煤化工氣化裝置鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)研究

程書宏

(中國化學(xué)工程第十一建設(shè)有限公司，河南 開封 475000)

我國的主要能源是煤炭，但其對環(huán)境污染嚴(yán)重，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的環(huán)保意識得到提升，如今對清潔能源的需求量越來越大。而石油在我國是相對較為短缺的，為緩解石油應(yīng)用緊張，必須發(fā)展清潔型煤炭資源。煤氣化是以煤為原料，在高溫下通過氧氣、氫氣等氣化劑發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，將煤中的可燃部分轉(zhuǎn)化成氣體燃料的一個熱化學(xué)過程。以此為基礎(chǔ)的鋼結(jié)構(gòu)自身重量小，具有較高的承載力，施工起來較為方便迅捷，因此被廣泛運(yùn)用于工業(yè)裝置中。

1 煤化工氣化裝置鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

煤化工氣化裝置鋼的結(jié)構(gòu)量比較大，一般來講，至少要2500t，因此，組裝起來相當(dāng)困難，尤其是吊裝，難度更大。通常是借助箱型柱安裝在至少30m的混凝土結(jié)構(gòu)上，鋼結(jié)構(gòu)頂高要在50m以上。

2 施工原則和施工流程

由于工程自身特點(diǎn)和現(xiàn)場實(shí)際情況不同，為保證工程不至于出現(xiàn)大的偏頗，在施工過程中應(yīng)遵循一定的原則。首先，是施工順序的問題，要按先內(nèi)后外、先大后小的原則進(jìn)行，運(yùn)用到操作中就是先安裝大片鋼結(jié)構(gòu)，再對小片鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝。其次，為了節(jié)約空間、減少成本，提升工程的建設(shè)速度，鋼結(jié)構(gòu)的管架或構(gòu)架盡量遵循集中預(yù)制、現(xiàn)場成片吊裝的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

關(guān)于煤化工氣化裝置鋼結(jié)構(gòu)的施工流程，首先是對形成的半成品進(jìn)行驗(yàn)收，然后放樣下料，在構(gòu)件阻焊工作完成后，需對其加以檢查，若都合格，開始基礎(chǔ)驗(yàn)收工作。接著是成片地組對、焊接、吊裝找正，最后形成鋼平臺，并對其附件進(jìn)行安裝。

3 對原材料的檢驗(yàn)工作

對鋼材進(jìn)行檢驗(yàn)時，首先要對其質(zhì)量證明書進(jìn)行真?zhèn)舞b別，其材質(zhì)應(yīng)達(dá)到專業(yè)的要求，符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如果對其質(zhì)量不能明確把握，可按國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)取樣化驗(yàn)。材料表面禁止出現(xiàn)結(jié)疤、裂紋、分層以及折疊等狀況。有時可能會出現(xiàn)少許的銹蝕，或輕微的劃痕，但必須將其深度控制在鋼板厚度負(fù)偏差值的一半范圍之內(nèi)。

同鋼材料一樣，焊接材料也應(yīng)具備相關(guān)的質(zhì)量證明書，其長度、外形等條件一樣要和國家規(guī)定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)相符合。如果焊條的焊芯生銹或藥皮出現(xiàn)破損，或是因長期受潮而發(fā)生質(zhì)變，則應(yīng)將其丟棄，不得使用。在鋼材運(yùn)輸?shù)倪^程中，應(yīng)對其采取困扎的形式，若是零碎部件，盡量裝箱運(yùn)輸，當(dāng)符合要求驗(yàn)收之后，在平整的場地依次有序堆放，并放置相應(yīng)的墊木或條形墩。

4 構(gòu)件預(yù)制

在施工過程中，有些成型的鋼構(gòu)件可能在尺寸大小上出現(xiàn)些微的偏差，應(yīng)對其加以矯正，通常采用的矯正方法有兩種，一是冷矯正，二是熱矯正。對矯正后的鋼構(gòu)件有所要求，首先應(yīng)負(fù)荷應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，而且要保證鋼材表面沒有明顯的劃傷、損傷或凹凸。為使其能夠得到實(shí)際運(yùn)用，必須將其劃痕深度保持在0.5mm之內(nèi)，其許可的預(yù)制偏差見圖1。

圖1 鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制的允許偏差

在板材和型材的下料工作完成后，需及時對其進(jìn)行清理，將表面粘附的氧化物進(jìn)行打磨，祛除銹漬和一些標(biāo)記，按照相關(guān)要求進(jìn)行分類擺放。然后檢驗(yàn)，對合格的構(gòu)件應(yīng)及時編號用鉛油做標(biāo)記。

一般情況下，當(dāng)鋼梁的長度不夠時，可以接長。接長有很多種方法，如45°坡口斜對接。當(dāng)采用覆蓋蓋板進(jìn)行拼接時，桿件的長度需保持在2.5m的范圍內(nèi)，而且要避開節(jié)點(diǎn)。如果δ在14mm之內(nèi)，可利用剪板機(jī)對肋板進(jìn)行剪切;如果δ在16mm以上，可利用自動切割機(jī)進(jìn)行切割。

5 成片組對

工業(yè)裝置在設(shè)計(jì)時往往采取較為緊湊的布置方式，而且專業(yè)工種的交叉作業(yè)較多，以至于施工現(xiàn)場常受到各種各樣的限制。在經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)條件允許的情況下，可在場外進(jìn)行鋼構(gòu)件的預(yù)制工作，預(yù)制工作結(jié)束后，再送回現(xiàn)場開始下一流程，即成片組對，此環(huán)節(jié)可直接在鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。

為便于安裝找正，在H型鋼柱離下端1.0m處劃基準(zhǔn)線作為安裝找平線，安裝立柱，然后安裝橫梁、斜撐三角架等，組對、檢查合格后進(jìn)行焊接。在第一片上鋪設(shè)道木，按上述相同的方法擺放第二片鋼結(jié)構(gòu)。組焊完經(jīng)驗(yàn)收合格后進(jìn)行吊裝。

6 鋼結(jié)構(gòu)的安裝

6.1 基本驗(yàn)收。在安裝之前，需對基本的定位軸線、基礎(chǔ)軸線以及地腳螺栓位置等因素進(jìn)行檢查，并適時辦理交接驗(yàn)收。要注意其完整性，軸線標(biāo)志、標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)明確的標(biāo)明，對超過基礎(chǔ)頂面的螺栓采取有效的防護(hù)方法，避免出現(xiàn)螺紋的損傷、銹蝕等。

6.2 墊鐵的擺放和找平。在基本驗(yàn)收工作完成后，應(yīng)將每個立柱柱腳板的墊鐵適當(dāng)放置。一般而言，構(gòu)架基礎(chǔ)需要8組墊鐵，管架和設(shè)備平臺需要4組，且每組最多放置4塊墊鐵，最佳位置是柱腳板的立筋之下，并保證柱角的平整，其水平偏差和標(biāo)高偏差都需控制在2mm以內(nèi)，最后將螺栓擰緊，以防止出現(xiàn)松動現(xiàn)象。

6.3 鋼結(jié)構(gòu)的安裝。在安裝過程中應(yīng)注意幾點(diǎn)，刷油工作在地面進(jìn)行，所有構(gòu)架都安裝完畢后，按照相關(guān)設(shè)計(jì)的要求對梁柱的表面設(shè)置防火層。勞動保護(hù)轉(zhuǎn)彎處應(yīng)用成品彎頭代替。其偏差也應(yīng)遵循有關(guān)規(guī)定。

7 現(xiàn)場焊接、檢驗(yàn)

在焊接時，應(yīng)注意對焊條的選擇，焊工需具備相當(dāng)專業(yè)的知識，至少應(yīng)持證上崗。焊接過程中，如果焊縫出現(xiàn)裂紋，需找準(zhǔn)原因并予以解決。當(dāng)結(jié)束后，還要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查。

8 結(jié)束語

和普通的建筑鋼結(jié)構(gòu)相比，煤化工氣化裝置鋼結(jié)構(gòu)需要具備很強(qiáng)的專業(yè)性，其工程量較大，相應(yīng)的施工要求也高，承包方須有足夠的能力，使其質(zhì)量得到有效保證，監(jiān)理單位則需具備足夠的經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)格按照規(guī)定，對每個環(huán)節(jié)都加以認(rèn)真檢驗(yàn)，以保證鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

［1］王輔臣，于廣鎖，龔欣，劉海峰，王亦飛，梁欽峰.大型煤氣化技術(shù)的研究與發(fā)展［J］.化工進(jìn)展，2009，27(2)：165-167

［2］徐振剛，陳亞飛.我國煤化工的技術(shù)與發(fā)展對策［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2007，23(8)：213-215