全液體空分裝置施工方案一、工程概況本工程為15000Nm3/h全液體空分裝置安裝項(xiàng)目，包含空氣壓縮系統(tǒng)、預(yù)冷系統(tǒng)、純化系統(tǒng)、精餾系統(tǒng)、液體儲(chǔ)存系統(tǒng)及DCS控制系統(tǒng)。裝置采用低溫精餾法工藝，以空氣為原料生產(chǎn)液氧（純度99.6%）、液氮（純度99.999%）及液氬（純度99.999%），主要設(shè)備包括冷箱（內(nèi)裝精餾塔、冷凝蒸發(fā)器等）、空氣壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、低溫液體泵及儲(chǔ)罐。工程占地面積約8600㎡，安裝工程總工期180日歷天，其中冷箱安裝為核心關(guān)鍵路徑，需在60天內(nèi)完成主體結(jié)構(gòu)施工。本裝置具有以下技術(shù)特點(diǎn)：設(shè)備密集性：冷箱內(nèi)設(shè)備及管道布置緊湊，最大管徑達(dá)910mm，最小管徑僅8mm，涉及鋁、不銹鋼、碳鋼等多種材質(zhì)；低溫密封性：系統(tǒng)需承受-196℃低溫，所有焊接接頭及法蘭連接需滿足嚴(yán)格的氣密性要求；潔凈度要求：氧系統(tǒng)管道內(nèi)壁油脂殘留量需≤125mg/m2，需進(jìn)行脫脂處理及氦檢漏；高空作業(yè)多：冷箱高度42m，需采用高空吊裝及腳手架作業(yè)，交叉施工風(fēng)險(xiǎn)高。二、編制依據(jù)設(shè)計(jì)文件：空分裝置施工圖紙、工藝流程圖（PFD）、管道布置圖（PID）及設(shè)備安裝說明書；國家標(biāo)準(zhǔn)：《空氣分離設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50274-2010）《工業(yè)金屬管道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50184-2011）《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工規(guī)范》（GB50236-2011）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：《鋁制空分設(shè)備安裝焊接技術(shù)條件》（JB/T6895-2014）《低溫液體儲(chǔ)罐施工及驗(yàn)收規(guī)范》（JB/T9072-2013）企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：焊接工藝評定報(bào)告（PQR-ASU-2025）、壓力管道安裝質(zhì)量手冊。三、主要施工技術(shù)措施3.1冷箱安裝3.1.1基礎(chǔ)驗(yàn)收與處理基礎(chǔ)驗(yàn)收：檢查混凝土基礎(chǔ)表面平整度（允許偏差≤5mm/2m）、沉降觀測點(diǎn)設(shè)置及預(yù)埋件位置，基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度需達(dá)到設(shè)計(jì)值的85%以上。找平處理：采用水準(zhǔn)儀測量基礎(chǔ)標(biāo)高，通過10mm厚不銹鋼墊板調(diào)整冷箱底板水平度，整體水平偏差≤1mm/m，全長偏差≤5mm。墊板與基礎(chǔ)間采用無收縮灌漿料填充，灌漿層厚度控制在30-50mm。3.1.2底板與冷箱板安裝底板鋪設(shè)：冷箱底板采用6mm厚304不銹鋼板，拼接縫采用雙面氬弧焊，焊接前需對坡口進(jìn)行機(jī)械打磨（露出金屬光澤），焊后進(jìn)行100%滲透檢測（PT）。冷箱板組裝：分片吊裝：將冷箱板在地面預(yù)拼成9m×12m模塊，采用250t汽車吊吊裝就位，吊裝時(shí)使用專用吊具（外包橡膠保護(hù)）；垂直度控制：每安裝3層箱體（高度約9m），采用全站儀測量垂直度，允許偏差≤1.5mm/m，全高偏差≤15mm；密封焊接：冷箱外側(cè)焊縫采用連續(xù)焊，內(nèi)側(cè)采用間斷焊（間距150mm，焊長50mm），焊后進(jìn)行氣密性試驗(yàn)（試驗(yàn)壓力0.05MPa，保壓30min無泄漏）。3.1.3內(nèi)件安裝精餾塔安裝：下塔（直徑2.8m，高度18m）采用整體吊裝，吊裝前需在冷箱內(nèi)設(shè)置臨時(shí)支撐，就位后調(diào)整垂直度（偏差≤1‰），并與底部支座固定；上塔與下塔間距誤差控制在±5mm。管道預(yù)制：冷箱內(nèi)鋁管在專用潔凈車間預(yù)制，采用數(shù)控彎管機(jī)成型，彎管半徑≥3D（D為管徑），預(yù)制后進(jìn)行脫脂處理（用丙酮浸泡20min，氮?dú)獯蹈桑?，端口用塑料帽密封?.2管道焊接工藝3.2.1焊接材料與設(shè)備焊材選擇：鋁及鋁合金管道：ER5356焊絲（直徑φ2.4mm），氬氣純度≥99.99%；不銹鋼管道：ER308L焊絲（直徑φ1.6mm），背面保護(hù)采用氬氣+氮?dú)饣旌蠚怏w（體積比9:1）；碳鋼管道：J427焊條（直徑φ3.2mm），使用前經(jīng)350℃烘干1h，保溫存放。設(shè)備要求：采用逆變式氬弧焊機(jī)（WSE-500），配置水冷系統(tǒng)（冷卻水壓力≥0.3MPa），焊接電流、電壓波動(dòng)范圍控制在±5%以內(nèi)。3.2.2關(guān)鍵焊接工藝焊接位置坡口形式焊接方法工藝參數(shù)檢驗(yàn)要求鋁管對接V型60°坡口雙人雙面同步氬弧焊電流180-220A，電壓12-15V，速度80-100mm/min100%射線檢測（RT），Ⅱ級合格不銹鋼管焊接U型坡口氬弧焊打底+電弧焊蓋面打底電流90-110A，蓋面電流140-160A20%射線檢測（RT），Ⅱ級合格法蘭角接單邊V型坡口手工電弧焊電流100-120A，焊條擺動(dòng)幅度≤2倍焊條直徑100%滲透檢測（PT）3.2.3特殊技術(shù)措施鋁管焊接：焊前用不銹鋼絲刷去除坡口兩側(cè)50mm內(nèi)氧化膜，并用丙酮脫脂；焊接過程中采用“多層多道焊”，層間溫度控制在60℃以下，收弧時(shí)需填滿弧坑，防止產(chǎn)生縮孔。低溫管道焊接：環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，需對母材進(jìn)行預(yù)熱（鋁管預(yù)熱至80-120℃，不銹鋼管預(yù)熱至100-150℃），預(yù)熱范圍為坡口兩側(cè)100mm。異種鋼焊接：碳鋼與不銹鋼連接采用E309Mo-16焊條，焊后進(jìn)行300℃消應(yīng)力熱處理，保溫時(shí)間1h。3.3設(shè)備安裝3.3.1空氣壓縮機(jī)安裝就位找平：采用液壓千斤頂調(diào)整機(jī)組水平度，縱向偏差≤0.1mm/m，橫向偏差≤0.2mm/m，測量點(diǎn)選在主軸頸及軸承座加工面。聯(lián)軸器找正：壓縮機(jī)與電機(jī)采用膜片聯(lián)軸器連接，徑向位移≤0.05mm，軸向傾斜≤0.02mm/m，采用百分表進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測。3.3.2低溫液體儲(chǔ)罐安裝基礎(chǔ)處理：儲(chǔ)罐基礎(chǔ)采用砂墊層（厚度300mm），上覆20mm厚不銹鋼板，砂墊層壓實(shí)系數(shù)≥0.96。吊裝就位：50m3液氧儲(chǔ)罐（直徑3.2m，長度18m）采用400t履帶吊吊裝，吊裝點(diǎn)設(shè)置在儲(chǔ)罐專用吊耳，起吊角度≤60°，就位后調(diào)整水平度（偏差≤2mm/m）。氣密性試驗(yàn)：儲(chǔ)罐焊接完成后，進(jìn)行氦檢漏（漏率≤1×10??Pa·m3/s），重點(diǎn)檢測接管法蘭、人孔及液位計(jì)接口。四、試壓方案4.1系統(tǒng)劃分與試驗(yàn)壓力系統(tǒng)名稱試驗(yàn)介質(zhì)強(qiáng)度試驗(yàn)壓力（MPa）氣密性試驗(yàn)壓力（MPa）保壓時(shí)間空氣系統(tǒng)潔凈空氣0.75（設(shè)計(jì)壓力1.5倍）0.5強(qiáng)度30min，氣密24h氧系統(tǒng)氮?dú)?.15（設(shè)計(jì)壓力1.15倍）1.0強(qiáng)度30min，氣密12h低溫液體系統(tǒng)氦氣-0.6保壓4h（漏率≤0.5%）4.2試驗(yàn)流程試壓準(zhǔn)備：隔離非試驗(yàn)設(shè)備（如儀表、安全閥），采用盲板（編號并記錄）隔離，共需DN50-DN800盲板86塊；安裝壓力表（精度1.6級，量程2倍試驗(yàn)壓力），最高點(diǎn)設(shè)排氣閥，最低點(diǎn)設(shè)排液閥。強(qiáng)度試驗(yàn)：空氣系統(tǒng)：分階段升壓（0→0.2→0.5→0.75MPa），每級穩(wěn)壓10min，用肥皂水檢查焊口及法蘭，無泄漏、無變形為合格；氧系統(tǒng)：氮?dú)馍龎褐?.15MPa后，關(guān)閉進(jìn)氣閥，30min內(nèi)壓降≤0.05MPa為合格。氣密性試驗(yàn)：氦檢漏：對低溫液體管道采用氦質(zhì)譜檢漏儀，噴氦量0.5L/min，檢測靈敏度≤5×10?11Pa·m3/s；保壓記錄：每小時(shí)記錄壓力、溫度，按公式計(jì)算泄漏率：[A=\frac{273}{273+t}\times\frac{P_1-P_2}{P_1}\times100%]其中(t)為試驗(yàn)溫度（℃），(P_1、P_2)為初始與終了壓力（MPa），允許泄漏率≤0.5%/24h。4.3安全措施試壓區(qū)域設(shè)置警戒線，配備4臺可燃?xì)怏w檢測儀（量程0-100%LEL）；氮?dú)庵脫Q時(shí)，氧含量需降至≤0.5%，方可進(jìn)行試壓；發(fā)現(xiàn)泄漏時(shí)，立即打開放空閥降壓至常壓，嚴(yán)禁帶壓補(bǔ)焊，處理后重新試驗(yàn)。五、質(zhì)量控制5.1過程控制要點(diǎn)清潔度控制：氧系統(tǒng)管道脫脂后，采用紫外線燈檢查（波長365nm），無熒光為合格；冷箱內(nèi)安裝人員需穿潔凈服，工具經(jīng)酒精擦拭后帶入，每日施工完畢用吸塵器清理雜物。焊接質(zhì)量：焊工需持特種設(shè)備焊接操作證（項(xiàng)目代號GTAW-Al、GTAW-FeⅡ），上崗前進(jìn)行模擬考試；每道焊口編號并記錄，焊接參數(shù)實(shí)時(shí)上傳至質(zhì)量管理系統(tǒng)，不合格焊口需制定返修方案，同一部位返修≤2次。5.2驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)方法冷箱垂直度≤15mm（全高）全站儀測量管道對口錯(cuò)邊量≤10%壁厚，且≤2mm直尺檢查低溫泵振動(dòng)值≤4.5mm/s（軸承部位）振動(dòng)儀檢測儲(chǔ)罐真空度≤5Pa（夾層）真空計(jì)測量5.3資料管理施工過程中形成的技術(shù)文件（如焊接記錄、試壓報(bào)告、無損檢測報(bào)告）需經(jīng)監(jiān)理簽字確認(rèn)，竣工前匯編為《空分裝置安裝質(zhì)量手冊》，包含以下內(nèi)容：設(shè)備開箱驗(yàn)收記錄（含隨機(jī)文件）；隱蔽工程驗(yàn)收記錄（如基礎(chǔ)灌漿、地下管道）；關(guān)鍵工序質(zhì)量控制點(diǎn)檢查表（共32個(gè)H點(diǎn)，86個(gè)W點(diǎn)）；特種設(shè)備安裝監(jiān)督檢驗(yàn)報(bào)告（由當(dāng)?shù)劐仚z院出具）。六、安全與環(huán)保措施高空作業(yè)：設(shè)置雙層防護(hù)網(wǎng)（高度1.2m，網(wǎng)眼≤10cm），作業(yè)人員使用雙鉤安全帶，腳手架搭設(shè)需經(jīng)第三方檢測驗(yàn)收；動(dòng)火管理：氧系統(tǒng)動(dòng)火前辦理“特級動(dòng)火證”，配備2臺滅火器（4kg干粉+35kg推車式），動(dòng)火點(diǎn)10m內(nèi)嚴(yán)禁存放油脂類物品；廢棄物處理：廢焊條、砂輪片分類存放，交由有資質(zhì)單位處置；脫脂廢液（丙酮）采用密閉容器收集，經(jīng)蒸餾回收后排放；應(yīng)急準(zhǔn)備：編制《低溫凍傷應(yīng)急預(yù)案》，現(xiàn)場配備應(yīng)急氧瓶（40L，壓力15MPa）及凍傷藥膏，每月組織1