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(tái)，有關(guān)的直梯、斜梯、盤(pán)梯，有些設(shè)備需要的漏斗、料倉(cāng)，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(lèi)

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

(1)設(shè)備框架。設(shè)備框架可以支承靜置設(shè)備或傳動(dòng)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(cuò)，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(lái)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(tái)。為便于多臺(tái)設(shè)備的操作、維護(hù)和檢修，統(tǒng)一安設(shè)有聯(lián)合平臺(tái)。聯(lián)合平臺(tái)有的是在一個(gè)水平標(biāo)高位置上，有的則高低錯(cuò)落，然后由梯子聯(lián)通起來(lái)。這種平臺(tái)多見(jiàn)于非標(biāo)容器或塔類(lèi)設(shè)備。

2.設(shè)備支架、梯子、平臺(tái)

(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(hù)板(加強(qiáng)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(lái)說(shuō)，每臺(tái)設(shè)備有兩個(gè)鞍式支架。

2)裙式支座。裙式支座為立式塔類(lèi)設(shè)備下部支承的裙形底座。

3)小型機(jī)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(jī)體和電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)安裝于其上。有的卷?yè)P(yáng)設(shè)備、螺旋輸送機(jī)等都安設(shè)在型鋼支架上。

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

3.漏斗、料倉(cāng)、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(cāng)式漏斗、矩形漏斗、圓形漏斗等。

(2)料倉(cāng)。料倉(cāng)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(wú)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(lái)的凝液，用泵送往不合格油儲(chǔ)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(diǎn)火燒嘴(長(zhǎng)明燈)，排放氣不論何時(shí)出來(lái)，均能燃燒。在點(diǎn)火燒嘴上設(shè)有點(diǎn)火設(shè)施，從地面上就可以點(diǎn)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?；鹁嫱布芭艢馔部捎娩摪寰碇贫桑部梢杂脽o(wú)縫鋼管、不銹鋼管制成?；鹁婕芭艢馔菜苁怯眯弯摶蜾摴芙M焊制成一定高度的塔架，均為碳鋼材料?；鹁嫱不蚺艢馔补潭ㄘQ立于塔架中心?；鹁嫱岔敳堪惭b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(wú)縫鋼管焊接的豎桿、橫桿、斜桿等組成。塔架高度由設(shè)計(jì)規(guī)定。

幾何斷面形狀為三棱體塔架'，內(nèi)有爬梯、平臺(tái);維修人員可從底部由爬梯通向頂部平臺(tái)。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(tái)。

(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(cāng)庫(kù)設(shè)置、平臺(tái)放樣、平直加工、裝配鉚焊、油漆等一系列工作。

1)鋼材堆放倉(cāng)庫(kù)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(lèi)整齊放置，由專(zhuān)人管理。

2)平臺(tái)放樣。根據(jù)制作詳圖要求，在平臺(tái)上畫(huà)線放樣。對(duì)加工件的幾何尺寸，通過(guò)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?？刹捎檬止て街焙蜋C(jī)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(tái)上用大錘或平錘進(jìn)行敲擊，以消除鋼板的不平度。機(jī)械平直方法是利用輥平機(jī)進(jìn)行輥平。

4)型鋼平直?？梢岳脡毫C(jī)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(duì)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(duì)加工的半成品件，在平臺(tái)上進(jìn)行鉚焊組合，有的是直接制成單件，如漏斗、機(jī)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(duì)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(cāng)、煙道、平臺(tái)、梯子等。這些結(jié)構(gòu)件可用機(jī)械或半機(jī)械方法將其運(yùn)至安裝地點(diǎn)，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(jī)械或機(jī)械吊車(chē)起吊、安裝。也可以在地面上預(yù)制組裝完后，再用吊車(chē)將其整體起吊安裝。

3)平臺(tái)、梯子的安裝。靜置設(shè)備周?chē)苍O(shè)的平臺(tái)、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(gè)整體吊裝;也可先將設(shè)備本體吊起，然后再安裝平臺(tái)、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(chē)一次整體吊裝豎立。對(duì)安裝高度高、直徑大，由法蘭連接的煙囪?？捎伤醴侄蔚跹b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(tái)梯子三部分，另外，在火炬頂部還要裝有火炬頭?；鹁婕芭艢馔驳慕M裝包括制作與組對(duì)焊接。一般施工工序?yàn)椋核芊制M對(duì)焊接，筒體滾圓成型、組對(duì)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(tái)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(duì)、刷油防腐等內(nèi)容。

1)鋼材檢查。對(duì)鋼板(16Mn)的要求：要求抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、延伸率、冷彎四項(xiàng)力學(xué)性能要符合設(shè)計(jì)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(hào)無(wú)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(hào)圓鋼，有出廠合格證者，每批抽3根作四項(xiàng)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(cuò)開(kāi)，間距不得小于200mm。

②預(yù)應(yīng)力大直徑腹桿的對(duì)接焊縫，吊點(diǎn)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(diǎn)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(dòng)焊。焊劑與焊條使用前必須按焊劑說(shuō)明書(shū)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(hào)鋼采用T507焊條，A3F鋼采用T42焊條。

3)焊縫檢查。塔柱對(duì)接焊縫用超聲波100%檢查，如有可疑點(diǎn)，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(qiáng)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(duì)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(diǎn)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(duì)無(wú)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(duì)。

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(gè)節(jié)間，20MPa;塔架上部7個(gè)節(jié)間，15MPa。

5)鋼結(jié)構(gòu)刷油防腐。塔架通常可采用涂過(guò)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?yàn)椋孩俳饘俦砻嫱苛谆灼嵋槐?②涂過(guò)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(jī)(120?300t輪胎式起重機(jī))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(shí)，利用塔架一定長(zhǎng)度的下段作輔助抱桿，用扳倒法來(lái)豎立人字抱桿。塔架豎立時(shí)，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(duì)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(dòng)滑輪連接。起扳滑輪的定滑輪掛結(jié)于地錨，開(kāi)動(dòng)起扳卷?yè)P(yáng)機(jī)，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(shí)，塔架靠自重自動(dòng)回轉(zhuǎn)(在反向制動(dòng)力平衡作用下)就位。

（責(zé)任編輯：zyc）

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