碳化尾气总管改材质施工方案.doc

碳化尾气总管改材质
施工方案

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审核：

批准：

制修车间
2014年5月15日

目录
一、工程概况 - 3 -
二、编制依据 - 3 -
三、施工程序及准备 - 3 -
四、管道、管件预制 - 3 -
五、现场提前布置管道到位 - 5 -
六、施工步骤 - 5 -
七、钢丝绳计算 - 6 -
八、吊装示意图 - 7 -
九、安全注意事项 - 10 -
十、应急预案 - 10 -

一、工程概况
1、任务简介
碳化尾气总管改材质是纯碱公司2014年大修重点项目，由制修车间承担全部管道的制作及更换任务。其中：DN1000mm管道135m，DN2000mm管道12m, DN600mm管道12m,22#--26#碳化塔DN350mm支管26m，以及相连阀门、法兰、管件等。新管道比原有管线降低1.65m，待大修结束后，拆除原有管道。
2、工程特点及技术难点
本次碳化尾气总管大修的主要内容是将原管道全部拆除，制作安装316L不锈钢材质的新管道。由于我公司首次进行316L不锈钢管道的制作及安装，故在管道的下料、卷制及焊接上都必须执行严格的技术规范。同时，在旧管道拆除及新管道安装过程中，需进行大量的高空吊装作业。所以，该项目具有焊接技术要求高、吊装作业难度大、时间紧任务重的特点，以及存在着管程长、安装尺寸复杂、焊接工作量大且质量控制不易等技术难点。因此，管道预制前需对原管道安装尺寸进行仔细测量并进行复核，确认无误后方可进行预制。316L不锈钢管道焊接必须严格按焊接工艺进行，焊接材料的选择必须按照施工方案及焊接工艺卡执行，严禁未经批准擅自更改或相互代用。同时，旧管道拆除前应提前进行法兰、阀门处的螺栓更换及部分管道的保温拆除和脚手架搭设工作。
二、编制依据
1、碳化尾气总管改材质施工任务单，编号：2014技字—020（股份）-02。
2、碳化尾气总管改材质施工图纸。
3、《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97。
4、《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98。
5、徐工QY50K/QY130吊车使用性能表。
6、股份公司《安全生产管理标准与技术规程》。
三、施工程序及施工准备
1、施工顺序
技术交底—→施工准备—→管段下料—→管道卷制—→组对焊接—→新管段倒运—→旧管道拆除—→新管道安装—→交工验收。
2、施工前的准备
（1）施工图会审，技术文件交底。
（2）对原管道安装尺寸进行测量及复核，结合施工图出管道分段预制图纸。
（3）编制、审批施工方案。
（4）报批、支领施工所需备件及材料。
（5）施工前组织施工人员进行施工方法、技术要求及验收规范的介绍和学习。
（6）组织施工人员到现场勘察，进行危险有害因素辨识，补充、完善安全施工方案。
（7）对施工所用备件、材料进行检查验收，确保质量合格后方可使用。
（8）编制上报施工所需的吊车、脚手架、照明设施、用电设备、保温拆除及现场管道断开处碱疤清理等计划。
（9）对因影响施工需拆除的工艺管道进行位置及管道内介质进行确定，提前进行螺栓更换。（活螺栓）
（10）对西侧7楼DN1000立管处钢平台加装斜支撑。
（11）1#、2#净氨塔进口管道上侧（五楼处）各安装好吊装用横担梁一根。
（12）西侧4楼DN1000横管钢平台东栏杆及照明设施提前拆除。
（13）3#净氨塔东侧PVC三通处加装立支撑。
（14）、预制1#、2#、3#净氨塔进气管三通直段部分，预制东侧立管处三通直段部分。
（15）1#-4#净氨塔进口法兰处及4台蝶阀栽丝提前进行螺栓更换（活螺栓）。
（16）施工现场清理，方便施工车辆进出，准备进场施工所需的各类机、器、具。
（17）进场施工前必须办理好各类安全作业票证，严禁违章作业。
（18）管道施工前，必须和相关单位进行工艺开、停车确认，待条件具备后方可施工。
四、管道预制及技术要求
1、板材下料
（1）碳化尾气总管材质为316L不锈钢，钢板应远离碳钢材料摆放，并应清除周围的铁锈及含碳量高的边角余料。下料前应进行外观检查，表面不得有裂纹、折痕、分层，钢板边缘不得有重皮，表面不得有锈蚀。
（2）钢板应使用非碳钢材料垫平后方可划线，划线必须准确、清晰。组装工艺需要的中心线、开孔的位置中心线及一些重要的切断线，都必须用记号笔作出标记。
（3）板材下料采用等离子切割，边缘加工面应平滑、无熔渣和氧化皮，且不得有分层、裂纹和夹渣等缺陷。焊缝坡口形式严格按照图纸要求进行加工，并使用磨光机对坡口进行打磨，以露出金属光泽为合格。
（4）钢板下料尺寸的测量部位按图示1所示，其下料尺寸允差应符合表1的规定：
图示1 壁板尺寸的测量位置

表1 筒体壁板尺寸允差 （mm）
测量部位
允差
板宽（AC、BD）
±1
板长（AB、CD）
±1.5
对角线之差
≤2
直线度（AC、BD、
AB、CD）
≤1
≤2
2、管道卷制
（1）管道卷制时应进行板料预弯，预弯长度不低于100㎜。预弯及卷制过程中须确保板料弯曲方向与卷板机压辊轴线垂直，并用弧形样板检验；扇形板卷制时亦应确保中心线与卷板机上轴辊轴线平行，并用弧形样板检验。样板与管内壁的不贴合间隙应符合下列规定：
a.对接纵缝处不得大于壁厚的10%加2mm，且不得大于3mm。
b. 离管端200mm的对接纵缝处不得大于2mm。
c.其他部位不得大于1mm。
如出现过弯现象，须及时校正。板料应分多次卷制，禁止一次卷制成型。样板使用0.75㎜的镀锌板制作，校圆样板的弧长应为管子周长的1／6~I／4。
（2）筒体带板卷制成筒节后，应立即进行点焊固定，点焊焊条应采用与筒体焊接相同的焊条。
（3）钢管矫正时不得使用碳钢材质的工器具。
3、管道组对
（1）管道组对按管段图进行，管道分段图见附图一。
（2）管道组对时两节管道间的纵缝间距应大于100mm,纵缝布置保证实际使用时全部在管道顶部左右100mm范围内,支管外壁距焊缝≥50mm。
（3）管道对接焊缝的内壁错边量应≤1㎜。
（4）管道的周长允差及圆度误差应符合表2的规定。
表2 周长偏差及圆度误差(mm)
公称直径
＜DN800
DN1000
DN2000
周长偏差
±3
±5
±8
圆度误差
外径的1%且不应大于4
4
8
（5） 卷管端面与中心线的垂直偏差不得大于管子外径的1％，且不得大于3mm。平直度偏差不得大于1mm／m。
（6） 焊缝不能双面成型的卷管，当公称直径大于或等于600mm时，宜在管内进行封底焊。
（7）在卷管加工过程中，应防止板材表面损伤。对有严重伤痕的部位必须进行修磨，使其圆滑过渡，且修磨处的壁厚不得小于设计壁厚。
（8）7楼顶的水平管道分12节进行预制，按管段号进行数字标记，其中6m的共9节，7.5m的2节，4.5m的1节。各节预制完成后，利用130吨吊车吊装至重碱7楼处进行组焊，并安装好两管端法兰，按尺寸在相应位置安装斜插的支管，支管插入主管的深度为50mm。管道在管廊架上安装时须符合2：1000的斜度要求，对应8#碳化塔位置为最高点，向两侧倾斜。
4、管道焊接
管道焊接工艺要求如下：
（1）管道开V型坡口，坡口角度60°±5°，钝边尺寸为0-2mm。焊前必须将坡口面及坡口边缘内外侧不小于25mm范围内油、漆、锈、毛刺等打磨干净，使之干燥。对口时应留有2mm间隙，错边量≤1mm。
（2）管道材质为316L，故采用A022焊条进行施焊，直流反接，手工电弧焊。焊条使用前应烘干，温度320~350℃，烘焙一小时。取用时放在保温筒中，随取随用。
（3）焊道分为4层进行焊接。用φ3.2焊条打底，φ4.0、φ5.0焊条填充盖面，单面焊背面封底，背面用角磨机打磨干净。焊接电流见表3：
表3 焊接电流
焊条直径
焊接电流
φ3.2
80~110A
φ4.0
110~160A
φ5.0
160~200A
（4）对口焊接时采用严格的定位焊，并分段焊接，具体施焊顺序见附图。焊接时要控制层间温度在60℃以下，焊后立即冷却。层间清渣必须彻底，如有夹渣，必须立即清除，然后才可施焊。焊接时宜采用小电流、窄焊道、快速焊以减小热输入。引弧必须在坡口内进行，严禁随意打弧，避免飞溅。
（5）为防止焊接裂纹和减少焊接应力，应避免强行组对。
（6）全部焊缝均应进行外观检验，表面质量应符合如下规定：
a.焊缝表面及热影响区域不允许有裂纹；
b.焊缝表面不允许有气孔、夹渣和溶合性飞溅等缺陷；
c.对接接头焊缝咬边深度应＜0.5mm，长度不应大于焊缝总长度的10%，且每段咬边连续长度应＜100mm；
d.对接接头焊缝表面加强高不应大于焊缝宽度的0.2倍再加1mm，且最大为3毫米；
e.对接接头焊缝表面凹陷深度应＜0.5mm；长度不应大于焊缝全长的10%，且每段凹陷连续长度＜100mm。
（7）全部焊缝进行超声波或X射线探伤,对存在质量缺陷的部位必须进行返修。返修时须用碳弧气刨去除焊缝填充物后，使用磨光机进行打磨，直至露出金属光泽后，方可重新进行焊接。同一部位焊缝返修次数一般不得超过两次，如超过两次应经施工技术总负责人批准，并将返修情况计入交工资料。
（8）焊缝表面清理干净后，在焊缝及其附近均匀涂抹钝化膏，约15分钟后用清水冲洗干净。现场钝化时间可根据现场温度及环境条件灵活掌握。
五、旧管道拆除
大修时，首先进行旧管道的拆除。拆除时分为东、西侧两大部分进行，为确保工期，两侧同时施工，必须确保在大修第一天全部拆除完毕。
1、东侧管道的拆除
（1）拆除19#塔（减排负责）及26塔（制修负责）支管管道。
（2）将立管自5楼楼板处与三通断开，同时将三通与弯头断开，拆除三通部分。
（3）拆除1#、2#净氨塔进气管道，并将DN600的立管与4楼处的主管气割断开后，使用160吨及80吨吊车将主管分2-3段拆除。
（4）拆除带U型弯的立管，使用160吨吊车。吊装立面图及平面图见附图二、附图三。
（5）拆除DN250回卤管道。
（6）使用160吨吊车拆除东侧气液分离器。
2、西侧管道拆除
（1）拆除22#、23#、24#、25#塔支管管道。
（2）将立管自4楼（横管处）三通上侧100mm处气割断开，利用130吨吊车拆除带U型弯的立管。吊装立面图及平面图见附图四、附图五。
（3）将4楼钢平台上的主管自3#净氨塔厂房水泥立柱处断开后，使用130吨吊车拆除断开处以东部分的管道。
（4）使用倒链及80吨吊车，将断开处以西部分的管道与3#净氨塔进气管断开后拆除。
（5）拆除DN250回卤管道。
（6）使用130吨吊车拆除西侧气液分离器。
（7）使用30吨吊车拆除4#净氨塔进气管道，仅保留DN600的PVC三通。
六、新管道安装
待旧管道拆除完毕后，即可进行新管道的安装。安装时分为东、西侧两大部分进行，为确保工期，两侧同时施工。
1、东侧管段安装
（1）使用160吨吊车吊装气液分离器，并与预先安装好的主管进行连接，对称把紧法兰处螺栓。
（2）使用160吨吊车吊装U型弯立管，与气液分离器相连，并在五楼楼板孔洞处为立管加装2根管托，以支撑和固定立管。
（3）使用160吨和80吨吊车吊装4楼处的带弯头主管，利用提前预制好的三通直段与立管相连接，点焊固定。
（4） 自1#、2#净氨塔进口处进行管道（件）及蝶阀和浆液阀的安装，根据浆液阀位置，现场开孔，并利用提前预制好的三通直段与横管相连接，点焊固定。
（5）阀门安装时，螺栓须对称把紧，不得有遗漏、松动、歪斜等现象。安装后须开关零活，无阻滞，启闭行程符合使用要求。
2、西侧管段安装
（1）使用130吨吊车吊装气液分离器，并与预先安装好的主管进行连接，对称把紧法兰处螺栓。
（2）使用130吨吊车吊装4楼横管。
（3）自3#净氨塔进口处进行管道（件）及蝶阀和浆液阀的安装，并与横管（提前预制好三通）相连接，点焊固定。
（4）使用130吨吊车吊装U型弯立管，上端与气液分离器相连，下端与横管的三通相连。
（5）现场开孔，安装4#净氨塔进气管，并与原管道的PVC三通相连后，安装好浆液阀。
（6）30吨吊车配合，自浆液阀开始，向北安装4#净氨塔进气管。
（7）自4#净氨塔进口处进行管道（件）及蝶阀和浆液阀的安装，并与已安装的4#净氨塔进气管相连接，点焊固定。
（8）阀门安装时，螺栓须对称把紧，不得有遗漏、松动、歪斜等现象。安装后须开关零活，无阻滞，启闭行程符合使用要求。
3、碳化塔支管安装
（1）使用130吨吊车及倒链，安装22#--26#塔支管。各塔支管拆除后，根据主管降低高度，现场实测主管与塔顶隔膜阀间距离，确定安装尺寸及所需的管道和管件规格、数量等。
（2）各支管上的浆液阀两侧必须使用316L不锈钢短节进行连接，禁止使用其他材质的管道进行连接。其余管道均利用拆下的旧PVC管道。
（3）各塔支管在安装过程中，如出现尺寸偏差，可使用挠性接头及尼龙偏垫进行找正后再行安装。
（4）阀门安装时，螺栓须对称把紧，不得有遗漏、松动、歪斜等现象。安装后须开关零活，无阻滞，启闭行程符合使用要求。
七、管道运输与吊装
1、管道运输
管道按管段图预制完毕后，在大修前即将其运输至检修现场。运输机具为50吨吊车以及30吨平板车。管道放置在板车上应使用倒链捆绑牢靠，确保设备在运输中的安全。
2管道吊装
大检修施工中，管道的拆除和安装共需进行12次（不含4吨以下吊装）吊装作业，经现场实测和计算，吊装重量最大、起升高度最大的为东侧立管的拆除作业。故以此进行吊装作业计算，其余从略。该管道重量约为7.0吨，起升高度51m,拟采用徐工QAY260型汽车起重机，使用1根钢丝绳捆绑吊装。吊车支车位置在1#碳化塔南侧，回转半径28米，出杆长度为62.7米，支腿全伸，使用配重62吨，此时额定起重量为11.5吨，可以吊装。
受力简图见右图，F=8800 Kg=86.24kN，其中
F—计算载荷，F=KQ
K—动载系数，取K=1.1；
Q—设备及索具重量，其中设备重约7000Kg，索具重1000 Kg。
钢丝绳取安全系数K =6，则钢丝绳破断拉力F0=KF=6×86.24=517.44kN。试选钢丝绳规格为：φ32—6×37+1—1770 MPa，其最小破断拉力为534kN，（《起重工》第二版，表2-7。咸志才主编，化学工业出版社，2007年10月版）故钢丝绳安全可靠，可以使用。
八、进度安排及机具计划
1、进度安排
日期
施工内容
施工人员
负责人
技术员
6月17日
1.拆除22#-26#塔支管
2.安装22#、25#塔支管
钳工一班
起重工3人
郑强
毕永潮
韩宗平
张乃霖
3. 拆除19#塔钢基础斜支撑
4. 拆四楼PVC立管
5. 拆东侧立管三通下PVC管
6. 拆除东侧立管
7. 拆除东侧气液分离器
8. 拆除回卤管
9. 拆除3#、4#净氨塔进气管
10. 拆除东侧4楼横向主管
铆焊一班
铆焊四班
起重工7人
史云栋
霍春朴
申洪涛
刘东联
杨立志
郑贺伍
李景峰
11. 拆西侧7楼立管钢平台
12. 拆西侧4楼钢平台护栏及照明设施。
13. 拆除西侧立管
14. 拆除西侧气液分离器
15. 拆除回卤管
16. 拆除西侧4楼横向主管
17. 拆除3#、4#净氨塔进气管
铆焊三班
铆焊五班
起重工8人
史云栋
梁永辉
葛敬东
毕永潮
董凤义
郑贺伍
李景峰
6月18日
1. 安装东侧气液分离器
2. 安装东侧立管
3. 安装东侧4楼横向主管
4. 现场开孔安装立管三通
5. 安装1#、2#净氨塔进气管
铆焊一班
铆焊四班
起重工7人
史云栋
霍春朴
申洪涛
刘东联
杨立志
郑贺伍
李景峰
6. 安装西侧气液分离器
7. 安装东侧4楼横向主管
8. 安装3#净氨塔进气管
9. 安装东侧立管
10. 现场开孔安装4#净氨塔进气管
铆焊三班
铆焊五班
起重工8人

史云栋
梁永辉
葛敬东
毕永潮
董凤义
郑贺伍
李景峰
11.安装23#、24#塔支管
郑强
毕永潮
韩宗平
张乃霖
郑强
毕永潮
6月19日
1. 恢复19#塔钢基础斜支撑
2. 恢复四楼PVC立管
3. 恢复东侧立管三通下PVC管
4. 安装1#、2#净氨塔进气管附属蒸汽管、水管
5. 安装回卤管
6. 安装立管上的取样点、测温点等
7. 已安装的管道（含管托）进行焊接
铆焊一班
铆焊四班
起重工7人
史云栋
霍春朴
申洪涛
刘东联
杨立志
郑贺伍
李景峰
8. 恢复西侧7楼立管钢平台
9. 恢复西侧4楼钢平台护栏及照明设施。
10. 安装3#、4#净氨塔进气管附属蒸汽管、水管
11. 安装回卤管
12. 安装西侧4楼横管上的取样点、测温点等
13. 已安装的管道（含管托）进行焊接
铆焊三班
铆焊五班
起重工8人
史云栋
梁永辉
葛敬东
毕永潮
董凤义
郑贺伍
李景峰
14. 安装26#塔支管
15. 检查、紧固各塔支管阀门及法兰处螺栓
郑强
毕永潮
韩宗平
张乃霖
郑强
毕永潮

2、机具计划
序号
名称
规格
负责人
单位
数量
用途
1
吊车
260吨
司机
台
1
吊装

2
吊车
130吨
司机
台
1
3
吊车
80吨
司机
台
2
4
吊车
30吨
司机
台
1
5
平板车
30吨
司机
台
1
6
钢丝绳
φ32—6×37+1—1770 MPa 16m
刘东联
根
4
7
钢丝绳
φ24—6×37+1—1770 MPa 16m
刘东联
根
4
8
钢丝绳
φ14—6×37+1—1770 MPa 6m
刘东联
根
4
9
卡环
10吨
刘东联
件
6
10
等离子切割机
LGK-160
史云栋
台
5
安装
11
空压机
V-1.05/10
史云栋
台
3
12
交流焊机
YK-505FL4HGE
史云栋
台
1
13
直流焊机
ZX7-500S
史云栋
台
13
14
倒链
2吨
史云栋
台
6
15
气割工具

史云栋
套
6
九、安全注意事项
（1）施工工作进行前，必须召集所有施工人员明确分工和专项安全技术交底，并作好记录。
（2）对施工现场进行危险因素辨识，达到四不伤害。
（3）参与施工人员严格执行起重“十二不吊”，严禁违章作业。
（4）提前办理好动火证、吊装作业票、占道票、检修作业票等票证。
（5）凡参加施工人员，必须听从指挥，熟悉吊装方法和工作内容，严格执行操作规程和施工规范，树立安全第一的思想，分工明确，统一指挥，服从调度。如有变更，要与技术人员协商解决，不允许私自更改。
（6）对所有施工机具应严格检查，养护，试吊或正式吊装前，所有承力钢丝绳均应张紧，吊装时，起重机应采用慢速。
（7） 管道起吊前，要认真检查钢丝绳、倒链是否捆绑牢固，现场杂物清理干净，经试吊无异常后，方可正式起吊。
（8）无关人员不能在吊装范围内来回走动或停留，吊装现场实行隔离，悬挂警示牌，派专人监护。
（9）氧、乙瓶间距在5米以上，距明火10米以上；由本工种专人负责气瓶的监护，有护晒装置，并坚守岗位。
（10）进入现场人员必须穿戴好劳保用品，登高作业系好安全带。
（11）吊装现场实行封闭管理，严禁无关人员出入。
（12）重点作好防止高空坠落，物体打击，防止起重伤害事故发生。
（13）气带、电焊把线、一次线、地线等禁止互相缠绕。
（14）作业环境有氨气及一氧化碳，作业人员做好个人防护，随身携带检测装置。
（15）安全员要经常到现场检查，发现违章作业人员时，令其停止施工。
（16）检查脚手架、跳板等要符合国家安全规定，否则禁止使用、作业。
（17）未尽事宜按纯碱公司发《安全管理规定与技术规程》执行。
十、应急预案
成立应急管理小组，负责对吊装潜在的事故或紧急情况发生后的应急处理。其职责是：对外紧急联系、现场救护、组织现场紧急疏散、清点人数和确认无伤害。
组长：罗海贵
副组长：李新，卢玉澎
组员：李晓辉，佟玉梅，李景峰，
联系电话：
罗海贵
13831518728
李新
15100562270
卢玉澎
13473550925
李晓辉
13363399389
佟玉梅
13785541566
李景峰
15230541836
（1）、应急处理的方法
组织参加施工人员学习应急预案，明确职责分工，熟悉掌握处理步骤，设立安全集结区，在事故状态下，根据事故的种类，由组长组织各专业组的施工人员进行下列应急处理工作。
1）、进行报警，报告和引导，紧急撤离现场，在安全地带集结。
2）、进行检查及处理。
3）、进行灾害扑救和控制。.
4）、救护伤员，保护事故现场。
5）、组织或协助进行事故调查。
6）、对现场作业每个环节的安全措施分项检查，落实。
7）、恢复施工作业。
（2）、应急处理的过程
1）、事故发生后，第一知情人应直接汇报组长罗海贵，同时采取果断操作，最大限度地保护自巳和他人的人身安全和设备的安全。
2）、快速拨通紧急电话，简捷说明如下内容，事故现场的确切地点，事故状态，伤亡情况。相关报警电话：火警8511378，医院急救8511421。
3）、发生突发事故时，现场人员立即大声呼唤，通知现场作业人员，按预先制定的紧急撤离路线快速撤离到指定的集结区。
4）、听到紧急撤离信号后，现场所有人员应保持冷静，立即停止工作，切断电源，按撤离路线快速撤离到指定的集结区，不允许乱跑动。
5）、撤离人员到达集结区后，指挥人员清点人数，等待下一步指示，事故信号未解除，不得回到原工作岗位。

附图一 碳化尾气总管管道预制分段图

附图二 东侧立管拆除作业吊装立面图

附图三 东侧立管拆除作业吊装平面图

附图四 西侧立管拆除作业吊装立面图

附图五 西侧立管拆除作业吊装平面图