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化工静设备基础安装过程中的常见问题及预防措施

陈杰
  
安家(建筑与工程)
2022年34期
中国石化第四建设有限公司第三工程公司 天津市 滨海新区 300270

摘要:化工项目建设过程中,设备的安装质量不仅关乎生产系统的正常开车,而且是系统安全、稳定运行的前提与基础。结合实际经验,梳理化工静设备基础安装过程中存在的预埋螺栓施工、垫铁安装、灌浆施工不合规范和设计要求以及定位模板安装方向与底座方位不符等常见问题及其预防措施,并结合案例介绍化工静设备基础安装中常见问题的处理方案,旨在引起各方现场施工技术管理人员的高度重视。

关键词:化工静设备基础安装;预埋螺栓施工;定位模板安装;垫铁安装;

引言

石油化工生产装置的反应介质多数为易燃易爆、有毒有害的介质,而这些危化反应主要存在化工静设备中。化工静设备的现场安装质量直接关系到化工运行安全,如果没有做好各项监督和质量控制,出现了事故,会产生巨大破坏,给国家和人民财产造成巨大损失。为此,为确保化工运行安全,保障国计民生,化工现场安装工作必须严格控制质量,严格把控主要工序安装,尤其是静设备现场安装的质量控制。

1设备基础预埋螺栓施工不合规范及设计要求

1.1原因分析

埋设地脚螺栓时,未在已施工完成好的设备基础砼垫层上精放预埋螺栓的准确位置;安装地脚螺栓时未严格校正好预埋螺杆顶面的中心点半径、两对称螺杆顶面中心点直径、两相邻螺杆顶面中心点弦长、螺杆杆身垂直方向两个相互垂直的90°方向杆身边线;螺杆定位加固时定位钢支架不牢固或不稳定;浇灌振捣混凝土时,混凝土振动棒碰撞到预埋螺杆或固定螺栓的钢支架,致使地脚螺栓位置偏移或被碰歪。

1.2预防措施

埋设地脚螺栓时,应先在施工完成好的设备基础砼垫层面上用专用仪器确定基础的中心点,并放出正南北、正东西十字交叉墨线,按照设计图,精确定位各个地脚螺栓的准确位置并作好定位标记;搭设独立的螺栓固定钢支架并确保其稳固性,且应避免与钢筋混凝土基础四周的模板及钢管脚手架相连,以免模板和脚手架产生位移时连带着固定螺栓的钢支架产生位移;据基础砼垫层地面上精放的螺栓定位点,一一对应安装螺杆并同钢支架拉接、点焊,然后用专用仪器精准校验好各螺杆中心点半径、各对应螺杆直径、相邻螺杆弦长等数据,且在确定各螺杆杆身竖向2个相互垂直的90°垂直边线垂直度偏差在许可范围内、螺杆顶面标高准确无误后,再将各螺杆拉接焊牢在独立固定的钢支架上。

2 立式容器安装遇到的问题

2.1 耳座底板重新开设螺栓孔

某容器因为钢结构预制的失误,结构框架4根钢梁(工字钢)上的螺栓孔中有2个不在设 计要求的地脚螺栓圆上,因为地脚螺栓没有上紧的立式设备具有倾覆的风险,所以设备安装暂停。解决方法为工字钢翼缘上或支耳底板上重新开孔。

此工字钢可视为两端固支,放置支耳处受集中载荷的梁若再开设一螺栓孔,会减小该截面的承载面积,梁及加强肋板应重新核算。而带肋板、底板不直接与容器壳体相焊的耳座, 底板可视为两边自由、两边简支的矩形板,受弯矩作用。钢梁的受力情况要比底板恶劣一些, 并且如果在梁上再次钻孔失误,风险较大,所以经与相关方协商,并取得原设计者同意后, 最终决定在相应的2个支耳底板上重新开设螺栓孔。由耳式支座标准可知,安装尺寸减小会使耳座所受载荷增大,但对于本设备影响很小,仍在允许范围内。

2.2 支腿角钢截短

设计要求某支腿容器的管口a与管道弯头连接,因为混凝土基础高于所需,使得管口a的标高大于设计值无法安装。理论上可供选择的解决方案有:调整配管,基础重做,切割支腿。根据现场的实际情况: 1因为管口a所接的管道弯头其后没有竖向上的直管段可供切割调节; 2周围已有部分设备、管道安装就位,若要将混凝土基础砸掉、重新浇筑,空间小、施工困难。经各方讨论,并在取得原设计者同意后,决定将容器支腿的角钢截短。若支腿角钢高度在原设计值的基础上截短,设备所受的载荷,即支腿所受的反力等会有所减小。并且支腿的主要破坏形式为压杆失稳,所以支腿截短是安全的。 将支腿角钢截短,重新与底板焊接后,设备顺利安装就位,

3现场装配及控制

3.1现场制造的工艺纪律

由于设备大、运输困难,有一些设备需要在安装现场制造。现场制造厂家需要制定相应的容器制造质量保证方案,按着质量目标层层分解,在关键工序开展前,应该召开班前会,组织相关施工人员进行专业培训。现场工艺文件要严格按照工艺纪律进行,加强制造厂自检工作,对于文件漏签字、跳跃工序、随意调整工序的情况建议给与一定的措施。尤其是关键点工序,工序调整需要经过制造技术工程师和质量检验工程师共同确认。

3.2安装精度的控制

将工件吊装至工位后,仔细调整装配错边量,严格按照强制性标准条文和设计图纸要求进行安装,满足安装的质量要求。这里重点说一下筒节、大段壳体的组装要求。通常的筒节、大段壳体的组装依据是由制造厂提供并经过施工单位认可的排版图,施工单位根据吊装能力、现场情况制定的经过批准的施工方案和组装技术措施。一般地,封头、过渡段、筒节、大段的组装可在钢平台上,也可在地面上设置混凝土墩上进行。在钢平台上组装时,钢平台应具有足够的刚度,以免承重后平台变形而影响组装质量。可先在钢平台上划出基准圆和方位线,在基准圆圆周上划出每块板的位置。至少应在节圆圆心处、接缝处两侧约100mm处设置底胎,底胎可以用型钢制作。底胎必须找平,基准误差应在1mm之内。

4现场焊接

对于多数施工企业来说,虽然具备丰富的施工经验,但气候和环境具有诸多不确定因素以及昼夜温差大的地区,现场安装中,对于例如焊裂纹敏感性较高的Cr-Mo钢材质的化工容器,焊接过程中必须严格按着焊接工艺规程的要求,焊接区域要进行材质必要的预热,且对焊接电流、电压、焊接速度等的波动有严格的要求。为此,必须精心施工,待焊接区域达到预热温度后,经过企业内部检查员检验预热温度合格后,利用焊接自动化机器或者手工焊接,同时控制焊接后热温度及时间。在施焊过程中还要关注各种因素对焊接质量的影响。

对于特殊材质,需要施焊过程中保持预热温度的,可采用燃气式简易加热器对焊接区域加热和保温。由于现场的工作环境和自然环境与厂房内部施工有较大的差异,尤其是自然环境,自然风和昼夜温差的急剧变化,对焊接区域的预热和保温有重大的影响。因此,及时的监视温度变化,并随着温度的变化调节加热器的气流量,以保住焊接过程的稳定,这对现场焊接质量控制至关重要。

5结语

综上所述,化工石油装置中静设备是化工装置的重要组成部分。化工石油装置安装的质量直接关系到化工建设工程的质量,没有合格的设备安装质量,是无法保证最终的石油化工建设工程质量的。因此,对于容器静设备质量监督是化工建设工程质量监督工作的重中之重,对于分段、分片到货容器安装工程质量监督一般的侧重在施工资质、组装、焊接、无损检测、热处理、试压、交工文件上,监督工程师必须严谨、严格地做好以上几方面的监督工作,这对于施工企业、监督机构、人民群众和国家生产安全都有着重要的意义。

参文文献

[1]《热壁加氢反应器的现场组焊技术》曲长渝,王发民,周凤革,王传岭--《压力容器》2005[6].

[2]《工程施工管理培训教材》—河北正元化工公司.

[3]《石油化工建设工程项目交工技术文件规定》——国家发改委发布SH/T3503—2007.

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