本工程采用气压顶升法施工,即将钢内筒顶部封闭,其底部为气顶活塞,从而形成一密闭容器,利用空气压力托住钢内筒,通过充气增大气压达到钢内筒顶升,实现倒装钢内筒筒体。物理原理:P=F/S。
10.4.1 主要施工顺序
首段钢内筒(顶帽)制作、就位→气顶活塞安装→组合平台安装→安装运料螺旋轨道组焊平台→钢内筒分段卷制→钢内筒弧形片运输、组对→筒节的焊接→焊缝检查→气压顶升
说明:(1)顶部不锈钢爬梯、钢内筒筒身加固环、平台标高位置的止晃环梁以及防腐保温随着钢内筒的顶升穿插同步进行。
(2)在钢内筒整个筒身完成顶升工作后,再完善观测孔、检修孔、烟道口以及导流板等细部结构。
10.4.2 主要施工工序和方案
(1)利用施工钢平台的15t卷扬机、钢丝绳、烟囱顶部钢梁把带有顶帽的首段钢内筒安装在烟囱内,此段钢内筒高16m、顶部用14mm的钢板封口与活塞组合形成密闭容器。
(2)气顶装置系统的安装。
1)气顶装置系统由活塞、活塞杆、组对平台、空压机、储气罐、连接管道、阀门等组成。
2)把活塞置入首段钢内筒安装、就位。
3)把活塞杆与活塞组合为一体,下端牢固地固定在钢内筒中心,与钢内筒首段形成密闭容器,活塞部分在顶系统中起着承重与密封作用,因此要安装精密、牢固可靠。
4)组对平台由槽钢及钢板组成,形成组对钢内筒弧形片的工作面,同时起着固定活塞杆的作用。
5)把空压机与储气罐组合在一起,通过连接管道、阀门、活塞杆和钢内筒相连,形成完整的供气系统。
(3)运料螺旋轨道及组合平台。运料螺旋轨道与轨道小车组合,是钢内筒弧形片与由筒外向筒内倒运的工具,组焊平台是钢内筒施焊时的工作平台。
(4)钢内筒的分段卷制。
1)钢内筒的材料为钛—钢复合板,钛—钢复合板在组合场进行卷制,板材卷制时必须保持卷进板机滚轴的清洁。
2)钢内筒弧度的确定:根据图纸要求钢内筒直径为6m,用5mm的普通钢板制成一段弧度为6m的模具,钢内筒弧形片卷制时以此模具为标准逐次卷制,直到与模具的弧度一致。
(5)钢内筒弧形片的运输、组对及焊接。
1)利用轨道小车沿螺旋轨道把钢内筒各弧形片送进筒内与首段钢内筒组合,连接竖缝应按要求距离交错,相邻竖缝间距不小于150mm,如筒体上有孔洞,则焊缝与孔洞边缘距离不得小于100mm,经检验合格后方可进行焊接。
2)当对口依靠工卡具调整好后,首先进行点焊固,点焊固长80mm左右,间隔350~500mm,焊肉高6mm左右,焊接工艺与正式焊接相同。
3)组装后采用手工焊焊割而成,本工程特点是工程质量要求高焊接工作量大,故施工人员必须精心操作、认真施工,尤其是焊接人员更应认真负责,保质保量完成施工任务。
4)施焊时按照先焊纵缝、后焊环缝,先焊外缝、后焊内缝的顺序施工。
5)纵(环)缝焊接外面第一层采取分段或对称焊以分散应力,纵(环)缝焊接均采用正面焊接,背面清根的焊接方式,如果中途停止焊接则一条焊缝至少焊接两层以上。
6)焊接时换焊条要快,接头部位在下次焊接前都应打磨,保证接头部位熔合良好且有利于气孔排出。
7)纵向焊道的焊肉应焊到环向焊缝的中心,在环缝焊接前铲除磨光。
8)对于坡口缺肉或间隙过大处在焊前填补、磨光并进行外观检查,合格后方可施工。
9)多人焊接的环缝,各层接头应错开,并将接头打磨成缓坡状后施焊。
10)严格禁止在坡口外面的母材上引弧,一旦在母材上引弧,应随时磨去。对于击弧后较深处,应打磨并补焊,外观检查合格符合要求。
11)引弧采用回焊法,在焊接前方约15mm引弧,然后拉回到焊接处焊接。(www.xing528.com)
12)当对口依靠工卡具调整好后,均需进行点固焊,点固焊长80mm左右、间隔350~500mm,焊肉高6mm左右,焊接工艺与正式焊接相同。
13)工卡具焊接,组装所用的定位块、吊耳等焊接部位的焊接工艺同正式焊接,并应从严要求。焊接时严禁在壳板上引弧,起弧和收弧均应在焊缝坡口内侧并采取回焊法,填满弧坑,排除气孔。
14)焊缝清根可采用角向磨光机及碳弧气刨清根。气刨时弧长为1~2mm,太长容易生夹碳现象,弧长大于3mm则电弧不稳。调整合适的风压,风压太小,不能有效地将铁水吹出来,风压太大,则电弧不稳,且容易断弧。碳弧气刨的深度及宽度视钢板的厚度及坡口角度而定。清根时一般使用φmm的碳精棒刨2~3次即可成型,其深度不宜超板厚的1/2。气刨密度要适中,宽度太窄时,底层焊接运条不方便,容易产生夹渣和未焊透缺陷。成型刨两侧的飞溅应清除干净,并用磨光机打磨成光滑过渡形状,露出金属光泽方允许焊接。
气刨工艺参数:
工艺参数:电极直径φ8mm。
电流:280~330A。
风压:0.35~0.4MPa。
弧长:1~2mm。
15)内外焊缝成型后,经过检查合格,可以进行焊缝表面打磨工作,去掉表面残渣、飞溅,修整咬边,减少应力集中。打磨后焊缝表面母材相接处形成光滑过渡,这样可以有效地避免延迟裂纹的产生。打磨宽度:焊缝中心两侧各60mm,溶合线处深度小于0.5mm。若表面气孔、夹渣、溶合不良等缺陷存在,应继续修磨至消除表面缺陷,局部打磨深度在0.5mm以内允许磨至0.5mm,但其周围要磨成圆滑过渡形状。如果深度超过1mm,则应打磨成适合于焊接的形状,以便进行补焊。
16)定位块、吊耳等的切割优先采用气刨切割,其次选用氧—乙炔切割,以上焊接件割后,应用角向磨光机磨光,使其与母材平滑过渡。
17)减少焊接角变形,保证正面焊接质量,控制线尽量在要求范围内,反面清根深度适中,可减少角变形。正面焊接时,封底焊不宜太厚,一般在4mm以下,因为这层焊肉缺陷很多,必须要清除掉。从第二层以后一定要确保焊接质量,避免产生气孔和夹渣。焊接线能量越大,则母材及焊缝温度越高,金属冷缩的应力越大,所以必须注意控制线能量,这是减少角变形不可缺少的措施之一,此外,为了避免角变形,反面清根的适宜深度及宽度,有利减少角变形。
环缝用卡具防止角变形。工卡具对壳板的精确组装起很大的作用,能足够的保证间隙、错口、角变形等都在要求之内,当焊缝点固焊完后,打紧全部楔子用以防止焊缝产生过大的角变形,反面清根前再将其拆除。
18)钛材的焊接采用钛条工艺,焊接方式为氩弧焊。施焊前基层钢及钛复层的坡口区应清理干净,对于基层钢,采用手工焊接其清洁范围离焊边不少于15mm,钛复层清洁范围离焊边至少40mm。
所谓钛贴条工艺,是指沿钛钢板周围将钛材料先锡掉15mm,以防止钢焊接时化学反应对钛复层产生污染,组对焊接时基层钢板焊接完成后,内侧钛复层焊接时,先在钛复层凹槽内先垫30mm,1.2mm厚的钢板,然后在外面用50mm宽,1.6mm的钛贴切条进行贴角焊接。
19)钢内筒的保温和防腐。
①为固定保温岩棉板,首先在筒身上焊接不锈钢销钉,销钉规格为L=100mm、φ6。销钉安装时以每块岩棉板上6个销钉为标准。
②筒身在顶部平台标高以上竖向焊接80×6角钢,分9°均匀布置。
③烟囱钢内筒油漆,烟囱钢内筒内壁0.1m至灰斗板以下部分及灰斗板底部均匀涂WSZ-1纯无机水性富锌底漆,钢内筒外壁及附件也刷此漆。要求于漆膜厚度80%不小于90μm,最低油漆膜厚度不低于规定值的80%。刷油漆前首先进行壁面除锈,除锈等级为S2.5。
④焊接不锈钢板,在烟囱标高228~240mm位置,需在角钢焊接4.5mm厚度的不锈钢板,不锈钢板需切成宽度为320mm的长条。
⑤玻布岩棉板铺设。岩棉板规格为1200mm×500mm×40mm,钢内筒上每圈布置16块。钢内筒的保温厚度要求为80mm,所以岩棉板应该铺设两层。岩棉板施工时单层错缝、层间压缝,且错缝、压缝距离不少于保温材料板材的1/3,保温材料应拼砌严密,层间结合紧密,不得产生直通缝。如产生缝隙,要用相同或相近的软质保温材料填充饱满。对门孔等部位的保温,下料尺寸要稍大,以保证保温后平整严密,有一定预紧力。施工前预先运送材料到各层平台并注意与筒身顶升和焊接在工序上进行配合。
⑥不锈钢钢板网铺设:钢板网规格为1.2mm厚,网孔为30mm×60mm,钢板网应铺设平整,对接牢固,且紧贴保温层,不得有空层、鼓包等现象。钢板网上下搭接不少于80mm,钢板网铺设完毕后,在不锈钢销钉的外露螺纹部位安装不锈钢垫圈及螺母以固定不锈钢网。
(6)钢内筒的顶升。
1)钢内筒各焊缝经检验合格后进行钢内筒顶升,利用调节阀使进气压力等于计算压力,用两台6m3空压机通过连接管道经活杆向首段钢内筒充气,当钢内筒内的气压达到所需压强时它就会缓慢上升,顶升高度达到一节钢内筒的高度2m时停止供气,顶升停止。再循环连接钢内筒弧形片、焊接、顶升,直至整体工程结束。
2)各层钢平台上安装临时导向轮,在钢内筒通过该层平台后起到对钢内筒的导向和止晃作用。
(7)钢内筒筒身与基础螺栓的连接以及细部结构的完善。
1)将不锈爬梯材料提前运输到顶部平台上,待钢内筒顶升通过顶部平台由上向下顺序完成爬梯的焊接安装工作。
2)钢内筒完成顶升工作后,将钢内筒落到内筒支座环上与基础螺栓固定。
3)完善观测孔、检修孔和烟道口等其他细部结构。
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