钢烟囱吊装施工方案

施工目的：

本施工方案为烟囱钢内筒吊装施工方案。为保障烟囱钢内筒安装可以安全、优质、高效的运行，保障施工机械、设备的正常使用，保障人身健康与财产安全，做到防患于未然，特制定本方案。

 工作施工特点：

1）、技术上高难度、质量上高标准、安全上高风险的“三高工程”。

2）、钢平台、钢内筒主导工序施工工艺的独特性和复杂性。

3）、主要工序必须依次流水，不许平行或错位。具有不可变更的刚性施工关键线路。

4）、主导工序施工作业面只能自上而下垂直递进展开，单位时间内的可实施作业面始终局限在狭小封闭空间。

5）、烟囱采用爆炸焊钛钢复合钢板的钢内筒，工程量大，施工难度相对加大，工期非常紧张。

作业程序、方法：

施工工序总体安排

施工准备→卷板预制→拼装焊接→钢内筒吊装。

钢内筒卷板工艺

1 总则

卷板包括为获得给定形状的部件对板材所施加的所有热力-机械操作（加热循环、变形和成形后的任何热处理）。卷板工艺应不会使部件材料的性能降低到低于所要求的最小值。因此，必要时应在成形之后进行热处理恢复材料的性能以符合要求。

2适用范围

2.1板材采用冷卷、温卷、热卷应根据卷板机能力及钢板特性确定。

2.2.当有A类焊接接头，且有冷裂纹倾向的钢种，必须经热处理后才能冷卷或冷校。

2.3下列情况下应采用热卷或热校。

a.设备能力限制不能温卷、温校时；

b.板材拼接；

c) 新钢种及工艺上有特殊要求的材料按专门工艺卷制。

2.4下列情况可采用温卷温校（回火温度以下）或冷卷温校

a.冷卷能力不够时

b.筒体板料厚度裕量有限

c.长大板料

d.Cr-Mo钢中厚板

e.对筒体压坑有严格要求时。温卷、温校应考虑卷板能力，板料供货状态及其使用要求，其加热规范遵照热处理工艺。

3操作人员要求

3.1 操作工必须经过专门的理论和实际培训，要求对所操作机器的性能、特点及其使用条件有比较详尽的掌握。

3.2.操作工必须学会设备的简单维护与维修，并定期对设备进行有必要的检修，使其处于完好状态，使用前检查调试无误后方可使用。

3.3.在操作设备前必须认真熟悉产品的工艺要求，按照工艺所提供的工艺参数执行卷板工艺。

4 卷板操作要求

4.1.卷板和校圆前操作工应检查来料实际尺寸，分清材质，检查板面、板厚，焊缝情况，并要熟悉卷板机运行情况。对氧化皮较多有凸出异物和不利于卷板情况时应禁止卷板（校圆）反应技术部门处理。

4.2.卷板时注意毛坯放正定位，防止错边及大小口，卷有色金属和复合板料时，须垫软金属及保护板，防止划伤及压坑。

4.3.卷板和校圆前必须清除毛坯上的铁屑杂物，冷卷过程中必须及时扫去剥落下来的氧化皮，以防止压坑及损坏设备，热卷热校筒体必须经过喷砂或喷丸处理清除氧化皮。

4.4.用天然气加热炉加热时应尽量保持中性火焰。

4.5.板料热卷合口后取下筒体时，应立即将合口处接缝焊牢，防止筒体冷却收缩使合口张开。

4.6.筒体加热卷校时，其加热规范按热处理工艺说明书，高温校圆要在650℃以上完成，随后卸压继续让筒体在卷板机上慢速转动，直到筒体冷却到一定温度，方可取下筒体，以防止筒体变形。

4.7.热校筒体时，同一炉零件，应根据校圆先后，适当调整辊子压力及操作方法，防止筒体校圆时圆周被碾长。

4.8不锈钢和复合钢板制容器筒节的卷制，一般要求必须在专用的辊床上进行，若在其它卷扳机上卷制时，要认真检查辊床表面不得有凹凸和尖角毛刺等异物存在，必要时打磨光滑，或加衬筒卷制。

4.9.带焊缝板件的成形

a)禁止焊接的铁素体钢在150℃以下进行成形操作，然而，无论其为热成形或冷成形的焊接或非焊接的部件，在成形后都允许进行轻微的冷态整形。

b)焊接后再卷板成形的工作，成型前应将焊接接头磨平。

4.10.筒节和锥形段的成形

   a)板材件进行滚卷成形时，应将前缘部分用卷曲或压制法预弯。在最终弯曲之前应将两端平的未成形边缘削除去，以避免在纵焊区产生非弧形的平板区。然而，当其为大直径的薄壁筒节时，如果留下的平板区符合下述形状准则，则此要求为非强制性的。

b）在成形操作过程中，尤其是在钢板与卷辊或模具之间使用垫板时，应采取预防措施以避免工件产生伤痕。例如在热弯过程中，制造商应采取一切必要的预防措施清除钢板表面脱落的氧化皮，以防止工件表面上产生压痕。

c）用压力机进行压制或弯曲时，压力机压模在每一种压程上都应使压模覆盖钢板整个宽度。

4.11.热卷板材料的加热温度按照热处理工艺说明书，如由于操作不便，需将加热温度降低时，允许在该材料的回火温度下卷板、校圆。

4.12.筒体校圆完成后由检查员按下述公差要求检查。

5形位允差

5.1.圆度

在垂直于壳体中心线的任何横截面上，最大与最小内径之差（mm）应小于下列两式中的较小值：

（D+1250 ）/ 200 或 D / 100式中D 为所取截面名义内径（mm）。壳体直径可在内表面或外表面测量。在外表面测量时，应按所取截面的壁厚进行修正。当截面上有开孔时，最大与最小内径之间的允许差值可以增大开孔内径的2％。

5.2.圆筒体的形位偏差

壁厚小于10mm 承受内压的容器（用长度等于圆筒壳体中心线处20°开角所对应弦长的圆筒壳体设计形状的扇形样板进行测量）其与理论形状的偏差应不超过最小钢板厚度的5％再加3mm。当该偏差的长度不超过在两个圆周焊缝之间测量的圆筒体长度的1／4，并且最长不超过1m 时，此偏差可以增大25％。

5.3.最大直线度偏差件产品技术条件。

5.4.应在容器竖立或卧置队时进行测量以验证上述5.1和5.3中规定的值。当容器卧置时，为了补偿偏差，在第1 次测量之后将筒体翻转90°重复测量，并取两次测量的平均值。  

6.3钢内筒拼装焊接 

 1.因为钛钢复合板外侧为Q235B的碳钢，内部为1.2mm厚的钛板，因此在拼装焊接时外部采用二氧化碳保护焊，内部采用氩弧焊。

2二氧化碳保护焊施工工艺

1 起弧

（1）保持干伸长不变。

（2）倒退引弧法，在焊道前端10—20mm处引弧。

（3）接头处磨薄，防止接头未熔和。

2 收弧

（1）保持干伸长不变。

（2）在熔池边缘处收弧。

起弧与收弧工艺，虽然说CO2的起弧与收弧工艺简单，但若达到一定的质量要求，掌握规范的操作工艺是很必要的。

起弧工艺：起弧之前在焊丝端头与母材之间保持一定距离的情况下，按下焊枪开关。在起弧时，保持干伸长度稳定。起弧处由于工件温度较低，又无法象手工焊那样拉长电弧预热，所以应采用倒退引弧法，使焊道充分熔和。

收弧工艺：CO2焊收弧时，应保持干伸长度不变，并把燃烧点拉到熔池边缘处停弧，焊机自完成回烧、消球、延时气保护的收弧过程。

3 操作方法

（1）左焊法（右→左）：余高小，宽度大，飞溅小，便于观察焊缝，焊接过程稳定，气保效果好（有色金属必须用左焊法），但溶深较浅。

（2）右焊法（左→右）：余高大，宽度小，飞溅大，便于观察熔池，熔深深。

（3）运枪方法：锯齿形摆抢。

（4）平角焊不摆或小幅摆动。

（5）立角向上焊，采用三角形运枪。

（6）焊枪过渡：熔池两边停留，在熔池前1/3处过渡。

（7）枪角度：垂直于焊道，沿运枪方向成80—90°角。

（8）试板：间隙2.0—2.5mm，起弧点略小于收弧点。无钝边，反变形1°。

（9）予防缺陷：

防夹角不熔—烧透夹角。 防层间不熔—注意枪角度。                           

 焊接参数

1 电流、电压

U2=14+0.05I2

     焊接电流应根据母材厚度、接头形式以及焊丝直径等，正确选择焊接电流。短路过渡时，在保证焊透的前提下，尽量选择小电流，因为当电流太大时，易造成溶池翻滚，不仅飞溅大，成型也非常差。

   焊接电压必须与电流形成良好的配合。焊接电压过高或过低都会造成飞溅，焊接电压应伴随焊接电流增大而提高，应伴随焊接电流减小而降低，最佳焊接电压一般在1-2V之间，所以

焊接电压应细心调试。

电流过大：弧长短、飞溅大，有顶手感觉，余高过大，两边熔合不好。

电压过高：弧长长、飞溅稍大，电流不稳，余高过小，焊逢宽，引弧易烧导电嘴。

2 干伸长度 

    焊丝伸出导电咀的长度为干伸长度，一般经验公式为10倍的焊丝直径I=10d。规范大时，略大。规范小时，略小。

   干伸过长：焊丝伸出长度太长时，焊丝的电阻热越大，焊丝熔化速度加快，易造成焊丝成段熔断，飞溅大，熔深浅，电弧燃烧不稳。同时气保护效果不好。

   干伸过短：易烧导电嘴。同时，导电嘴发热易夹丝。飞溅物易堵塞喷嘴。熔深深。

 电流    200A以下 200~350A  350~500A

干伸长度  10~15mm   15~20mm   20~25mm

3 气体流量    L=（10—12）d   L/min

过大：产生紊流，造成空气侵入，产生气孔。

过小：气保护不好。

风速≤2m/s 时不受影响。

风速≥2m/s 时应采取措施。    

①加大气体流量。 ② 采取挡风措施。

注意：当发生漏气时，会使焊缝出现气孔，必须处理漏气点，不能用加大流量的方法补充。

4 电弧力

当不同板厚、不同位置、不同规范，不同焊丝，选择不同的电弧力。

过大：电弧硬、飞溅大。

过小：电弧软、飞溅小。

5 压紧力过紧：焊丝变形，送丝不稳。过松：焊丝打滑，送丝慢。

6 电源极性

直流反极性：熔深大，飞溅小，焊缝成型好电弧稳定，且焊缝含氢量低。 直流正极性：在相同条件下，焊丝熔化速度快。是反极性的1.6倍，熔深浅，余高大，飞溅很大。在堆焊、铸铁补焊、高速焊时采用。

7 焊接速度

   焊接速度对焊缝内部与外观的质量都有重要影响，当电流电压一定时：

   焊速过快：熔深、熔宽、余高减小，成凸型或驼峰焊道，焊趾部咬肉。焊速过快时，会使气体保护作用受到破坏，易产生气孔。同时焊逢的冷却速度也会相应加快，因而降低了焊逢金属的塑性和韧性。并会使焊逢中间出现一条棱，造成成型不良。 

   焊速过慢：熔池变大，焊道变宽，焊趾部满溢。焊速慢易排出熔池中的气体。因过热造成焊缝金属组织粗大或烧穿。

   选择焊接参数应按以下条件：焊缝外型美观，没有烧穿、咬边、气孔、裂纹等缺陷。熔深控制在合适的范围内。焊接过程稳定，飞溅小。焊接时听到沙...沙的声音。同时应具备最高的生产率。

   CO2焊的焊接规范主要包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度和气体流量。这些参数对焊丝的加热和熔化及焊缝成型都有很大影响。 

2. 氩弧焊施工工艺

1.焊前准备措施

（1）焊前仔细清理焊口，基板坡口表面及坡口内外每侧10～15mm范围的油、漆、锈、水渍等污物必须清理干净，并打磨至露出金属光泽。

（2）基板对接坡口应内壁齐平，错口值不应超过壁厚的10%且不大于1mm。

（3）焊材发放要正确，记录要齐全规范。

（4）焊接组装的待焊工件应垫至牢固，以防止在焊接过程中产生变形或附加应力

（5）焊条使用前必须烘干，焊接过程中焊条必须存放在小型保温筒内随用随取，保温筒温度保持在80-110℃之间。

（6）焊接过程中每道焊缝焊接完后必须进行清理和自检，合格后方可进行下道焊缝的焊接。

（7）在坡口的加工时必须保证坡口角度为60°。

（8）多层焊时严格控制焊层的厚度小于或等于4mm。

（9）焊接时宜采用偏小焊接电流或大电流快速度焊接。

（10）焊接时为减少焊接应力，在第二层焊接完后，可采用锤击焊缝以减少焊接应力。但在第一层焊接完后严禁锤击。

（11）焊接过程中焊缝表面严禁出现裂纹、气孔、夹渣、未熔合等缺陷。

（12）焊工在焊前进行的工艺评定过程中焊接的试件必须作无损检测、拉伸试验、弯曲试验、硬度试验和端口检查。

（13）现场监督员必须坚持原则，树立质量第一的思想，严把质量关。

（14）不锈钢焊接时，采用小的热输入（小电流快速焊接），多层焊时，必须等待前一层的焊缝冷却后在焊接次一层的焊缝（焊缝可采用浇水冷却），严格控制层间温度，试焊过程中焊条不允许摆动，采用窄焊缝的操作技能，在焊接过程中的结束和中途断弧，收弧要慢且填满弧坑，防止弧坑裂纹的产生，确保焊接质量。

（15）焊接钛板时，保护的氩气的纯度≥99.99％，焊接过程中当氩气瓶的压力降至1MPA时应停止使用。 焊缝有较严重焊接缺陷时，应将其彻底铲除后再采用手工加丝钨极氩弧焊方法进行补焊。不得用重复熔化方法来清除焊接缺陷。补焊次数一般不得超过2次。一般的焊接缺陷可用钨极氩弧焊机进行再熔化来修整缺陷。

（16）一根焊丝在焊接时，如遇中间停焊，应将受热焊丝的端部剪除10-20mm（因焊丝端部已在400℃以上暴露在大气中）氧化金属，再重新焊接。

2.焊接工艺措施

2.1、环境要求：设计要求，钢板焊接应在温度高于0℃的环境中进行。并应采取措施减少焊接风力，现场风速应符合：手工电弧焊接不大于8m/s的要求。

2.2、焊接现场具有防潮、防雨、防雪设施。

2.3、不同焊材应分类存放，焊条使用前应按照说明书要求烘干，重复烘干次数不得超过两次，焊工焊条领用后放入保温桶内随用随取

2.4、焊缝外观质量要求：

2.4.1、焊缝表面不允许存在气孔、夹渣、裂纹、未焊透和深度大于0.4mm咬边等缺陷，焊缝与母材应光滑过渡，防止缺陷处应力集中而产生冷裂纹。

2.4.2、咬边深度不得大于0.4mm，深度小于0.4mm的单个咬边必须打磨光滑，咬边深度大于0.5mm或连续咬边长度大于10mm必须进行补焊。补焊后得焊缝必须进行打磨与母材光滑过渡。

2.4.3、焊接过程中，每焊接一层后必须将药皮清理干净后进行自检，对出现的焊接缺陷必须进行补焊，补焊合格后清理干净方可进行下一层的焊接。

2.4.4、钛板焊接时，焊接工艺的关键因素是氩气的保护，评定焊接工艺的最简单的方法是：一般银白色保护最好， 几乎不存在有害气体的污染。深黄色，金黄色焊缝对力学性能影响不大，紫蓝色、深蓝色，表示已经被有害气体污染。如果表面呈灰黑色、灰色，表示保护不好，已经被严重污染，这样的焊缝不能使用。

2.4.5、钢内筒焊接方法：

根据工程特点，卷板在构件场地进行，分块运至施工现场，组拼无误后进行纵横连接，受现场场地限制，连接采用手工电弧焊及气体保护自动焊接。环型焊缝必须在该焊缝上下侧的纵焊缝全部完成后进行。焊接环焊缝时有2名焊工，焊接时保持位置对称、间距相同，各焊工要求步调一致，方向一致，定位焊接时焊接材料、焊接工艺、焊工应与正式施焊相同，定位焊缝不应有裂纹、气孔、夹渣等现象，否则清除重焊。各层焊缝的接头应相互错开。现场焊缝应连续施焊，不得中途停焊。基材（Q235B）焊接时，需在背面加衬垫，防止飞溅物碰到钛层。每道工序焊接完毕，焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，检查焊缝的外观质量。

2.5、焊接质量要求及检验

2.5.1、钢内筒制作、安装，验收对以下各阶段应分别进行检查：零部件的加工制作，构件的拼装和焊接、焊缝的检验、构件涂底漆前的准备、构件涂面漆前的准备、涂漆后漆膜完好后方可结构整体保温安装；

2.5.3、零件在加工前应对原材料进行检查，对进口钢材尚应取得商检检验证明。对材料表面的缺陷处理应在调整前进行，边缘表面部应损伤和裂缝，用砂轮清理痕迹应顺边缘方向进行；

2.5.4、零部件边缘进行机械自动切割、刨边加工等工艺后，其表面的不平度不能超过0.2mm，连接边缘的垂直度不能超过0.1mm，不符合上述要求均可用磨平缓的方法加以修整；单节组装后不得留过夜再施焊纵缝，组装点焊时严防咬肉。焊缝应在有维护、不受雨和雪、大风侵袭的环境里进行；

2.5.5、缝的开头和收尾应用小引弧板引出焊体外，焊毕用氧气切割引弧板；

2.5.6、钢板焊接时应在温度高于0度的环境中进行；

2.6.7、在卷板成型前必须将焊缝打平，卷板成型后的焊缝可不受此限制；

2.6.8、焊缝质量检查，按《钢结构施工及验收规范》进行，按二级质量要求进行检验，对接焊接质量采用超声波方法检验。

2.6.9、对接焊缝允许偏差：焊缝余高允许偏差1.5+1.0mm；焊缝凹面值不大于0.5mm，焊缝错边不超过1.0mm，组装成型过程中不得用锤猛力敲打。内筒的周长允许变差10mm，椭圆度应满足错边不超过1mm要求，且不大于10mm。

2.6.10、不论安装还是制作的焊缝都必须做好施工记录。

2.6.11、支座环上螺栓孔的允许偏差：孔与孔之间尺寸不得超过1.5mm，孔径不超过1.0mm，同心度不超过20mm。支座与筒体间隙最大不超过1.5mm。

2.6.12、焊缝的检验及返修：

2.6.12.1、焊缝检验，按《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-2001进行，按二级焊缝质量要求进行检验，用超声波探伤进行内部缺陷的检验，钛贴条的角焊缝的无损检测采用着色和氨渗透方法，超声比例为20%，着色比例为100%。焊缝成型良好，焊缝过渡圆滑，焊波均匀，焊缝宽度匀直。焊工对所焊焊缝及时清理药皮后100%自检，专职质检员做25%抽查，并认真做好记录。

2.6.12.2、检验前,探伤人员应了解受验工件的材质、结构、曲率、厚度、焊接方法、焊缝种类、坡口形式、焊缝余高及背面衬垫、沟槽等情况.  焊缝检验前,应划好检验区段,标记出检验区段编号；

2.6.12.3、检验频率f一般在2-5MHz范围内选择,选用2-2.5MHz公称频率检验.特殊情况下,可选用低于2MHz或高于2.5MHz的检验频率,但必须保证系统灵敏度的要求.  耦合剂选用适当的液体或糊状物作为耦合剂,耦合剂应具有良好透声性和适宜流动性,不应对材料和人体有作用,同时应便于检验后清理，典型的耦合剂为水、机油、甘油和浆糊,耦合剂中可加入适量的"润湿剂"或活性剂以便，在试块上调节仪器和产品检验应采用相同的耦合剂.

2.6.12.4、按照要求钢内筒检测为Ⅰ级检验，探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他外部杂技.探伤表面应平整光滑,便于探头的自由扫查,其表面粗糙度不应超过6.3μm,必要时应进行打磨:检测时采用一种角度探头在焊缝的单面双侧进行检验,对整个焊缝截面20%进行探测；检验时,可沿边缘使探头与焊缝中心线成10°-20°作斜平行的扫查，为确定缺陷的位置、方向、形状、观察缺陷动态波形或区分缺陷讯号与伪讯号,可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式；环缝检验时,对比试块的曲率半径为探伤面曲率半径0.9-1.5倍的对比试块均可采用；纵缝检验时,对比试块的曲率半径与探伤面曲率半径之差应小于10%.

2.6.12.5、检验结果的等级分类：
 2.6.12.5.1、最大反射波幅位于Ⅱ区的缺陷,根据缺陷指示长度按规定予以评级。
2.6.12.5. 2、最大反射波幅不超过评定线的缺陷,均应为Ⅰ级。
 2.6.12.5.3、最大反射波幅超过评定线的缺陷,检验者判定为裂纹等危害性缺陷时,无论其波幅和尺寸如何,均评定为Ⅳ级。
 2.6.12.5.4、反射波幅位于Ⅰ区的非裂纹性缺陷,均评为Ⅰ级。
2.6.12.5. 5、反射波幅位于Ⅲ区的缺陷,无论其指示长度如何,均评定为Ⅳ级。
 2.6.12.5.6、不合格的缺陷,应予返修,返修区域修后,返修部位及补焊受影响的区域,应按原探伤条件进行复验。 
  2.6.12.5.7、无损探伤检验不合格时，应在缺陷两端的延伸部位增加检测长度，增加的检验长度应为该焊缝总长的10%且不小于250mm，若不合格，检测焊缝应为100%。

2.6.17质量记录的填写内容及书写要求：质量验收及作业过程中的施工记录由项目部专业质检员整理，要求资料真实，字迹清楚，检验记录主要内容:工件名称、编号、焊缝编号、坡口形式、焊缝种类、母材材质、规格、表面情况、探伤方法、检验规程、验收标准、所使用的仪器、探头、耦合剂、试块、扫描比例、探伤灵敏度.所发现的超标缺陷及评定记录,检验人员及检验日期等。

6.4钢内筒液压顶升施工工艺  

烟囱钢内筒的计算重量约为620吨.设计标高为2支长烟囱：169米、1支短烟囱：149米，平均每个烟囱为80节钢板，总计提升为79次，采用液压倒装法施工。本次提升采用的设备是3台SQD-150-120型松卡式千斤顶。

6.4.3 液压提升施工工艺

    液压提升动力来自中央控制台，其中包括电机、油泵、油箱、换向阀、安全阀、压力表、按钮盘、配油器、截止阀等。高压油经软管送至双作用油泵，通过换向阀实现油缸的往复动作。活塞杆是空心的，中间穿一提升杆。在油缸的上、下各有一个自位单向卡头，在油缸往复运动时，可自动完成提升杆的步进式工作。提升杆拉动滑板，滑板支架的轨道移动。在滑板上装有两块托板，用托板提动胀圈，使筒体提升，实现倒装工艺要求，滑板与支承架轨道间采用无润滑衬板。

6.4.4 液压提升装置制作

6.4.4.1 提升平台的制作与作用

因为钢内筒为悬挂式钢烟囱所以提升平台设计高层平台，提升支架应均匀布置在钢内筒外壁，尽量靠近壁板，以减少支架的弯距。提升架是由四根75*7高300的宽600角钢笼固定在168米平台，钢绞线由上至下反挂在液压提升装置上。