钢结构浓缩池的施工工艺

钢结构浓缩池的施工工艺

龚自艳

龚自艳GONGZi-yan

（平煤神马建工集团有限公司，平顶山467000）

（PingdingshanShenmaConstructionEngineeringGroupCo.，Ltd.，Pingdingshan467000，China）

摘要：文章介绍了钢结构浓缩池的工艺原理，施工工艺流程及操作要点，并分析了钢结构浓缩池可带来的经济效益。

Abstract:Thispaperintroducestheprocessprinciple,constructionprocessandoperatingpointsofsteelthickener,andanalyzestheeconomicbenefitsthesteelthickenercanbring.

关键词：钢结构浓缩池；工艺原理；施工工艺流程；操作要点Keywords:steelthickener；processprinciple；constructionprocess；operationpoints中图分类号院TU74文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）07-0103-03

引言：

浓缩机是选煤厂必不可少的装置之一，也是现代化选煤厂建设项目中施工周期较长、投资较大的主要装置之一。目前我国现有和在建的选煤厂主要以混凝土浓缩池为主，其施工工艺落后、施工周期较长、投资较大等缺点已经与现代化模块式选煤厂的发展不相匹配。经过实际应用证明，钢结构浓缩池以其投资小、施工周期短、施工工艺简单可靠等优点成为现代模块式选煤厂的最佳搭配。

1工艺原理

利用钢材的延展性、曲敷性、可定型等特性，使用卷板机、切割机等机械将钢板、槽钢、H型钢等钢材加工成一定形状，再以电焊、二氧化碳气体保护焊等焊接方式将其加工成一个稳定的整体。

2施工工艺流程及操作要点

2援1施工工艺流程

材料进场寅基础验收寅钢柱和放射钢梁预制寅锥形池底板和筒体壁板的预制寅环梁预制寅钢柱安装寅放射梁和环梁安装寅锥形池底铺设寅桶体安装寅溢流槽安装寅焊接寅除锈防腐。

2.2操作要点

2.2.1材料进场按设计要求采购，必须严格控制材料数量、质量、规格、材质证等，并检验原材料表面，钢材表面有锈蚀、麻点和划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度负偏差的1/2，钢材表面锈蚀等级应符合现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》的规定。

2.2.2基础验收施工前，应按基础施工图和GBJ128-90的要求进行基础验收，并核对基础施工单位提供的基础检查记录，各钢柱基础外形尺寸误差和平整度应满足规范要求。地脚螺栓的露出长度误差为0至+30mm，螺纹长度误差为0至+30mm。验收完的地脚螺栓应用涂上黄油后软布包裹以防生锈和碰伤。

2.2.3钢柱和放射钢梁预制淤钢柱和放射钢梁采用型钢加钢板制成。型钢和钢板采用半自动火焰切割或等离子弧切割，下料后清除毛刺，打磨坡口，清除氧化皮露出金属光泽。于型钢与钢板组装时保证紧贴，柱脚板与型钢焊接时应保证紧贴面在75%以上。盂组装好的梁柱应在明显部位用油漆写明构件编号。榆钢柱钢梁焊接均应采用E50系列焊条，焊接前焊条应烘干。焊接时焊条应由保温桶保存。

2.2.4锥形池底壁板和筒体壁板的预制淤预制前，根据施工图绘制排料图。于钢板下料及边缘破口加工，采用半自动火焰切割或等离子弧切割。下料后清除毛刺，打磨坡口，清除氧化皮露出金属光泽。盂每块壁板滚制前，板端都应预弯，预弯后放在平台上用弧形样板检查曲率。合格的壁板应用拉杆定形。

2.2.5环梁预制环梁为型钢制成，整根型钢根据环梁长度划线，划线后预弯一端，整根弯制，采用半自动火焰切割或等离子弧切割。余下直段接长后再行弯制。弯制中用弧形样板检查曲率直至合格。

2.2.6钢柱安装淤安装前先在各地脚螺栓上安装一个螺母和垫片，用水准仪找平各垫片上平面到柱底标高。于钢柱采用吊车吊装就位，就位后安装垫片和螺母。盂所有钢柱就位后用经纬仪找正钢柱的标高和垂直度，使其符合规范要求。找正后拧紧柱脚板上下的螺母，并安装第三个螺母锁紧。

2.2.7放射梁和环梁安装淤主放射梁与柱连接采用10.9级高强度螺栓连接，螺栓拧紧采用扭矩扳手，连接时先初拧（初拧力矩为270Nm），每根放射梁上的所有螺栓初拧完成后终拧（终拧力矩为440Nm）。于安装环梁、次放射梁。环梁与主放射梁、次放射梁与环梁采用焊接连接。在保证环梁、次放射梁位置正确后点焊，边点焊边矫正位置，直到点焊牢固。

2.2.8锥形池底铺设先安装最内圈，依次向外逐圈安装直到最外圈。安装每一圈底板都应先在外径尺寸处在放射梁上焊接定位角钢保证外圈尺寸，在已有的底板上焊接定位板保证池底平整。所有定位角钢和定位板在底板定位完成后切除。

2.2.9筒体安装淤第一圈筒体安装前先测量已安装完成的池底外径的圆度和标高，需修整的修正到设计外径和标高。于筒体下边缘低于池底的，需在筒体壁板相应高度位置焊接定位板，定位板间隔1.0到1.5米，以保证筒体壁板上缘标高一致。盂壁板用吊车吊装到位，在保证筒体壁板与池底紧贴后点焊池底板与筒体壁板，点焊间距不大于150mm。第一块筒体壁板点焊完成后应用定位杆定位。榆第二圈筒体壁板就位前，应在第一圈筒体上缘焊接定位板保证上下圈半边初步对齐。虞第二圈筒体壁板亦用吊车吊装到位，用定位角钢在保证筒体壁板严格对齐和紧贴后点焊上下圈筒体壁板，点焊间距不大于150mm。第一块筒体壁板点焊完成后应用定位杆定位。愚各相邻的筒体壁板竖向对齐后用样板检测圆度后点焊。

2.2.10溢流槽安装淤溢流槽安装前应先依照工艺要求确定溢流槽底起点标高在筒体圆周上的位置，并以此点为最高点，按图纸中要求的坡度在圆周上划出溢流槽底线，以此线高度为准安装溢流槽槽底。于溢流槽底安装完后立即安装槽底加劲板。安装槽底加劲板时用角尺保证槽底板与筒体壁板的垂直度。盂溢流槽内圈筒体安装参照第一圈筒体安装方法。

2.2.11焊接

2.2.11.1焊材验收所有焊材应有加盖了焊材厂或焊材经销商原始红章的质量合格证明书，以保证焊材的可追溯性。焊材包装要符合国家标准要求，无破损和受潮。焊材外观标识清晰牢固，与实物相符。焊材外包装上的生产日期、型号（牌号）、炉批号等要与质量证明书相符。

2.2.11.2焊材烘焙焊接所用J422（E4303）焊条烘干温度100~150益，恒温时间0.5~1小时，允许使用时间8小时，最多烘干3次。J506焊条焊条烘干温度350~400益，恒温时间1~2小时，允许使用时间4小时，最多烘干2次。现场施焊时，要采用性能良好的保温桶，随用随取。

2.2.11.3焊接材料按照施工图纸要求，母材材质Q235B+Q345B时，用J506(E5016)焊条，当母材材质为Q235B+Q235B时，用J422(E4303)焊条。焊条规格有准3.2mm、准4.0mm两种。

2.2.11.4焊接准备钢板用半自动轨道式切割机火焰切割，型钢用火焰手工切割。钢板坡口优先采用半自动切割机加工，其次为手工开坡口。所有坡口必须用角向磨光机打磨，清除坡口两侧30mm范围内铁锈、油污、氧化皮及硬化层，将坡口表面打磨平整、光滑，不得有凹陷、夹渣、分层、裂纹及熔渣等缺陷。对于梯子、平台、栏杆扶手等钢构架及现场组对过程中的切割，均采用手工氧炔焰切割。

2.2.11.5焊接接头坡口型式及组对尺寸焊接接头坡口型式及组对尺寸按照图纸和规范要求进行选用、加工和组对。

2.2.11.6焊接施工焊接施工中，在保证焊缝内在和外观质量符合标准要求的基础上，焊接质量主要取决于焊接变形的控制，因而要合理安排焊接顺序，严格焊接工艺纪律，采取防变形措施，将焊接接头的质量控制在标准允许范围之内。

淤定位焊与工卡具的焊接工艺与正式焊接相同，由合格焊工担任。引弧和熄弧都在坡口内或焊道上。每段定位焊的长度为50~100mm。于焊接前要检查并保证组装尺寸符合图纸要求，清除坡口表面及坡口两侧20mm范围内的泥沙、铁锈、水分和油污，确保施焊部位充分干燥。盂施焊中要保证焊道始端和终端的质量，始端采用后退起弧法，必要时采用引弧板和熄弧板，终端要将弧坑填满。榆多层焊的层间接头错开50mm以上。虞双面焊的对接接头在背面焊接前要清根。采用碳弧气刨清根后，要用角向磨光机修整刨槽，磨除渗碳层。愚雨雪天气不焊接。确需焊接时，要采取防雨措施，风速超过8m/s时要采取防风措施，大气湿度超过90%时，要采取干燥措施。舆严格执行焊接工艺卡。余焊接顺序：锥底和筒体均按照先纵向焊缝，后环向焊缝的顺序焊接。纵焊缝焊接必须对称施焊，先外侧，后内侧，组装卡具装在纵缝内侧，间距不大于500mm，初层焊道采用分层退焊或跳焊，焊条直径准3.2mm，以后各层焊接采用准4.0mm焊条焊接。俞环缝焊接由数对焊工均匀分布，沿同方向，同速度、同规范分段焊接，先外侧、后内侧。初层焊道采用分层退焊或跳焊，焊条直径准3.2mm，以后各层焊接采用准4.0mm焊条焊接。逾外侧根部焊接时，采用小直径焊条保证焊透，以减少根部清根刨除量。碳弧气刨清根时要注意操作手法，保证刨槽尺寸一致，避免刨槽宽窄深浅不一造成焊接变形。輥輯訛加强圈、溢流槽焊接亦为环向焊缝，按环向焊缝要求施焊。輥輰訛深度超过0.5mm的划伤、电弧擦伤、焊疤等要用砂轮机打磨平整。輥輱訛表面缺陷深度或打磨深度超过1mm的要补焊并打磨平整。

2.2.11.7焊接施工施工中质量通病预防淤焊接时不得在坡口之外的焊件表面起弧、熄弧。不得在工件上随意焊接临时用具。于焊缝的每层焊道在下一层焊道施焊前都要清除药皮熔渣和其它杂物。焊接完成后要将药皮熔渣清除干净，露出焊缝金属光泽。盂焊接中层与层间的焊道接头要错开。榆所有焊缝（包括角焊缝）边缘要和母材表面融合良好，过渡光滑。虞梯子、平台、栏杆扶手等钢构架的焊缝尺寸符合图纸要求，焊后要将药皮熔渣、飞溅物清除干净。

2.2.11.8应力变形的控制与消除淤减小了焊缝尺寸：焊接内应力由局部加热循环而引起，为此，在满足设计要求的条件下，尽量减小了焊缝宽度和高度。要转变焊缝越大越厚越安全的观念。于减小了焊接拘束度:拘束度越大，焊接应力越大，应尽量使焊缝在较小拘束度下焊接。为此，尽量不用刚性固定的方法控制变形，以免增大焊接拘束度。盂采取了合理的焊接顺序:在焊缝较多的浓缩池底板和桶身，根据本产品形状和焊缝的布置，采取先焊收缩量较大的底部焊缝，后焊收缩量较小的筒体焊缝；先焊拘束度较大而不能自由收缩的桶底角焊缝和平焊缝，后焊拘束度较小且能自由收缩的桶身立焊缝和横焊缝。榆采用焊前反变形方法控制焊后的角变形：对于小型板的焊接，采用此方法来控制应力变形，根据板材厚度，反变形量控制在3耀6%左右。虞采用锤击法减小焊接残余应力：在每层焊道焊完后立即用手锤均匀敲击焊缝金属面，使其产生塑性延伸变形，并抵消焊缝冷却后承受的局部拉应力。愚采用后热处理法扩散残余应力：对于焊接完成后应力比较集中且已产生形状改变的焊缝，采用氧乙炔焰加热的方法来扩散应力，加热温度控制在900耀1000益左右，必要时配合锤击法，即能扩散应力，又能调整形状。

2.2.11.9焊接检查淤焊缝表面及热影响区不得有裂纹、气孔、夹渣和弧坑等缺陷。于对接焊缝表面光的咬边深度不得大于0.5mm，咬边连续长度不得大于100mm，焊缝两侧的咬边的总长度不得超过该焊缝长度的10%。盂锥底纵焊缝不得有低于母材表面的凹陷。锥底环焊缝和筒体环焊缝低于母材的凹陷不大于0.5mm。凹陷的总长度不大于该焊缝长度的10%。

2.2.12浓缩池防腐钢结构浓缩池防腐级别一般不低于Sa2.5，除锈方式一般采用喷砂除锈和动力工具除锈；考虑到浓缩池安装焊接点较多，此类工程一般安装焊接完成进行整体除锈防腐。

3经济效益

钢结构浓缩池的各项优点可带来如下经济效益，如表1所示。淤施工周期短，能够尽早交付使用，亦能够尽早创造经济效益。于造价低，能够节约25%左右的建设投资。盂工效高，节约人工，降低了约40%的人工成本。榆不需周转材料和木材，节省租赁费和木材采购费。虞全钢结构制造安装，升级改造简便容易，节省升级费用。愚全钢结构制造，可循环利用，有回收价值。

参考文献：

[1]湖北给水排水设计院.钢筋混凝土圆形水池设计[M].中国建筑工业出版社,1977.

[2]卢生寿.探讨钢筋混凝土矩形水池结构设计[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2009(07).

[3]郭天来.钢筋混凝土矩形水池的结构设计及计算分析[J].四川建材，2007(06).