石油化工裝置鋼結構框架的安裝

李建新

（中石油咸陽長慶石化公司規劃計劃處, 陜西 咸陽 712000）

前言

鋼結構因其便捷、安全系數高、實用性能好、使用性能強、空間匹配系數大等諸多優點，被現有的石油化工裝置建設所青睞。可以說是鋼結構框架當中的重點研究項目，下面筆者結合多年經驗，針對其安裝的施工特點，安裝過程中的工藝原理、安裝適用范圍、如何進行安裝質量控制、如何做好安裝的安全措施等一系列的問題展開系統性探討，希望對大家有所脾益。

1 石油化工鋼結構框架施工特點

軸心是塔器安裝，重點是框架設備，施工進度要跟隨土建的進程，設備的進場要嚴格監督，兼顧土建進程與設備進場的時間，就實際情況對鋼結構的安裝方式做出調整和計劃，根據工藝管道和設備的安裝要求，鋼結構施工的又一特點還包括設計中的變更量大。

安裝的現場設置進行鋼柱連接組裝工作的組裝區域，形成組裝、吊裝、安裝流水作業，盡量多的在地面上完成作業，使施工的效率提升。

在鋼結構的梁、柱的連接中，主要采取扭減型和大六角高強螺栓的方式進行連接，在施工中，首先對鋼柱各段連接時進行初擰緊，鋼柱直線調整合格后，再擰至規定的扭矩位置。鋼結構的柱和梁在連接時，也是按照這樣的方式進行施工，這種工藝被稱為二次擰緊，這一方式對高空作業和框架調整的時間都能有效的減少。

鋼結構框架安裝的決定因素是由框架質量、安裝高度、最大可進入的吊車噸位。通過對以上數據的了解做出最好的執行方案，把現場某些位置的起重機因吊裝能力不足，而引起的作業困難等問題得到了解決。

鋼結構安裝中的標高控制，可以有效確保界區管道安裝的對接質量，對界區對接管道的標高調整也在最大可能的減少。

2 安裝工藝原理

鋼結構的主要構件一般由大型固定生產廠商生產，比較特殊的大型鋼柱子一般分為3個階段鍛造，從出廠時的整體鋼梁鍛造到安裝時的大型鋼梁固定，都是由汽吊統一安裝完成的；鋼結構當中的鋼結構護欄或者一些整體工程的配件大多數是由不同的生產廠商生產的，一般沒有固定性，在安裝的過程當中一般進行現場焊接安裝，操作標準參照國家建設標準；鋼結構在安裝時應秉承先安裝塔吊后安裝鋼結構框架的原則；在處理大的鋼結構以及大尺寸的鋼結構組成構件時，可以先分開、依照先后順序進行組裝，如果現場條件不允許，我們也可以分成單根立柱的模式安裝或單梁模式安裝；如進行單片或者單根的鋼結構件安裝時，應注意一點，因單片或單梁構件防風力不強，穩定性不夠，應在構件安裝時架設攔風繩，并且在安裝后應盡快擰緊腳底螺栓，保證其穩定性；在安裝鋼結構時，經常會出現多橫梁的狀況，這時我們不能再按照構件大小的順序進行依次暗轉，應從下到上依次安裝；框架結構在安裝的過程當中，一方面要結合實際的安裝要求，而另一方面也應按照場地與施工狀況的需求，本著能片即片、能框即框的原則，用以滿足施工的流水操作需求以及工程的整體計劃安排，盡量節省時間以及優化經濟統籌；當在進行鋼結構框架安裝的過程當中，其管架安裝應用現場立面分片吊裝、分片組裝的方法，其后在進行橫梁的片與片安裝；在安裝塔器時，應分續安裝，及先內后外，先主體后構件。安裝時先安下層鋼結構，從梁到柱，從柱子到設備支座，最后在安裝具體的架構設備。

3 基礎驗收

對建筑物的基礎和定位軸線、地腳螺栓的位置和標高等裝置進行測量和確定，經檢查合格后辦理驗收、交接手續，才能都進行鋼結構的安裝；基礎的驗收可以單次也可分次進行，當進行基礎驗收時，驗收的單位必須由施工建設單位、監察管理單位、土木施工單位、施工安裝單位一起驗收。驗收合格后，要對基礎驗收進行記錄，參與人員要對記錄情況簽字。檢驗時檢驗的標準內容應該由多個基礎單元構成；地下基礎平臺（支撐面）、結構地腳螺栓安裝標準范圍應在GB之內；對鋼柱腳底板通常情況下選用墊鐵來調整標高，在安裝墊鐵時，墊鐵的位置應設在地腳螺栓兩側，所以的地腳螺栓兩側都設一到兩個組的墊板，每組的墊板數最多4塊，使每一組的厚度范圍控制在30～60mm。墊板要保證平整、嚴密的與柱底和基礎面想連，并且保證將墊板焊接牢固后在進行二次灌漿；鋼結構框架安裝完成后，呈現出空間剛度單元之后要抓緊時間用有細石的混凝土去對柱底面與基礎頂面的縫隙進行二次灌漿；鋼結構的安裝部件的存放要有秩序，按照類型、型號、安裝使用的先后順序做好標記擺放；鋼結構的梁、柱、支撐安裝完畢后，馬上對其校正，然后固定。為防止變形，應使其形成穩定的空間體系；鋼結構安裝與校正要根據當時的實際情況，對風力、溫度、光照這些外部因素產生的影響選用相對的措施進行調整。

4 高強螺栓連接副安裝

鋼結構構件的接點連接的選擇方法上，通常采用大六角頭型的高強度螺旋和級別為10.9的扭剪型方式；對于螺栓聯接面在高強度情況下的規定：防滑移的系數μ通常都大于0.45。作為連接的摩擦面要確保平整，不能噴涂底漆，更不能被油污、刻畫等。在高強度螺栓鋼結構的安裝時，摩擦面連接時要處于干燥的情況；高強度螺栓扭剪型安裝時的相關要求：在這種螺栓的安裝動工前，根據螺栓的出廠順序，分批次的進行連接副的緊固軸力，每抽取5套進作為一次復驗，這5套需滿足下面的標準：在這種類型的高強度的螺栓擰緊時分為兩步，初擰、終擰。大型的節點比這種多一步分為3步，初擰、復擰。終擰。初擰作為基值，復擰的扭矩根據初擰的扭矩值確定，數值相同。這兩步的高強度螺栓的通常在螺母上標記黃色，之后終擰時由專門的扳手進行。

5 大六角頭型高強度螺栓

當安裝大六角頭型高強度螺栓時，應注意以下問題：螺栓在擰緊的過程當中應分為初次擰緊和最終擰緊兩個步驟，而對于大型或超大型的螺栓時，在擰緊的過程當中應分為一次擰緊、復次檢查、最終擰緊3個步驟；在扭緊的過程當中，還應該注意初次扭緊的扭矩，此時扭矩值應為扭緊值的50%，復次檢查的扭矩值應與第1次的扭矩值相同。

6 二次灌漿鋼結構

當鋼結構檢查合格后，就可以進行第2次灌漿了，二次灌漿的具體要求有4點：第一，二次灌漿層的高度一般為30～50mm。第二，灌漿處用水清洗干凈并充分潤透后方可進行灌漿工作。第三，外模板應在灌漿前敷設，模板拆除后應進行抹面處理。第四，每個基礎的灌漿工作必須連續進行，不得分次澆灌。

7 防火施工

在石油化工鋼結構框架中的防火工程范圍主要有：管廊、框架結構及設備支撐等，防火保護還包括7m以下的柱梁、支撐構件，都要進行。這類的防火措施：通常情況使用底層噴漿法，在鋼結構梁、柱間的支撐設備，支座中間和面層防火一般采用涂厚型防火涂料作法。對構件的保護上表面做好處理后，在進行防火保護的施工。防火施工時，要選擇晴朗無風或微風的天氣施工，整個施工過程要嚴格地按照相關文件和相關部門的規定、要求執行。

8 質量控制

8.1 施工及驗收標準

《石油化工特殊鋼結構工程施工及驗收規范》SHJ507-87；《鋼結構工程施工及驗收規范》GB50205-2005；建筑鋼結構焊接規程》JGJ81-91。

8.2 質量保證措施

完整的質量監督體系的建立，是對施工中整個過程質量監督控制的有力保證；施工人員要根據施工現場的真實情況，按照施工規定的標準、工藝、技術和檢驗細則施工；技術上切實可行，質量上達到施工標準，不偷工減料，切實對人身安全負責。施工用的所有構件都要按照規定一次的對其檢驗；一步一檢驗，上一道工序不達到標準，堅決不進行下一道工序，實行工序交接制度；堅持自檢、互檢、專檢相結合，確保鋼結構工程施工質量；焊條的烘干務必在規定的溫度下進行，取用焊條時，需用專門的保溫桶存放；選用標準的工具、量具、器具進行施工測量，精準的測量器是對施工安全的有力保證。

9 安全措施

在施工之前，建設所提出的最為重要的要求就是，“安全第一，預防為主”，所以在面對鋼結構的建設時我們應做好HSE體系保護措施，并且嚴格按照流水作業規范以及建筑法規的操作規范進行安全作業；對施工過程當中的預判性施工進行系統的施工安全因素分析，并對安全系數做出預判與評估，最終完善整體安全體系；在鋼結構的安裝過程當中，經常會出現高空作業、高空安裝等危險性動作，所以在此過程中，應格外注意現場安全；現場施工過程中，對用電也應該按照具體的“三相五線”原則，并且對待外接電焊接地時應注意零接地；構件擺放及拼裝時，必須卡牢，移動，翻身時撬杠支點要墊穩；氧氣瓶、乙炔瓶與用火點間距，三者之間應大于10mm，并應立放，不在陽光下曝曬；安裝現場備有消防設施，廠區內動火辦理動火票；手拉葫蘆使用前應檢查是否完好，不得超載使用；吊裝作業時，人員不得站在重物正下方，指揮應統一、明確；作業前，將可能發生事故的區域隔離，無關人員不得入內；成片或單根安裝的鋼結構應及時固定，確保穩固性，如不能及時固定，應用纜風繩固定，防止傾倒；在坑、洞、平臺邊緣等“四口五臨邊”處設置護欄，防止高空墜落事故。

10 結語

隨著我國的社會改革腳步日益加快，我國的重點民生建設也以日新月異，石油化工作為民生建設當中的重點建設，早已被人們所重視。所以如果想做好石油化工裝置的鋼結構安裝建設，我們不僅要重視技術型的技巧，還要更加注意安裝過程中的建規、法規，在設計上重視實踐、在安裝上重視原理、在實踐中重視因地制宜，如此我們才能在大的宏觀建設中做好調控工作，在小的細微實際建設中做好技術掌控，為我國的石油化工事業的建設添磚加瓦。