2H静置设备及金属结构的制作与安装技术

2H静置设备的制作与安装技术要求

静置设备是安装后使用环境固定不能移动，在完成生产工艺过程时主要零部件不进行机械运动的设备。机电工程所涉及的主要静置设备包括：钢制焊接常压容器、压力容器、固体料仓、储罐、气柜等。

一、钢制焊接常压容器

（一）范围

设计压力

（1）圆形筒容器：设计压力大于-0.02MPa,小于0.1MPa；

（2）矩形容器：设计压力为零。

设计温度

非合金钢：沸腾钢0~°C；镇静钢0~°C。

（二）制作技术

制作方式

钢制焊接常压容器可采取制造厂生产，了可采取现场制作。

制作技术

（1）法兰面应垂直于接管或圆筒的主轴中心线。法兰的螺栓通孔应与壳体主轴线或铅垂线跨中布置。有特殊要求时，应在图样上注明。

（2）焊接工艺评定报告、焊接工艺规程、施焊记录及焊工的识别标记，应保存3年。

（3）返修次数、部位和返修情况应记入容器的质量证明书。

（4）除另有规定，容器对接焊接接头需进行局部射线或超声检测，检测长度不得少于各焊接接头长度的10%。局部无损检测应优先选择T形接头部位。

（5）容器制造完成后，应按图样要求进行盛水试验、液压试验、气压试验、气密性试验或煤油渗漏试验等。

（6）试验液体一般采用水，需要时也可采用不会导致危险的其他液体。试验气体一般采用干燥、洁净的空气，需要时也可采用氮气或其他惰性气体。

（7）试验时应采用两块经校正合格的，且量程相同的压力表，压力表的量程为试验压力的2倍左右。

（8）在图样允许的情况下或经设计单位同意，可以用炼油渗漏试验代替盛水试验。

验收要求

（1）容器出厂质量证明文件应包括三部分：

1）产品合格主证。

2）容器说明书，至少应包括下列内容：容器特性（包括设计压力、试验压力、设计温度、工作介质）；容器总图（由订货单位供图进可不包括此项）；容器主要零部件表；容器热处理状态与禁焊等特殊说明。

3）质量证明书，至少应包括下列内容：主要零部件材料的化学成分和力学性能；无损检测结果；压力试验结果；与图样不符的项目。

（2）容器铭牌应固定于容器明显位置。容器铭牌内容应包括：制造单位名称；制造单位对该容器产品的编号；制造日期；设计压力；试验压力；设计温度；容器重量。

二，压力容器

（一）分类

按特种设备目录分类

压力容器分为：固定式压力容器、移动式压力容器、气瓶和氧舱。

固定式压力容器分类

根据介质特征，按照压力容器分类图，再根据设计压力和容积划出类别：I、II、III。

《压力容器第1部分：通用要求》GB.1-规定的特定结构容器

（1）钢制容器包括：塔式容器、卧式容器、管壳式换热器、钢制球形储罐；

（2）有色金属容器包括：铝、钛、铜、镍及其合金、锆制容器。

按工艺过程中的作用分类

压力容器分为：反应容器、换热容器、分离容器、贮运容器。

（二）安装技术

安装许可

（1）压力容器安装应严格按照本书“2H特种设备的相关规定”执行，未获得相应安装资质的单位或个人，不得从事压力容器安装。

（2)根据《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG21-中规定，安装前，应办理《特种设备安装维修改造告知单》，也称为“施工告知”。

塔式容器（简称塔器)

(1)塔器的结构形式

塔器为长细圆筒形结构的直立式工艺设备，由筒体、封头（或称头盖）和支座组成，是专门为某种生产工艺要求而设计、制造的非标准设备。塔适用于蒸馏、抽提、吸收、精制等分离过程，器适用于各类反应过程。

（2）塔器的到货状态

塔器多数由压力容器制造单位工厂制造，施工单位进行现场安装。部分塔器由于体积（几何尺寸）大，受运输的尺寸限制，不能全部在制造厂制造成整体运到安装现场，以不同组装形式出厂。到货状态分为整体到货、分段到货、分片到货。

（3）开箱检验

塔器设备安装前，应按照装箱单核对检查设备或半成品、零部件数量和外观质量，符合设计要求方可验收。

（4）基础验收

复测基础并对表面进行处理，应符合要求。基础混凝土强度不得低于设计强度的75%，有沉降观测要求的，应设有沉降观测点。确认安装基准线，有明显标识。

（5）安装程序和方法

1）整体安装：施工准备→吊装就位→找平找正→灌浆抹面→内件安装→检查封闭。

2）分段（片）安装方法:采用卧装法或立式正（倒）装法施工。

3）内件安装。以板式塔为例，内件安装程序：施工准备→支撑点测量→降液板安装→横梁安装→受液盘安装→塔盘板安装→溢流堰安装→通道板拆装→清理杂物→质量验收→通道板恢复→人孔封闭。

卧式容器

（1）设备支座的底面作为安装标高的基准。

（2）设备两侧水平方位线作为水平度的测量基准。

（3）卧式设备滑动端基础预埋板的上表面应光滑平整，不得有挂渣、飞溅物。混凝土基础抹面不得高出预埋板的上表面。检验方法：用水准仪、水平尺现场测量。

管壳式换热器

（1）拆装空间

1）对于浮头式、填料函式热交换器，前端应留有抽出管束的空间；后端应留有拆除外头盖和浮头盖的空间。

2）对于U形管式热交换器，前端应留有抽出管事的空间；或别一端留有拆除壳体的空间。

3）对于固定管板式热交换器，一端应留有更换热管的空间；另一端应留有拆装管箱或头盖的空间。

（2）安装热交换器应按设计文件或规范要求调整，检查水平度和垂直度。必要时，安装前应进行耐压的空间。

（3）现场进行管束抽芯检查后，还应进行耐压试验，图样有规定时还应进行泄漏试验。

钢制球形储罐（简称球罐）

（1）散装法：适用于各种规格形式的球罐组装，是目前国内应用广泛、技术最成熟的方法。其施工程序为：施工准备→支柱上、下段组成→赤道带安装→下温带安装→下寒带安装→上温带安装→上寒带安装→上、下极安装→调整及组装质量总体检查。

（2）分带法：宜用于公称容积不大于m的球罐组装。

（3）球罐的焊接顺序

1）焊接程序原则：先焊纵缝，后焊短缝，后焊长缝；先焊坡口深度魇一侧，后焊坡口深度小的一侧。

2）焊条电弧焊时，焊工应对称分布、同步焊接，在同等时间内超前或滞后的长度不宜大于mm。焊条电弧焊的第一层焊道应采用分段退焊法。多层多道焊时，每层焊道引弧点宜依次错开25~50mm。

（4）球罐焊后热处理

球形罐根据设计图样要求、盛装介质、厚度、使用材料等确定是否进行焊后整体热处理。球形罐焊后热处理应在压力试验前进行。

三、固体料仓

分类

固体料仓包括钢制焊接立式圆筒形料仓、铝（铜）制焊接立式圆筒形料仓等。构成料仓壳体的受力元件由仓壳顶、仓壳圆筒和仓壳锥体组成。

钢制焊接立式圆筒形料仓应用

机电工程使用固体料仓很广泛。例如，出厂前包装化工固态产品、锅炉（煤气化炉）煤仓、石灰石-湿法脱硫工艺中关键设备制浆料仓等。

四、储罐

（一）分类及应用

常压储罐

（1）《立式圆筒弄形钢制焊接储罐施工规范》GB-适用于储存石油、石化产品及其他类似液体的常压和接近常压的立式圆筒形钢制焊接储罐罐体及与储罐相焊接附件的施工，不适用于埋地的、储存极度和高度危害介质、人工制冷液体的储罐。应用于原油储存罐区、炼油产品储存、石油液化气低温储存等。

（2）对于固定顶储罐，常压不大于0.25kPa，正压不大于罐顶单位面积的自重。接近常压包括微内压和外压罐，微内压指稍大于罐顶单位面积的自重，但不大于18kPa；外压罐指设计真空外压不小于0.25kPa、不大于6.9kPa的固定顶储罐。应用于化工、煤化工等领域生产工艺过程中间产品储存的储存罐及原料储罐，例如：液氨储罐、碱液储罐、酸液储罐等。

（3）《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》GB-适用于地下洞库储罐；但不适用于埋地的、储存极度和高度危害介质、人工制冷液体的储罐，储存LPG（液化石油气）、LNG（液化天然气）的储罐。

大型储罐

（1）公称直径大于或等于30m或公称容积大于或等于m的储罐。

（2）《立式圆筒形钢制焊接储罐安全技术规范》AQ-适用于设计压力小于0.1MPa（G）且公称容积大于或等于m、建造在地面上、储存毒性程度为非极度或非高度危害的石油、石油产品或化工液体介质、现场组焊的立式圆筒形钢制焊接储罐。其范围包括储罐本体、安全附件和储罐接管的法兰盖、密封垫片及其坚固件。本标准不适用于冷冻低温储罐。公称容积小于m、储存其他类似液体介质的储罐，可参照本标准执行。

LNG储罐

LNG储罐分类为：单容罐、双容罐、全容罐、薄膜罐。

（二）制作与安装技术

储罐壁板

（1）正装法是先将罐底在基础上焊好后，将罐壁的第一圈板在罐底上组对焊接，再与底板施焊，然后用机械将第二圈与第一圈壁板逐块组装，焊接第二圈壁板纵向焊缝，焊接第二圈壁板与第一圈壁板的环向焊缝；按此顺序依次向上，直至最后一圈壁板组焊完毕。大型浮顶罐一般采用正装法施工，壁板和底板的焊接可采用自动焊。

（2）倒装法的施工程序和正装法相反，倒装法的施工程序是：施工准备→罐底板铺设→在铺好的罐底板上安装最上圈壁板→制作并安装罐顶→整体提升→安装下一圈壁板→整体提升→……直至最下一圈壁板，依次从上到下地进行安装。

倒装法安装基本是在地面上进行作业，避免了高空作业，保证了安全生产，有利于提高质量和工效，目前在储罐施工中被广泛采用。倒装法的提升工具主要有电动葫芦或液压提升系统等。

（3）水浮法是利用水的浮力和浮船罐顶的构造特点来达到储罐组装的一种方法，是正装法和一种。由于其施工同期长，水资源利用率相对较低，已逐步被其他安装工艺取代。

LNG储罐

（1）所有用于主液体容器和次液体容器的板材都应分别独立搬运和存放，以使各种材料不会互混。要采取足够的防风保护措施。“低温材料”应做适当标记。

（2）各种临时附件就使用与要附着的材料相同的材质、使用相同的焊接工艺进行焊接。临时附件应使用热切割、刨削，或打磨的方法除掉。在热切割或刨削焊缝以后，应保留2mm材料，并磨平的光滑表面；在除掉临时附件以后，应进行表面无损检测。不允许在薄膜焊接临时附件。

（3）单容罐、双容罐和全容罐和主液体容器和次液体容器，应保证罐壁最厚板和罐壁最薄板的纵焊缝以及每一种相应的焊接工艺至少各制作一块产品焊接试板。

五、气柜

（一）分类

低压湿式气柜

湿式气柜是设置水槽、用水密封的气柜、包括直升气柜（导轨为带外导架的直导轨）和螺旋式气柜（导轨为螺旋形）。可按照活动塔节分为单节气柜和多节气柜。

干式气柜（干式柜）

干式柜，密封形式为非水密封，具有活塞密封结构的储气设备，其储气压力是由活塞钢构、密封装置、导轮和活塞配重等的自重产生的。

目前，国内主要有多边稀油密封气柜、圆筒形稀油密封气柜和橡胶膜密封气柜几类。

（二）制作与安装技术

材料

（1）气柜所用的材料应符合设计文件的规定。

（2）材料应具有产品质量证明书原件或复印件，复印件上应有经销商质量检验专用印章；材料的标志应清晰。

（3）对材料质量证明书有疑义时，应对材料进行复验。

样板或栏杆

预制、组装和检验过程中所使用的样板或栏杆板上标出正反而及所代表构件的名称、部位和规格。经施工单位质量管理鉴定合格后，应按计量器具要求进行管理。

排版图

（1）应根据设计文件和钢材到货尺寸，绘制气柜底板、水槽壁、中节和钟罩的排版图。

（2）排版图应包括各部位、零件的名称、编号、视图方向、展开方式、方位标识和焊缝编号。

六、静置设备的检验试验要求

（一）压力容器产品焊接试件要求

试验目的及方法

为检验产品焊接头的力学性能和弯曲性能，应制作产品焊接试件，抽取试样，进行拉力、弯曲和规定的冲击试验。

试件制备

（1）产品焊接试件的材料、焊接和热处理工艺，应在其所代表的受压元件焊接接头的焊接工艺评定合格范围内。

（2）产品焊接试件由参与本台压力容器的焊工焊接，焊接后打上焊工和检验员的代号钢印。

（3）圆筒形压力容器的产品焊接试件，应当在筒节纵向焊缝的延长部分，采用与施焊压力容器相同的条件和焊接工艺同时焊接。

（4）现场组焊的每台球形储罐应制作立焊、横焊、平焊和仰焊位置产品焊接试件各一块。

（5）球罐的产品焊接试件应由施焊该球形储罐的焊工在与球形储罐焊接相同的条件和焊接工艺情况下焊接。

试件检验

产品焊接试件经外观检查和射线（或超声）检测，如不合格，允许返修，如不返修，或避开缺陷部位截取试样。

（二）大型储罐底板三层搭接焊缝检测

底板三层钢板重叠部分的搭接接头焊缝、罐底板对接焊缝与壁板的“T”形焊缝的根部数焊道焊完后，在沿三个方向各mm范围内，应进行渗透检测。

全部焊完后，应进行渗透检测或磁粉检测。

（三）储罐的充水试验

基本要求

（1）储罐建造完毕，应进行充水试验。并应检查：罐底严密性，罐壁强度及严密性，固定顶的强度、稳定性及严密性，浮顶及内浮顶的升降试验及严密性，浮顶排水管的严密性等。

（2）进行基础的沉降观测。

充水试验前应具备的条件

所有附件及其他与罐体焊接的构件，应全部完工，并检验合格；所有与严密性试验有关的焊缝，均不得涂刷油漆。

试验介质及充水

（1）一般情况下，充水试验采用洁净水；特殊情况下，如采用其他液体充水试验，必须经有关部门批准。

（2）对不锈钢罐，试验用水中氯离子含量不得超过25mh/L。试验水温均不低于5°C。

（3）充水试验中应进行基础沉降观测。如基础发生设计不允许的沉降，应停止充水，待处理后，方可继续进行试验。充水和放水过程中，应打开透光孔，且不得使基础浸水。

（四）几何尺寸检验要求

球罐

（1）球罐焊后几何尺寸检查内容包括：壳板焊后的棱角检查，两极间内直径及赤道截面的最大内径检查，支柱垂直度检查。

（2）零部件安装后的检查，包括人孔、接管的位置、外伸长度、法兰面与管中心轴线的垂直度检查。

储罐

（1）储罐缸体几何尺寸检查内容包括：罐壁高度偏差，罐壁垂直度偏差，罐壁焊缝棱角度和罐壁的局部凹凸变形，底圈壁板内表面半径偏差。

（2）罐底、罐顶焊接后检查内容包括：罐底焊后臂部凹凸变形，浮顶局部凹凸变形，固定顶的成型及局部凹凸变形。

2H钢结构的制作与安装技术要求

一、钢结构制作

（一）钢结构制作内容

钢结构零件及部件加工

例如，各种杆件，节点板、加强筋、支座、螺栓球等。

钢结构预制

（1）钢结构构件是由若干个零件或部件组装成一体的形式。例如，H型钢、钢柱、钢梁（吊车梁）、钢桁架、墙架、檩条支撑、钢平台板、钢梯、金属型板等。

（2）构件组装前应完成板材、型材的拼接部件的组装。应在组装、焊接、矫正、检验合格后进行。

（3）构件的组装应根据设计要求的构件形式、连接方式、焊接方式、焊接方法和焊接顺序等，确定合理的组装顺序。

（二）钢构件制作程序和要求

金属结构工厂预制的一般程序

（1）金属构件一般在预制厂（场）制作，采用工厂化的制造方式。

（2）一般程序是：原材料检验→下料→拼接→零部件加工→部件装配→焊接→除锈→油漆→构件编号验收。

金属结构制作工艺要求

（1）零件、部件采用样板、样杆号料时，号料样板、样杆制作进行校准，并经检验人员复验确认后使用。

（2）钢材切割面应无裂纹、夹渣、分层等缺陷和大于1mm的缺棱，并应全数检查。

（3）碳素结构钢在环境温度低于-16°C、低合金结构钢在环境温度低于-12°C时，不应进行冷矫正和冷弯曲。碳素结构钢和低合金结构钢在加热矫正时，加热温度应为~°C，最高温度严禁超过°C，最低温度不得低于°C。低合金结构钢在加热矫正后应自然冷却。

（4）矫正后的钢材表面，不就有明显的凹面或损伤，萨划痕深度不得大于0.5mm,且不应大于该钢材厚度允许负偏差的1/2。

（5）金属结构制作焊接，应根据工艺评定编制焊接工艺文件。对于有效收缩或角变形的接头，正式焊接前应采用预留焊接收缩裕量或反变形方法控制收缩和变形；长焊缝采用分段退焊、跳焊法工多人对称焊接法焊接；多组件构成的组合构件应采取分部组装焊接，矫正变形后再进行总装焊接。

二、工业钢结构安装工艺技术

（一）金属结构安装一般程序

工业钢结构安装

（1）包括内容

在一般工业，冶炼、电力、石油化工等工业的厂房、仓库、多层框架、管架、塔桅结构、设备或构架的平台、操作台、栈桥、跨线过桥等钢结构等。

（2）钢结构安装的主要环节

1）基础验收与处理；

2）钢结构复查；

3）钢结构安装；

4）涂装（防腐涂装和/或防火涂装）。

工业钢结构安装程序

钢结构一般安装程序为：构件检查→基础复查→钢柱安装→支撑安装→梁安装→平台板（层板、屋面板）安装→围护结构安装。

（二）钢结构焊接要求

见配“2H机电工程焊接技术”中内容。

（三）钢结构坚固连接要求

一般规定

（1）钢结构制作和安装中常采用普通螺栓、扭剪型高强螺栓、高强度大六角头螺栓、钢网架螺栓球节点用高强度螺栓及拉铆钉、自攻钉、射钉等坚固件连接工程的施工方式。

（2）钢结构制作和安装单位，应按现行国家标准《钢结构工程施工质量验收标准》GB-的有关规定分别进行高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验，其结果应符合设计要求。当高强度螺栓连节点按承压型连接或张拉型连接进行强度设计时，可不进行摩擦面抗滑移系数的试验。

高强度螺栓连接的要求

（1）高强度螺栓连接处的摩擦面可根据设计抗滑移系数的要求选择处理工艺，抗滑移系数符合设计要求。采用手工砂轮打磨时，打磨方向应与受力方向垂直，且打磨范围不应小于螺栓孔径的4倍。

（2）经表面处理后的高强度螺栓软连接摩擦面要求：

1）连接摩擦面应保持干燥、清洁，不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、氧化铁皮、污垢等；

2）经处理后的摩擦面应采取保护措施，不得在摩擦面上做标记；

3）摩擦面采用生锈处理方法时，安装前应以细钢丝刷垂直于构件受力方向除去摩擦面上的浮锈。

（3）高强度大六角螺栓连接副应由一个螺栓、一个螺母和两个垫圈组成；扭剪型高强度螺栓连接副应由一个螺栓、一个螺母和一个垫圈组成。

（四）钢结构组装和钢结构安装要求

焊接Ｈ型钢的翼缘板拼接和腹板拼接缝的间距，不宜小于ｍｍ；翼缘板拼接长度不应小于ｍｍ；腹板拼接宽度不应小于ｍｍ，长度不应小于ｍｍ。

吊车梁和吊车桁架安装就位后不应下挠。

多节柱安装时，每节柱的定位轴线从地面控制轴线直接引上，不得从下层柱的轴线引上，避免造成过大的积累误差。

钢网架结构总拼完成后及屋面工程完成后应分别测量其挠度值，且所测的挠度值不应超过相应设计值的1.15倍。

涂料、涂装遍数、涂层厚度均应符合设计要求。当设计对涂层厚度无要求时，涂层干漆膜总厚度：室外应为μm，室内应为μm，其允许偏差为-25μm。每遍涂层干漆膜厚度的允许偏差为-5μm。

薄涂型防火涂料的涂层厚度应符合有关耐火极限的设计要求。厚涂型防火涂料层的厚度，80％及以上面积应符合有关耐火极限的设计要求，且最薄处厚度不应低于设计要求的85％。