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柬埔寨180米烟囱钛钢板内筒工程施工组织设计

本工程所用材料、制造、成型加工、质量检验和施工安装等应满足下列（但不局限）国家标准的要求：

1.1.17《焊接工艺评定》PQR090903

此方案适用于烟囱钢平台安装工程施工作业。

柬埔寨180米烟囱钛钢板内筒工程是一台筒中筒烟囱。它是由一个钢筋混凝土外筒作为防护筒，高175米，上小下大，成锥形。混凝土筒内设有一个等直径为5500mm的钢筒作为排烟筒，高为180米，钢内筒主要材质为钛钢板和不锈钢钢板，钢内筒高于混凝土外筒5米。钢内筒与混凝土筒壁间还设有6层钢平台及爬梯，作日常检修维护、烟气取样及钢内筒止晃作用。钢内筒外壁还设有75mm的保温层，以保护烟气的温度，提高烟气抬升速度。

GB 18040-2019标准下载三劳动力配备及资格要求、职责及权限

3.1.1安排有相关经验的队伍进行钢内筒施工，计划投入劳动力约36人。

3.1.2施工负责人职责及权限：

3.1.2.1、精心组织生产，确保各种资源，保证各类目标的实现。

3.1.2.2、对工程安全、质量、进度、成本进行监督和控制。

3.1.2.3、合理组织和调度生产要素，实施日常工作中的组织、计划、指挥、协调、控制、激励的具体职责，保证项目实施的安全、质量、工期和效益的目标实现。

3.1.2.5、在计划、布置、检查施工时，把安全文明施工工作贯穿到每个施工环节，在确保安全的前提下组织施工，确保本工地场所具备完善的安全文明施工条件。

3.1.2.6、负责组织施工项目开工前的安全文明施工条件的检查、落实并签证确认,对吊装施工项目,应亲临施工现场监督施工。

3.1.2.7、认真组织学习每周的安全日活动；指导学习每周一次的安全情况分析会,认真贯彻每周一次的安全大检查,负责安排解决存在的问题。

3.1.2.8、贯彻执行安全工作与经济挂钩的管理办法,严肃查处违章违纪行为。

3.1.2.9、按“四不放过”的原则组织并主持人身伤亡事故、重大施工机械设备、火灾事故的调查处理工作。提出对事故责任者的处理意见。

3.1.3技术员职责及权限：

3.1.3.1、负责编制施工方案，作业指导书和工程技术总结，参加施工图纸会审。

3.1.3.2、负责向施工人员讲解施工图纸和技术资料；负责班组技术交底，监督技术作业文件的落实，做好实施监控记录。

3.1.3.3、经常深入现场指导施工，及时发现和解决施工中的技术问题，纠正或制止施工违规现象，重大问题及时汇报。

3.1.3.4、参加测量定位放线，做好测量放线技术交底工作。

3.1.3.5、督促和配合班组定期对施工机械、仪器、仪表及重要工器具的检查和维护。

3.1.3.6、对本工地的安全技术和环境保护技术工作负责。

3.1.3.7、负责编制本项目安全、文明、环境保护措施和施工安全技术交底工作。办理重大、重要工程项目安全施工作业票的报审并亲自进行交底。

3.1.3.8、参加本项目的安全施工检查,解决存在的安全技术问题,参加上级主管单位组织的安全检查。

3.1.4质检员职责及权限：

3.1.4.1、按照现行规范负责各分项工程的质量验收和中间检查工作。

3.1.4.2、参加公司组织的质量大检查，对检查中发现的问题提出整改措施。

3.1.4.3、经常深入施工工地，了解质量管理作业情况，并如实反映。

3.1.4.4、参加原材料检验和验证工作，负责不合格品的控制及处置后的验怔。

3.1.4.5、做好质量保证资料、质量验评资料的填写及竣工资料的收集控制工作。

3.1.4.6、组织工序交接，参加工程竣工交付工作。

3.1.4.7、协助组织、安排有关特殊工种的上岗培训取证工作。

3.1.5安全员职责及权限：

3.1.5.2参加本工地施工项目和危险性作业项目开工前的安全技术交底,检查现场安全文明施工条件,监督安全施工措施的执行和职工的作业行为。

3.1.5.3参加项目部安监部门组织的安全文明施工检查，查出的问题要按“三定”原则,督促在限期内整改完毕，发现危及职工生命安全的重大安全隐患有权制止作业，组织职工撤离危险区域。

3.1.5.5深入现场每道工序，掌握安全重点部位的情况，检查各种安全防护设施是否到位。

3.1.5.7负责本工地防火、防爆、施工机械(机具)和车辆交通安全监督工作。

3.1.5.8组织开展职业健康安全与环境保护的宣传教育工作,负责对新入厂人员进行二级安全教育、考试。

3.3机械、工器具及材料计划：

详见施工机具、材料计划表（详见下表）。

现场施工用水有厂区临建水管网镀锌钢管引入，以满足施工要求。

施工电源采用发电机发电。需提前引至本工程施工区域指定位置，施工时用电缆引入施工位置，用电负荷200KW。

组合场地已清空，安装场地、物料场地已规划，符合要求。建筑移交的作业场所符合安全文明施工，“四口”防护齐全。

烟囱外筒施工结束并完成混凝土筒身垂直度复验，地脚螺栓预留洞允许偏差应符合要求，内筒底板混凝土浇筑完成并已验收。

施工过程严禁其他无关人员进入烟囱内筒施工区域。

3.4.5临时工作设施

气顶装置安装完毕并已验收，卷扬机布置结束并已验收，送料滑道安装结束。

3.4.6安全防护设施和用品

顶升施工平台安全防护措施已经完善。

3.5钛钢复合板排烟筒

排烟内筒高度为180m，等直径圆环柱体型式，内直径为5.5m；排烟内筒与内烟道在▽5.5～▽15.8范围连接，接孔尺寸为5.5m*12.4m（高度），5.5m*7.6m（高度）。

▽0.0～▽180.0m范围的排烟内筒与烟气直接接触，选用由碳素结构钢和钛板组成的钛钢复合板材料；碳素结构钢板的厚度分别为12、14、16、18mm，钛板的厚度1.2mm。

碳素结构钢钢材选用Q235B牌号，钛板材料选用TA2牌号；

钛钢复合板材料选用爆炸一轧制方法复合的产品，产品代号为BR2；制作完成的排烟内筒、内烟道和导流板，钛板层在内侧表面，将与烟气直接接触。

3.5.1技术上高难度、质量上高标准、安全上高风险的“三高工程”。

3.5.2钢内筒主导工序施工工艺的独特性和复杂性。

3.5.3主要工序必须依次流水，不许平行或错位。具有不可变更的刚性施工关键线路。

3.5.4烟囱采用单筒单管束钛／钢复合板钢内筒，工程量大，钛板焊接工艺复杂，焊缝总长近万米，施工难度相对加大，工期非常紧张。

四作业顺序、方法及要求

4.1.1.1烟囱本体（含钢内筒、导流板、内烟道等）的制作、安装、保温（含外围护安装）。

4.1.1.2烟囱入口混合烟道制作、安装、保温（含外护板安装）。

4.1.1.3烟囱钢内筒加强肋（加固圈）、止晃装置、拉紧装置、不锈钢防雨罩的制作安装。

4.1.1.4新安装钢结构的除锈、油漆、防腐。

4.1.1.5施工成品保护、安全防护搭拆、夜间照明、施工配合、材料定置化堆放、施工区域每天的文明清理等。

4.1.1.6根据设计图纸、变更、施工方案等要求需完成的全部工作内容。

本项目已完成图纸会审，并将会审问题落实，方案编制、报审、材料预算已经完成，相关施工质量标准已确定，安全临时设施已确定。

4.2.2.1作业人员配置

4.2.2.1.1公司保证施工需要的全部劳动力，劳动力在进场前必须进行安全技术教育及培训工作，以保证施工的安全、质量、进度等能得到保证。

4.2.2.1.2项目部在劳动力的调配上将采取分批进场，有重点地加以保证各施工阶段对不同专业工程的劳动力需求。另外，在场外将准备后备梯队，以随时保证施工的需求。

4.2.2.1.3在劳动力的搭配上，要求做到结构合理，搭配得当，工种齐全，专业配套，在劳动力的选择方面，将重点选择个人技术好、责任心强。

及时提出材料进场计划，做好钢板等原材料的验收工作，确保材料的数量、规格等要求符合有关规定。并根据有关规范做好原材的复检工作。

4.3气顶倒装法施工原理

4.3.1气顶法施工顺序

钢内筒安装采用气顶倒装法施工工艺。先进行气顶装置安装，然后进入正常的钢内筒气顶阶段。

首段钢内筒（顶帽）制作、就位→气顶活塞安装→组对平台安装→安装运料螺旋轨道及组焊平台→钢内筒的分段卷制→钢板喷砂除锈、做防腐→钢内筒弧型片运输、组对筒节的焊接→焊缝检查→气压顶升

4.3.2气顶倒装法施工原理

气顶升倒装法组装钢内筒，就是利用钢内筒直径的特点，按倒装顺序，先组焊內筒顶端，把顶端段组装到一定高度，上设临时封头，下设密封内底座，使在组焊的內筒段与密封内底座构成一组可以伸缩的套筒。（见图所示）用4个5T的手拉葫芦分别在内筒直径形成的4个方向固定，手拉葫芦一端固定在30m平台梁上，另一端固定在钢内筒上，

在密封内底座的底部有从气源来的进气管道，气源装置能提供气压顶升必需压力和力量的压缩空气。通入压缩空气后，作用在上封头的气体压力的合力构成向上顶升力，此顶升力的数值应大于上封头重、筒段重量和各摩擦力大小。当该筒段向上滑移使筒段底口超过后续筒节高度后，关闭进气阀，使筒段稳定在此高度。在它的下方组焊下一段待装筒节，按上述过程不断重复，直到筒体达到设计高度。最后拆除上封头和密封内底座等施工附件，钢内筒即组装完成。

4.3.3气顶压力及安全系数

气顶法使钢内筒处于悬浮状态的力，必须是由封头所受向上气压的合力F1（F1=A×P1）与之组焊的钢内筒重量Q1相等，即F1=Q1

气顶压力：P1=Q1/A（kg/cm2）；A——钢内筒截面积(cm2）

最高气顶压力：Pmax=Qmaz/A

Qmaz——设计高度的内筒总重量

烟囱钢内筒设计总重约460吨，

最高气顶压力：Pmax=4600000/(2.75×2.75×3.1415)=193622.3Pa=0.19MPa

σ=P(D1+δ)/2δ≤[σ]Φ

σ ——设计温度下的计算应力（Mpa）

P ——设计压力（MPa）

D1 ——钢内筒直径（mm）

δ ——钢内筒壁有效厚度（最小厚度=12mm）

[σ]——设计温度下材料的许用应力(MPa)[σ]=111MPa

Φ ——焊缝系数，取Φ=0.85

σ=0.19(5500+12)/(2×12)=43.63MPa，

[σ]Φ/σ=2.16

当压力达到最大值时，最薄筒段的所受的压应力低于材料许用应力，所以安全系数是足够的。

4.4工装件及工程实物预制

4.4.1地面预制加工分两部分：

4.4.1.1工装件预制，包括：封头，密封内底座等；

4.4.1.2工程实物预制，包括：钢内筒及附件，钢烟道等。

4.4.2.1密封内底座

密封内底座是设在钢内筒内底面，高约10m，其状似活塞，由底板“活塞”杆、“活塞”头、密封圈组成，并在“活塞”杆上设置二层内作业平台（“活塞”杆小于内筒直径约2m）。头部制作椭圆度控制在5mm以内，周长误差控制在3mm以内，密封圈安装平台应与杆垂直，其偏差不应大于3mm，密封圈外边波纹度不大于2mm。内底座安装时垂直度控制在1/1000以内。封头和密封底座焊缝检验参照钢内筒检验方法，用超声波检查环焊缝比例50%，纵焊缝比例20%。

密封圈设置完成后，应进行气密性检查，向密封圈充压缩空气至气顶时压力，完成后，关闭进出气阀门，查看密封圈压力表，若半小时后压力保持不变，则气密性完好。

4.4.2.2工程实物预制

制要点：各种材料必须有材质证明文件并与材料上的标致相一致.放样必须按施工图绘定的尺寸(1:1)进行，并配作相应的样板，各种样板必须经组长检验合格后，方可使用。

根据钢内筒施工图要求，加强环与钢筒的水平焊缝间距应为≥300mm。烟道口开口处与水平环缝≥100mm的要求，根据来料的宽度及长度进行合理排版。

利用三棍卷板机进行铲头和卷圆，卷制成弦长1.5m的内卡样板检查曲率，其间隙应为≤3mm。

卷制后应按位号依次安放，便于以后安装吊运。

4.5.5钛钢复合板预制时要采取的特殊措施

4.5.5.1钛钢复合板不可与其它材质的钢件混放。要经常清扫场地，清除切屑等杂物。

4.5.5.2在复合板切割、卷制前，要清理加工机械上有可能划伤或嵌入钛板的氧化铁皮、铁屑等杂物。

4.5.5.3复合板的划线应在基板上进行。

4.5.5.4复合板利用等离子或火焰切割时，要避免火花溅落在钛表面。切割边缘和坡口应用机械方法再加工和清除污染层。机械切割时应将钢基层朝下，防止分层。

4.5.5.5制作中应避免钛材表面的机械损伤。如有局部伤痕应进行修磨和补焊。钛材表面打磨时，不能使用打磨过普通钢材的砂轮。

4.5.5.6复合板的运输

4.5.5.6.1卷制成型的钛／钢之间要用橡胶或其它软质材料隔离层。

4.5.5.6.2装卸时要用专用工具，钢丝绳要用橡胶管保护。

4.6.1对钢内筒筒首的组装

4.6.2组装螺旋轨道

根据钢内筒的位置，将预制好的临时对口平台螺旋轨道安装完毕，便于筒体钢板的运输。

4.6.3.1将钢内筒的筒体板（每圈筒体分三块板）依次用滑轨通过进料门洞送至砼烟囱内，利用螺旋轨道上的锚头吊将筒体板吊起，推至预定位置，将它们合围在待顶升筒体段的外围，把相邻筒体板间的三条纵缝中的二条焊固，留下最后一条纵缝，用手拉葫芦把相邻两板收紧，并点固周围卡板。筒体椭圆度控制措施：a.卷板时通过样板严格控制，b.对口时收口缝刚性加固。

4.6.3.2检查筒体周围，清除可能影响其顶升的障碍物。

4.6.3.3打开空压机，并打开进气阀，在气压室的压力达到顶升压力时，启动15T卷扬机在顶端牵引，使筒段徐徐上升。15T卷扬机牵引主要是克服筒体与密封环的磨擦，为了防止过载，将15T卷扬机抱刹调松。

4.6.3.4当钢内筒筒首顶升到高于后续筒节50mm时，关卷扬机，关闭进气阀，稳住钢内筒筒首的位置。

4.6.3.5把手拉葫芦同时收紧，使后续筒的最后一条纵缝靠拢，并组对焊固，拆除手拉葫芦，打磨光滑，然后组对两段筒节的环缝。

4.6.3.6焊缝检验：（见焊接管理）。

4.6.3.7这样循环上述工序，已组装段不断接长，由于已组装筒段的不断增长而使筒体自重增加，气顶所需压强和压缩空气量随之增加，当一台空压机无法满足需要时，再启用第二台空气机，通常开动两台。

4.6.3.8当钢内筒穿越各层平台后在平台大梁与钢内筒切点位置安装导向轮，以防止钢内筒偏移，并每顶升10m测量一次钢内筒的垂直度及椭圆度，并做好记录，避免与各层钢平台相碰撞。

4.6.3.9当钢内筒顶升至20.7m时开始在8.7m高度的临时保温平台上进行保温。当钢内筒顶升至第一层临时平台时，8.7m临时第一层平台与6.7m第二层临时平台同时保温。保温工作与气顶顶升实行同时施工。

4.6.3.10当后续节逐节组焊并达到设计的筒体高度时，气顶结束。

4.6.3.11钢内筒顶升完毕划出烟道口位置，把烟道口所有加强件补强后（立柱、加强筋），加固后再开烟道口。烟道口安装完成后，拆除气顶装置，分段从烟道口吊出筒体外；拆除顶部封头，从烟道口吊出筒体外。

4.7.1焊接工程概况

钢内筒安装，焊接是关键工序。钛／钢复合板钢内筒焊接是烟囱施工中技术要求最高，难度最大的工序。

4.7.2焊接技术准备

4.7.3筒体焊接工艺

4.7.3.1钛板的焊接性分析

在常温下，钛是比较稳定的，但试验表明，随着温度的升高，钛吸收氧、氮、氢的能力也随之明显上升，处于高温状态的熔池和熔滴金属更易为气体等杂质污染，所以钛焊接时其熔池的保护是至关重要的。

由于钛含S、C等杂质少，熔点低，低熔点共晶在晶界很少生成，故钛对热裂纹不敏感；但钛焊缝含O、N较高时，焊缝或热影响区性能变脆，在较大应力作用下，会出现裂纹，为了防止这类裂纹，必须减少焊接接头上氢的来源。

钛焊接中的气孔主要来源于不纯的氩气和不干净的焊材及工件表面，所以在焊接时必须严格清理焊件、焊材表面，以及采用高纯度的氩气保护。

4.7.3.2焊接准备

4.7.3.2.1焊接坡口的选择

注：钛板搭接角焊缝采用钨极氩弧焊和等离子弧焊机；Q235B对接手工焊接。

DBJ50T-089-2020：节能彩钢门窗应用技术标准.pdf4.7.3.2.2焊前清理

焊接钛时，焊口两侧一定距离内必须清除一切油污及表面氧化层，我们采用机械清理方法对此进行清除。

4.7.3.2.3焊接工艺的确定

钛板之间的焊接采用钨极氩弧焊，Q235B采用手工焊。

b)钛板焊接采用脉冲氩弧焊的工艺GB／T 38872-2020 工业机器人与生产环境通信架构，具体规范参数见下表：

手工钨极氩弧焊工艺参数