塔类设备T407安装施工方案.docx
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塔类设备T407安装施工方案
永城永金化工有限公司
年产20万吨乙二醇分馏区
产品精馏塔
T407加高改造施工方案
河南省安装集团有限责任公司
二0一五年五月四日
批准:
审核:
编制:
目录
一、工程概况1
二、编制依据1
三、施工人员计划1
四、施工机具计划2
五、T407塔加高改造安装施工方法2
六、塔体组对焊接6
七、吊装方案9
八、塔类设备安装质量控制16
九、T407塔改造安装安全技术措施17
一、工程概况
分馏区产品精馏塔(T407)1台,对该塔填料层和塔身进行加高,制造筒节,提升高度6996mm,从而提升产品品质。
1.1分馏区产品精馏塔(T407)的主要技术参数如下:
序号
名称
指标
单位
1
设计压力
0.35/-0.1
(MPa)
2
设计温度
179.6
(℃)
3
最大操作压力
-0.075
(MPa)
4
最高操作温度
159.6
(℃)
5
物料名称
乙二醇
6
介质密度
(顶)0.44、(底)978.95
(Kg/m³)
7
几何容积
217.5
m³
8
焊接接头系数
0.85
9
气密试验
(MPa)
10
容器类别
二类(介质特性:
爆炸危险)
11
水压试验
0.44(立置)0.72(卧置)
(MPa)
12
设计寿命
20
年
13
设备直径
Φ3400
mm
14
设备高度
37404
mm
15
设备重量
54300
Kg(不含填料与防火)
二、编制依据
2.1、永城永金化工有限公司提供的产品精馏塔的装配图图纸和《产品精馏塔T407加高改造方案》;
2.2、厂区总平面布置图;
2.3、永城永金化工有限公司提供的装置区域设备布置图;
2.4、现场施工情况;
2.5、《化工设备安装工程施工与验收规范》HG
2.6、《化工设备安装工程质量检验评定标准》HG20236-93
2.7、《化工塔类设备施工及验收规范》HGJ20236-85
2.8《钢制塔式容器》JB4710-92
2.9《石油化工静设备现场组焊技术规程》SHT3524-2009
2.10《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709-2000
三、施工人员计划
项目部对专业劳动力实行动态控制,配备具有丰富施工经验的专业施工人员进场。
并根据工程实际进度、施工需要随时从公司抽调有关专业施工人员进场,充分满足施工需要。
具体劳动力安排计划见下表。
序号
工种
人数
序号
工种
人数
1
钳工
4
4
焊工
4
2
起重工
2
5
管道工
2
3
测量工
2
6
力工
4
四、施工机具计划
序号
名称
规格型号
单位
数量
1
经纬仪
台
1
2
水准仪
台
1
3
千斤顶
50t
个
4
4
起重工具
见吊装方案
5
磁力线坠
个
2
6
倒链
10t
个
4
7
电焊机
台
4
8
气焊工具
套
2
6
小型工具
若干
五、T407塔加高改造安装施工方法
5.1、施工准备
5.1.3场地周围作业面杂物清理干净,场地平整完毕,道路畅通。
5.1.4各种施工机具、测量器具、材料工具等按计划运于现场,对测量及检查所用仪器,量具的精度均应符合国家计量局规定的精度标准,并应按期检验合格。
组织设备安装人员结合施工现场实际情况认真学习施工图纸及有关技术规范,进行技术安全交底,并填写各项记录。
为确保塔类设备吊装能够顺利进行,应根据设备吊装难易程度成立吊装领导小组,明确分工,责任到人。
5.1.5根据设备重量选择合适的起重机械,吊装索具,对于旧钢丝绳,临时吊耳等承重部位应做必要的探伤检查,所有承力钢丝绳均应预紧。
(详细见吊装方案)
5.1.8安装前,认真检查设备的外形、管口方位,内部清理干净,所有管口要临时封堵,防止异物进入。
5.2、施工程序
5.2.1、材料验收
材料等运到施工现场后,由建设单位组织有关单位的人员参加,依据订货合同、装箱清单及技术文件进行开箱检验,其主要内容如下:
5.2.1.1核对材料包装的状况、箱号、规格型号及数量;
5.2.1.2检查随机技术文件及专用工具要齐全,包括:
制造质量证明书和出厂合格证书;装箱清单;
5.2.1.3对零件、部件进行外观检查,并核实零件、部件的种类、规格、型号及数量等;
5.2.1.4检验后,参加验收的各方代表应签署检验记录。
5.2.1.5其零部件,应采取有效的防护、保管措施。
严防变形、损坏、锈蚀、老化、错乱、丢失等现象。
5.2.3.7与设备配套的电气、仪表等设备及部件,应由各专业人员进行验收、妥善保管。
5.2.2、筒节制作
5.2.2.1采用合格的不锈钢板,进行卷板,达到要求尺寸。
5.2.2.2制作好的钢板,在现场进行组对,具体制作场地位于T407塔东侧的装车栈台和成品罐区之间厂区道路。
5.2.2.3筒节制作完成后,下部放置枕木,直立放置,先制作安装人孔,然后安装平台。
5.2.3、原塔体拆除部分(吊装部分见吊装方案)
5.2.3.1确认该塔已进行工艺隔离,切断氮气,用空气进行置换,置换合格。
分析后进入。
5.2.3.2工艺交出后,施工人员从M2人孔进入,拆除下部分部器,然后在M2人孔下方适当位置处在他比上画圆。
切割前,在塔体切割位置上、下方加上加强圈,防止塔筒变形。
塔体外部M2人孔环绕塔体一周保温拆除,拆除宽度1000mm
5.2.3.3在确定切割位置后,切割前,在塔器外部切割位置下方,附塔管线增加承重支架(具体做法参见T407塔顶承重支架),对管子固定,塔器周围的管子都需要进行固定,切割位置上部塔器与钢梯平台相连部分要进行断开。
5.2.3.4吊车就位,并确认上部塔器吊耳已于吊车连接牢固,绑扎方法正确,吊车处于承重状态,再开始塔器的切割工作。
5.2.3.5吊车把切割下来的上部塔体,吊至预制筒节旁,不松钩,现场人员即时修边,完成后直接吊起放置在预制的筒节上部进行组对,找平找正完成后焊接作业。
5.2.4、吊装前检查(详细见吊装方案)
①方案已送交审批合格。
②吊装车停放现场,杂物清理干净,夯实。
③吊装用材料机具备齐。
④所有参加吊装人员技术安全交底完毕。
。
⑤试吊。
⑥专工及各岗位人员到位,清理塔体杂物,各承重部件捆绑牢固可靠,方位正确。
塔体与其无关部分隔离,确认无误后,由现场总指挥发令试吊,缓慢起吊至塔体离地面100㎜时,进行全面检查。
⑦正式起吊
连续试吊两次正常后,方可正式起吊,在吊装过程中,随时注意调整吊臂角度,防止碰撞吊臂及损伤设备;在吊装就位前要确保设备垂直,以便就位,找平、找正。
设备就位过程中要缓慢,平稳,严防损伤地脚螺栓丝扣。
5.2.5塔体组对就位找正
5.2.5.1塔类设备组对、焊接工作,应严格按照设计图样及排版图确定的组装及焊接工艺进行。
5.2.5.2塔类设备现场组对前,应对其结构尺寸及制造质量进行复验,对复验不合格项目应提交相关单位,做出处理意见。
5.2.5.3塔的筒体,同一断面处的不圆度应符合下表规定:
筒体部位 不圆度
筒体 ≤1%Dg 且不大于25mm
塔盘处 ≤0.5%Dg且不大于15mm
5.2.5.4筒体分段处的外圆周长允许偏差应符合下表规定:
公称直径Dg(㎜) 外圆周长允许偏差(㎜)
1300~1600 ±9
1700~2400 ±11
2600~3000 ±13
3200~4000 ±15
5.2.5.5筒体分段处端面不平度偏差应不大于1/1000Dg,且不大于2mm。
5.2.5.6筒体高度允许偏差应符合下表规定:
筒体高度H H≤30 30﹤H≤60 60﹤H≤90
允许偏差△A(mm) ±30 ±40 ±60
5.2.5.7筒体不直度偏差见下表:
筒体长度H(m) 筒体不直度(mm)
H≤20 ≤2H /1000 且不大于20
20﹤H≤30 ≤H /1000
30﹤H≤50 ≤35
50﹤H≤70 ≤45
5.2.5.8塔组装前,坡口尺寸和质量应符合下列要求:
(1)坡口尺寸应符合图样要求,坡口面上不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。
(2)应将坡口处熔渣等清除干净,并将影响焊接质量的凹凸不平处打磨平整。
5.2.5.9设备现场组对时,其环焊缝错边量应符合下表要求,当环焊缝两节筒体厚度不等时,错边量以较薄板厚度为基准。
壁厚S (mm) 环焊缝对口错边量b允许偏差(mm)
S>10 b≤10%S+1 且不大于6mm
6﹤S≤10 b≤20%S
S≤6 b≤25%S
5.2.5.10筒体对接环缝处形成的棱角E应小于或等于壁厚S的10%加2mm,且不大于5mm;检查时用长度不小于300mm的直尺进行。
5.2.5.11组装对接环焊缝时,不应采用十字焊缝,相邻筒节的纵焊缝距离或封头拼接焊缝与相邻筒节纵焊缝的距离应大于3倍壁厚,且不小于100mm。
5.2.5.12筒体组装后,应在内外壁上划出相隔90°的四条纵向组装线和基准圆周线,作为整体组装及安装内件的依据。
5.2.5.13筒体等部件组装后,施焊前应将坡口表面及其内外侧边缘不小于12mm范围内的油、污垢、锈、毛刺等清除于净,对不预热的焊接接头区域内的湿气,焊前应清除。
不锈钢设备应在焊缝两侧采取防止飞溅的措施。
5.2.5.14塔体组装时的点固焊,应符合下列规定:
(1)筒体等部件组装的点固焊焊接工艺,应与正式焊接的要求相同。
(2)筒体组装时焊缝接点固的焊道长度在30~50mm,焊道应有足够的强度,点固焊焊接宜采用回焊法,使引弧焊和熄弧焊点均在焊道内,对不清根的焊缝,由点固焊引起的缺陷,应及时处理。
5.2.5.15塔体及吊耳点焊或断焊,应与正式焊接工艺相同。
5.2.5.16焊接吊耳及卡具等应采用与设备相同或焊接性能相似的材料及相应的焊条,焊接工艺与正式焊接的要求相同。
5.2.5.17吊耳及卡具等拆除后,应对其焊缝的残留痕迹进行打磨修整,并认真检查,修整后的厚度不得小于设计要求的厚度。
5.2.5.18塔组装完毕经检查合格后,应立即填写“组装记录”。
5.2.6筒节及其焊缝的酸洗
水压试验完成后,塔内清理干净,进行酸洗钝化,可采用酸洗膏一次进行处理,也可酸洗、钝化单独分别处理,避免过度腐蚀,检验合格后,及时用清水冲洗残液。
从事酸洗钝化工作的施工人员应配备必要的劳动保护用品。
5.2.7设备平台安装
由于设备自身较高,33m左右增加一个平台,在设备本体每隔5m左右就有一个检修人孔,为了检修方便,设备上增加一层平台。
为了施工方便,在设备吊装以前,将平台一次性焊好,省去以后施工难度和施工机械台班。
六、塔体组对焊接
6.1施工程序
6.1.1图纸审查、技术准备
6.1.2场地平整:
保证现场吊车站位及设备摆放
6.1.3机具准备、卡具制作
6.1.4设备到货检查:
根据图纸及技术要求核对设备的材料、到货的零部件数量;施工人员资格审查:
特种作业人员必须持证上岗、焊工持有相应的合格证书
6.1.5对现场的安全情况进行检查、完善:
吊装时设置警戒区域,检查吊装机具的状态
6.1.6梯子平台安装
6.1.7塔分段吊装就位、一次找正
6.1.8塔体组焊,射线检查
6.2坡口检查:
6.2.1坡口尺寸符合图样规定,表面应平滑;
6.2.2熔渣、氧化皮应清除干净;
6.2.3坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。
6.3组装:
6.3.1塔组对前附塔管线、梯子平台进行安装,并且在分段高度处的局部平台改为整圆平台,可提高塔组对施工进度,保证焊接质量;
6.3.2组对时,在上口内每隔一米焊一块定位板,再将上面筒节吊上,用间隙片保证对口间隙,同时上下筒节的四条方位母线必须对正,其偏差不得大于5㎜;
6.3.3用调节螺丝调整间隙,用楔子调整对口错边量,使其沿圆周均匀分布防止局部超标,用经纬仪控制体垂直度,符合要求后进行定位焊接;
6.3.4焊接接头对口错边量:
;
6.3.5环向焊接接头形成的棱角E用≥300㎜的直尺检查,E应小于或等于壁厚的10%加2毫米且不大于5毫米;
6.3.6塔组装时的点固焊应与正式焊接的要求一样,点固件长度应在30—50㎜,焊道应有足够的深度,点固焊焊接宜采用回焊法,使引弧和熄弧点均在焊道内;
6.3.7焊接卡具应采用与设备相同或焊接性能相似的材料及相应的焊条,拆除后应对其焊缝的残留痕迹进行打磨休整,并认真检查,出现缺陷按正式焊接工艺进行修补;
6.3.8焊接完成后检查筒体的圆度、棱角度,达到要求拆除筒体内部的临时支撑,恢复影响焊接的塔盘支撑圈。
6.4焊接质量要求:
6.4.1焊接方法与焊接材料:
设备组对焊接采用ZX7-400S逆变焊机;
焊接方法为全手工电弧焊SMAW,焊接极性DC+;
焊接材料:
A102
焊接电流:
80—110
焊接电压:
22—26
焊接层数:
4
焊条烘烤温度:
350℃
层间温度:
100
6.4.2检查坡口质量,若不符合要求,必须进行修磨:
清除坡口表面和两侧至少20㎜范围内的氧化物、油污熔渣及其他有害杂物;
6.4.3焊条的烘干发放及使用:
焊条的保管、烘干、发放程序应严格按照《焊材一级库管理规定》、《焊条的烘烤、发放及使用规定》、《焊材烘干规定》等有关规定执行,并认真做好记录,保持良好的追踪性。
6.5焊接技术要求:
6.5.1当施焊环境处出现下列情况之一时,无有效的保护措施不得施焊:
风速>8m/s;
相对湿度>90%。
6.5.2当温度低于0℃时,应在始焊处100㎜范围内预热到15℃左右;
6.5.3定位焊的要求:
定位焊工艺要求应与正式焊接相同,并且由同一焊工施焊;
定位焊焊缝长度、厚度和间距,应能保证焊缝在正式焊接过程中不致开裂,在焊接根部焊道前,应对定位焊焊缝进行检查,当发现缺陷时,应进行及时处理,处理后方可施焊;
组对时,坡口间隙、坡口角度等应符合设计图纸规定;
定位焊接如图:
6.5.4焊接用二人分段对称沿同一圆周方向施焊,先焊大坡口气刨清根;
6.5.5一条焊缝应一次连续焊完,若焊缝较长,焊件较厚一次难以焊完,打底焊缝焊完后,至少要填充两层以上方可停止焊接,若停止焊接,再次焊接时,应认真检查上次未完成的焊缝表面是否存在缺陷,确无缺陷时再进行焊接,有缺陷时应将缺陷清除干净后方可继续施焊;
6.5.6严禁在坡口以外的母材表面引弧和熄弧,以防电弧擦伤容器表面,应确保引弧和熄弧质量,收弧时应将弧坑填满,多层焊的层间接头应互相错开;
6.5.7焊工必须严格执行焊接工艺,不得随意更改焊接工艺卡上提供的焊接工艺参数;
6.6焊后检验:
6.6.1焊缝及热影响区表面不应有裂纹、气孔、夹渣综合性飞溅,未焊透、未熔合、弧坑、未填满等缺陷、焊缝上的熔渣和两侧的飞溅物必须清除;
6.6.2焊缝与母材应圆滑过渡;
6.6.3焊缝不允许咬边、凹陷;
6.6.4焊接接头余高:
6.10焊缝返修
6.10.1应使用砂轮机清除缺陷并修磨成便于补焊的凹槽;
6.10.2返修过的部位应按原规定的检测方法进行复检,其质量要求与原焊缝相同。
6.11无损检测
焊缝焊接完成后,必须进行100%射线检测,检测结果应符合JB/T4730.1-2005《压力容器无损检测》中的规定,检测结果不低于Ⅲ级为合格。
渗透为Ⅰ级合格,检测结果应符合JB/T4730.5-2005《压力容器无损检测》中的规定。
七、吊装方案
7.1、根据本工程大型工艺设备的本身尺寸、重量、安装位置,拟定采用260T履带吊
7.2、设备吊装工艺要求
7.2.1设备吊装方法
T407塔的吊装为直接吊装,采用一台260T履带吊(LTM1250)吊车进行吊装作业;对塔进行吊装时,由于场地小,避免履带吊行走,尽量采取一次站位,摆臂幅度最小的吊装方法。
260吨履带吊的性能参数表(额定工况,配重97.5吨)
回转半径(m)
主臂(m)
46.7
51.9
57.1
62.3
67.5
8
43
9
42.5
33.5
10
40.5
33.5
26.2
12
37
31.5
26.2
20.7
17
14
33.5
29.2
24.8
20.6
16.9
16
29.9
26.6
23.3
19.9
16.8
7.2.2设备吊装工艺流程
7.2.3采用260t履带吊主吊时吊装方法
起吊时,受力状况如图:
采用LTM-1250履带吊车吊装,主臂长L=48m,工作半径R=12m,吊装载荷Q=26.2t。
260t吊车索具:
32m长φ65的钢丝绳2根,共8股;150t级压板式平衡梁一根。
使用方式。
如下图:
单股绳子的破断拉力为P破=165.2t,安全系数k=8×P破/(2×Fa)=7>6安全。
7.3产品精馏塔吊耳设计位置:
产品精馏塔T407规格为Φ3200X37440X16/14,拆除设备从M2人孔下部300mm处开始拆除进行吊装。
上段主吊耳设在筒体上封头线往下5m处的中心线位置,方位以避开上部的人孔及接管,且不影响吊装。
选用类型为AXC-25-500(HG/T21574-2008)轴式吊耳两个。
腹板宽为1.2m,厚为14mm整圈的06Cr19Ni10钢板,增加塔体厚度。
上段尾耳选用类型为AP-30(HG/T21574-2008)板式吊耳一个,方位为与主吊耳所在平面垂直面处。
为防止吊装时连接处变形影响塔对接,内增设Φ108*6钢管2根。
7.4施工准备
7.4.1施工技术准备
7.4.1.1根据施工图编制施工技术方案和技术交底,方案已审批完。
7.4.1.2及时提出并报批材料计划、辅助材料计划及加工件。
7.4.1.3根据施工图纸与吊装方案要求内容,对现场进行实际勘测,确定吊车站位。
7.4.1.4积极做好职工培训工作,挑选优秀者参加此工程施工。
7.4.2施工现场准备
7.4.2.1施工现场“四通一平”,260吨履带吊车、吊装区域,地面与设备基础一平,铺设平整、坚实,地面上面铺设钢板(履带吊自带)。
7.4.2.2施工现场搭设临时设施,包括配电箱、电焊机、氧气、乙炔,确保现场施工需要;
7.5设备吊装程序
施工准备(索具、吊梁准备)
吊车站位
地面平整,铺垫实
筒节与原塔体组对
增加塔体与拆除部分组对
T407上部拆除部分吊装
清理现场
260吨履带退场
7.6设备吊装受力分析
各部吊装重量:
G=(G空+G塔内焊接件+G吊钓+G索具+G其它)
T407上部=5t,筒节部分10t吊装高度为44m
重量加上吊钩索具等,高度加上吊钩等长度,实际可根据吊杆长度略有变动。
主吊选用150吨吊装能力的钩头
根据计算及现场条件,选择260吨履带吊车,幅度为12m,杆长为51.9m,此时吊车吊装能力为31.5t>15t,能够满足吊装要求。
7.7、吊装索具选择
主吊钢丝绳的选择与校核
根据T407塔吊装有关技术数据,该塔最大直径为3.2米,最重为18.9吨。
主吊选用σ=18506×37+1φ65钢丝绳2根,每根长12米,吊装时用无缝管设置平横梁:
60·
图8.1.1
每根钢丝绳拉力为P=G物/4sin60°
=123/3.464=355KN
取吊索安全系数K=6钢丝绳P拉=KP=6×355=2130KN
查五金手册φ65钢丝绳最小破断力为P破=2665*0.82=2185.3KN所以P拉<P破能够满足强度要求。
塔名称
主吊车钢丝绳规格
根数/长度
备注
T407上
6×37+1φ39
2/12m
7.8、吊装平衡粱的选择与核算
以脱酯塔(T404下部)吊装为例进行计算,其他类同:
Q:
设备重量123吨(加附重),设备直径φ4400mm;
拟选用,选用φ325×30的无缝钢管做平衡粱,平衡粱长度4500mm,材质16MoV钢:
400×300×20钢板,M22×120的螺栓4套,如下图:
平衡粱计算书:
[б]=1600kg/cm2
A=π(D2-d2)/4=3.14×(32.52-26.52)/4=277.89cm2
I=π(D4-d4)/64=3.14×(32.54-26.54)/64=30541.85cm2
W=π(D4-d4)/32D=3.14×(32.54-26.54)/(32×32.5)=1879.5cm3
i=(I/A)1/2=(30541.85/277.89)1/2=10
λ=μL/I=1×4500/10=450
α:
钢丝绳夹角60°
查表Ψ=0.78
绳索给平衡梁的侧压力:
N侧=123000×tg(α/2)/2=37989kg
偏心距e=48/2=24㎝
偏心弯距:
M偏=N侧×e=37989×24=911736kg·㎝
则σ=N侧/(Ψ·A)+M侧/W=37989/(0.78×277.89)+911736/1879.5=660.37<[σ]
依次计算,T407塔的吊装所用平衡粱规格、长度、材质见下表。
塔名称
平衡梁规格
长度
材质
备注
T407上
φ273×26
3800
16MoV
6×37+1φ39
2/7m
其它
7.9筒体稳定措施
针对本项目安装的塔类设备直径较大,刚性较差,在吊装受力点处应根据具体情况采取“米”字形临时加固措施,加固件应支撑在圆弧加强板上(见下图)。
与筒体联接筋板为不锈钢板-150*200*12每处5块;与加固钢管联接钢板-150*600*26(Q345)共8块;加固撑为钢管D159*8(20)
7.10、核算吊车臂杆至设备近吊点的安全净距离
塔T407设备下部近吊点与臂杆的安全净距离:
吊车幅度S=12m
设备直径D=3.2m
吊车臂杆厚度B=2.2m
吊车臂杆长度L=51.9m
设备底面距离地角螺栓顶面的距离e=0.2m
基础高为h0=1.1米(包括地角螺栓)
设备近吊点Q距离设备底表面两点间距h=48.5m
吊车臂杆转轴至地表面的距离为E=2.4m
吊车臂杆转轴至吊车回转中心间距F=1.4m
a、设备净高点Q至地面距离为H1
H1=h0+e+h=1.1+0.2+48.5=49.8m
b、设备上基础时,臂杆仰角:
θ
cosθ=(S-F)/L
θ=78.65
c、臂杆顶至其根部转轴的垂直距离:
H
H=L×sinθ=62.76m
d、设备近吊点至臂杆顶部间距:
H2
H2=H+E-H1=15.36m
e、近交点水平面上设备中心线与臂杆中心线的间距:
b
b=H2/tgθ=3.08m
f、近交点至臂
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