超大型催化装置再生器开侧窗设置吊装轨道更换分布板施工技术

封 龙，杨雪艳

（陕西化建工程有限责任公司，陕西咸阳 712100）

1 工艺原理

1.1 再生器大分布板拆除、安装分片重量

编号1～5，数量各1片，重量分别为：15.1t，12.5t，12.5t，9.5t，9.5t。

1.2 施工方法

以再生器器壁标高33.6m为侧窗上口标高，165°为侧窗中心线，向下开宽2.5m、高3.5m的侧窗作为技改内件进出通道。为了吊装再生器大分布板、小空气环、待生催化剂入口分配器、施工过程中需要拆除的部分内件（原有5根一级料腿、6根二级料腿及相应的拉杆、翼阀、防倒锥，施工结束后原样恢复）及大分布板下部操作平台材料，在内部器壁标高33.6m处（轨道梁梁顶标高）设置吊装轨道。再生器大分布板分5片拆除、5片安装。分片部件从再生器施工侧窗处进出，在再生器器壁内部设置吊装轨道（1根主梁，主梁伸出侧窗外2m；4根次梁），主梁上设置2台10t单轨手拉跑车葫芦，4根次梁上各设置1台10t单轨手拉跑车葫芦。隔板1施工使用主梁上的2台葫芦，新隔板使用外部吊车吊装至侧窗外部，外伸主梁上靠内侧的1台葫芦接住向内拉，外侧吊车向内送，送到靠外侧的葫芦的吊装点上，外部吊车摘钩，两台葫芦同时配合向内部移动，移动到容器中央，缓慢垂直下落到安装位置。隔板2～5的吊装先按隔板1的吊装方法将部件吊装到容器中央，然后倒给靠同一侧的2根次梁上的葫芦，再吊装至相应的安装位置。吊装过程一定要平稳。旧隔板的拆除吊装方法与新件的吊装方法相反。

1.3 再生器隔板吊装横梁校核

1.3.1 说明

① 校核依据隔板吊装横梁及相关尺寸。

② 经查阅文献得知，10t单轨手拉跑车葫芦匹配的工字钢轨道为I28a～I63c。

③ 横梁选用热轧工字GB/T706—2016材质Q235A，经查GB/T700—2006σs=235MPa，其中许用[σ]=235/1.4=167.85MPa。

④ 构件支点筋板连接采用角焊缝，焊缝高度hs=20mm。

⑤ 横梁最好整根采购，若分段连接，建议采用栓+焊形式，即主梁对接焊再加筋板栓。

⑥ 4根支梁通过筋板与主梁焊接固定，因主梁上安装的2台葫芦需全程移动，故主、支梁安装高差必须保证葫芦顺利通过，经查阅10t单轨手拉跑车葫芦使用说明书得知，高差＞190mm。

⑦ 为了保证葫芦安全运行，支、主梁两端需设置车挡，且葫芦滑轴线宜沿梁妥善布置。

⑧ 在主、支梁支点力学性能核算中，因其弯曲应力较小，故忽略不计，只记取剪应力。

⑨ 葫芦对梁的受力按集中载荷记取，梁的自重按均布载荷处理。

1.3.2 支梁校核

1.3.2.1 材料性能指标

主梁选用Q235热轧I36b 经查GB/T706-2016每米重量65.689kg，抗弯W=919cm3，高度h=360mm

1.3.2.2 支梁受力分析

根据给定工况，选取吊装隔板2时的最大受力工况进行分析。此时，当葫芦运行到梁中央时，其受力最大，单根支梁受力如图1所示。

图1 单根支梁受力示意图

图中，吊装计算载荷Q计=K1K2(Q1+Q2)

其中，Q1：隔板重量Q1=12.5/2t；K1：动载系数；K2：不平衡系数；Q2：机锁具重量，Q2=2t（按自重2t考虑）。

q：支梁自身重量，均布载荷，q=65.689kg/m

横梁自重G=q×L=65.689×5.52=0.36t。

1.3.2.3 校核

支梁中点O处弯矩

Q235许用弯曲许用应力[σ]=235/1.4=167.8MPa=1678kg/cm2＞σMI36b可以满足。

1.3.2.4 节点焊缝系数校核

因支梁与塔壁焊接较牢，以支梁与主梁连接节点进行简单校核。因支梁筋板受弯很小，在此只进行剪应力校核，此时以2道主立缝考虑，焊缝有效长度lw=310mm×0.8=248mm（0.8为引弧板焊缝长度折减系数），焊缝高h=20mm。

1.3.3 主梁校核

1.3.3.1 材料性能指标

主梁选用Q235热轧I63c 经查GB/T706—2016 每米重量141.4kg，抗弯W=3 300cm3，高度h=630mm。

1.3.3.2 主梁受力分析

根据给定工况，选取吊装隔板分片1时的最大受力工况进行分析，此时，在葫芦吊重移动过程中，当重物移动到梁中央时，梁中央受力最大。

图2 主梁受力分析示意图

图2中：R1a、R1b主梁为支座反力，F1a、F1b：吊重计算载荷，F2a、F2b为次梁支梁反力。

F2a、F2b隔板1、2不可能同时作业，故在此只取支梁重量引起反力。

（葫芦重量按1t考虑）。

1.3.3.3 主梁中心点弯矩校核

根据计算出的弯矩，主梁选用I56a即可满足要求，其中W1=2 340cm3

1.3.3.4 节点焊缝系数校核

按照主梁与器壁焊接结构，考虑筋板自重受弯很小，在此只进行剪应力校核，此时以3道焊缝考虑（6道角焊缝），焊缝有效长度lw=400mm×0.8=320mm（0.8为引弧板焊缝长度折减系数），焊缝高h=20mm。R1a=13.2t，此处剪切应力=13.2*1000/6*0.7*2*32=49.10kg/cm2（0.7为焊缝高度折减系数）。焊缝许用应力[στ]=120MPa。所以节点焊缝可以满足。

通过上述计算校核，I56a与I36b配套使用就可以满足要求，考虑到安全角度，吊梁最终选用I56c与I36c配套使用，配套使用时须注意次梁与主梁筋板连接处需割豁口，保证小车能够自由通过。

2 施工工艺流程及操作要点

2.1 侧窗加固

为了防止开侧窗后筒体变形，开侧窗前在切割焊缝周边及侧窗本体上焊接加固型钢及钢板。焊接焊缝要求满焊，焊脚高度不下于钢板及焊接H型钢翼缘板厚度。侧窗恢复后拆除侧窗加固，拆除过程中防止器壁母材损伤。加固拆除结束后，焊接加固的器壁位置连同侧窗焊缝同时进行焊后热处理，消除焊接应力。

2.2 侧窗施工

以再生器器壁标高3.6m为侧窗上口标高，165°为侧窗中心线，向下开宽2.5m、高3.5m的侧窗作为技改内件进出通道。为了保证焊缝切割质量，采用自动切割机切割，割嘴向侧窗侧倾斜一定角度，方便后续焊口修磨。为了防止后续焊接裂纹，侧窗4个角采用弧形切割焊缝。侧窗恢复时焊缝进行焊前预热、焊后热处理。

2.3 轨道梁施工

在内部器壁标高33.6m处（轨道梁梁顶标高）设置吊装轨道（1根主梁，主梁伸出侧窗外2m；4根次梁）。主梁与器壁连接节点、主梁与次梁连接节点、次梁与器壁连接节点的所有焊缝焊接结束后做渗透检测，防止焊接裂纹。主梁两端、次梁靠近器壁端设置车挡。主梁上设置2台10t单轨手拉跑车葫芦，4根次梁上各设置1台10t单轨手拉跑车葫芦。轨道葫芦安装完毕后，进行重物试吊，检测轨道葫芦是否能正常工作。内件吊装结束后，拆除轨道梁，拆除过程中防止器壁母材损伤。轨道梁拆除结束后，器壁焊接位置进行局部热处理，消除焊接应力。

2.4 分布板分片吊装

再生器大分布板分5片拆除、5片安装。分片部件从再生器施工侧窗处进出。隔板1吊装使用主梁上的2台葫芦，新隔板使用外部吊车吊装至侧窗外部，外伸主梁上靠内侧的1台葫芦接住向内拉，外侧吊车向内送，送到靠外侧的葫芦的吊装点上，外部吊车摘钩，两台葫芦同时配合向内部移动，移动到容器中央，缓慢垂直下落到安装位置。隔板2～5的吊装先按隔板1的吊装方法将部件吊装到容器中央，然后倒给靠同一侧的2根次梁上的葫芦，再吊装至相应的安装位置。旧隔板的拆除吊装方法与新件的吊装方法相反。吊装过程一定要平稳。

3 质量控制

1）严格按照质量保证体系进行，制作工程必须严格按照工艺卡进行执行，杜绝各种违反施工工艺的行为。

2）明确各工序的质量要求，层层把关，质量要求落实到个人。

3）焊接人员、质检人员、起重必须落实到位，持证上岗。