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1、工艺金属结构通常系指下述三方面内容： 1．在工业生产中用来支撑和传输工艺设备、工艺管道和其它附加应力所引发静、动荷载，或为了操作方便所设置辅助设施，如设备框架、支架、管廊、柱子、桁架结构、操作平台、梯子等； 2．服务于工业生产，在现场制作安装大型物料储存设备，如金属油罐、钢质球形储罐、气柜、料仓料斗等； 3．排放处理生产废气大型金属结构物和对应辅助设施，如火炬、排气筒、烟道、烟囱等。 一、金属油罐制作安装 油罐是炼油和石油化工工业液态碳氢化合物关键存放设备，关键用于存放油品类液态物质。油罐按其结构外形分为立式油罐和卧式油罐。在石油化工工业中立式油罐用得较多，可分为桁架油罐、无力矩油罐
2、拱顶油罐、浮顶油罐等。下面简明介绍石化行业应用最广拱顶油罐和浮顶油罐。 (一)拱顶油罐 拱顶油罐系指罐顶为球冠状，罐体为圆筒形一个容器，其容积可达0m3。罐顶盖是由4～6mm薄钢板和加强筋压制而成，图10-1-1所表示。 图10-1-1自支式拱顶油罐简图 拱顶油罐能承受较高压力，有利于降低储液挥发损耗。拱顶油罐除罐顶板制作较复杂（需用胎具压制拱形）外，其它部位制作较易，造价较低，在中国外炼油和石油化工行业应用很广泛。 (二)浮顶油罐 顾名思义，浮顶油罐顶不是固定，而是能随油品液面上下浮动。浮顶油罐工况特点是浮顶和罐壁之间有一个密封装置，浮顶直接和油品液面接触，没有气体空间，从
3、而大大降低了油品挥发损耗。 浮顶油罐种类很多，有单盘式、双盘式等，图10-1-2和图10-1-3所表示。常见单盘式浮顶油罐在浮顶周围建造环形浮船，用隔板将浮船分隔成若干个不渗漏船室，在环形浮船范围内面积以单层金属板覆盖。而双盘式浮顶油罐浮顶则是上、下两面分别以金属板覆盖。不管是单盘浮顶油罐还是双盘浮顶油罐，浮盘上面全部安装有梯子、平台和栏杆。建造浮顶金属材料有碳钢和铝合金两种，现在，碳钢材料浮顶已逐步被铝合金浮顶所替换。浮顶通常均在专门制造厂建造，作为成品部件供货。 图10-1-2和图10-1-3所表示浮顶油罐亦可称为无盖浮顶油罐。 (三)内浮顶油罐 内浮顶油罐是带罐顶浮顶油罐，也是拱
4、顶罐和浮顶油罐相结合一个油罐，外部为拱顶，内部为浮顶。见图10-1-4。 和无盖浮顶油罐相比较，内浮顶油罐优点是能有效地预防雨雪、砂尘侵入，确保储液质量。同时，内浮顶漂浮在液面上，使液体无蒸发空间，外层还有一个拱顶保护，降低储液蒸发损失，降低空气污染，降低着火爆炸危险。所以，内浮顶油罐尤其适合储存高级汽油、航空煤油等要求较高油品。 (四)金属油罐附件 为确保多种油品储存、发放、计量和油罐维修要求，在罐体上需要安装部分不一样用途隶属配件，通常称为油罐附件。 1.人孔、透光孔 人孔用于操作人员进出油罐检验、清洗和修理之用。为了人员进出方便，人孔安装中心线通常距罐底700mm，人孔公称
5、直径为600mm。透光孔专门为对罐内进行检验、修理、刷洗时透光、通风之用，通常安装在罐顶部，公称直径为500mm。 2.排污孔、清扫孔 排污孔通常安装于轻油罐底部，用于清扫油罐时排除污泥，平时用于排除罐内污水。清扫孔通常安装于重油罐底部，清扫时可排出污水及清除罐内污泥，规格通常为500mm×700mm。 3.罐顶结合管和罐壁结合管 用于储存介质进入或排出。 4.量油孔 用于测量罐内油品高度、温度及采样。 5.呼吸阀、安全阀、通气管 呼吸阀作用是调整罐内油气压力，当罐内压力过高时，经过呼吸阀将部分多出油气排出，使罐内压力下降；当罐内压力过低时，经过呼吸阀从罐外吸入空气，使罐内压力
6、升高，一直保持和大气压恒定状态，呼吸阀安装在油罐顶部。 安全阀作用是油罐在操作过程中，当呼吸阀失灵时起安全作用，其工作压力稍高于呼吸阀压力，能预防因为罐内正压或负压太高，而造成油罐被破坏。安全阀安装在罐顶中部。 储存挥发性差燃料油、重柴油、润滑油、蜡油等油罐需安装通气管，方便调整罐内气压。 6.防火器 防火器(亦称阻火器)由防火箱、铜丝网和铝隔板组成，安装在呼吸阀或安全阀下面，用以预防火星、空气经过呼吸阀或安全阀进入罐内引发意外。 7.加热器 加热器作用是经过蒸汽或电对原油或重油加热，预防油品凝固，便于输送。局部加热器安装在进出油结合管周围。全方面加热器安装在罐底上。 8.其它附
7、件 其它附件包含旁通管、膨胀管、升降管、喷淋降温管线、消防管线、静电接地、避雷针、梯子、操作平台、栏杆等，全部有其对应作用，不再赘述。 (五)金属油罐制作安装 大型立式金属油罐，因为其直径和高度较大，壁板较薄，不适于整体预制，只能在施工现场进行本体安装。常见施工方法有正装法、倒装法、气顶法和水浮法多个。 1.正装法 机械正装法是按施工规范先将罐底在基础上铺设焊好，经真空试漏合格后，将罐壁第一圈板逐块分别和底板按划线垂直对好并施焊。当第一圈罐壁组焊完成，检验合格后再用机械逐块吊装第二圈壁板和第一圈壁板组装焊接，按此方法直至最终一圈壁板组焊完成，再安装顶板。此种施工方法，大部分作业均在高
8、空进行，不安全原因较多，较难确保质量，现在通常极少采取。 充水正装法适适用于大容量浮船式金属储罐施工，它是利用水浮力和浮船结构特点，为罐体组装提供方便。其方法是先将罐底铺设在基础上，焊好后经无损探伤及严密性试验合格，将罐壁第一圈壁板按线逐块分别和罐底焊接，第一圈壁板安装完成，检验合格后开始安装储罐浮顶。当浮顶安装完后，进行充水使浮顶上升到安装其它圈壁板适宜位置，也就是将浮顶作为安装操作平台。此方法在安装浮顶油罐时用较多。 2.倒装法 和正装法恰好相反，倒装法是先将底板铺好后，然后从上到下进行安装。其安装次序是先将罐顶和罐顶下第一圈壁板在底板上装配并安装好，再将罐顶下第二圈壁板围在第一圈壁
9、板外围，并以第一圈壁板为胎具，组对壁板纵向焊缝并焊成圆形，将罐顶和第一圈壁板整体吊至第一、二圈壁板相搭接位置停下点焊，再进行环焊缝焊接。其它各带壁板均依一样方法次序安装，直至储罐最下一圈壁板焊接后和罐底板焊接完成。倒装法示意图见图10-1-5。 倒装法安装基础上在地面进行，避免了高空作业，确保了施工安全，有利于提升工效和工程质量，但需要较大吊装机具。 3.充气升顶法 充气升顶法是罐壁倒装法另一个形式，采取充气升顶法安装油罐既节省人力、物力，又安全可靠，远比采取粗笨起重设备进行倒装法安装要优越得多，见图10-1-6。 充气升顶法原理是利用罐体本身结构条件和密封性能利用鼓风机向罐内送入
10、压缩风所产生浮力使上部罐体上升就位，当罐体浮升到一定高度时，逐步关小风门，控制进风量，罐体即悬空平衡，此时可逐圈组装焊接，直至最终一圈壁板安装完成，并和罐底连接。 在油罐施工中，因为施工单位各自装备和施工条件不一样，所以采取施工方法也不尽相同，相关定额对油罐施工方法是综合考虑，常见油罐施工方法见表10-1-1。 表10-1-1各类油罐施工方法选定 油罐类型 施工方法 水浮正装法 抱杆倒装法 充气升顶法 整体吊装法 拱顶油罐（m3） — 100～700 1000～0 — 无力矩油罐（m3） — 100～700 1000～5000 — 浮顶油罐（m3） 30
11、00～50000 — — — 内浮顶油罐（m3） — 100～700 1000～5000 — 卧式油罐（m3） — — — 多种容量 (六)金属油罐检验 根据设计技术条件和规范要求，金属油罐在安装完后，需对焊缝进行无损探伤，应分别对罐底板、罐壁板和罐顶板焊缝进行检验。 1.罐底板焊缝检验 罐底焊接后，通常见真空箱试验法进行严密性试验。真空箱是一个无底矩形试验箱，箱底周围装有海绵状泡沫塑料，顶部装窥视镜。试验前在焊道上涂刷肥皂液，然后将真空箱置于焊道上，开动真空泵，使箱内处于真空状态，当焊缝有穿透性裂纹和穿透性气孔等缺点时，空气就会从上述焊缝缺点中穿过而产生肥皂
12、泡。在缺点处作出标识，方便返修。然后用一样方法把真空箱移到下一段焊道上进行检验，直至全部检验完成。 2.罐壁板焊缝检验 罐壁板焊缝严密性检验通常采取煤油试漏法。此法是在需检验焊缝部位（外壁）涂刷一层白垩水溶液，然后在焊缝另一面（内壁），以0.1～0.2MPa压力喷射煤油，经过一段时间，检验焊道外表面。当焊缝有穿透性焊接缺点时，煤油会渗透到白垩表面，出现显著煤油斑点，即可确定焊缝缺点位置，进行返修处理。 3.罐顶板焊缝检验 罐顶板焊缝通常采取煤油试漏或压缩空气试验法检验其严密性。压缩空气试验法是在需检验焊缝内部通入压缩空气，并在焊缝外部表面涂肥皂水，未发觉气泡为合格。 4.油罐充水试验
13、 对油罐罐底、罐壁、罐顶分别进行严密性试验后，应再进行充水试验，并检验下列试验内容：罐底严密性，罐壁强度及严密性，固定罐顶强度、稳定及严密性，浮顶升降试验及严密性，中央排水管严密性，基础沉降观察。 罐底严密性以罐底无渗漏为合格。罐壁强度及严密性以充水到设计最高液位并保持48h罐壁无渗漏、无异常变形为合格。固定罐顶强度及严密性试验方法是：罐内充水高度大约1m后，将全部管口封闭，进行缓慢充水升压，当升至试验压力时，在罐顶焊缝表面涂以肥皂水，应以罐顶无异常变形、焊缝无气泡为合格。若发觉缺点，应在补焊后重新进行试验。浮顶升降试验应以升降平稳、导向机构及密封装置无卡涩现象、浮梯转动灵活、浮顶和液面接
14、触部分无渗漏为合格。 二、球形贮罐制作安装 TOP 在中国石油、化工、冶金、城市煤气等工业部门，广泛采取钢质球形贮罐（以下简称球罐）用来贮存液化石油气（如乙烯、丙烯、丁烷等）、液化天然气、液氧、液氮、液氨、氧气、氮气、天然气、城市煤气或其中间产品。 球罐和立式或卧式圆筒形容器相比，在相同容积和相同压力下，球罐表面积最小，所以所需钢材最少；在相同直径和相同壁厚情况下，球罐壁内应力最小，只有圆筒形容器纵向应力1/2，即在相同应力情况下，球罐板厚只需圆筒形容器二分之一。另外，球罐占地面积小，基础工程量小，可充足利用土地面积。现在，中国已能制作安装压力为1.03MPa容积为10000m3贮存天然
15、气球罐。 《钢制球形储罐》(GB12337-1998)要求，用于制造球罐受压元件材料有：20R、16MnR、15MnVR、15MnVNR、07MnCrMoVR、16MnDR、07MnNiCrMoVDR、09Mn2VDR。 (一)球罐结构 球罐由本体、支座及附件组成。 1．球罐本体。球罐本体是球罐结构主体，它是球罐贮存物料并承受物料工作压力和液体静压力构件。球罐本体是由很多块球壳板拼焊而成一个球形容器。其结构外形见图10-1-7。因为球罐直径大小不一样，球壳板数量也不一样。根据《钢制球形储罐型式和基础参数》(GB/T17261—1998)要求，球壳体有桔瓣式和混合式两种结构，见图10-1
16、8、图10-1-9。 球壳板为标准球形，通常由容器制造厂依据设计图纸进行压制。压制方法有热压和冷压两种。热压是将钢板置于加热炉中，加热至750～800℃然后放在模具上进行压制。对于调质和正火供货钢板，为保持钢板原有机械性能，应进行冷压成形。冷压是将钢板置于模具上用压力机经过模头对钢板施以压力使钢板应力超出屈服强度限而变形。不管是热压和冷压，球壳板周围均应留有余量，便于检验尺寸、划线切割和开坡口。球壳板经检验合格后，在制造厂还应进行预组装，然后对每块球壳板编号，发送施工现场。 2.球罐支座。球罐支座系用于支承球罐本体、附件、储存物料重量及承受风载、地震力等自然力结构部件。
17、球罐支座多采取和球罐赤道板正切柱式支座，也称球罐支柱。球罐支柱通常见钢管制成，支柱数量通常为赤道板数量二分之一。支柱间有拉杆，使其支承连成整体。支柱经过柱脚板用地脚螺栓固定在基础上。 除上述赤道正切式支座外，还有V型柱式支座、裙式支座、半埋式支座等，但用得较少。 3.球罐附件 (1)梯子平台。为了检验、维护和操作，球罐上均设置有顶部平台和中间平台。顶部平台是工艺操作平台，球罐上工艺接管、人孔、仪表等大部分设置在球罐顶部极板上。中间平台是为了操作人员上下顶部平台时中间休息或作为检验球罐赤道部位而设置，见图10-1-10。 有球罐为便于内部检验和维护，设置有内部转梯，该转梯能够旋转，可转到
18、球罐内部任何部位。 (2)人孔和接管。人孔是为了检修人员进出球罐进行检验和维修而设置，同时也用于现场组装焊接球罐时通风、进行热处理、安装燃烧器和烟气排出等用，人孔大小通常选择DN500。依据工艺需要，球罐还装有多种接管。 (3)喷淋装置。喷淋装置作用有二：一是对球罐起冷却作用。喷淋装置装在球罐上部,通水时，冷却水从环管或堰流出，沿球罐壁流下，起到冷却介质作用。二是消防作用。在球罐不一样高度，离球罐外壁一定距离装环形管，环形管每隔一段距离装一个喷头，当球罐失火（本身或相邻）时，即可经过喷头喷洒灭火介质（通常为高压水，经过喷头后形成雾状）进行灭火或隔热。 (4)隔热和保冷设施。隔热和保冷是为
19、了确保介质一定温度，依据不一样介质和要求而定。 (5)液面计。用于观察球罐内液位。 (6)压力表。为了测量球罐内压力，通常在球罐上部和下部各装一块压力表。 (二)球罐分类 1.按形状分为圆球形和椭球形两种。椭球形球罐重心较低但制造复杂，应用较少。 2.按组成球壳体球壳板形状可分为桔瓣式球罐、足球瓣式球罐和上述两种型式相混混合式球罐。足球瓣式球罐优点是球瓣尺寸相同或相近，制作开片简单。缺点是组装比较困难，有部分支柱搭焊在球壳体焊缝上，轻易形成焊接缺点和应力集中，所以用得较少。足球瓣式球罐结构见图10-1-11。《钢制球形储罐型式和基础参数》(GB/T17261—1998)仅推荐采取桔瓣
20、式和混合式两种结构型式球罐。见图10-1-12、图10-1-13。 3.按壳体层数分为单层壳体和双层壳体。双层球罐由外球和内球组成，双层壳体间充填优质隔热材料，所以隔热保冷性能好，通常见于储存温度低液化气，如液体乙烯。壳体材料采取通常是内壳体为不锈钢，用于承受介质工作压力和低温工作条件；外壳体为碳钢，用于支承内壳体和介质重量，同时可隔绝雨、雪对隔热材料侵袭。但双层球罐施工很复杂，中国现在仅见于设计资料，尚无施工实践。 4.按支承结构分为柱式支承和裙式支承。柱式支承中以赤道正切柱式支承用得最多，中国应用较广。裙式支座有圆筒裙式支承和锥形裙式支承，用于容积较小球罐支承，但用得较少
21、 (三)球罐安装施工 在中国，施工现场广泛采取拼装球罐方法有两种：环带组装法和分片组装法。 1.环带组装法。环带组装法关键点是根据设计图纸对球罐各个环带，分别在平台上组装焊接好，经检验合格后，然后把各个环带由下至上，或先安装赤道带，后安装下温带，再安装上温带，逐带吊装就位，最终施焊环缝，完成球罐安装。 环带组装法优点是环带纵缝组装精度高，组装约束力小，高空作业比较少，施工进度快，降低了不安全原因，有利于提升工效。缺点是需组装一个比较大平台，钢板用较多，占用施工场地也比较大；另外，在组装环缝时，往往难以避免强制组装现象发生，组装后应力较大，焊缝易产生延迟裂纹；同时，需要吊装能力较大吊装
22、机械。所以，环带组装法通常见于容积等于或小于400m3球罐。 2.分片组装法。分片组装法次序是首先安装带支柱赤道板，能够用机械吊车或桅杆进行起吊。方法是：第一块带支柱赤道板吊装就位并经调整检验合格用钢丝绳张紧固定。然后用一样方法安装第二块带支柱赤道板。当相邻两支柱赤道板临时固定后，即安装两支柱间赤道板，找平上、下口，调整好对口间隙，用夹具固定。采取同一方法，将整圈赤道板组装完成，并检验及校正水平度、球面曲率及上、下口直径几何尺寸和圆度，然后进行点固焊。赤道带组装完后再组装下温带、上温带及极板。最终进行全位置焊接。采取分片组装法优点是施工准备工作量少，组装速度快，组装应力小，而且组装精度易于掌
23、握，也不需要很大吊装机械，同时可省去组装平台或只需一简易平台，所以施工现场相对较小。缺点是高空作业大、需要相当数量夹具，全位置焊接技术要求高，焊工施焊条件差，劳动强度大。 (四)球罐焊前预热、焊后后热及整体热处理 1．焊前预热。制作球罐钢材大多为高强度钢，焊接后因为冷却、收缩较快，易产生冷裂纹及脆性断裂。预热目标就是为了缓解焊缝热影响区冷却、收缩速度，降低钢材硬度，增加塑性及除去表面水分。焊前预热温度应依据焊件材质、厚度、接头拘束度、气候条件等，由焊接试验确定，也可按GB12337-1998要求实施，见表10-1-2。 表10-1-2常见钢种预热温度 钢种 20R 16MnR 1
24、6MnDR 15MnVR 15MnVNR 07MnCrMoVR 07MnNiCrMoVDR 09Mn2VDR 板厚/mm 预热温度/℃ 20 — — — 75～125 50～95 — 25 — — 75～125 100～150 — 32 — 75～125 100～150 125～175 — 38 75～125 100～150 125～175 150～200 — 50 100～150 125～175 150～200 150～200 75～100 — 2.焊后后热。焊后后热目标是为了释放焊接残余应力、改善焊缝塑性和韧性
25、预防产生冷裂纹，更关键是加速扩散氢逸除，改善焊接部位机械性能。后热温度依据板厚不一样通常为200～250℃，保温时间为0.5～1h。遇有下列情况焊缝，均应在焊后立即进行焊后后热消氢处理。 厚度大于32mm，且材料标准抗拉强度下限值6b＞540MPa球壳； 厚度大于38mm低合金钢； 锻制凸缘和球壳板对接焊缝； 焊接试验确定需消氢处理者。 3.整体热处理。制作球罐材料，伴随厚度增加，施焊以后，焊缝产生残余应力不仅很复杂，而且数值也高，这是引发球罐在设计低应力下产生脆性破坏关键原因。球罐整体热处理目标就是为了消除球罐组焊时产生残余应力，稳定球罐几何尺寸，改变焊缝金相组织，提升金属韧性和
26、抗应力能力，预防裂纹产生。球罐整体热处理还能促进溶解氢析出，预防延迟裂纹产生，预防滞后破坏，提升耐疲惫强度和抗蠕变强度。 球罐整体热处理现在有两种方法，即内燃法和电加热法。使用最多为内燃法。 (1)内燃法。内燃法是将焊接完成并经检验合格球体作为炉壳。在球体内部署一个或若干个燃烧器（喷油嘴），以雾化轻柴油作为燃料，以石油液化气作为点火器燃料，燃料在球罐内部不停燃烧，产生热对流和热辐射加热整个球体。为降低热量损耗，罐外用隔热材料进行隔热。热处理温度按设计要求，也可参考表10-1-3。 表10-1-3热处理温度 钢号 热处理温度（℃） 20R 600±25 16MnR 600±25
27、 15MnVR 570±20 15MnVNR 565±20 07MnCrMoVR、07MnNiCrMoVDR 565±20 09Mn2VDR、16MnDR 600±20 热处理恒温时间，按球壳厚度每25mm恒温1h计算，且不少于1h。 (2)电加热法。电加热法原理和方法是将专门设计电热元件放置在球罐内下部，球罐外部用隔热材料封闭，使球罐形成一个封闭式电炉。加热时借助罐内空气对流将热量均匀地传给罐壁，从而达成加热目标。 (五)球罐检验 1.焊缝检验。焊缝检验有外观检验、射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤及着色探伤等。外观检验关键是检验焊缝外表质量，可用目测或放大镜，要求焊缝及
28、热影响区不得有裂纹、气孔、夹渣、凹陷、熔合性飞溅物等缺点。有些焊缝表面微小裂纹缺点目测检验有困难，则需进行磁粉或着色探伤。焊缝内在缺点则采取射线探伤和超声波探伤检验。选择100%射线探伤检验时，当球壳板厚度大于38mm时还应作超声波探伤复检，复检长度不应小于所探焊缝长度20%。选择100%超声波探伤时，应对超声波探伤部位作射线探伤复检，复检长度不应小于所探焊缝长度20%。水压试验后对焊缝应进行复查，复查数量不得小于焊缝全长20%。 2.水压试验。水压试验目标是为了检验球罐强度、考评球罐组装焊接质量，以确保球罐能够承受设计压力，经过水压试验尚能改善球罐内应力及承载能力。水压试验压力通常为设计压
29、力1.25倍，设计有特殊要求时按设计文件要求进行，试压用液体通常为清洁工业用水。 3.气密性试验。气密性试验目标关键是检验焊缝及各连接点严密性。球罐气密性试验应在水压试验合格后进行。因为气密性试验有一定危险性，在试验过程中应严格实施预先制订各项试验步骤、技术要求和安全方法。气密性试验压力通常等于设计压力，介质为干燥、清洁压缩空气或氮气。 三、气柜制作安装 TOP 气柜，广泛应用于化工、石油化工、冶金等行业及城市煤气储存、供给，它是用来储存气体、输送气体一个设备。 (一)气柜分类 气柜分为干式和湿式两种，干式和湿式气柜区分在于密封型式不一样。干式气柜密封是采取弹性垫片及油封填充方法；湿
30、式气柜则是采取向水封槽充水方法。现在，常见为湿式气柜。因为煤气燃烧时工作压力不高，所以气柜承受压力均为低压（1200～4000Pa）。通常称为低压湿式气柜。 低压湿式气柜分为直升式气柜和螺旋式气柜两种。直升式气柜容积为100～1000m3，螺旋式气柜容积为1000～00m3，石油化工用气柜容积通常不超出10000m3。低压直升式湿式气柜示意图见图10-1-14，低压螺旋式湿式气柜示意图见图10-1-15。 气柜常见材料有：Q235-AF、Q235-A、20R、16MnR、16Mn等。厚度大于30mm16MnR钢板应正火状态供货。设计温度≤-20℃时，厚度≥6mm钢板，应进行设计温度下V
31、型缺口冲击试验。 (二)气柜结构型式 1.低压湿式直升储气柜关键是由储水槽（水槽壁）、中节、钟罩、垂直导轨、桁架钢结构和配重块等组成。钟罩和中节升降，是沿内外垂直导轨和滑轮上下移动。桁架钢结构作用，是承受气柜全部荷载，并经过储水槽将其荷载传输于基础上。 2.低压湿式螺旋储气柜关键是由储水槽、中节、钟罩、螺旋导轨、水封槽、金属结构、配重块等组成。中节有多个，中节及钟罩沿螺旋导轨上下移动。 (三)气柜预制安装 1.气柜构件预制 为确保气柜施工质量，气柜在组装前应尽可能地对各零部件进行预制。首先根据设计要求、材料几何尺寸及规范要求，绘制施工排板图。然后，在气柜中节壁板和钟罩壁板上标出中心
32、线、搭接线及安装次序和方向；上、下水封分段预制，但立板接口和环形底板接口应错开300mm以上；角钢圈、槽钢圈、立柱预制长度通常不应小于5m，并在平台上放样校正弧度和水平翘曲度；导轨预制应严格根据施工方案进行，热加工后不得有过烧、裂纹、急弯及不符合设计要求扭曲和凹坑。 2.气柜安装 气柜安装也有正装法和倒装法之分。 (1)正装法。正装法安装次序是由外向里、由下至上进行安装。所谓由外向里是指先安装水槽壁，再安装中节壁，最终安装钟罩壁。所谓由下至上是指水槽壁安装，由最下一圈带板开始组装直至最上一圈带板。中节壁、钟罩壁安装，先将下水封及下带板组装焊接完后，再安装立柱、上带板、上水封或拱顶、螺旋导
33、轨及垫片，最终安装菱形板。 (2)水浮正装法。水浮正装法仅适适用于水槽壁安装，当最下一圈壁板组焊完后，向水槽内注水，水将预先制作好并设置在水槽内浮筒浮起，可作为内部操作平台，浮起浮筒经过吊架，将吊篮悬空地吊在水槽外空间，可作为外部操作平台。凭借内外操作平台，由下至上组装焊接每一圈壁板。组焊完一圈壁板向水槽内注水一次，达成适合操作高度，直至最上一圈壁板组焊完成。 (3)倒装法。倒装法安装次序是有里向外、由上至下进行安装。所谓有里向外是指先安装钟罩壁，再安装中节壁，最终安装水槽壁。所谓由上至下是指先安装钟罩壁、中节壁、水槽壁最上一圈带板，然后由上而下逐圈组装焊接，壁板全部组焊完后安装上水封、立
34、柱、下水封，最终安装导轨。钟罩拱顶则在钟罩壁最上一圈带板组焊完后进行。 3.气柜防腐 湿式气柜遭遇腐蚀程度远远超出通常储罐。其原因是湿式气柜所储存介质及水槽内水质（不可避免地会溶解储存介质所携带二氧化碳、二氧化硫或三氧化硫等酸性物质）全部含有较强腐蚀性，同时中节及钟罩在运行过程中要不停反复地浸入水槽和暴露在大气中，愈加紧了腐蚀进程。所以，湿式气柜防腐是一项很关键工作。 气柜各零部件防腐涂料和油漆按设计图纸要求，施工方法按施工规范，通常要求以下： (1)为确保油漆涂刷质量，在进行油漆防腐前，要将金属表面污物和铁锈清除洁净，通常应采取喷砂处理。喷砂处理部位包含水槽壁板、水槽底板、各中节壁板
35、钟罩和金属结构等。 (2)水槽底板后面沥青漆要在安装前全部刷完。水槽底板正面浇热沥青工作必需在底板真空试验、喷砂除锈合格及气柜整体施工结束后进行。 (3)下水封槽内、外表面油漆要在水封槽注水试验合格后进行。 (4)水槽、中节、钟罩内表面及气柜内管道、金属结构等油漆，应在水槽注水试验前进行。 (四)气柜检验 1.气柜底板严密性试验 通常采取真空试漏法，其试漏方法和金属油罐相同，真空箱内真空度为1.96kPa。 2.气柜焊接质量检验 (1)气柜全部焊缝均应经煤油渗透试验。 (2)当钢板厚度≥8mm时，水槽壁对接焊缝应抽样进行射线探伤检验，抽查数量立缝不少于10%，环缝不少于5%
36、 3.气柜总体试验 (1)水槽注水试验 底板严密性试验合格后，应进行水槽注水试验。注水时，首先检验焊缝是否渗水，其次要观察基础沉降情况。若发觉问题应立即停止注水，待问题处理后，再继续注水至试验高度，并保持24h。 (2)气柜升降试验 a.试升阶段。开启供气设备（空气压缩机或鼓风机）向钟罩内充气，使钟罩和中节渐渐上升，亲密注意压力计指示数值和各塔节上升平稳情况，检验导轨和导轮运行接触情况。当钟罩下水封立板靠近中节上水封立板时，应降低上升速度，检验下水封在圆周方向是否同时进入上水封。 在钟罩和中节上升过程中，用肥皂液检验壁板焊缝，如有泄漏应随即补焊。当钟罩和中节上升到设计高度时，压力
37、计指示应符合设计要求，如差异较大，可用配重块调整。同时，用肥皂液涂刷钟罩顶盖全部焊缝，进行气密性检验。 b.气柜下降试验。当钟罩上升到设计高度并气密性检验合格后，打开放空阀门，使钟罩和中节缓慢下降，此时应亲密注意压力计压力改变、导轨和导轮接触运行情况，运行应平稳。 c.气柜快速升降试验。以上两个阶段试验合格后，应进行快速升降试验，升降速度为每分钟不超出1.5m，深入观察钟罩、中节、导轨和导轮接触运行情况。 四、火炬及排气筒制作安装 TOP 火炬及排气筒是石油化工装置中大型钢结构，用来处理连续或间断排出有毒、可燃性废气。因为气体排出量不均衡性，尤其在停车检修或发生事故时，排出气体不可能完
38、全用作燃料，只能送火炬燃烧掉或由高耸排气筒排放到大气中，以降低对周围环境污染。 (一)火炬、排气筒及塔架结构 火炬及排气筒常见规格有φ400～φ1200mm，高度在120m以内。筒体通常由碳素钢板卷制而成，靠近火炬头筒体，为能承受高温，常采取不锈钢管。塔架是为了支承火炬或排气筒体吊装、承受风载或地震载荷和检修之用。火炬、排气筒及塔架结构示意见图10-1-16。有火炬和排气筒没有塔架，而是采取六根拉绳（缆风绳）固定。 排气筒是经过筒体将装置中排出废气排入大气，它没有燃烧装置，结构比较简单。火炬则是在筒体顶端装有密封器及火炬头并装有点火烧嘴（长明灯）连续燃烧，排放气不管何时出来，均能点燃。
39、 塔架有两种结构，一是钢管制塔架，它由多种规格无缝钢管焊接成三棱体空间桁架；另一个结构是型钢制塔架，它由多种型钢焊成四方形空间桁架。 (二)火炬、排气筒及塔架吊装 为降低高空作业，改善焊接条件，火炬、排气筒及塔架均在地面预制、焊接和组装，经检验合格后进行整体吊装或分段吊装。全国统一安装工程预算定额是按双金属桅杆整体起吊方法考虑。 五、料仓、料斗制作安装 TOP 料仓是保留和贮藏物料容器，料斗是供给或排除物料容器。通常料仓和料斗是连成一体，即料仓底部圆锥或角锥形存料部分称为料斗。有时料斗也隶属于给料机。 兼有容器和溜槽作用料斗种类很多，通常是沿物料向下卸出方向其截面逐步减小圆锥或角锥形
40、图10-1-17。 图10-1-16火炬结构示意图 图10-1-17 为使料仓中物料混合均匀，有料仓内部装有渗混管。 石油化工行业用料仓、料斗通常均用铝合金或不锈钢等材料制作，这关键是为了确保成品物料清洁和质量。 六、烟囱、烟道制作安装 TOP 烟囱、烟道是锅炉或工业炉窑排出燃烧废气通道。按其制作工艺可分为两类，一类是用非金属材料，即用耐火砖砌筑成通道，一类是用钢板焊制成通道。前者属于建筑工程，本节不作介绍。 (一)烟道 烟道系用以引导烟气或部署受热面通道。钢制烟道大多在施工现场根据设计图纸制作，为了便于安装省煤器(或空气预热器)及方便检修和清扫，烟道截面大多采取
41、非圆形，图10-1-18形状。 非圆形钢制烟道制作比较简单，除顶部需压制成形外，其它部位直接用钢板剪切下料，然后进行组焊。所用材料均为一般碳钢板，焊缝采取煤油渗透检验即可。钢制烟道检验合格安装完后，外面尚应砌一层隔热材料，以降低热损失。非圆形截面烟道焊接工作量比圆筒形烟道焊接工作量大，制作成本高。 (二)烟囱 烟囱系用以引导锅炉或工业炉窑燃烧废气排入大气通道。独立钢烟囱通常在施工现场根据设计图纸制作，其所用材料大多为低碳钢板，用卷板机卷制成圆筒形或圆锥形进行组焊。组焊完后用煤油进行渗透检验。为便于安装和增强刚度，烟囱各段联结多采使用方法兰联结。独立钢烟囱制作完后用吊车整体吊放在基础上用地
42、脚螺栓固定。假如独立钢烟囱较细较高，应采取缆风绳拉紧，以抗风载荷和地震载荷。 七、工艺金属结构安装工程费计算实例 TOP 实例只计算定额直接费和关键材料费，其它直接费、现场经费、间接费、计划利润和税金应按相关费用定额计取。各例均按中国石油化工集团企业现行概算编制措施和概算指标进行计算。 例一：10000m3内浮顶油罐一台，内径28.5m。罐体及附件重168t，梯子、平台重2.5t，铝制浮盘重12t，罐底安装盘管式加热器，重0.9t，换热面积35m2，试编制内浮顶油罐制作安装直接费和关键材料费。 1．直接费 按中国石油化工集团企业《石油化工安装工程概算指标》第三章第一节说明，内浮顶储罐
43、罐体制作安装应套用对应容积拱顶储罐概算指标；人孔带芯铁链、固定式虹吸放水管、通气孔、浮球液位控制器、量油导向管等安装费应套用对应“各类型储罐单个附件安装”概算指标；施工费不包含铝浮盘制作、安装及调试费。 （1）罐体制作安装 其工程量为168t＋2.5t＝170.5t 指标编号3-1011 人工费402元/t×170.5t＝68541元 辅材费316元/t×170.5t＝53878元 机械台班费625元/t×170.5t＝106563元 （2）盘管式加热器制作安装 指标编号3-1182 人工费38元/m2×35m2＝1330元 辅材费43元/m2×35m2＝1505元 机械
44、台班费35元/m2×35m2＝1225元 （3）除概算指标附表3-1-1所列“储罐成套附件选择表”以外附件应依据设计图纸上工程量计算直接费。本例应尤其注意设计工程量中是否有些人孔带芯铁链、固定式虹吸放水管、通气孔、浮球液位控制器、量油导向管及其规格和数量。设本例油罐尚含有附件：防火呼吸阀（DN150）1个，安全阀（DN150）1个，人孔带芯铁链（DN600）1个，固定式虹吸放水管（DN50）1个，通气孔（DN500）1个，浮球液位控制器1个，量油导向管1套。则有： 指标编号 名称及规格 单位 人工费（元） 辅材费（元） 机械台班费（元） 3-1105 防火呼吸阀（DN150）
45、 1个 14 20 0 3-1110 安全阀（DN150） 1个 14 20 0 3-1141 人孔带芯铁链（DN600） 42 82 53 3-1142 固定式虹吸放水管（DN50） 1个 10 6 9 3-1145 通气孔（DN500） 1个 39 71 0 3-1146 浮球液位控制器 1个 54 24 50 3-1147 量油导向管 套 49 11 25 小计 222 234 137 累计（（1）＋（2）＋（3）） 人工费＝68541＋1330＋222＝70093（元） 辅材费＝
46、53878＋1505＋234＝55617（元） 机械台班费＝106563＋1225＋137＝107925（元） 直接费为上述三项之和，即233635元（其中人工费70093元）。 （4）依据概算指标第三章第一节说明，各类储罐指标是按一个工地建造两座及两座以上储罐考虑，当一个工地只建造一座储罐时，拱顶储罐指标人工费乘以1.23系数，辅材费乘以1.08系数，机械台班费乘以1.28系数。则有：人工费=70093元×1.23=86214元，辅材费=55617元×1.08=60066元，机械台班费=107925元×1.28=138144元。故最终定额直接费为86214元+60066元+138144
47、元=284424元，其中人工费为86214元。 在编制概算时尚应计取储罐除锈、防腐、刷油、隔热、防雷接地等费用，并按所配套费用定额计取其它直接费、现场经费、间接费、计划利润和税金。 2．关键材料费 （1）罐体关键材料费(《石油化工安装工程主材费》)(下同) 罐体关键材料费包含罐体及其接管、法兰、人孔、梯子平台等材料费用，计取关键材料费时应以上述重量（t）（不含浮盘重量）乘以主材费指标，主材费指标编号为3-1011。 即：（168t＋2.5t）×3367元/t＝574074元。 （2）盘管加热器关键材料费 套用主材费指标3-1182 35m2×136元/m2＝4760元 （3）
48、浮盘关键材料费 浮盘通常由专业厂制造并负责安装调试，其全部费用应含在报价中，编制概算时应询价，将厂家报价作为关键材料费列入概算。 （4）油罐附件关键材料费 应计取关键材料费油罐附件关键有：防火呼吸阀、通气孔、安全阀、液位计（或量油管）、人孔带芯铁链、固定式虹吸放水管等，应经过询价或参考相关价格资料获取。 例二：1000m3球罐 技术规格 设计压力：2.2MPa，设计温度：-40℃； 储存物料：乙烯，球壳板厚度38mm； 球壳重量：143t，支柱和拉杆重量：10t； 附件重量：7.2t，梯子、平台重量：3.4t； 消防喷淋装置：1.3t，喷淋管DN80，长135m； 球壳体
49、材料：07MnNiCrMoVDR； 组对安装完成后进行整体热处理； 试编制球罐安装直接费和主材费。 1．直接费 （1）球罐组对安装 因所选材料为07MnNiCrMoVDR，属低温钢，应套用“低温钢球形罐组对安装”指标，其工程量为球壳重量、支柱和拉杆重量、附件重量之和，即143＋10＋7.2＝160.2（t）。 指标编号3-2240 人工费：160.2t×1009元/t＝161642元 辅材费：160.2t×2365元/t＝378873元 机械台班费：160.2t×1886元/t＝302137元 直接费＝161642＋378873＋302137＝842652元（其中人工费16
50、1642元） （2）球罐整体热处理 采取柴油加热，直接套用指标3-2305，得： 人工费18774元，辅材费80658元，机械台班费3703元，直接费为103135元（其中人工费18774元）。 （3）梯子平台制作安装 梯子、平台重量3.4t，套用指标3-2401 人工费：3.4吨×1078元/t＝3665元 辅材费：3.4吨×411元/t＝1397元 机械台班费：3.4t×1000元/t＝3400元 直接费＝3665＋1397＋3400＝8462元（其中人工费3665元）。 （4）消防喷淋装置预制安装 套用第七章指标7-6043 人工费：13.5×10m×220元/1
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