煤化工氣化裝置鋼結構施工關鍵技術研究

程書宏

(中國化學工程第十一建設有限公司，河南 開封 475000)

我國的主要能源是煤炭，但其對環境污染嚴重，隨著經濟的不斷發展，人們的環保意識得到提升，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，為緩解石油應用緊張，必須發展清潔型煤炭資源。煤氣化是以煤為原料，在高溫下通過氧氣、氫氣等氣化劑發生相應的化學反應，將煤中的可燃部分轉化成氣體燃料的一個熱化學過程。以此為基礎的鋼結構自身重量小，具有較高的承載力，施工起來較為方便迅捷，因此被廣泛運用于工業裝置中。

1 煤化工氣化裝置鋼結構的特點

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

2 施工原則和施工流程

由于工程自身特點和現場實際情況不同，為保證工程不至于出現大的偏頗，在施工過程中應遵循一定的原則。首先，是施工順序的問題，要按先內后外、先大后小的原則進行，運用到操作中就是先安裝大片鋼結構，再對小片鋼結構進行安裝。其次，為了節約空間、減少成本，提升工程的建設速度，鋼結構的管架或構架盡量遵循集中預制、現場成片吊裝的標準進行。

關于煤化工氣化裝置鋼結構的施工流程，首先是對形成的半成品進行驗收，然后放樣下料，在構件阻焊工作完成后，需對其加以檢查，若都合格，開始基礎驗收工作。接著是成片地組對、焊接、吊裝找正，最后形成鋼平臺，并對其附件進行安裝。

3 對原材料的檢驗工作

對鋼材進行檢驗時，首先要對其質量證明書進行真偽鑒別，其材質應達到專業的要求，符合設計標準，如果對其質量不能明確把握，可按國家規定的標準取樣化驗。材料表面禁止出現結疤、裂紋、分層以及折疊等狀況。有時可能會出現少許的銹蝕，或輕微的劃痕，但必須將其深度控制在鋼板厚度負偏差值的一半范圍之內。

同鋼材料一樣，焊接材料也應具備相關的質量證明書，其長度、外形等條件一樣要和國家規定的規范標準相符合。如果焊條的焊芯生銹或藥皮出現破損，或是因長期受潮而發生質變，則應將其丟棄，不得使用。在鋼材運輸的過程中，應對其采取困扎的形式，若是零碎部件，盡量裝箱運輸，當符合要求驗收之后，在平整的場地依次有序堆放，并放置相應的墊木或條形墩。

4 構件預制

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

圖1 鋼結構預制的允許偏差

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

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

5 成片組對

工業裝置在設計時往往采取較為緊湊的布置方式，而且專業工種的交叉作業較多，以至于施工現場常受到各種各樣的限制。在經濟條件和技術條件允許的情況下，可在場外進行鋼構件的預制工作，預制工作結束后，再送回現場開始下一流程，即成片組對，此環節可直接在鋼結構的基礎上進行。

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

6 鋼結構的安裝

6.1 基本驗收。在安裝之前，需對基本的定位軸線、基礎軸線以及地腳螺栓位置等因素進行檢查，并適時辦理交接驗收。要注意其完整性，軸線標志、標高基準點應明確的標明，對超過基礎頂面的螺栓采取有效的防護方法，避免出現螺紋的損傷、銹蝕等。

6.2 墊鐵的擺放和找平。在基本驗收工作完成后，應將每個立柱柱腳板的墊鐵適當放置。一般而言，構架基礎需要8組墊鐵，管架和設備平臺需要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，其水平偏差和標高偏差都需控制在2mm以內，最后將螺栓擰緊，以防止出現松動現象。

6.3 鋼結構的安裝。在安裝過程中應注意幾點，刷油工作在地面進行，所有構架都安裝完畢后，按照相關設計的要求對梁柱的表面設置防火層。勞動保護轉彎處應用成品彎頭代替。其偏差也應遵循有關規定。

7 現場焊接、檢驗

在焊接時，應注意對焊條的選擇，焊工需具備相當專業的知識，至少應持證上崗。焊接過程中，如果焊縫出現裂紋，需找準原因并予以解決。當結束后，還要按照相關標準進行檢查。

8 結束語

和普通的建筑鋼結構相比，煤化工氣化裝置鋼結構需要具備很強的專業性，其工程量較大，相應的施工要求也高，承包方須有足夠的能力，使其質量得到有效保證，監理單位則需具備足夠的經驗，嚴格按照規定，對每個環節都加以認真檢驗，以保證鋼結構的施工質量。

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

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