预焙阳极铝电解槽槽壳制作安装方案

240KA预焙阳极铝电解槽槽壳制安方案编制：李占华审核：许守明批准：王志坚金结公司彩板厂二00四年九月十日目录一、工程概况二、施工方案编制依据、执行标准三、电解槽槽壳制作工艺四、电解槽槽壳安装工艺五、施工组织措施六、主要施工机具计划七、施工人员计划八、施工网络计划一、工程概况包头铝厂240KA预焙阳极铝电解槽是目前新建铝厂工程采用的较大的槽型，由沈阳铝镁设计院设计。电解槽金属结构主要包括支撑梁、摇篮架、槽壳、上部结构结构大梁立柱等，其制作和安装的难点是控制和减小焊接变形。制作过程中采用胎具、模具装配焊接，保证制作安装质量。按照样板引路的原则，槽壳、上部结构结构大梁立柱应先各试制样品壹台，经检验合格后再批量制作。二、施工方案编制依据、执行标准1、编制依据沈阳铝镁设计院设计的施工图纸STLY96—92、执行标准及规范a、《钢结构工程施工质量验收规范》﹙GB50205—2001﹚b、《手工电弧焊接头的基本型式与尺寸》﹙GB985—88﹚c、《埋弧焊接头的基本型式与尺寸》﹙GB986—88﹚d、《有色金属工业建设工程机械设备安装质量检验评定标准》三、电解槽制作工艺及要求（一）材料1.电解槽制作所用的钢板，型钢应符合设计要求，并附有生产厂家的产品质量证明书，表面不得有锈蚀现象，金属表面锈蚀在型材及5mm以上板材不大于0.15mm。2.焊条、焊剂、焊丝及CO2气体应符合设计要求，并具有响应的材质合格证书。3.所采用的油漆应符合设计要求，并具有相应的材质合格证书。（二）焊接工艺1.电解槽制作所用钢材及焊接材料，应按施工图纸的设计要求选用，其性能和质量必须符合国家标准和行业标准的规定，钢材焊接所需焊条、焊丝、焊剂的选配如下表：钢材手弧焊埋弧自动焊CO2气体保护焊代号焊条型号焊丝焊剂焊丝Q235BE4303H08AHJ431H08Mn2SiA2.焊条、焊剂、焊丝均应存放在干燥通风良好的库房。3.焊条、焊剂在使用前必须按产品说明书及工艺要求进行烘干并做好烘干记录。焊条焊剂的烘干温度如下表名称烘干温度烘干时间（h）备注E4303100~150℃1~2h恒温箱内储存温度80~100℃E4306300~400℃1~2hHJ431250℃2h烘干焊条时，不应将焊条突然放进高温炉体或从高温炉中突然取出冷却。焊条、焊剂应随用随取，应分别放入保温筒、保温箱内储存。焊条烘干次数不宜超过三次。4.不得使用药皮脱落，焊芯生锈的焊条和受潮结快或熔烧过的焊剂，焊丝使用时表面应干燥，无氧化皮、油污和铁锈。5.CO2气保焊，CO2气体纯度不应低于99.5﹪且其含水量应小于0.05﹪当气瓶内的压力低于1.0Mpa时，应停止使用。6.定位焊应使用与正式焊接相同的焊条、焊丝、定位焊所用焊条直径不应大于3.2mm，焊缝厚度不应大于2/3hf，且不应大于8mm，焊缝长度不宜小于25mm，定位焊应在焊道内，定位焊不得有裂缝，气孔、家渣等缺陷，且两端应过渡平滑。7.对接焊缝的两端应设引弧板和熄弧板，其材料和坡口型式与焊件相同，引弧板和熄弧板长度，埋弧焊应大于50mm，手弧焊和CO2气保焊应大于20mm。8.多层焊时，宜连续施焊，每一层焊道焊完后应检查有无缺陷，有缺陷应清除后再焊，上下层接头应错开，且焊缝同一部位返修次数不宜超过两次。9.电解槽槽壳和摇篮架优先采用CO2半自动气保焊技术。槽壳底板对接焊缝焊接采用埋弧自动焊技术。焊前，应将焊缝坡口及其附近30~40mm范围内的灰尘、油污铁锈等杂质清除干净。10.电解槽端侧板的焊接在胎具上进行，尽量采用平焊位置。施工图中注明的重要焊缝，采用背面清根的方法来保证焊透。碳弧刨应采用直流反接，CO2气保焊必须采用直流反焊。电解槽端侧板、长侧板、底板、摇篮架焊接顺序见后面制作工艺。11槽壳底板对接焊缝埋弧焊工艺参数；坡口型式按设计要求加工V型坡口，背面清根。板厚（mm）焊丝直径（mm）接头型式焊接顺序焊接电流(A)电弧电压（V）焊接速度（mm/min）备注12Ø4正反420~480600~65030~3232~35300~400背面清根13.CO2气保焊工艺参数板厚mm直径mm接头型式层数焊接电流（A）电弧电压（V）焊接速度焊丝外伸长度（mm）气体流量L/min10Ø1.22300~32037~390.70~0.82152012Ø1.22310320.50152016Ø1.23(1)300~340(2)300~340(3)120~14025~2733~3535~370.40~0.500.30~0.400.20~0.301520（背面清根）20Ø1.24140~160152012Ø1.2Ø1.629030028360.500.4510~152014.碳弧气刨工艺参数碳棒直径（mm）电弧长度（mm）空气压力（mpa）极性电流（A）气刨速度（m/min）51～20.39～0.59直流反接2500.5～1.015.焊接质量检验执行沈阳铝镁设计院图纸STLY96—6和沈阳铝镁设计院编制的《大型预焙电解槽槽壳及金属结构制作规程》要求GB50205-2001有关规定。（四）制作工艺1.放样、划线1.1制作前，应认真审核施工图，并熟悉工艺要求，发现问题及时同技术人员联系、协商解决。2.2制成的样板应经检查，确认合格后放可使用，并做好标识，样板制作尺寸的允许偏差如下：项目允许偏差长度0~0.5mm宽度0~0.5mm对角线差1.0mm同组内相邻两孔中心线距离±0.5mm相邻两组端孔间中心线距离±1.0mm加工样板的角度±20mm1.3钢材号料时应预留切割余量，收缩余量1.3.1切割余量加工方法剪切手工切割半自动切割切割余量1mm4~5mm3~4mm1.3.2.焊接收缩余量、对接焊缝，焊缝长度方向每米收缩0.7mm宽度方向每个接口1.0mm；角焊缝，长度方向每米收缩0.6mm，宽度方向每米收缩1.0mm，每个加紧板收缩0.3mm。1.4电解槽槽壳的端侧板、长侧板、底板宜优先采用供货的定尺板，减少拼接焊缝。端侧板和长侧板的接口位置，坡口型式按图纸要求加工。2.下料2.1钢板切割采用氧—乙炔半自动切割和剪扳机的方法，加工零件的尺寸允许偏差如下：加工方法允许偏差手工气割±3.0mm自动、半自动气割±2.0mm剪切±2.0mm2.2焊接坡口加工，优先采用氧—乙炔半自动切割，主要焊缝切割后用角向磨光机打磨，保证坡口平直，不得有裂纹和大于1mm的缺棱。3、组装3.1加工完的零件经检验合格后方可使用。3.2钢材的拼接应在组装前进行，构件的组装应在部件组装焊接并矫正后进行。3.3焊接接头组装允许偏差项目允许偏差示意图对接间隙±1.0错边8＜t≤20≤2.020＜t≤40≤t/10且≯3.0坡口角度±50钝边±1.0接头间隙1.04、端侧板制作4.1槽端侧板下料时，长度方向加8mm收缩量，宽度方向加2mm收缩量，两端1/4圆弧中心线、边线，端侧板与长侧板连接板的接口展开线间距离缩小0—5mm。4.2端侧线划线时，应表出端侧中心线，1/4圆弧中心线、边线，端侧板与长侧板连接板的接口展开线（此口待端侧板焊后切割），并用冲子做好标记。4.3端侧板两端的1/4圆弧用棍床卷制,卷制时必须保证圆弧的边线平行于辊子的中心线，卷制中不断用样板检查，不能过压。4.4卷制完毕的端侧板放在平台上，检查上下口的开口度和对角线，对角线差不大于5mm4.5围带板加工，采用整体下料。即在一张钢板上划出若干条围带板，气割时不完全断开，留下几个切割点，待整体卷制后再断开。4.6T型筋板组装前检查零件几何尺寸，超差禁止使用，对于焊后产生的角变形，采用液压千斤顶矫正。4.7端侧板的组装、焊接均在胎具上进行，组装顺序如下：首先将端侧板的中心线对准胎具的中心线，固定端侧板，楔铁从中心向两边加紧，不留间隙，然后在端侧板上划出环板和T型筋板的位置线，依次按照：Ⅰ带环板T型筋板Ⅱ带环板T型筋板Ⅲ带环板T型筋板端部环板围板斜插板T型筋板。4.8端侧板采用CO2气体保护焊焊接，全部采用横角焊，焊接顺序为：先焊Ⅱ带环板及筋板，后焊Ⅰ带环板、Ⅲ带环板及筋板，焊接时四名焊工从中间向两端施焊，先焊环板及筋板与端侧板之间的焊缝，后焊环板与筋板之间的焊缝，最后焊筋板与围板的焊缝。4.9脱胎焊接后的端板在冷却到环境温度后可进行脱胎，脱胎后进行自检，自检按下图进行。W1=W2=41300-10mm；LA-LB≤5mm。检验不合格需进行修整，横向、纵向变形≤3mm。5、长侧板制作5.1长侧板下料，长度方向每侧预留30mm余量，并用冲子标出长侧板中心线。5.2长侧板的装配焊接在胎具上进行，如图示：焊接时采用CO2气体保护焊焊接，焊接顺序为123456。5.3长侧板检验合格后进行阴极窗口气割。6、底板制作6.1底板由四块钢板拼接而成，宽度方向加5mm余量，长度方向加10mm余量，底版拼接纵缝应与底版纵心错开，横缝间距应大于1m以上，坡口型式见焊接工艺。6.2底版拼接顺序如下图所式，先拼接Ⅰ、Ⅱ板，焊接1.2矫平，再将Ⅰ、Ⅱ板拼成底板。Ⅱ12Ⅰ36.3底板焊接在平台上进行，采用埋弧自动焊。焊缝两端加设引弧熄弧板，二次下料时切除，正面焊后，反面用碳弧气刨清根。6.4底板焊完后，采用专扁担梁六点吊装，以防止吊装变形。7、摇篮架制作摇篮架由立柱和直梁组成，制作时应保证两立柱间宽度为L0+5mm，立柱高度为H-50mm。如图示：7.1摇篮架下料时，各零部件必须按图纸要求加工坡口。补强板如拼接，只能两块拼（长度方向），其中一块板的长度要大于2/3板长，且上下补强板焊缝错开500mm以上。7.2立柱制作时，以柱顶面为基准，确定高度尺寸。7.3摇篮架焊接优先采用CO2气保焊。8、涂装槽壳制作验收完毕，进行手工机械除锈，不低于ST3级，除锈后刷LF61—4沥青耐热漆两遍。除摇篮架、支撑梁全部涂刷外，其他构件均为外侧涂刷，内壁禁止涂刷。涂刷时，安装焊缝两侧30—50mm范围内禁止涂刷，安装后补刷。三、电解槽槽壳安装工艺（一）、安装工艺流程基础测量放线绝缘支墩安装槽底铝母线安装支撑梁安装摇篮架安装槽底板安装端侧板安装长侧板安装整体焊接摇篮架复位调整补焊槽壳矫正槽壳纵横中心线调整验收槽内衬砌筑完毕组焊内沿板槽沿板验收（二）、安装准备1、吊装设备选用进入电解车间安装槽壳之前，首先安装天车。天车选用电动单轨梁，悬挂2台10吨电葫芦。2、基础放线测量2.1安装前，办理基础移交手续，作好基础验收工作。支墩基础表面，必须保证水平和光滑、平整，支墩四角高差≤2mm，支墩顶面高差0-2mm。2.2基础复侧放线首先检查基础中心线是否符合设计要求，基础中心线允许偏差为±20mm，然后进行测量放线。根据厂房的基准线，用经纬仪首先放出电解槽纵向中心线，然后依次放出每台槽的横向中心。3、绝缘支墩安装3.1绝缘支墩主要是高分子绝缘垫板和石棉板的交错叠加进行绝缘，安装前，必须先检查其绝缘性和表面平整度。3.2支墩表面绝缘垫安装表面要平整，用水平尺检查其水平度≤1‰绝缘垫板间接触紧密，用手按压检查不能活动。平整度达不到要求的高分子绝缘砖，可以通过加工或3使其达到要求。绝缘支墩顶面钢板可以作为调整支墩顶面标高。（三）槽壳组对安装1、支梁安装1.1支梁安装前必须先校正。用1.0mm、1.5mm、2.0mm垫板调整支墩标高，从而保证支墩安装标高。1.2支梁应与绝缘层垫板间紧密接触，用手检查其顶面钢垫板和石棉均不能活动。支梁安装在绝缘支墩上，调整其纵横中心线与安装基准线重合，其允许偏差≤2mm2.摇篮架安装2.1摇篮架安装时，采用非正位临时就位，待槽壳组对焊接后再恢复到设计要求的正确位置，补焊未焊焊缝，调整摇篮架安装的横向中心与电解槽的纵向中心线一致。2.2在摇篮架上铺垫石棉板3.吊装槽底板3.1用专用吊具将底板吊到已调整好的摇篮架上，调整底板纵横中心线与安装基准线重合。3.2根据中心线画出槽端侧板及长侧板安装的轮廓线，其中长度方向尺寸增加8mm收缩量。4.槽端侧板安装4.1组对槽壳两端侧板，调整端侧板中心线与电解槽纵向中心线重合，调整端侧板的垂直度，端侧板对于铅垂线向外倾斜1-2mm，两端头内壁尺寸控制为