一、前言
在化工安装和工业设备安装工程中,经常遇到蒸发量不超过二十吨的散装胀接锅炉。这类锅炉一般体积庞大,零部件多,施工程序繁琐,安装周期较长,劳动生产率相对较低。我们通过工种实践,对该类锅炉的安装从施工组织,技术管理,质量控制以及施工程序、机具配备等方面作了一些探索,取得了一些经验。
本工法适用于现场组装的、蒸发量在4~20t/h的散装胀锅炉。本工法的特点是:在锅炉安装全过程中,推行先进的施工工艺,采取科学的管理办法,对安装质量预控,提高工程质量;尽量提高机械化施工程度,减轻劳动强度,提高生产率和经济效益。
二、工艺原理及特点
(一)工艺原理
散装胀接锅炉安装主要有以下几个步骤:
1.锅炉钢架的安装;
2.锅炉受热面安装;
3.炉管的胀接;
4.其它部件和辅机的安装。
在以上步骤中,炉管胀接是最重要的,也是较容易出问题的工序,它对整台炉的安装质量起决定性作用。因此,安装过程中,在兼顾全面的同时,将炉管胀接作为质量控制的重点,给予充分重视。
胀管的原理是;利用金属塑性变形和弹性变形的性质,在胀接管头插入汽包管孔中后,利用胀管器从管内壁施加径向力向外扩张,使管头产生塑性变形。当管外径与管孔壁完全接合,径向力开始传到管孔壁上,使管孔产生一定的弹性变形。当胀管达到要求退出胀管器以后,被胀大的管子外径(已产生塑性变形)基本保持不变,而管孔由于只产生了弹性变形,当外力撤去后,就力图恢复原状,其弹性力将管子牢牢箍紧,达到胀接目的。
(二)工艺特点
1.采用多工种平行流水线作业,尽量缩短施工期。
2.炉管校对采用校管平台,按实际尺寸放样,提高校管精确程度,保证锅炉安装质量。
3.炉管退火采用“铅浴法”,用热电偶控制温升,加热均匀,温控准确,退火质量高。
4.管头处理采用电动磨管机,磨削均匀,质量好,效率高。
5.胀接采用电动胀管机,由自动控制仪自动控制。按经过试胀预选的胀管率进行炉管胀接。机械化程度高,胀紧程度易于掌握。
三、施工工艺
(一)锅炉安装施工工艺流程图见图一。
(二)锅炉施工网络图见图二。
(三)施工工艺要点
1.锅炉钢架安装
(1)锅炉钢架采用现场分散组对的方法进行安装。安装前依据基础图和钢架图精确定位放线。
(2)钢架应安装一件,找正一件。严禁在未找正的构件上进行下一工序的安装工作,以免造成难以消除的积累误差。
图一:锅炉安装施工工艺流程图
图二:锅炉施工网络计划
(3)为了防止焊接变形,可视具体部位采用对称焊接或在焊口附近予加拉撑等措施。
2.汽泡安装
(1)先安装有支座的一个汽泡(一般为上汽泡),该汽泡找正后加临时固定,防止在以后的安装过程中移位。
(2)另一个汽泡(无支座的汽泡)放置在可调节的临时支架上,以上汽泡为基准对其进行找正。
(3)汽泡纵横方向的水平以其上的水平中分线(一般制造厂应在汽泡两端作出标记,现场复查)为基准,用玻璃管水平仪进行找平。下汽泡的纵横中心位置从上汽泡中心往下吊垂线进行检查。
3.受热面管子的安装
(1)管子的检查和校正
管子在校管平台上进行检查和校正。校管平台上应放出弯管大样,将炉管逐根进行检查。如有超差现象应予以校正。
(2)管子检查完毕,应进行编号。编号应醒目且具有方向性。即在安装过程中,不至于搞错方向。
(3)管端退火。用铅浴法对胀接管管端进行退火,退火长度不小于100㎜,退火温度为600~650?C,保持12~15分钟,然后放入石棉灰中缓冷至常温。硬度抽检HB≤170。
(4)管头磨光。用电动磨管机对管头进行磨光处理。
(5)试胀。用和正式胀接相同规格,同材质,同硬度的管和板(由锅炉厂供)进行试胀,通过试胀,确定合理的胀管率。
(6)胀管。先胀基准排,然后采用反阶梯式顺序依次完成胀管作业。胀管时应坚持经常检查,防止出现较多不合格胀口。
(7)炉管的焊接。对接口采用氩弧焊,角焊缝采用手工电弧焊。
5、施工环境条件
(1)胀管时环境温度不应低于0°C;
(2)焊接时环境温度不应低于0°C,相对湿度在90%以下;;
(3)施工区域应不受风、雨、雪以及较多灰尘的侵袭。
四、机具设备
锅炉安装主要机具设备见表一。
表一要施工机具一览表
编号 | 名称 | 规格型号 | 单位 | 数量 | 备注 |
1 | 汽车吊 | 16t | 台 | 1 | |
2 | 汽车吊 | 18t | 台 | 1 | |
3 | 电焊机 | 直流AX-320 | 台 | 4 | |
4 | 氩弧焊机 | NSA4-300 | 台 | 2 | |
5 | 气焊工具 | 套 | 2 | ||
6 | 电动胀管机 | P3Z1-51 | 台 | 2 | 带自控仪 |
7 | 电动磨管机 | ¢51~70 | 台 | 2 | |
8 | 电动试压泵 | SY-600 | 台 | 1 | |
9 | 手动试压泵 | 6.4MPa | 台 | 2 | |
10 | 手提式硬度计 | HB±0 5 | 台 | 1 | |
11 | 卷扬机 | 5t慢速 | 台 | 3 | |
12 | 钢管式抱杆 | 10t | 根 | 1 | |
13 | 砂轮切轮机 | ¢400 | 台 | 1 | |
14 | 手把砂轮机 | ¢150 | 台 | 4 | |
15 | 角向砂轮机 | ¢100 | 台 | 4 | |
16 | 行灯变压器 | 220/12v | 台 | 1 | |
17 | 力光探伤仪 | RFZ505 | 台 | 1 | |
18 | 通风机 | 轴流式 | 台 | 4 | |
19 | 空压机 | 2V-6/8 | 台 | 1 | |
20 | 砂浆搅拌机 | 375L | 台 | 1 | |
21 | 液压弯管机 | G ½~3? | 台 | 2 |
五、质量标准和质量控制
(一)质量标准
1、符合《蒸气锅炉安全技术监察规程》(原劳人部1987版)中有关要求;
2、达到《机械设备安装工程施工及验收规范TJ231-78》各项技术指标;
3、符合锅炉制造厂各项设计要求。
(二)质量控制措施
1、严格按照公司锅炉质量保证体系控制图表的要示进行管理。
2、切实抓好质量保证的基础。从设备制造质量直至竣工验收,每个施工环
节均有检验,有记录,做到“上道工序不合格决不交下道工序施工”。
3、实行质量预控制,将锅炉安装全过程分解为若干工序,对每一工序根据
有关规范,技术要求制定出质量标准,施工人员严格照此标准执行,不得超标。
对炉管胀接质量的预控尤为重要,通常采用以下两种方法:
(1)电动胀管,自动控制仪控制胀管率。该方法的特点是:使用带自控仪的电动胀管机,通过试胀,确定一合理的胀管率H,对应该H值,就有一定的胀紧扭矩和一定的电流,控制该电流,即可达到控制胀管率的目的。具体作法是:将试胀时选定的电流,作为电动胀管机自控仪设定值,胀管时,当达到该电流,即达到了预选的胀紧值,胀管机自动退出。
(2)百分表控制管外径胀管法。该法的特点是:胀管时用带百分表的专用量具测量炉管外径,当达到预定的胀管值时,即停止胀管。使用该方法操作技术简单,胀接质量稳定,能可靠的实行予控制。
4、推行“工程质量责任制”,将施工任务与施工质量挂钩。层层分解,落实到人,使每个施工者对自已所承担的施工项目技术要求,质量标准清楚,并对此承担责任。
5、按工艺程序进行“三检”与“停点共检”的全过程的质量控制。
六、劳动组织
以两台SHL-10-1.27A型锅炉安装为例,施工工期为90天,施工人员及数量见表二。
表二锅炉安装人员及岗位
序号 | 工种 | 人数 | 岗位 |
1 | 钳工 | 8 | 本体及辅机安装、胀管 |
2 | 铆工 | 4 | 钢架、烟风道、煤斗安装 |
3 | 起重 | 8 | 运输、吊装、配台安装 |
4 | 电焊 | 4 | 本体内焊接 |
5 | 气焊 | 2 | 配台安装 |
6 | 电工 | 6 | 电气安装 |
7 | 仪表工 | 4 | 自控安装 |
8 | 管工 | 4 | 校管及本体管安装 |
9 | 油工 | 2 | 除锈、防腐 |
10 | 筑炉工 | 12 | 筑炉 |
11 | 保温工 | 4 | 保温 |
12 | 技术员 | 5 | 各专业技术管理 |
合计 | 63 |
锅炉安装人员由现场指挥统一调配,根据施工进度需要,对各作业组进行调整,做到灵活调配,不拘一格。各施工人员认真执行岗位责任制,达到其工作标准。
劳动力旬平衡计划见附件一。
七、安全措施
锅炉安装除遵守一般安全规章制度(如《炼油化工施工安全规程》、《建筑安装工人安全操作规程》)外,还应从以下几个方面采取措施:
1.进入汽包内施工,行灯电压为12V,且应加通风装置。汽包外应有人监护。
2.电气设备应加保安装置,防止触电事故。
3.用四氯化碳清洗管头和管孔时,应通风良好,防止中毒。
4.管头用铅液退火时,操作人员应穿戴整齐劳保护具,防止铅液溅出伤人。
5.锅炉试压以及烘炉、煮炉和试运行期间,严禁带压作修理工作。
八、经济分析
(一)施工手段用料见表三;(以安装两台10吨链条炉为例,下同)。
表三施工手段用料一览表
编号 | 名称 | 材质 | 规格 | 单位 | 数量 | 备注 |
1 | 钢板 | A3F | δ=12 | t | 18 | 平台周转 |
2 | 工字钢 | A3F | [16 | t | 4.1 | 平台周转 |
3 | 槽钢 | A3F | [12 | t | 0.48 | 临时支架 |
4 | 角钢 | A3F | L50×5 | t | 0.188 | 临时支架 |
5 | 水煤气管 | A3F | 1½? | t | 2.28 | 脚手架周转 |
6 | 无缝钢管 | 20 | ø237×7 | t | 0.46 | 抱杆 |
7 | 无缝钢管 | 20 | ø38×3 | t | 0.05 | 试压 |
8 | 钢管 | 黄铜 | ø10×1.5 | m | 20 | 试压 |
(二)消耗材料见表四;
表四材料消耗一览表
序号 | 名 称 | 材 质 | 规 格 | 单位 | 数量 | 备 注 |
1 | 电焊条 | T422 | Ф 3.2 | kg | 185 | |
2 | 电焊条 | T422 | Ф2.5 | kg | 25 | |
3 | 焊丝 | H08A | Ф2.0 | kg | 10 | |
4 | 镀锌铁丝 | A3 | 8-12# | kg | 160 | |
5 | 花篮螺栓 | M16×250 | 套 | 18 | ||
6 | 煤油 | 70# | kg | 30 | ||
7 | 机油 | 10# | kg | 40 | ||
8 | 黄油 | 钙基脂 | kg | 10 | ||
9 | 四氯化碳 | kg | 50 | |||
10 | 石棉橡胶板 | δ=2-3 | kg | 10 | ||
11 | 锉刀 | 12? | 把 | 10 | ||
12 | 铁砂布 | 0# | 张 | 40 | ||
13 | 钢锯条 | 细牙 | 根 | 50 | ||
14 | 砂轮片 | Ф400 | 片 | 20 | ||
15 | 砂轮片 | Ф150 | 片 | 50 | ||
16 | 砂轮片 | Ф100 | 片 | 50 | ||
17 | 破布 | kg | 30 | |||
18 | 白布 | m | 4 | |||
19 | 钢板 | 3# | δ=2-16 | t | 0.4 | |
20 | 焦炭 | t | 0.8 | |||
21 | 木材 | kg | 300 | |||
22 | 青铅 | kg | 120 | 只计损耗 | ||
23 | 石棉带 | 4×40 | kg | 12 | ||
24 | 石棉绳 | Ф10 | kg | 20 | ||
25 | 电石 | kg | 320 |
(三)实际成本与预算成本分析比较见表五。
表五实际成本与预算成本分析表
项目 | 预算成本 | 实际成本 | 成本降低额(元) | 降低率% | ||
锅炉本体 | 辅机 | 锅炉本体 | 辅机 | |||
机械费 | 2904.14 | 105.36 | 2350.50 | 69.00 | 590.00 | 19.60 |
材料费 | 7617.67 | 643.28 | 6262.82 | 546.55 | 1451.58 | 17.57 |
人工费 | 2423.03 | 649.88 | 2156.00 | 552.40 | 364.51 | 11.86 |
合计 | 12944.84 | 1398.53 | 10769.32 | 1167.95 | 2406.09 | 16.77 |
注:
1本表以安装SHL-10-13锅炉一台为单位进行分析比较。
2本表套用定额:《全国统一安装工程预算定额》。表中只计了定额直接费,未计其他费用。
(四)材料管理措施
1.单位工程编制施工预算,施工预算中对各种材料用量作了详细规定,用以指导内部各种物料的消耗以及库存。施工预算原则上不得突破施工图预算,如有突破,应找出原因,予以纠正。
2.单项工程实行限额领料制度。向施工作业组下达施工任务的同时,下发限额领料单,作业组以此为依据,领用材料,不得超额。
3.搞好现场文明施工,作好材料回收工作。
九、应用实例
该工法由于提高了机械化施工程度,降低劳动强度,并且有一定的社会效益和经济效益,自开发以来,被有关安装队承认并采用。例如在国营二三九厂供热工程施工中,由于采用了该工法,二台10吨/时散装胀接锅炉的安装被评为优质工程,工期提前20天,经济效益和社会效益较为显著,事故发生率为零。受到了上级和当地劳动监察部门的好评。
同时,我们也认识到该工法还存在许多不足之处,如炉管胀接工艺的改进和提高,以期胀管质量得到有效控制;对不同型式的锅炉应根据具体情况采取更为合理的安装工艺;以及安装现场多专业,多工种施工时,更加科学地作好劳动力的调配和协调,真正做到“人尽其力,物尽其用”。使工程质量,经济效益,安全生产等方面取得进一步的提高。