浅谈氧化铝贮仓的制作与安装

浅谈氧化铝贮仓的制作与安装

王明杰

十一冶建设集团有限责任公司广西柳州545007

摘要：氧化铝贮仓是电解铝生产中向电解槽储存加料的主要设备之一。因此氧化铝的制作与安装是实现氧化铝厂投产能否成功至关重要的一步。本文就对新鲜氧化铝钢贮仓制作与安装进行实例研究，希望为类似装置施工提供一些借鉴。

关键词：氧化铝贮仓；锥体；筒体；吊装；焊接；

一、工程概况

山东沾化铝材项目B系列500KA电解槽制安工程列共三组，每组由两个（载氟氧化铝仓和新鲜氧化铝仓）高31M，直径Φ14m的氧化铝贮仓组成，仓体采用钢结构贮仓。其槽体为圆形锥底槽罐，总高度大约17.5米，单台总重约126吨，槽罐材料为Q235A。氧化铝贮仓全部为焊制钢结构，由锥底、筒体、顶盖梁、顶盖等部分构成。

二、新鲜氧化铝贮仓制作施工工艺

2.1制作施工方法选择

根据新鲜氧化铝贮仓的结构特点、技术、质量要求，结合现有施工力量、技术装备和现场条件确定：新鲜氧化铝贮仓的所有构件均在安装现场搭建组对平台分锥体，筒体两部分分别组对吊装，各部件在结构加工厂内制作，以先进可靠的工艺设备，来保证部件的制作质量，制作完毕后倒运到安装现场进行组对安装。

2.2制作工艺流

三、专项施工方案

3.1贮仓制作

3.1.1排版下料

根据施工图绘制壁板及顶板排版图；绘制排版图主要是合理安排焊缝的布置，减少焊缝焊接对钢板产生的变形。锥体部分高度约为6米。首先按图纸尺寸1：1放样，然后根据原材料几何尺寸绘制排版图，然后拆分部件并编号，确认无误后，方可下料；壁板在焊接时很容易发生变形，这就要求制作时尽量减少纵向焊缝，孔边距焊缝K＞50mm，设计合理的制作排版方案。

下料时应考虑到焊接收缩性，焊接收缩量主要跟材质、焊接方法、焊接环境、焊接顺序、焊接量等有关。为此，根据不同的板厚及直径，下料时相应的加大2~4mm。下料时采用半自动火焰切割，下料前先将钢板切割区域表面的铁锈、污物等清理干净。下料时要确保切割边的直线度。下料后板料经过清渣校平，用半自动切割机加工出焊接坡口。钢板边缘加工面应光滑，无熔渣和氧化皮，且不得有毛刺、分层、裂纹和夹渣等缺陷。钢板下料允许偏差必须符合如下表1的要求。

3.1.2卷制

筒壁板与锥体板在三辊卷板机上卷压成所需弧度的圆弧板。在平台上立置弧板，用弧长为2m的圆弧样板（如下图）检查弧度，间隙不大于4mm，在壁板宽度方向上，用1m长的直尺检查，间隙不得大于1mm。锥体板检查需要根据排版放样制作出每层上下接口处的圆弧样板检查。

组装前应按预制质量标准进行复检，必要时应重新找圆，但应防止在圆弧板上产生锤痕。

圆弧样板

3.1.3顶盖制作

贮仓顶盖主梁由HN600*200*11*17的H型钢组成，呈辐射状均布在槽顶（简称辐射梁）。在主梁之间由两圈槽钢等距与主梁联接（简称系梁）构成伞型骨架结构。伞架上铺设δ＝6钢盖板。伞边由槽筒体支撑，伞中由中心立柱支撑。

3.2现场组装技术措施

3.2.1现场组装平台

在吊装前，需要在地平面上预先把每一段的筒体组装完成。贮仓筒体的直径14m，组装时需要在吊装场地制作一个15m*15m制作平台，上面铺δ=14mm钢板；

3.2.2组装

锥体组对与筒体第一层一起在地面组对：裙座组对完成后，在裙座外面加Φ50*3钢管支撑，再进行利用吊车进行第一节锥体板的组对，并加Φ50*3钢管固定，防止吊装时发生变形（见锥体组对支撑结构示意图）。全部焊接完好以后，利用100T吊车移出组装平台，放到地势平整的地面。锥体的另外三节组对在一起，再利用100T吊车把组对好的三节锥体与第一节的锥体板组装起来。

在组装平台上画出一个直径Ф=14m的圆，焊上定位胎具。利用吊车把贮仓筒体板慢慢吊装到组装平台上的内外限位挡板间。边吊装壁板边点焊壁板立缝，立缝组对间隙控制在2mm左右。当吊装完一圈壁板后，留下活口不点焊，先在下口用锲铁定好位后，再测量壁板上口周长，其上下口偏差不应超过0.2L/1000（L为设计周长），检查合格后再对活口进行点焊。

壁板立焊缝点焊完后在每道立焊缝距上、下口约150mm处及立缝中间各设置一块弧形板，弧度与槽壁内径相同，防止焊接收缩产生棱角度变形，同时对壁板设置部分斜拉撑。弧形板和斜拉撑设置完毕后，根据立缝数量合理安排焊工人数，对称分布进行施焊，焊接采用分段退焊法施焊。立缝焊接时留下距离环焊缝约100mm的立焊缝不焊，待与下一圈筒体组对完后再施焊。

筒体的上面五层与顶盖辐射梁组装在一起，首先把筒体的最后一层在地面上与拱顶辐射梁组对焊接成一个整体，这样既方便吊装，又能减少高空作业，提高施工安全。

中间的两节筒体用正装法组装在一起，再使用100T吊车把组装好的顶盖和最后一层筒体吊起来，与中间的筒体组装焊接，组对完成后，焊接好防变形支撑，待吊装。

圈壁板应符合如下规定：

A.相邻两壁板上口的水平允许偏差应符合要求；

B.组装焊接后，在底圈壁板1m高处，内表面任意点半径的允许偏差在规定范围内；

C.壁板组装时，内表面应齐平，纵向焊接接头错边量不应大于板厚的1/10且不应大于3.0mm；

D.筒节在组装焊接后，在底圈壁板1m高处，内表面任意点半径的允许偏差应符合下表要求：

3.3贮仓吊装

贮仓属大型设备，直径大，槽体高，重量重，槽体为焊接钢结构，组对吊装的难度较大，吊装过程必须保证槽体质量，防止变形。在安装方法上采用正装法进行安装，采用2台350T吊车分段吊装方法进行安装。采用大型吊车吊装，其吊装平稳，吊装能力大，吊点处不变形，减少了高空校正工作；使用大型吊车可以减少高空组装焊接作业，提高施工速度和效益，且安全可靠。

350T汽车吊性能表

3.3.1第一次吊装

第一次吊装，首先安装组对好的锥体、群座、第一层筒体。

第一次吊装图

吊装参数：

a）350汽车吊主臂长度L=33m

b）350汽车吊回转半径R=16m

c）设备重量Q=53T（铝仓群座+第一层筒体+锥体）

350吊车允许承载W=62T*2=124T

从数据上得出：吊装重量只占吊车允许承载的43%（安全）

3.3.2第二次吊装

第二次吊装，安装组对好的筒体和顶盖。

吊装参数：

a）350汽车吊主臂长度L=42m

b）350汽车吊回转半径R=16m

c）设备重量Q=73T（筒体+顶盖）

350吊车允许承载W=45.2T*2=90.4T

第二次吊装图

从数据上得出：吊装重量只占吊车允许承载的80%（安全）第二次吊装图

3.4贮仓焊缝焊接规程、规范

3.4.1焊接接头坡口形式见规范要求。坡口采用氧—乙炔火焰切割机，切割焊前用砂轮机除去氧化皮。

3.4.2焊接类型选择CO2气体保护焊，采用焊丝型号为H08Mn2SiA；焊前点焊，焊条选用J422，施焊母材为Q235A。焊前检查焊丝是否锈蚀，焊剂是否干燥，CO2气体是否纯，焊丝锈蚀后应除锈处理后才可使用。

3.4.4多层焊层间清理使用磨光机钢丝轮磨去氧化杂质及铁锈，并打磨出焊肉金属光泽，整条焊缝焊完后，应清除两侧飞溅，保持焊缝两侧保持清洁。

3.4.5清根采用碳弧气刨清根，应注意防止渗碳等不良现象，刨后必须用角向磨光机磨去渗碳层。

3.4.6点焊处有裂纹时，应刨去裂纹焊肉，重新点焊，焊缝返修不准超过3次。

四、质量控制点及控制措施

贮仓制作安装工程以锥体安装、筒体及顶盖安装作为质量控制点进行质量控制，严格按本方案所提出的规范及标准的规定进行施工和验收，并应符合设计图纸技术要求。

4.1控制壁板焊接变形的措施

4.1.1壁板下料后，应矫正变形和消除残余应力。

4.1.2壁板纵缝焊接时应用弧板加固，防止收缩产生棱角度变形

4.1.3壁板焊接顺序是先焊纵向焊缝后焊环缝，由4名或8名焊工对称分布进行焊接以达到减小焊接变形的目的。

4.1.4每焊完一道焊缝均用木锤沿焊缝方向对焊缝及周围均匀进行锤击，使其展宽展长，以补偿焊缝的收缩，消除内应力，减少焊接变形。

4.2控制筒体垂直度超差

4.2.1壁板卷制时应确保圆弧度和垂直方向不超差。

4.2.2筒体组装时必须检查其垂直度，符合要求方可进行施焊。

五、安全保证措施

6.1对全体参与施工的人员进行安全教育，树立“安全第一，预防为主”的方针。

6.2施工前每个项目必须编制安全技术措施，进行安全技术交底，作好记录，特殊工种必须持证上岗，严格遵守各工种的安全操作规程。。

6.3施工机具和重要机具必须专人操作，专人维护，严禁违章操作。

6.4施工现场必须有防火用具，设立安全标志，用电设备必须有可靠的保护装置，电器开关箱柜必须安全可靠，电器设备做好接地、接零保护措施，引入库内的电源绝缘性必须良好。。

6.5吊装设备时，必须检查吊具、索具是否安全可靠，并有统一指挥，做到有条不紊，吊臂下面严禁站人。

参考文献：

[1]设计院发的氧化铝贮运（B系列）制作安装施工图

[2]GB50128-2005《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》

[3]GB50205-2002《钢结构工程施工质量验收规范》

[4]NB/T47003.1-2009《钢制焊接常压容器》