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目，包含空氣壓縮系統(tǒng)、預冷系統(tǒng)、純化系統(tǒng)、精餾系統(tǒng)、液體儲存系統(tǒng)及DCS控制系統(tǒng)。裝置采用低溫精餾法工藝，以空氣為原料生產液氧（純度99.6%）、液氮（純度99.999%）及液氬（純度99.999%），主要設備包括冷箱（內裝精餾塔、冷凝蒸發(fā)器等）、空氣壓縮機、膨脹機、低溫液體泵及儲罐。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鍵路徑，需在60天內完成主體結構施工。本裝置具有以下技術特點：設備密集性：冷箱內設備及管道布置緊湊，最大管徑達910mm，最小管徑僅8mm，涉及鋁、不銹鋼、碳鋼等多種材質；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格的氣密性要求；潔凈度要求：氧系統(tǒng)管道內壁油脂殘留量需≤125mg/m2，需進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)，交叉施工風險高。二、編制依據(jù)設計文件：空分裝置施工圖紙、工藝流程圖（PFD）、管道布置圖（PID）及設備安裝說明書；國家標準：《空氣分離設備安裝工程施工及驗收規(guī)范》（GB50274-2010）《工業(yè)金屬管道工程施工質量驗收規(guī)范》（GB50184-2011）《現(xiàn)場設備、工業(yè)管道焊接工程施工規(guī)范》（GB50236-2011）行業(yè)標準：《鋁制空分設備安裝焊接技術條件》（JB/T6895-2014）《低溫液體儲罐施工及驗收規(guī)范》（JB/T9072-2013）企業(yè)標準：焊接工藝評定報告（PQR-ASU-2025）、壓力管道安裝質量手冊。三、主要施工技術措施3.1冷箱安裝3.1.1基礎驗收與處理基礎驗收：檢查混凝土基礎表面平整度（允許偏差≤5mm/2m）、沉降觀測點設置及預埋件位置，基礎混凝土強度需達到設計值的85%以上。找平處理：采用水準儀測量基礎標高，通過10mm厚不銹鋼墊板調整冷箱底板水平度，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：冷箱底板采用6mm厚304不銹鋼板，拼接縫采用雙面氬弧焊，焊接前需對坡口進行機械打磨（露出金屬光澤），焊后進行100%滲透檢測（PT）。冷箱板組裝：分片吊裝：將冷箱板在地面預拼成9m×12m模塊，采用250t汽車吊吊裝就位，吊裝時使用專用吊具（外包橡膠保護）；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：冷箱外側焊縫采用連續(xù)焊，內側采用間斷焊（間距150mm，焊長50mm），焊后進行氣密性試驗（試驗壓力0.05MPa，保壓30min無泄漏）。3.1.3內件安裝精餾塔安裝：下塔（直徑2.8m，高度18m）采用整體吊裝，吊裝前需在冷箱內設置臨時支撐，就位后調整垂直度（偏差≤1‰），并與底部支座固定；上塔與下塔間距誤差控制在±5mm。管道預制：冷箱內鋁管在專用潔凈車間預制，采用數(shù)控彎管機成型，彎管半徑≥3D（D為管徑），預制后進行脫脂處理（用丙酮浸泡20min，氮氣吹干），端口用塑料帽密封。3.2管道焊接工藝3.2.1焊接材料與設備焊材選擇：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），背面保護采用氬氣+氮氣混合氣體（體積比9:1）；碳鋼管道：J427焊條（直徑φ3.2mm），使用前經350℃烘干1h，保溫存放。設備要求：采用逆變式氬弧焊機（WSE-500），配置水冷系統(tǒng)（冷卻水壓力≥0.3MPa），焊接電流、電壓波動范圍控制在±5%以內。3.2.2關鍵焊接工藝焊接位置坡口形式焊接方法工藝參數(shù)檢驗要求鋁管對接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，焊條擺動幅度≤2倍焊條直徑100%滲透檢測（PT）3.2.3特殊技術措施鋁管焊接：焊前用不銹鋼絲刷去除坡口兩側50mm內氧化膜，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，收弧時需填滿弧坑，防止產生縮孔。低溫管道焊接：環(huán)境溫度低于5℃時，需對母材進行預熱（鋁管預熱至80-120℃，不銹鋼管預熱至100-150℃），預熱范圍為坡口兩側100mm。異種鋼焊接：碳鋼與不銹鋼連接采用E309Mo-16焊條，焊后進行300℃消應力熱處理，保溫時間1h。3.3設備安裝3.3.1空氣壓縮機安裝就位找平：采用液壓千斤頂調整機組水平度，縱向偏差≤0.1mm/m，橫向偏差≤0.2mm/m，測量點選在主軸頸及軸承座加工面。聯(lián)軸器找正：壓縮機與電機采用膜片聯(lián)軸器連接，徑向位移≤0.05mm，軸向傾斜≤0.02mm/m，采用百分表進行動態(tài)監(jiān)測。3.3.2低溫液體儲罐安裝基礎處理：儲罐基礎采用砂墊層（厚度300mm），上覆20mm厚不銹鋼板，砂墊層壓實系數(shù)≥0.96。吊裝就位：50m3液氧儲罐（直徑3.2m，長度18m）采用400t履帶吊吊裝，吊裝點設置在儲罐專用吊耳，起吊角度≤60°，就位后調整水平度（偏差≤2mm/m）。氣密性試驗：儲罐焊接完成后，進行氦檢漏（漏率≤1×10??Pa·m3/s），重點檢測接管法蘭、人孔及液位計接口。四、試壓方案4.1系統(tǒng)劃分與試驗壓力系統(tǒng)名稱試驗介質強度試驗壓力（MPa）氣密性試驗壓力（MPa）保壓時間空氣系統(tǒng)潔凈空氣0.75（設計壓力1.5倍）0.5強度30min，氣密24h氧系統(tǒng)氮氣1.15（設計壓力1.15倍）1.0強度30min，氣密12h低溫液體系統(tǒng)氦氣-0.6保壓4h（漏率≤0.5%）4.2試驗流程試壓準備：隔離非試驗設備（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倍試驗壓力），最高點設排氣閥，最低點設排液閥。強度試驗：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)：氮氣升壓至1.15MPa后，關閉進氣閥，30min內壓降≤0.05MPa為合格。氣密性試驗：氦檢漏：對低溫液體管道采用氦質譜檢漏儀，噴氦量0.5L/min，檢測靈敏度≤5×10?11Pa·m3/s；保壓記錄：每小時記錄壓力、溫度，按公式計算泄漏率：[A=\frac{273}{273+t}\times\frac{P_1-P_2}{P_1}\times100%]其中(t)為試驗溫度（℃），(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)域設置警戒線，配備4臺可燃氣體檢測儀（量程0-100%LEL）；氮氣置換時，氧含量需降至≤0.5%，方可進行試壓；發(fā)現(xiàn)泄漏時，立即打開放空閥降壓至常壓，嚴禁帶壓補焊，處理后重新試驗。五、質量控制5.1過程控制要點清潔度控制：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；冷箱內安裝人員需穿潔凈服，工具經酒精擦拭后帶入，每日施工完畢用吸塵器清理雜物。焊接質量：焊工需持特種設備焊接操作證（項目代號GTAW-Al、GTAW-FeⅡ），上崗前進行模擬考試；每道焊口編號并記錄，焊接參數(shù)實時上傳至質量管理系統(tǒng)，不合格焊口需制定返修方案，同一部位返修≤2次。5.2驗收標準檢驗項目允許偏差檢驗方法冷箱垂直度≤15mm（全高）全站儀測量管道對口錯邊量≤10%壁厚，且≤2mm直尺檢查低溫泵振動值≤4.5mm/s（軸承部位）振動儀檢測儲罐真空度≤5Pa（夾層）真空計測量5.3資料管理施工過程中形成的技術文件（如焊接記錄、試壓報告、無損檢測報告）需經監(jiān)理簽字確認，竣工前匯編為《空分裝置安裝質量手冊》，包含以下內容：設備開箱驗收記錄（含隨機文件）；隱蔽工程驗收記錄（如基礎灌漿、地下管道）；關鍵工序質量控制點檢查表（共32個H點，86個W點）；特種設備安裝監(jiān)督檢驗報告（由當?shù)劐仚z院出具）。六、安全與環(huán)保措施高空作業(yè)：設置雙層防護網（高度1.2m，網眼≤10cm），作業(yè)人員使用雙鉤安全帶，腳手架搭設需經第三方檢測驗收；動火管理：氧系統(tǒng)動火前辦理“特級動火證”，配備2臺滅火器（4kg干粉+35kg推車式），動火點10m內嚴禁存放油脂類物品；廢棄物處理：廢焊條、砂輪片分類存放，交由有資質單位處置；脫脂廢液（丙酮）采用密閉容器收集，經蒸餾回收后排放；應急準備：編制《低溫凍傷應急預案》，現(xiàn)場配備應急氧瓶（40L，壓力15MPa）及凍傷藥膏，每月組織1