王 璐

（中石化第十建設(shè)有限公司，山東青島 266555）

1 鋼煙囪概述

隨著石油化工生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，鋼煙囪已經(jīng)逐漸地替代了混凝土煙囪，鋼煙囪的制作效率高，能夠進(jìn)行模塊化吊裝安裝，提高施工效率。通常，鋼煙囪根據(jù)外形差異進(jìn)行分類，包括上下段為圓筒、中間段為過渡錐體的鋼煙囪，還有連續(xù)椎體形的鋼煙囪，后者在石油化工企業(yè)中的應(yīng)用較為普遍，并且其施工難度也較大。

2 工程概況

本次研究的鋼煙囪模塊化施工工法以常減壓蒸餾裝置爐區(qū)余熱回收80m 鋼制煙為例。鋼煙囪整體高度80m，底部直徑6.56m，頂部直徑3.2m，工程采用的鋼煙囪結(jié)構(gòu)為連續(xù)椎體結(jié)構(gòu)，包括四段（δ=20mm、δ=18mm、δ=16mm、δ=12mm），高度規(guī)格為20m/段。

3 鋼煙囪模塊化施工要點(diǎn)分析

3.1 工藝方案

模塊化安裝施工的工藝流程如圖1所示。

圖1 石油化工鋼煙囪模塊化預(yù)制、安裝施工程序

3.2 施工要點(diǎn)

3.2.1 施工準(zhǔn)備

制作鋼煙囪的材料需要具備合格證明，同時(shí)達(dá)到鋼煙囪施工設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。在檢驗(yàn)鋼煙囪質(zhì)量的過程中，確保鋼材表面或斷面不存在氣泡、結(jié)疤、裂紋等嚴(yán)重缺陷，表面缺陷深度要控制在鋼板厚度負(fù)偏差的一半。正式安裝前，依據(jù)設(shè)計(jì)要求按照牌號(hào)對(duì)鋼煙囪進(jìn)行批次編號(hào)，各批次不可大于50t；相關(guān)的鋼煙囪成品配備專門人員進(jìn)行妥善保存，并實(shí)施有效的防曬、防水、防腐蝕等措施。

對(duì)鋼煙囪施工現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地進(jìn)行平整處理，與此同時(shí)設(shè)置合理的臨時(shí)排水系統(tǒng)，并合理規(guī)劃鋼煙囪施工現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)道路、機(jī)械設(shè)備放置區(qū)域、筒體鋼板放置區(qū)域。合理配置鋼煙囪施工現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)用電、臨時(shí)用水、臨時(shí)照明、消防設(shè)施，使其具備良好的使用條件。鋼煙囪擺放區(qū)域應(yīng)結(jié)合附屬勞動(dòng)保護(hù)梯子平臺(tái)的安裝位置，進(jìn)行作業(yè)坑開挖，擺放區(qū)域的鋼煙囪上、下段的道木垛由16根道木形成井字形，至少設(shè)置6組道木垛。

預(yù)留出所有影響模塊化施工的基礎(chǔ)，模塊化施工結(jié)束后再進(jìn)行施工。

采用CAD 技術(shù)，依據(jù)施工藍(lán)圖繪制連續(xù)椎體鋼煙囪施工扇形圖。在具體放樣過程中，要綜合考量長(zhǎng)、寬方向的各切割面，預(yù)留出一定的切削余量，通常預(yù)留20mm；相鄰縱焊縫間距應(yīng)不超過板長(zhǎng)的1/3，進(jìn)行有效放樣后繪制施工排版圖。

3.2.2 鋼煙囪制作

就鋼板下料來(lái)說，在切割筒體鋼板寬度、加工坡口時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇半自動(dòng)切割機(jī)予以制作；在切割筒體鋼板長(zhǎng)度、加工坡口時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇氧-乙炔焰予以制作。設(shè)計(jì)鋼煙囪壁板對(duì)接縫的坡口為鈍邊V 型坡口樣式。

在卷制鋼煙囪筒體鋼板的過程中，需要采用引導(dǎo)板或?qū)鍍蓚?cè)壓弧邊，借助校圓樣板進(jìn)行找圓，選擇的校圓樣板的弧長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)是檢查截面周長(zhǎng)的1/6～1/4，并大于1 500mm；實(shí)際實(shí)施筒體鋼板卷制的過程中，要避免鋼板材料表面受到損害，發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重缺陷的鋼板，要及時(shí)修磨缺陷位置，并保證修整后的鋼板厚度與設(shè)計(jì)規(guī)范一致；筒體鋼板卷制圓度偏差應(yīng)當(dāng)小于直徑的0.5%，并且小于10mm，相應(yīng)的周長(zhǎng)偏差應(yīng)當(dāng)小于周長(zhǎng)的0.25%，而且小于12mm，如果在檢查圓度指標(biāo)的過程中發(fā)現(xiàn)不合格現(xiàn)象，需要利用卷板機(jī)實(shí)施二次卷制。

搭建組對(duì)平臺(tái)，在平臺(tái)上進(jìn)行正圓錐臺(tái)組對(duì)，先進(jìn)行錐臺(tái)下端面的放樣，依據(jù)放樣對(duì)卡具進(jìn)行焊接；筒體鋼板組對(duì)成圓圈，對(duì)于對(duì)口間隙、錯(cuò)邊量的調(diào)整，采用縱縫調(diào)整卡具，然后實(shí)施縱縫點(diǎn)焊處理；在實(shí)施焊接中，要設(shè)置四塊旋長(zhǎng)800mm 的防變形板在縱縫位置；針對(duì)壁厚不一致的筒節(jié)進(jìn)行組對(duì)的過程中，要保證外壁齊平，筒壁較厚的筒節(jié)的端部坡口的長(zhǎng)度要確?！?mm。組對(duì)完成并達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，解除固定卡具，對(duì)臨時(shí)焊接點(diǎn)進(jìn)行磨光處理。

3.2.3 鋼煙囪運(yùn)輸

將4 個(gè)板式吊耳分別安設(shè)在每錐段上部的0°、90°、180°、270°位置，如圖2所示。吊耳盡可能設(shè)計(jì)在有內(nèi)部支撐圈的位置，同時(shí)在吊耳墊板下配置DL75×6的米字支撐。為了確保運(yùn)輸安全，需要嚴(yán)格管控吊耳的焊接質(zhì)量，吊耳與筒體焊接位置應(yīng)當(dāng)進(jìn)行雙側(cè)坡口全熔透焊，角焊縫高度應(yīng)當(dāng)大于吊耳的板厚。針對(duì)吊耳墊板的焊接，要關(guān)注到經(jīng)透氣孔進(jìn)行預(yù)留，并且角焊縫高度不能小于墊板厚度。每錐段上端的鋼絲繩由于翻轉(zhuǎn)會(huì)碰撞錐段筒體，對(duì)此需要進(jìn)行有效的防護(hù)保護(hù)，避免筒體受損。

圖2 吊耳分布、形式示意圖

錐段分段筒體的體積大，為了避免運(yùn)輸中由于失穩(wěn)造成筒體傾斜，應(yīng)當(dāng)在拖車安置兩個(gè)臨時(shí)固定胎具。

鋼煙囪從預(yù)制場(chǎng)達(dá)到施工現(xiàn)場(chǎng)會(huì)經(jīng)過臨時(shí)道路，要進(jìn)行實(shí)地考察，消除對(duì)運(yùn)輸效率造成影響的因素；運(yùn)輸時(shí)，為了鎖緊錐段，選擇φ16mm 的鋼絲繩配合5t 手拉葫蘆確保錐段運(yùn)輸平穩(wěn)；鋼煙囪錐段到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行卸車時(shí)，需要檢查好搭建的臨時(shí)組對(duì)平臺(tái)的承載強(qiáng)度和水平平穩(wěn)度，確認(rèn)達(dá)到要求后再進(jìn)行卸載，在臨時(shí)平臺(tái)上放置錐段需要配備防滾動(dòng)措施。

3.2.4 錐段現(xiàn)場(chǎng)組對(duì)和勞動(dòng)保護(hù)墊板焊接

現(xiàn)場(chǎng)組對(duì)錐段的過程中選用臥式組對(duì)方式，錐段內(nèi)部調(diào)整采用支撐桿和千斤頂進(jìn)行，錐臺(tái)外部采用卡具予以調(diào)整和固定。錐臺(tái)組對(duì)實(shí)施環(huán)縫點(diǎn)焊后，需要有效測(cè)量筒體的垂直度，達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)后才能予以全面焊接；外部焊接結(jié)束后，對(duì)筒體垂直度進(jìn)行再次檢驗(yàn)，如果發(fā)現(xiàn)偏差問題，需要在筒體內(nèi)部焊接過程中對(duì)焊接能量導(dǎo)致的變形問題進(jìn)行有效控制，從而使筒體垂直度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。依據(jù)勞動(dòng)保護(hù)及鋼煙囪安裝圖紙，對(duì)展開后的墊板方位圖和筒體接管開孔方位圖進(jìn)行繪制；依據(jù)以上圖紙實(shí)施鋼煙囪筒體測(cè)量放線。墊板覆蓋筒體焊縫的情況下，焊縫兩側(cè)20mm 區(qū)域內(nèi)不進(jìn)行焊接；在下方預(yù)留墊板透氣孔，防止出現(xiàn)積水腐蝕的現(xiàn)象。

3.2.5 鋼煙囪的襯里和翻轉(zhuǎn)

（1）保溫釘焊接。設(shè)計(jì)保溫釘?shù)拈g距為200mm×200mm，并對(duì)保溫釘進(jìn)行牢固的焊接。保溫釘與筒壁焊縫的距離要超過50mm，相鄰的兩行錨固件的軸線間距的偏差控制在±5mm。采用的保溫釘伸縮帽要根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用。

（2）煙囪內(nèi)壁除銹。結(jié)束保溫釘焊接，在襯里前應(yīng)當(dāng)有效清理內(nèi)壁的繡漬、油污和附著的雜物等。除銹質(zhì)量需達(dá)到St2級(jí)要求，除銹后的金屬表層要避免潮濕、淋雨，且及時(shí)進(jìn)行襯里。

（3）澆注料施工。襯里施工時(shí)采用道木支撐鋼煙囪，每次澆筑襯里圓周的1/3，襯里共3次，每次的澆筑強(qiáng)度達(dá)到要求后將鋼煙囪筒體進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。襯里實(shí)施中通常使用手工搗制、木抹拍實(shí)的方法。

養(yǎng)護(hù)：針對(duì)襯里的養(yǎng)護(hù)，使用霧濕法，相應(yīng)的時(shí)間要超過72h，養(yǎng)護(hù)質(zhì)量符合要求后再進(jìn)行移動(dòng)和安裝。

（4）鋼煙囪襯里翻轉(zhuǎn)。本工程中鋼煙囪襯里翻轉(zhuǎn)的工藝流程如下：鋪墊枕木→捆綁兜底→兩機(jī)抬吊離開枕木→翻轉(zhuǎn)吊車原地空中翻轉(zhuǎn)→翻轉(zhuǎn)至要求的角度→雙機(jī)抬吊送回原位。其運(yùn)用的是雙機(jī)抬吊、捆綁兜底、單機(jī)原地翻轉(zhuǎn)的工藝方法。

3.2.6 勞動(dòng)保護(hù)安裝

提前制備勞動(dòng)保護(hù)結(jié)構(gòu)的平臺(tái)支架、直梯，建立可靠的勞動(dòng)保護(hù)結(jié)構(gòu)，利用滾板機(jī)對(duì)內(nèi)外圈梁及欄桿管進(jìn)行弧度壓制，完成后采用弧度樣板尺檢驗(yàn)質(zhì)量。欄桿立柱要垂直于平臺(tái)板，欄桿扶手需要進(jìn)行磨光處理，平臺(tái)花紋板需要進(jìn)行排水孔鉆孔；依據(jù)主吊耳的位置提前預(yù)留鋼煙囪頂操作平臺(tái)，如果平臺(tái)支撐立柱處于主吊耳正上端位置，可合理地調(diào)整平臺(tái)支撐立柱，從而規(guī)避吊索掃過，在對(duì)預(yù)留勞動(dòng)保護(hù)平臺(tái)進(jìn)行吊裝的過程中，需要采用鋼絲將其牢固地固定到周圍的操作平臺(tái)上。

3.2.7 分段吊裝及高空組對(duì)

（1）分段吊裝。正式吊裝前，對(duì)撓度值進(jìn)行校核，確保其達(dá)到施工要求，降低撓度值時(shí)，可以對(duì)外伸長(zhǎng)度和跨距進(jìn)行調(diào)整，以縮減彎矩值從而降低撓度值，通常選擇增加吊點(diǎn)（主吊點(diǎn)或抬尾吊點(diǎn)）的方法。鋼煙囪在吊裝過程中由于體積大、筒壁薄，需要對(duì)主吊耳位置設(shè)備壁板局部應(yīng)力值進(jìn)行效驗(yàn)，確保其最大值處于合理范圍內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)不合格，需要降低局部應(yīng)力，通常使用增加主吊點(diǎn)和增大吊耳管及補(bǔ)強(qiáng)圈規(guī)格的方法。

（2）高空組對(duì)。下錐段距離上端的20cm 位置要采取變形防護(hù)措施，上錐段距離下端的20cm 位置也要采取變形防護(hù)措施。下段吊裝前，在高空組對(duì)位置搭設(shè)腳手架，確保腳手架安全牢固，組對(duì)采用的卡具需要提前與下錐段上端面部位進(jìn)行有效焊接，為高空組對(duì)焊接創(chuàng)造良好條件。

4 結(jié)束語(yǔ)

本次進(jìn)行的大型鋼煙囪制作、安裝技術(shù)實(shí)踐證明，鋼煙囪模塊化施工效率高、安全、進(jìn)度和質(zhì)量保障可靠，有利于提高安裝質(zhì)量，降低安裝成本。