超大型催化裝置再生器開側(cè)窗設置吊裝軌道更換分布板施工技術(shù)

封 龍，楊雪艷

（陜西化建工程有限責任公司，陜西咸陽 712100）

1 工藝原理

1.1 再生器大分布板拆除、安裝分片重量

編號1～5，數(shù)量各1片，重量分別為：15.1t，12.5t，12.5t，9.5t，9.5t。

1.2 施工方法

以再生器器壁標高33.6m為側(cè)窗上口標高，165°為側(cè)窗中心線，向下開寬2.5m、高3.5m的側(cè)窗作為技改內(nèi)件進出通道。為了吊裝再生器大分布板、小空氣環(huán)、待生催化劑入口分配器、施工過程中需要拆除的部分內(nèi)件（原有5根一級料腿、6根二級料腿及相應的拉桿、翼閥、防倒錐，施工結(jié)束后原樣恢復）及大分布板下部操作平臺材料，在內(nèi)部器壁標高33.6m處（軌道梁梁頂標高）設置吊裝軌道。再生器大分布板分5片拆除、5片安裝。分片部件從再生器施工側(cè)窗處進出，在再生器器壁內(nèi)部設置吊裝軌道（1根主梁，主梁伸出側(cè)窗外2m；4根次梁），主梁上設置2臺10t單軌手拉跑車葫蘆，4根次梁上各設置1臺10t單軌手拉跑車葫蘆。隔板1施工使用主梁上的2臺葫蘆，新隔板使用外部吊車吊裝至側(cè)窗外部，外伸主梁上靠內(nèi)側(cè)的1臺葫蘆接住向內(nèi)拉，外側(cè)吊車向內(nèi)送，送到靠外側(cè)的葫蘆的吊裝點上，外部吊車摘鉤，兩臺葫蘆同時配合向內(nèi)部移動，移動到容器中央，緩慢垂直下落到安裝位置。隔板2～5的吊裝先按隔板1的吊裝方法將部件吊裝到容器中央，然后倒給靠同一側(cè)的2根次梁上的葫蘆，再吊裝至相應的安裝位置。吊裝過程一定要平穩(wěn)。舊隔板的拆除吊裝方法與新件的吊裝方法相反。

1.3 再生器隔板吊裝橫梁校核

1.3.1 說明

① 校核依據(jù)隔板吊裝橫梁及相關(guān)尺寸。

② 經(jīng)查閱文獻得知，10t單軌手拉跑車葫蘆匹配的工字鋼軌道為I28a～I63c。

③ 橫梁選用熱軋工字GB/T706—2016材質(zhì)Q235A，經(jīng)查GB/T700—2006σs=235MPa，其中許用[σ]=235/1.4=167.85MPa。

④ 構(gòu)件支點筋板連接采用角焊縫，焊縫高度hs=20mm。

⑤ 橫梁最好整根采購，若分段連接，建議采用栓+焊形式，即主梁對接焊再加筋板栓。

⑥ 4根支梁通過筋板與主梁焊接固定，因主梁上安裝的2臺葫蘆需全程移動，故主、支梁安裝高差必須保證葫蘆順利通過，經(jīng)查閱10t單軌手拉跑車葫蘆使用說明書得知，高差＞190mm。

⑦ 為了保證葫蘆安全運行，支、主梁兩端需設置車擋，且葫蘆滑軸線宜沿梁妥善布置。

⑧ 在主、支梁支點力學性能核算中，因其彎曲應力較小，故忽略不計，只記取剪應力。

⑨ 葫蘆對梁的受力按集中載荷記取，梁的自重按均布載荷處理。

1.3.2 支梁校核

1.3.2.1 材料性能指標

主梁選用Q235熱軋I36b 經(jīng)查GB/T706-2016每米重量65.689kg，抗彎W=919cm3，高度h=360mm

1.3.2.2 支梁受力分析

根據(jù)給定工況，選取吊裝隔板2時的最大受力工況進行分析。此時，當葫蘆運行到梁中央時，其受力最大，單根支梁受力如圖1所示。

圖1 單根支梁受力示意圖

圖中，吊裝計算載荷Q計=K1K2(Q1+Q2)

其中，Q1：隔板重量Q1=12.5/2t；K1：動載系數(shù)；K2：不平衡系數(shù)；Q2：機鎖具重量，Q2=2t（按自重2t考慮）。

q：支梁自身重量，均布載荷，q=65.689kg/m

橫梁自重G=q×L=65.689×5.52=0.36t。

1.3.2.3 校核

支梁中點O處彎矩

Q235許用彎曲許用應力[σ]=235/1.4=167.8MPa=1678kg/cm2＞σMI36b可以滿足。

1.3.2.4 節(jié)點焊縫系數(shù)校核

因支梁與塔壁焊接較牢，以支梁與主梁連接節(jié)點進行簡單校核。因支梁筋板受彎很小，在此只進行剪應力校核，此時以2道主立縫考慮，焊縫有效長度lw=310mm×0.8=248mm（0.8為引弧板焊縫長度折減系數(shù)），焊縫高h=20mm。

1.3.3 主梁校核

1.3.3.1 材料性能指標

主梁選用Q235熱軋I63c 經(jīng)查GB/T706—2016 每米重量141.4kg，抗彎W=3 300cm3，高度h=630mm。

1.3.3.2 主梁受力分析

根據(jù)給定工況，選取吊裝隔板分片1時的最大受力工況進行分析，此時，在葫蘆吊重移動過程中，當重物移動到梁中央時，梁中央受力最大。

圖2 主梁受力分析示意圖

圖2中：R1a、R1b主梁為支座反力，F(xiàn)1a、F1b：吊重計算載荷，F(xiàn)2a、F2b為次梁支梁反力。

F2a、F2b隔板1、2不可能同時作業(yè)，故在此只取支梁重量引起反力。

（葫蘆重量按1t考慮）。

1.3.3.3 主梁中心點彎矩校核

根據(jù)計算出的彎矩，主梁選用I56a即可滿足要求，其中W1=2 340cm3

1.3.3.4 節(jié)點焊縫系數(shù)校核

按照主梁與器壁焊接結(jié)構(gòu)，考慮筋板自重受彎很小，在此只進行剪應力校核，此時以3道焊縫考慮（6道角焊縫），焊縫有效長度lw=400mm×0.8=320mm（0.8為引弧板焊縫長度折減系數(shù)），焊縫高h=20mm。R1a=13.2t，此處剪切應力=13.2*1000/6*0.7*2*32=49.10kg/cm2（0.7為焊縫高度折減系數(shù)）。焊縫許用應力[στ]=120MPa。所以節(jié)點焊縫可以滿足。

通過上述計算校核，I56a與I36b配套使用就可以滿足要求，考慮到安全角度，吊梁最終選用I56c與I36c配套使用，配套使用時須注意次梁與主梁筋板連接處需割豁口，保證小車能夠自由通過。

2 施工工藝流程及操作要點

2.1 側(cè)窗加固

為了防止開側(cè)窗后筒體變形，開側(cè)窗前在切割焊縫周邊及側(cè)窗本體上焊接加固型鋼及鋼板。焊接焊縫要求滿焊，焊腳高度不下于鋼板及焊接H型鋼翼緣板厚度。側(cè)窗恢復后拆除側(cè)窗加固，拆除過程中防止器壁母材損傷。加固拆除結(jié)束后，焊接加固的器壁位置連同側(cè)窗焊縫同時進行焊后熱處理，消除焊接應力。

2.2 側(cè)窗施工

以再生器器壁標高3.6m為側(cè)窗上口標高，165°為側(cè)窗中心線，向下開寬2.5m、高3.5m的側(cè)窗作為技改內(nèi)件進出通道。為了保證焊縫切割質(zhì)量，采用自動切割機切割，割嘴向側(cè)窗側(cè)傾斜一定角度，方便后續(xù)焊口修磨。為了防止后續(xù)焊接裂紋，側(cè)窗4個角采用弧形切割焊縫。側(cè)窗恢復時焊縫進行焊前預熱、焊后熱處理。

2.3 軌道梁施工

在內(nèi)部器壁標高33.6m處（軌道梁梁頂標高）設置吊裝軌道（1根主梁，主梁伸出側(cè)窗外2m；4根次梁）。主梁與器壁連接節(jié)點、主梁與次梁連接節(jié)點、次梁與器壁連接節(jié)點的所有焊縫焊接結(jié)束后做滲透檢測，防止焊接裂紋。主梁兩端、次梁靠近器壁端設置車擋。主梁上設置2臺10t單軌手拉跑車葫蘆，4根次梁上各設置1臺10t單軌手拉跑車葫蘆。軌道葫蘆安裝完畢后，進行重物試吊，檢測軌道葫蘆是否能正常工作。內(nèi)件吊裝結(jié)束后，拆除軌道梁，拆除過程中防止器壁母材損傷。軌道梁拆除結(jié)束后，器壁焊接位置進行局部熱處理，消除焊接應力。

2.4 分布板分片吊裝

再生器大分布板分5片拆除、5片安裝。分片部件從再生器施工側(cè)窗處進出。隔板1吊裝使用主梁上的2臺葫蘆，新隔板使用外部吊車吊裝至側(cè)窗外部，外伸主梁上靠內(nèi)側(cè)的1臺葫蘆接住向內(nèi)拉，外側(cè)吊車向內(nèi)送，送到靠外側(cè)的葫蘆的吊裝點上，外部吊車摘鉤，兩臺葫蘆同時配合向內(nèi)部移動，移動到容器中央，緩慢垂直下落到安裝位置。隔板2～5的吊裝先按隔板1的吊裝方法將部件吊裝到容器中央，然后倒給靠同一側(cè)的2根次梁上的葫蘆，再吊裝至相應的安裝位置。舊隔板的拆除吊裝方法與新件的吊裝方法相反。吊裝過程一定要平穩(wěn)。

3 質(zhì)量控制

1）嚴格按照質(zhì)量保證體系進行，制作工程必須嚴格按照工藝卡進行執(zhí)行，杜絕各種違反施工工藝的行為。

2）明確各工序的質(zhì)量要求，層層把關(guān)，質(zhì)量要求落實到個人。

3）焊接人員、質(zhì)檢人員、起重必須落實到位，持證上崗。