150000m3稀油密封干式煤气柜施工质量控制

陈 雷

(中国二十二冶集团有限公司，河北唐山 064000)

干式煤气柜在冶金、化工行业中起存贮煤气、平衡管网压力作用。与其他类型煤气柜相比，它的制造安装质量要求高，贮存容量大，施工技术复杂，是目前煤气行业中一种新的安装工艺。

某钢厂150 000 m3煤气柜是国内第一个自行设计、制造、安装的气柜，所有零部件全部是国产。它的工作原理是由密闭在多棱柱柜体内的刚性活塞，由活塞边缘油槽内的机械密封装置，加油后产生密封作用，通过活塞在柜体内往复升降，实现贮存煤气。它的主体结构是24边棱柱体，棱边长7 m，最大直径为53.629 m，底座面积为2 233 m2，气柜檐口高度为82.957 m，煤气容量上限为165 245 m，柜体钢结构总重量约为1 931 t。柜内活塞由型钢和钢板制成，其表面辅设混凝土配重块，活塞总重量约为1 595 t。柜内设计压力为8 kPa。

该型煤气柜的施工工艺分为土建、设备制造、设备安装、设备调试等阶段。它的构造包含有柜底板、底部油槽、导柱、侧板、柜顶桁架和顶板、通风帽、活塞桁架和底板、活塞、油槽、柜身平台、电梯井架等。施工方法是采用气压顶升法。

施工技术采用先进的立向下焊技术，全站仪测量技术，密封机构两次安装及整体调试技术等。钢结构立柱加工自行设计专业加工铣床，并设计专用吊装，侧板吊装设置三台柜顶吊车。

柜体土建基础施工及钢结构安装阶段施工工序是:

施工准备→基础挖土及验槽→基础混凝土施工→基础验收→基础表面防腐施工→柜底板安装→柜底油槽安装→活塞桁架及底板安装→柜顶桁架及顶板安装→基础侧板安装→活塞油槽安装→密封机构安装→上下导轮安装及防回转装置安装→顶升准备→顶升安装第二节导柱及侧板→顶升安装3节～8节导柱及侧板→固定柜顶桁架→活塞回落→密封机构拆除→测量导柱垂直度及平整度→活塞密封机构二次安装→气柜空载试验→安装活塞顶部混凝土配重块→填注密封油→整体调试→竣工。

衡量该气柜施工质量的标准是气密性能试验泄漏率和活塞运行状态。在施工中，每道工序都直接或间接影响煤气柜的运行质量。要使煤气柜整体质量达到设计要求，对每道工序的质量要进行严格把关，实行质量控制。如质量失控，达不到设计规范要求，将直接影响气柜的安全生产，严重时会给国家造成不应有的损失。

该式煤气柜质量验收在当时国内还没有正式的验收规范标准。施工中参照国外同类型气柜标准执行。该标准要求较高，执行难度大。在施工中应注意以下四个阶段的工程质量控制:

1)在土建基础施工阶段，要控制好标高、轴线对称度和外型尺寸;

2)在结构制作阶段中，对基柱、导柱制作公差、侧板制作公差、活塞桁架及中心环制作公差要严格把关;

3)在安装阶段对柜底板平整度，基柱标高和切向、径向偏差，活塞中心环与气柜中心重合度、活塞桁架跨度、活塞倾斜值，侧板接头部位表面配合尺寸，导柱的径向和切向偏差，密封装置滑板与侧板间隙进行控制，上下导轮中心与导柱中心重合度要按标准从严掌握;

4)在调试阶段，对配重块配置均匀程度，活塞倾斜度，活塞防回转装置安装位置，上下导轮与导柱间隙尺寸，密封机构滑板和滑块配合尺寸要一丝不苟。

为保证煤气柜施工质量，必须建立一个完整的质量保证体系。对影响煤气柜施工质量的几个重要工序，实行质量跟踪控制。在施工准备阶段做好图纸会审，施工组织设计编制，材料和预制构件及半成品的检验，施工机械设备的检修等项工作。在施工阶段，做好技术交底，施工质量检查和验收，运用现代化管理方法对整个施工中几个重要部位做好质量分析及跟踪，做到有专项措施，有专人负责，有完善的质量保证体系。对出现的质量问题，要及时分析原因，采取措施，处理达到标准后才可以进行下道工序。

根据对气柜密封性分析，影响密封状态好坏的原因是多方面的，其因果分析图见图1。影响煤气柜气密性试验泄露率的主要因素有人和管理、材料、设备及施工工艺五个方面。其中人的影响因素有:人的责任心、人所处的工作环境;管理的影响因素有:没有建立质量保证体系、图纸没有会审、技术人员没有对技术方案交底或交底不明确;材料的影响因素有:滑板材料不合格、侧板平整度不合格、活塞材料不合格、焊条质量不合格、弹簧弹力不合格、密封油粘度不合格;设备的影响因素有:导柱加工设备精度没有达到要求、侧板冷弯成型加工设备误差大(影响因素有样板、导柱加工没有专用模具)、测量仪器误差大(影响因素有仪器没有校验、使用未经检验的设备);工艺的影响因素有:安装导柱垂直度没有考虑安装侧板焊接收缩量、制造及安装活塞桁架时没有考虑焊接底板的收缩量、测量导柱垂直度时没有考虑仪器误差、焊接工艺不符合标准要求(影响因素有底板没有做真空试验、侧板没有做渗漏试验)、导柱出场前未作预组装。

要确保施工质量，需做好如下工作:

1)在施工中对测量工作要给予高度重视，测量器具要定期送检，原始控制点要做好保护工作并定期复测。在测量导柱垂直度时注意补偿仪器本身的误差。

2)在结构制作中，要加强材料管理，对侧板平整度、滑板材质、活塞用料的截面尺寸公差要严格把关，在活塞材料代用上需认真计算是否影响平衡。

3)柜底板焊接工艺可采用分块、分段退焊法，以确保柜底板平整度。

4)导柱加工要采用一次成型加工工艺，对两根导柱接头部位要在制作现场进行预组装，以提高精度。对侧板制作采用冷弯成型技术，其安装孔采用钻模钻孔工艺，保证精度。

5)现场安装工艺，要从提高施工质量出发，导柱垂直度在安装上要考虑侧板焊接收缩量，活塞桁架制作要考虑焊接底板的收缩情况。而且焊接工艺要采用对称焊。

6)现场安装中，要重点控制基柱垂直度、标高、导柱垂直度、侧板平整度，以及活塞桁架各轴线与导柱轴线重合度。活塞基座平整度及密封机构安装质量，都是影响整个煤气柜施工质量的关键部位，对这些部位在施工中要有专项控制措施，做好工序间交接工作，严把工序间的质量关，把问题解决在本道工序内。

7)在气柜调试中，要做好活塞回床观察，气柜导柱垂直度测量，密封机构二次安装工作。为确保质量，对活塞要进行一次不加密封油空载试升，以便检查密封机构动态运行情况，上下导轮运行情况和活塞平衡情况。在确认没问题后，才可以安装配重块，进行正式起升，做气密性试验。

重点控制的是特殊工序及重要工序。特殊工序是焊接，包括底板及桁架底板、导柱和侧板。重要工序有导柱安装、密封机构安装、活塞桁架安装、防回转装置安装。底板平整度控制，焊接顺序也是关键，焊接变形控制好坏关键在横、竖焊缝的焊接顺序的合理安排。底板与油槽焊接要考虑底板的热膨胀因素，焊接时间最好考虑上午。侧板焊接要采用对称焊接工艺，焊接人员要经过培训，合格后方可上岗，每个人员焊接完成后要有焊接记录，便于今后追踪。导柱垂直度测量要考虑光照、温度的影响，考虑测量仪器的误差，考虑焊接侧板收缩影响。侧板煤油渗漏试验要与安装同步完成，检测率必须达到100%，避免留有隐患。活塞的平衡升降是保证密封良好的关键，制造和安装过程中要考虑构件平衡，顶升过程中要考虑滑轨的间隙，监控及时发现问题，及时调整防回转装置。煤气柜气密性衡量标准是供密封油油泵工作频率，一般要求是每天70次～90次。此外，活塞平衡状态及有无回转也是影响气柜正常运行的重要因素。在施工中也要认真对待，否则将产生严重后果。总之，该型煤气柜是非标设备，是机械安装与钢结构制安相结合的一项工程。其质量管理不同于钢结构制安，也不同于机械安装工程，要保证质量，从根本上要改变旧的传统观念，用新的管理方法去指导各项工作，并采用新技术、新工艺、先进的施工方法来保证安装中各道工序的质量，使煤气柜整体质量达到标准。