150000m3稀油密封干式煤氣柜施工質(zhì)量控制

陳 雷

(中國(guó)二十二冶集團(tuán)有限公司，河北唐山 064000)

干式煤氣柜在冶金、化工行業(yè)中起存貯煤氣、平衡管網(wǎng)壓力作用。與其他類型煤氣柜相比，它的制造安裝質(zhì)量要求高，貯存容量大，施工技術(shù)復(fù)雜，是目前煤氣行業(yè)中一種新的安裝工藝。

某鋼廠150 000 m3煤氣柜是國(guó)內(nèi)第一個(gè)自行設(shè)計(jì)、制造、安裝的氣柜，所有零部件全部是國(guó)產(chǎn)。它的工作原理是由密閉在多棱柱柜體內(nèi)的剛性活塞，由活塞邊緣油槽內(nèi)的機(jī)械密封裝置，加油后產(chǎn)生密封作用，通過活塞在柜體內(nèi)往復(fù)升降，實(shí)現(xiàn)貯存煤氣。它的主體結(jié)構(gòu)是24邊棱柱體，棱邊長(zhǎng)7 m，最大直徑為53.629 m，底座面積為2 233 m2，氣柜檐口高度為82.957 m，煤氣容量上限為165 245 m，柜體鋼結(jié)構(gòu)總重量約為1 931 t。柜內(nèi)活塞由型鋼和鋼板制成，其表面輔設(shè)混凝土配重塊，活塞總重量約為1 595 t。柜內(nèi)設(shè)計(jì)壓力為8 kPa。

該型煤氣柜的施工工藝分為土建、設(shè)備制造、設(shè)備安裝、設(shè)備調(diào)試等階段。它的構(gòu)造包含有柜底板、底部油槽、導(dǎo)柱、側(cè)板、柜頂桁架和頂板、通風(fēng)帽、活塞桁架和底板、活塞、油槽、柜身平臺(tái)、電梯井架等。施工方法是采用氣壓頂升法。

施工技術(shù)采用先進(jìn)的立向下焊技術(shù)，全站儀測(cè)量技術(shù)，密封機(jī)構(gòu)兩次安裝及整體調(diào)試技術(shù)等。鋼結(jié)構(gòu)立柱加工自行設(shè)計(jì)專業(yè)加工銑床，并設(shè)計(jì)專用吊裝，側(cè)板吊裝設(shè)置三臺(tái)柜頂?shù)踯嚒?/p>

柜體土建基礎(chǔ)施工及鋼結(jié)構(gòu)安裝階段施工工序是:

施工準(zhǔn)備→基礎(chǔ)挖土及驗(yàn)槽→基礎(chǔ)混凝土施工→基礎(chǔ)驗(yàn)收→基礎(chǔ)表面防腐施工→柜底板安裝→柜底油槽安裝→活塞桁架及底板安裝→柜頂桁架及頂板安裝→基礎(chǔ)側(cè)板安裝→活塞油槽安裝→密封機(jī)構(gòu)安裝→上下導(dǎo)輪安裝及防回轉(zhuǎn)裝置安裝→頂升準(zhǔn)備→頂升安裝第二節(jié)導(dǎo)柱及側(cè)板→頂升安裝3節(jié)～8節(jié)導(dǎo)柱及側(cè)板→固定柜頂桁架→活塞回落→密封機(jī)構(gòu)拆除→測(cè)量導(dǎo)柱垂直度及平整度→活塞密封機(jī)構(gòu)二次安裝→氣柜空載試驗(yàn)→安裝活塞頂部混凝土配重塊→填注密封油→整體調(diào)試→竣工。

衡量該氣柜施工質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)是氣密性能試驗(yàn)泄漏率和活塞運(yùn)行狀態(tài)。在施工中，每道工序都直接或間接影響煤氣柜的運(yùn)行質(zhì)量。要使煤氣柜整體質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，對(duì)每道工序的質(zhì)量要進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，實(shí)行質(zhì)量控制。如質(zhì)量失控，達(dá)不到設(shè)計(jì)規(guī)范要求，將直接影響氣柜的安全生產(chǎn)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)給國(guó)家造成不應(yīng)有的損失。

該式煤氣柜質(zhì)量驗(yàn)收在當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)還沒有正式的驗(yàn)收規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。施工中參照國(guó)外同類型氣柜標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。該標(biāo)準(zhǔn)要求較高，執(zhí)行難度大。在施工中應(yīng)注意以下四個(gè)階段的工程質(zhì)量控制:

1)在土建基礎(chǔ)施工階段，要控制好標(biāo)高、軸線對(duì)稱度和外型尺寸;

2)在結(jié)構(gòu)制作階段中，對(duì)基柱、導(dǎo)柱制作公差、側(cè)板制作公差、活塞桁架及中心環(huán)制作公差要嚴(yán)格把關(guān);

3)在安裝階段對(duì)柜底板平整度，基柱標(biāo)高和切向、徑向偏差，活塞中心環(huán)與氣柜中心重合度、活塞桁架跨度、活塞傾斜值，側(cè)板接頭部位表面配合尺寸，導(dǎo)柱的徑向和切向偏差，密封裝置滑板與側(cè)板間隙進(jìn)行控制，上下導(dǎo)輪中心與導(dǎo)柱中心重合度要按標(biāo)準(zhǔn)從嚴(yán)掌握;

4)在調(diào)試階段，對(duì)配重塊配置均勻程度，活塞傾斜度，活塞防回轉(zhuǎn)裝置安裝位置，上下導(dǎo)輪與導(dǎo)柱間隙尺寸，密封機(jī)構(gòu)滑板和滑塊配合尺寸要一絲不茍。

為保證煤氣柜施工質(zhì)量，必須建立一個(gè)完整的質(zhì)量保證體系。對(duì)影響煤氣柜施工質(zhì)量的幾個(gè)重要工序，實(shí)行質(zhì)量跟蹤控制。在施工準(zhǔn)備階段做好圖紙會(huì)審，施工組織設(shè)計(jì)編制，材料和預(yù)制構(gòu)件及半成品的檢驗(yàn)，施工機(jī)械設(shè)備的檢修等項(xiàng)工作。在施工階段，做好技術(shù)交底，施工質(zhì)量檢查和驗(yàn)收，運(yùn)用現(xiàn)代化管理方法對(duì)整個(gè)施工中幾個(gè)重要部位做好質(zhì)量分析及跟蹤，做到有專項(xiàng)措施，有專人負(fù)責(zé)，有完善的質(zhì)量保證體系。對(duì)出現(xiàn)的質(zhì)量問題，要及時(shí)分析原因，采取措施，處理達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后才可以進(jìn)行下道工序。

根據(jù)對(duì)氣柜密封性分析，影響密封狀態(tài)好壞的原因是多方面的，其因果分析圖見圖1。影響煤氣柜氣密性試驗(yàn)泄露率的主要因素有人和管理、材料、設(shè)備及施工工藝五個(gè)方面。其中人的影響因素有:人的責(zé)任心、人所處的工作環(huán)境;管理的影響因素有:沒有建立質(zhì)量保證體系、圖紙沒有會(huì)審、技術(shù)人員沒有對(duì)技術(shù)方案交底或交底不明確;材料的影響因素有:滑板材料不合格、側(cè)板平整度不合格、活塞材料不合格、焊條質(zhì)量不合格、彈簧彈力不合格、密封油粘度不合格;設(shè)備的影響因素有:導(dǎo)柱加工設(shè)備精度沒有達(dá)到要求、側(cè)板冷彎成型加工設(shè)備誤差大(影響因素有樣板、導(dǎo)柱加工沒有專用模具)、測(cè)量?jī)x器誤差大(影響因素有儀器沒有校驗(yàn)、使用未經(jīng)檢驗(yàn)的設(shè)備);工藝的影響因素有:安裝導(dǎo)柱垂直度沒有考慮安裝側(cè)板焊接收縮量、制造及安裝活塞桁架時(shí)沒有考慮焊接底板的收縮量、測(cè)量導(dǎo)柱垂直度時(shí)沒有考慮儀器誤差、焊接工藝不符合標(biāo)準(zhǔn)要求(影響因素有底板沒有做真空試驗(yàn)、側(cè)板沒有做滲漏試驗(yàn))、導(dǎo)柱出場(chǎng)前未作預(yù)組裝。

要確保施工質(zhì)量，需做好如下工作:

1)在施工中對(duì)測(cè)量工作要給予高度重視，測(cè)量器具要定期送檢，原始控制點(diǎn)要做好保護(hù)工作并定期復(fù)測(cè)。在測(cè)量導(dǎo)柱垂直度時(shí)注意補(bǔ)償儀器本身的誤差。

2)在結(jié)構(gòu)制作中，要加強(qiáng)材料管理，對(duì)側(cè)板平整度、滑板材質(zhì)、活塞用料的截面尺寸公差要嚴(yán)格把關(guān)，在活塞材料代用上需認(rèn)真計(jì)算是否影響平衡。

3)柜底板焊接工藝可采用分塊、分段退焊法，以確保柜底板平整度。

4)導(dǎo)柱加工要采用一次成型加工工藝，對(duì)兩根導(dǎo)柱接頭部位要在制作現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行預(yù)組裝，以提高精度。對(duì)側(cè)板制作采用冷彎成型技術(shù)，其安裝孔采用鉆模鉆孔工藝，保證精度。

5)現(xiàn)場(chǎng)安裝工藝，要從提高施工質(zhì)量出發(fā)，導(dǎo)柱垂直度在安裝上要考慮側(cè)板焊接收縮量，活塞桁架制作要考慮焊接底板的收縮情況。而且焊接工藝要采用對(duì)稱焊。

6)現(xiàn)場(chǎng)安裝中，要重點(diǎn)控制基柱垂直度、標(biāo)高、導(dǎo)柱垂直度、側(cè)板平整度，以及活塞桁架各軸線與導(dǎo)柱軸線重合度。活塞基座平整度及密封機(jī)構(gòu)安裝質(zhì)量，都是影響整個(gè)煤氣柜施工質(zhì)量的關(guān)鍵部位，對(duì)這些部位在施工中要有專項(xiàng)控制措施，做好工序間交接工作，嚴(yán)把工序間的質(zhì)量關(guān)，把問題解決在本道工序內(nèi)。

7)在氣柜調(diào)試中，要做好活塞回床觀察，氣柜導(dǎo)柱垂直度測(cè)量，密封機(jī)構(gòu)二次安裝工作。為確保質(zhì)量，對(duì)活塞要進(jìn)行一次不加密封油空載試升，以便檢查密封機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)運(yùn)行情況，上下導(dǎo)輪運(yùn)行情況和活塞平衡情況。在確認(rèn)沒問題后，才可以安裝配重塊，進(jìn)行正式起升，做氣密性試驗(yàn)。

重點(diǎn)控制的是特殊工序及重要工序。特殊工序是焊接，包括底板及桁架底板、導(dǎo)柱和側(cè)板。重要工序有導(dǎo)柱安裝、密封機(jī)構(gòu)安裝、活塞桁架安裝、防回轉(zhuǎn)裝置安裝。底板平整度控制，焊接順序也是關(guān)鍵，焊接變形控制好壞關(guān)鍵在橫、豎焊縫的焊接順序的合理安排。底板與油槽焊接要考慮底板的熱膨脹因素，焊接時(shí)間最好考慮上午。側(cè)板焊接要采用對(duì)稱焊接工藝，焊接人員要經(jīng)過培訓(xùn)，合格后方可上崗，每個(gè)人員焊接完成后要有焊接記錄，便于今后追蹤。導(dǎo)柱垂直度測(cè)量要考慮光照、溫度的影響，考慮測(cè)量?jī)x器的誤差，考慮焊接側(cè)板收縮影響。側(cè)板煤油滲漏試驗(yàn)要與安裝同步完成，檢測(cè)率必須達(dá)到100%，避免留有隱患。活塞的平衡升降是保證密封良好的關(guān)鍵，制造和安裝過程中要考慮構(gòu)件平衡，頂升過程中要考慮滑軌的間隙，監(jiān)控及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)調(diào)整防回轉(zhuǎn)裝置。煤氣柜氣密性衡量標(biāo)準(zhǔn)是供密封油油泵工作頻率，一般要求是每天70次～90次。此外，活塞平衡狀態(tài)及有無回轉(zhuǎn)也是影響氣柜正常運(yùn)行的重要因素。在施工中也要認(rèn)真對(duì)待，否則將產(chǎn)生嚴(yán)重后果。總之，該型煤氣柜是非標(biāo)設(shè)備，是機(jī)械安裝與鋼結(jié)構(gòu)制安相結(jié)合的一項(xiàng)工程。其質(zhì)量管理不同于鋼結(jié)構(gòu)制安，也不同于機(jī)械安裝工程，要保證質(zhì)量，從根本上要改變舊的傳統(tǒng)觀念，用新的管理方法去指導(dǎo)各項(xiàng)工作，并采用新技術(shù)、新工藝、先進(jìn)的施工方法來保證安裝中各道工序的質(zhì)量，使煤氣柜整體質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。