量控制
采取班前教育,技术交底等方式使安装人员熟知安装质量要求,质检员定期进行专检,重点部位100%检查,严格按设计要求进行探伤检测,确保实体质量达到设计及规范要求。
四、施工组织机构
1、施工组织机构图
2、岗位职责
2.1项目经理:
受企业法定代表人委托,对项目施工全过程,全方位负责,对项目的工程质量负全责。
接受公司经理(或委托人)领导和公司管理部门归口管理。
在项目上贯彻执行公司质量方针,全面履行工程承包合同,负责组织、制定项目质量策划,保证质量体系有效运行。
2.2项目副经理:
协助项目经理履行工程承包合同,保证质量体系的有效运行。
2.3项目总工程师:
对项目经理负责,主管项目技术工作,对项目质量负有技术责任,组织编制施工组织设计、质量计划、健康安全环境保证计划(HSE),组织评审施工方案。
负责质量计划、健康安全环境保证计划(HSE)在项目上的落实。
2.4项目总经济师:
对项目经理负责,主管项目经济工作,对项目经济组织制定项目部年、季、月生产经营计划,组织编制审核预决算。
负责施工合同的管理。
2.5项目总会计师:
对项目经理负责,主管项目财务工作,对项目财务组织制定项目部年、季、月财务计划,负责工程项目成本核算。
2.6安全组:
负责对施工现场的安全、保卫、作业环境等方面的管理提出要求,保证适宜的工作环境。
负责项目施工中所需生产设备的使用、控制的管理。
2.7质量检查组:
负责组织工程质量的检验评定、判定工程是否符合验收标准和要求,确定质量检验规程,保证检验方法正确,记录检验数据真实可靠,记录施工过程中出现的不合格项目内容,并提出处理意见,评价工程质量和质量活动的有效性,提出质量共性问题的纠正和预防措施,作好质量统计工作。
2.8物资组:
负责对业主提供产品的收货、标识、验证、贮存、维护和报告,及不合格品的处理等提出要求,并作好记录。
负责确保未经检验或验证合格的产品不能交库和投入使用,对紧急放行的情况提出要求。
应根据产品特点,选用适宜的搬运、贮存、防护措施保证产品在搬运、贮存过程中不被损坏、腐蚀、污染等。
五、方案确定
针对高炉本体钢结构情况及要求工期,制定如下方案
1、高炉正式组对之日起20天完成炉壳吊装。
考虑高炉各系统结构的吊装要求,炉壳安装选用1000t.m塔式起重机完成,1台25吨汽车吊负责炉壳的拼装和卸车。
2、为最大限度的缩短炉壳安装工期,为后续专业尽早提供施工条件,采取炉壳环型焊缝坡口内大外小的不对称坡口,内口焊接经探伤合格,冷却壁可随后穿插安装。
3、为保证炉壳厚板的焊接质量,炉壳拼装立缝采用气电立焊机焊接,炉壳安装外横缝采用横缝自动焊机焊接,内横缝采用CO2气体保护焊完成。
4、为保证炉壳安装精度,采用制作测心桥,吊铅坠的方法进行高炉安装过程的测量、校正。
5、为保证高炉炉壳的拼装、安装进度,现场设置1个拼装平台。
(10m*20m)。
六、高炉炉壳安装
1、高炉炉壳拼装技术
1.1、炉壳拼装在如下控制程序下进行
1.2、对拼装平台的要求:
拼装平台必须设在坚实、平整的地面上,平台在铺设时用水准仪找平,平台工作面高低差不得大于4mm。
在拼装过程中,平台若产生不均匀沉降,应及时调平。
使用胎具、卡具确保牢固、可靠。
1.3、在平台上作出中心标记和相互垂直的两条轴线、用盘尺辅助画出待组装炉壳的外径圆弧线,按炉壳的外径(D外+焊接收缩量)放样,每道焊口预留3mm的焊接收缩量,检查确认圆弧所在平面内的高低差不大于2mm,必要时用钢板调平,沿圆弧外缘焊上定位挡块,定位挡块每间隔2m一个。
1.4、炉壳运到现场后,在水平度≤4mm的平台上进行每带装配和焊接,然后进入吊装单元的组队焊接。
1.5、用样板检查每瓦炉壳的曲度,样板长度不得小于1.5m,不合格的采用火焰矫正。
1.6、将矫正好后的炉壳按照制造厂出厂时的排版图及编号进行组装。
1.7、用吊车将出厂瓦块吊吊运至拼装平台上投放好的圆弧线上,用均匀分布的定位块固定位置。
第二个瓦块吊就位后,两个瓦块之间调整好焊口间隙、错边量、上口平面度后,用不少于三个立缝定位卡在焊口里侧固定,后续瓦同上。
1.8、尺寸检查:
(1)、外壳钢板圈中心对拼装平台上检查中心≤H/1000;
(2)、外壳钢板圈的最大直径与最小直径之差≤2D/1000;
(3)、外壳钢板圈上圆周各点相对高低差不大于4mm;至少8个点;
(4)、外壳钢板高度允许偏差H/500且不大于6mm;
(5)、瓦块间错边量:
t/10,且不大于6mm,(t为炉壳钢板厚度);
(6)、拉钢线吊线检查炉壳中心与平台投放中心位移:
2mm;
(7)、拉钢尺检查椭圆度:
2d/1000(注:
d-炉壳设计直径)。
1.9、调整方法:
(1)、当炉壳椭圆度超差时,用火焰矫正其椭圆度。
(2)、错口超差用半门型卡打楔子调整。
(3)、直径(周长)超差时,均匀调整各焊口间隙。
(4)、上口水平度超差时,视超差量大小采取不同处理办法:
超差不大时用砂轮打磨或均匀调整各瓦块高度;超差过大无法调整时,用气割处理高出部分的环缝焊口,处理后要用砂轮打磨至原来精度。
1.10、各项指标均调整无误后用门型卡固定后进行焊接。
1.11、各带炉壳组装焊接完毕后,在每带炉壳四周搭设安全操作平台。
根据每带炉壳直径确定三角架数量,均匀分布炉壳周围。
用两块跳板平铺并用8号铁丝固定。
三角架如图:
安全绳连接孔
2、炉壳吊装
2.1、各炉壳的安装均在如下程序控制下进行:
2.2、吊装机具选用
根据各带重量,选用S1000K32塔式起重机进行吊装,塔机高度80m,起重臂长度60米,在5~33m时,最大起吊重量为32t,满足性能要求。
2.3钢丝绳的选用:
炉壳吊装采用两根钢丝绳四点吊装,炉壳吊装单元最大重量为28.911吨,两点钢丝绳夹角60度,每根钢丝绳最大受力为28.911/4/sin60=8.35吨。
根据钢丝绳的容许拉力公式得:
[Fg]=а*Fg/K
其中а为钢丝绳之间的荷载不均匀系数,根据实际选择0.82
Fg为钢丝绳破断拉力总和(KN)
K为钢丝绳使用安全系数查规范表取6。
d为钢丝绳直径
已知[Fg]=83.5KN得Fg=611KN
查钢丝绳性能表选用直径36㎜钢丝绳,规格为6*37+FC,共2根每根20米。
公称抗拉强度1670MPa,最小破断拉力638KN大于611KN,可满足使用要求。
卡环选用四个10吨D型卸扣。
2.4吊点选择
炉壳吊点采用焊接吊装环的形式,吊耳共设4个,均匀焊接在炉壳距上沿300mm处,每个吊耳尺寸为300*300*30mm
吊耳的形式如下:
剖面图(A-A)
吊耳的计算过程如下:
(材质Q235A、δ=30.0mm的钢板)
2.4.1吊盘吊耳拉应力计算:
计算公式和过程如下:
σ=N/S1σ≤[σ1=400N/mm2]
式中:
σ――拉应力;N――荷载;
S1――A-A断面处的截面积;[σ1]――钢材允许拉应力。
炉壳吊装单元最大重量29吨。
每点吊重7.25吨,综合安全指数取1.7,钢丝绳与垂直受力面夹角为30°,综合考虑动载荷重量为7.25*1.7/ctg30°=7.12吨。
每个吊装鼻承受拉力为7.12吨。
σ=7120*9.8/30*200=11.9N/mm2
11.9﹤σ1=400N/mm2,符合要求。
2.4.2吊盘吊耳剪应力计算:
计算公式和过程如下:
τ=N/S2τ≤[τ1=0.6σ1]
式中:
τ――剪应力;N――荷载;
S2――B-B断面处的截面积;[τ1]――钢材允许剪应力。
炉壳吊装单元最大重量29吨。
每点吊重7.25吨,综合安全指数取1.7,动载荷剪力为7.25*1.7=12.325吨。
τ=12325*9.8/30*200=20.54N/mm2
20.54﹤τ1=240N/mm2,符合要求。
2.4.3吊盘吊耳角焊缝计算:
计算公式和过程如下:
P=N/l×h×kP≤[σ1=400N/mm2]
式中:
P――焊缝应力;N――荷载;l――焊缝长度;
h――焊缝高度;k=0.9――折减系数。
P=7250*9.8/300*30*0.9=8.95N/mm2
8.95﹤σ1=400N/mm2,符合要求。
说明:
1)经过计算在吊装过程中吊耳的拉应力、剪应力和角焊缝应力都符合材质为Q235B,δ=30.0mm钢板的要求。
2)吊耳角焊缝的焊肉高度>30.0mm,必须四面“围焊”。
2.5、吊装前准备工作:
(1)、再次对高炉基础及水冷炉底进行全面复测,包括外形尺寸,中心点位移,上表面标高、基础沉降观测点。
(2)、将炉体设备安装方位线及炉体十字中心线投放至基础以外指定点上。
(3)、准备好各种吊装用机具、卡具、绳扣等。
(4)、各种临时固定措施准备好,并按使用要求吊运并固定于炉壳上。
(5)、在炉底板环板上画出第一带炉壳外皮下口的圆周线,并在圆周线上均匀布置定位钢板,以便于炉壳的就位。
2.6、第一带炉壳吊装
(1)、布设作业平台及安全通道,经检查确认可靠。
(2)、检查确认吊装设备处于良好状态,起吊。
(3)、就位:
将炉壳就位于事先投放好的炉壳外缘线上,与炉底板定位焊,定位焊焊缝长度不大于40mm,间距500~600mm,定位焊焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3;
2.7、安装就位后尺寸检查及调整
(1)用钢尺检查任意两直径之差:
外壳钢板圈的最大直径与最小直径之差3D/1000(D-外壳钢板圈直径)。
(2)、利用事先固定于炉壳上方,且于炉壳中心准确对位的测心桥吊线锤测量,当线锤与炉底中心重合时,确认中心对位。
2(H-h)/1000且不大于30mm,(H-外壳钢板圈标高;h-炉底标高)。
(3)、用水准仪检查外壳钢板圈上口高低差,允许偏差4mm。
用砂轮打磨高出部位。
2.8、第二带及后续炉壳安装
(1)、每个吊装单元沿炉壳布设作业平台及安全通道、经检查确认可靠。
(2)、在已安装好的前带炉壳上口等距放置落位板(即间隙垫板),间隔1.5~2m,检查确认吊装设备处于良好状态,起吊。
2.9、尺寸检查及调整
(1)、用钢尺检查对口错变量应不大于6mm。
在不摘钩的情况下,用半门型卡打楔子法调整,因上下口径存在误差而无法完全调整到位时,用砂轮打磨突出部门使其平滑过度。
(2)、利用事先固定于炉壳上方,且于炉壳中心准确对位的测心桥上用铅垂垂线测量,确认中心对位。
(3)、用水平仪检查外壳钢板圈上口高低差存在允许范围内。
用砂轮打磨高出部门。
(4)、用塞尺检查坡口端部间隙在允许偏差范围之内。
(5)、调整无误后进行焊接。
2.10、考虑到环焊缝焊接要求,连续安装不得超出两带,即焊接位置与安装位置焊口不得超过2道。
3、炉壳焊接:
3.1、根据高炉的材质和厚度,同时根据我单位以往大型高炉炉壳焊剂技术,确定河北敬业集团2*1260高炉炉壳立焊缝采用气电立焊接;高炉环缝里口采用横缝埋弧自动焊,外口采用CO2气体保护焊。
为最大限度的缩短炉壳安装周期,为后续专业尽早提供施工条件,采取炉壳环缝坡口内大外小的不对称坡口,内焊口经探伤合格后,冷却壁即可随后穿插安装。
在进行焊接前,进行全员、全面、全过程质量控制、从“人、机、料、法、环”五方面切实确保焊接工艺的成功实施,确保焊接工作的有序进行。
以焊工培训、焊材、焊机的优化选择为基础,以控制焊接缺陷为主导的焊接技术线路,从方案编制、无损检测、预热等质量控制环节上形成一套严密的质量保证体系。
3.2、焊接材料的选用、保管与烘干
3.2.1、焊接材料的选用
(1)立缝气电立焊,焊接材料选用SQL507φ1.6药芯焊丝进行焊接。
设备为沈阳大学自动焊研发中心设计的自动气电立焊焊机。
(2)、高炉炉壳横缝里口埋弧自动焊,焊剂材料选用H08A焊丝,焊丝直径φ=4.0mm,焊剂HJ431。
(3)、横缝外口采用CO2气体保护焊,焊接材料选用H08MnSi,焊丝直径φ=1.2mm。
(4)、其他如需要手动电弧焊接,采用J426(E4316)焊条,φ=4.0mm。
3.2.2、烘干与保管
焊条、焊剂使用前按照说明书规定在专用的烘干箱内进行烘干并现烘现用,烘干次数不得超过两次,以免药皮变质及开裂影响焊接质量。
3.2.3、领用的焊条,应放在保温桶中,以免再次受潮,在露天大气中存放的时间不得超过4小时。
烘干的焊剂用铁桶装入焊机的药剂箱中。
3.2.4、焊条、焊剂的烘干、领用、回收设有专人负责,并及时填写发放、回收记录。
3.3、炉壳拼接立缝焊接
气电立焊是一种高效率、高质量的焊接方法,主要焊接垂直和接近垂直的立向焊接接头。
由于气电立焊焊接电流大、产生的热量高,所以不需要预热。
第一面焊接时在要焊接的对应面焊缝处用¢20硅酸铝石棉绳填充。
3.4、炉壳内横缝焊接
横缝自动焊接是普通埋弧自动焊的一种特殊焊接形式,采用特质的焊剂托附装置,始终跟踪焊接点位置沿焊缝方向运动,利用较小的焊接电流、电弧电压和较高的焊接速度,获得在横向的焊缝堆焊成型。
3.5、焊接过程控制
(1)、为保证焊接质量,明确焊接分工,将每带炉壳环缝依据0°、90°、280°、270°线划分为4个区段,4台焊机同时施焊。
(2)环缝焊接要遵守同时、同方向连续施焊的原则,保证对称焊接,减少焊接变形。
(3)由于埋弧自动焊接是多层多道焊,必须每层都进行打渣处理,如不平、有飞溅或少量气孔用磨光机清理干净后再进行下一道焊接,如缺陷较大,采用碳弧气刨清除在打磨干净后施焊。
(4)、道焊缝接头要错开50mm以上。
(5)、焊工要对所焊焊缝负责,班长在施焊的区段用油漆写上焊工的名字,以备检查焊接质量。
3.6炉壳外部CO2气体保护焊焊接过程中,用防风布在每带焊缝的外围围好,全部密封。
3、炉壳安装允许偏差
高炉工艺钢结构安装的允许偏差
项次
项目
允许偏差
1
高炉炉
体外壳
外壳钢板圈的最大直径与最小直径之差
D-外壳钢板圈的直径
≤3D/1000
外壳钢板圈中心对炉底中心的位移
H-外壳钢板圈的标高,
h-炉底标高
≤2(H-h)/1000
但不大于30mm
外壳钢板圈上口水平差
≤4mm
炉顶法兰中心对炉底中心的位移
H-炉顶法兰的标高
h-炉底标高
≤2(H-h)/1000
但不大于30mm
炉顶法兰标高
±20mm
炉顶法兰上平面任何两点的标高差
D-炉顶法兰的直径
≤1D/1000
但不大于3mm
2
水冷炉
底梁
全部支撑梁的高低差
D-由支撑梁组成的圆的直径
≤1D/1000
相邻两支撑梁对应点的高低差
≤4mm
水冷梁全部冷却管的高低差
≤6mm
水冷梁各冷却管中心线的偏差
≤3mm
3
炉底板
中心位移
≤2mm
上表面水平差
D-炉底板的直径
≤1D/1000
最大直径与最小直径之差
≤2D/1000
对口错边量
≤3~5mm
七、炉壳安装质量保证措施
1.质量保证体系
质量保证体系
项目部项目经理:
蔡国强
质检科科长:
何宇晓
项目部质
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- 高炉 安装 专项 方案