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【摘 要】本项目选用采用2×72孔JN43-G型捣固焦炉，工程包括备煤车间、炼焦车间、干熄焦、筛贮焦、煤气净化车间（冷鼓工段、脱硫工段、硫铵工段、粗苯工段）和甲醇车间（利用焦炉回收的净煤气生产的化学产品）。依据已有图纸，冷鼓工段的非标设备为圆筒形容器和立式圆筒储罐。 该工程对同类设备制作同类设备组焊具有共同的指导意义。
【关键词】非标设备；制作工艺；焊接；组装
1.施工程序
施工准备→材料检验→预制加工→组装→焊接及检验→设备试验。
2.材料检验及存放
（1）设备制作用所有钢材、配件、防腐涂料、保温材料、焊接材料以及其它材料必须具备产品质量合格证。
（2）钢板表面不得有气孔、裂纹、拉裂、折叠、夹渣及重层等缺陷，质量应符合现行钢板标准的规定，制作设备的钢板厚度的允许偏差如下表。
（3）焊接材料应有出厂质量证明书，对其有疑问时，应对焊接材料进行复验，复验合格后方可使用。
（4）防腐材料应有合格证，并在有效期内，使用前应目视检查合格。
3.预制加工
（1）用δ=0.5～1.0mm的镀锌钢板制作检验样板。当构件的曲率半径≤12.5m时，弧形样板的弦长为1.5m；曲率半径大于12.5m时，弧形样板长不得小于2m。
（2）焊接接头的坡口型式按图纸要求，焊材选用E4303。
（3）采用手工氧-乙炔气或半自动切割机进行钢材的切割。
（4）壁板预制。
1）预制前应绘制排版图，并应符合下列规定：
2）槽体壁板必须压弧，符合规范要求。
3）直径小于12.5米的储罐，各带壁板的宽度不得小于500mm，长度不得小于1000mm。直径大于或等于12.5米的储罐，各带壁板的宽度不得小于1000mm；长度不得小于2000mm。
4）各圈壁板的纵向焊缝宜向同一方向逐圈错开，其间距宜为板长的1/3，且不得小于500mm；
5）底圈壁板的纵向焊缝与罐底对接焊缝间的距离，不得小于200mm；
6）储罐壁开孔接管或开孔接管补强板外缘与槽壁纵向焊缝间的距离，不得小于200mm；与环向焊缝间的距离，不得小于100mm；
7）包边角钢对接焊缝与壁板纵向焊缝间的距离，不得小于200mm；
8）壁板尺寸允许偏差，应符合下表规定：
9）对于环缝搭接的壁板，找正AC和BD两个边缘。AB和CD划出找正线并冲出冲眼以作找正时的基准线。
10）壁板卷制后，立置在平台上用样板检查。垂直方向上用直线样板检查，其间隙不得大于1mm；水平方向上用弧形样板检查，其间隙不得大于4mm。
（5）底板预制。
1）底板在预制前要绘制排板图。
2）底板任意相邻焊缝之间的距离，不得小于200mm。
3）底板的排板直径，宜按设计直径放大0.1%-0.2%。
4）到货钢板为开平板，底板在预制前要进行平直，以消除钢板自身应力。
（6）顶板预制
顶板预制前要绘制排板图，并符合下列要求：a.任意相邻焊缝的间距，不得小于200mm。b.包边角钢等弧形构件加工成型后，用弧形样板检查，其间隙不得大于2mm。
4.设备组装焊接
（1）储槽直接在基础上采用倒装法组装，组装工序如下，焊接采用手工电弧焊，选用J422焊条。
（2）底板的组焊。
1）底板在铺设前，应在底面进行防腐处理（搭接部位除外），根据钢材到货的实际情况、以及现场的实际气候环境和甲方的意见，钢材的基层处理采用机械除锈，标准达到st2.5级。
2）在基础上划出十字中心线，根据排版图由中心向两侧铺设中幅板和边缘板。找正后用卡具定位并点焊固定。
3）罐底中幅板之间及中幅板与边缘板之间的对接接头可不开坡口或V型坡口。不开坡口的接头，板边间隙应大于或等于6毫米，并需在背面使用3毫米以上的垫板。
4）罐底中幅板、边缘板的搭接焊缝应采用单面连续角焊缝，焊缝尺寸等于较薄板的厚度。
5）边缘板与罐壁板相焊接的部位应做成平滑支承面。边缘板对接焊缝下面按图作好垫板，垫板必须与边缘板贴紧。
6）罐底采用手工焊时，宜按下列顺序进行焊接。
a.中幅板的焊接，应将短焊缝焊完后再焊长缝；长缝焊接时，焊工要均匀对称分布，由中心向外分段退焊。
b.边缘板的对接焊缝的焊接，焊工宜对称分布隔缝跳焊，焊缝表面应光滑平整。
c.为了减少焊接变形，罐底与底圈壁板的环行角焊缝，宜由数对焊工对称分布在罐内和罐外（罐内焊工应在前约500毫米处），沿同一方向分段退焊，也可根据具体情况，采取先焊内圈再焊外圈的施焊顺序。
d.边缘板的搭接焊缝，应由外向里分段退焊。
f.最后焊接边缘板与中幅板的连接缝，焊工应沿圆周均匀分布，分段跳焊。
（3）筒体组焊
1）大于等于400m3的贮罐筒体采用倒装法施工，小于400m3的贮罐筒体用16吨吊车进行正装法施工。
2）筒壁组装前，在底板上按内径画出圆周线，并沿圆周线点焊定位角钢。
3）顶圈壁板及包边角钢组装焊接后，应符合下列要求：
在内壁上任意点测量水平半径，其允许偏差为：当储罐直径不大于12.5m时，半径允许偏差为±13mm，当储罐直径大于12.5m且小于45m时， 其半径允许偏差为±19mm。
4）测量壁板上口的水平偏差应不大于3mm。
5）在壁板上下两侧测量周长偏差不應大于±0.2/1000。 6）测量每圈壁板的垂直度偏差应不大于其高度的3/1000。
7）壁板组装时，对接接头内壁应齐平，对口错边量应符合下列要求：
①纵向焊接接头错边量应不大于板厚的1/10，且不应大于1.5mm。
②环向焊接接头错边量，当上圈壁板厚度小于8mm时，错边量不得大于1.5mm；当上圈壁板厚度大于等于8mm时，错边量不得大于板厚的1/5，且不大于3mm。
8）圆筒对接纵向焊缝形成的棱角，用弦长等于1/6直径且不小于300mm的内或外样板检查，其值不得大于（0.1δ+2）mm，且不大于5mm，对接环向焊缝形成的棱角，用长度不小于300mm的钢尺检查其值同上。
9）壳体同一断面上最大直径与最小直径之差不大于该断面设计内直径的1%，且不得大于30mm。
10）壳体组装时，执行<>的设备其相邻圆筒的纵向焊缝间距不小于100mm，筒节长度不小于300mm。执行<>的设备其相邻圆筒的纵向焊缝间距不小于500mm，筒节长度不小于1000mm。
11）罐壁应先焊纵焊缝，后焊环焊缝。环焊缝的焊接应根据设备直径的大小，对称均匀分布焊工，并沿同一方向施焊。搭接环焊缝应先焊内部断续角焊缝，再焊外部连续角焊缝。
（4）顶板的组焊。
1）在安装顶板前按7.3.2进行检查并应符合要求。
2）安装顶板前应先将顶板支撑组焊定位，如设计无顶板支撑，要按顶板的拱度做出临时支撑，以确保顶板的拱度。
3）包边角钢的自身连接必须采用对接接头。
4）包边角钢的焊接，应先焊对接缝，再焊内部搭接缝，最后焊接外部连续角焊缝。
5）罐顶板的焊接顺序为：先焊内侧的断续焊缝，后焊外部的连续焊缝；边续焊缝应先焊环向短环缝，再焊径向长焊缝。长缝的施焊要由中心向外分段退焊；焊接顶板和包边角钢间的环焊缝时，焊工要对称均匀分布，沿同一方向分段退焊。
（5）其它构件及附属设备的安装。
1）安装开孔的接管，应保证和罐体轴线平等和垂直，偏斜不应大于2mm，接管上法兰面要平整，不得有焊接飞溅和径向沟痕。安装接管法兰面应保证水平或垂直。倾斜不应大于法兰外径的1/100，且不大于3mm，螺栓孔分布要跨中。
2）加热器的安装要保证施工图要求的坡度，并按施工图做强度试验合格。
3）所有配件及附属设备的开孔、接管、保温钉等均要在设备总体试验前安装完毕，设备试验合格后，不得在其本体再动电、气焊。
5.焊接检验及设备试验
（1）施焊前，焊工应检查焊件接头质量和焊区处理情况。当不符合要求时，应经修整合格后方可施工。
（2）角焊缝转角处亦连续施焊，起落弧点距焊缝端部宜大于10mm，起弧坑要填满。
（3）多层焊接要连续施焊，每一层焊道焊完后应及时清理药皮焊渣，检查清除缺陷后再焊。
（4）焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应及时报于质验员和技术员，查清原因，订出修补工艺后方可处理。
（5）焊接完畢，焊工要清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，检查焊缝的外观质量要合格。
（6）焊缝的外观不允许有裂缝、气孔、夹缝、熔合性飞溅，咬边深度不得大于0.5㎜，咬肉长度小于焊缝长度的1%，且小于100㎜。
（7）对接焊缝作100%煤油渗漏试验，将设备焊缝外表面涂涮白灰粉，内侧涂涮煤油，肉眼观察30min无渗漏为合格。
（8）设备焊接顺序应按序号8（设备组装焊接顺序）进行。
（9）设备安装完毕后，应按施工图作罐底严密性试验，罐体强度试验。设备充水时，土建配合做好基础沉降观测。设备总体试验前另行编制试验方案。
6.设备的严密性、压力及强度试验
6.1设备的严密性试验
（1）将设备内充水，充水温度不得低于5℃，充水时对逐层壁板焊缝进行检查，充水到最高设计液位，并保持48小时后，以壁板无渗漏、无异常变形为合格。
（2）试验中若有少量渗漏处，修复后用煤油渗透法复查，大量渗漏或显著变形的，修复后重新做充水试验。
（3）充放水时不得使基础浸水。
（4）充水时与设备相连的工艺管道必须拆开。
（5）整个充水过程都应按规定做基础沉降观测和记录，沉降量不得超过设计规定。
6.2设备的压力、强度试验
（1）设备内水位应在最高液位下1m时进行缓慢充水试压，升至试验压力时应以锥顶无异常变形，焊缝无渗漏为合格。试验后，立即使设备内部与大气相通，恢复到常压。
（2）引起温度剧烈变化的天气，不宜作固定顶的强度严密性试验。
6.3设备基础沉降观测
（1）设备下部，设观测点，均匀布置。
（2）在充水前，充水到1/2、3/4最高液位，充满水，保持48小时后，及放水后进行六次观测。
（3）当沉降超过允许的不均匀沉降量时，应停止充水，定期观测。
7.结束语
影响非标设备制作施工质量的因素有偶然性因素和异常性因素， 前者是指由于随机性因素造成材料、材质、施工等微小差别而产生的质量波动。后者是指那些凭借一定手段或经验完全可以发现与消除的因素。如原材料材质不合格，尺寸或变形超过允许偏差， 施工工艺编制不合理， 操作者不按技术规程或施工程序施工， 作业环境不符合工艺要求， 施工设备、检测器具不符合规范要求等， 都是影响工程质量的异常性因素。异常性因素对工程质量的影响比较大， 对工程质量的稳定性有明显干扰。因此必须正确地认识、分析它们， 并制定措施实施人为控制， 消除这些因素。
【关键词】非标设备；制作工艺；焊接；组装
1.施工程序
施工准备→材料检验→预制加工→组装→焊接及检验→设备试验。
2.材料检验及存放
（1）设备制作用所有钢材、配件、防腐涂料、保温材料、焊接材料以及其它材料必须具备产品质量合格证。
（2）钢板表面不得有气孔、裂纹、拉裂、折叠、夹渣及重层等缺陷，质量应符合现行钢板标准的规定，制作设备的钢板厚度的允许偏差如下表。
（3）焊接材料应有出厂质量证明书，对其有疑问时，应对焊接材料进行复验，复验合格后方可使用。
（4）防腐材料应有合格证，并在有效期内，使用前应目视检查合格。
3.预制加工
（1）用δ=0.5～1.0mm的镀锌钢板制作检验样板。当构件的曲率半径≤12.5m时，弧形样板的弦长为1.5m；曲率半径大于12.5m时，弧形样板长不得小于2m。
（2）焊接接头的坡口型式按图纸要求，焊材选用E4303。
（3）采用手工氧-乙炔气或半自动切割机进行钢材的切割。
（4）壁板预制。
1）预制前应绘制排版图，并应符合下列规定：
2）槽体壁板必须压弧，符合规范要求。
3）直径小于12.5米的储罐，各带壁板的宽度不得小于500mm，长度不得小于1000mm。直径大于或等于12.5米的储罐，各带壁板的宽度不得小于1000mm；长度不得小于2000mm。
4）各圈壁板的纵向焊缝宜向同一方向逐圈错开，其间距宜为板长的1/3，且不得小于500mm；
5）底圈壁板的纵向焊缝与罐底对接焊缝间的距离，不得小于200mm；
6）储罐壁开孔接管或开孔接管补强板外缘与槽壁纵向焊缝间的距离，不得小于200mm；与环向焊缝间的距离，不得小于100mm；
7）包边角钢对接焊缝与壁板纵向焊缝间的距离，不得小于200mm；
8）壁板尺寸允许偏差，应符合下表规定：
9）对于环缝搭接的壁板，找正AC和BD两个边缘。AB和CD划出找正线并冲出冲眼以作找正时的基准线。
10）壁板卷制后，立置在平台上用样板检查。垂直方向上用直线样板检查，其间隙不得大于1mm；水平方向上用弧形样板检查，其间隙不得大于4mm。
（5）底板预制。
1）底板在预制前要绘制排板图。
2）底板任意相邻焊缝之间的距离，不得小于200mm。
3）底板的排板直径，宜按设计直径放大0.1%-0.2%。
4）到货钢板为开平板，底板在预制前要进行平直，以消除钢板自身应力。
（6）顶板预制
顶板预制前要绘制排板图，并符合下列要求：a.任意相邻焊缝的间距，不得小于200mm。b.包边角钢等弧形构件加工成型后，用弧形样板检查，其间隙不得大于2mm。
4.设备组装焊接
（1）储槽直接在基础上采用倒装法组装，组装工序如下，焊接采用手工电弧焊，选用J422焊条。
（2）底板的组焊。
1）底板在铺设前，应在底面进行防腐处理（搭接部位除外），根据钢材到货的实际情况、以及现场的实际气候环境和甲方的意见，钢材的基层处理采用机械除锈，标准达到st2.5级。
2）在基础上划出十字中心线，根据排版图由中心向两侧铺设中幅板和边缘板。找正后用卡具定位并点焊固定。
3）罐底中幅板之间及中幅板与边缘板之间的对接接头可不开坡口或V型坡口。不开坡口的接头，板边间隙应大于或等于6毫米，并需在背面使用3毫米以上的垫板。
4）罐底中幅板、边缘板的搭接焊缝应采用单面连续角焊缝，焊缝尺寸等于较薄板的厚度。
5）边缘板与罐壁板相焊接的部位应做成平滑支承面。边缘板对接焊缝下面按图作好垫板，垫板必须与边缘板贴紧。
6）罐底采用手工焊时，宜按下列顺序进行焊接。
a.中幅板的焊接，应将短焊缝焊完后再焊长缝；长缝焊接时，焊工要均匀对称分布，由中心向外分段退焊。
b.边缘板的对接焊缝的焊接，焊工宜对称分布隔缝跳焊，焊缝表面应光滑平整。
c.为了减少焊接变形，罐底与底圈壁板的环行角焊缝，宜由数对焊工对称分布在罐内和罐外（罐内焊工应在前约500毫米处），沿同一方向分段退焊，也可根据具体情况，采取先焊内圈再焊外圈的施焊顺序。
d.边缘板的搭接焊缝，应由外向里分段退焊。
f.最后焊接边缘板与中幅板的连接缝，焊工应沿圆周均匀分布，分段跳焊。
（3）筒体组焊
1）大于等于400m3的贮罐筒体采用倒装法施工，小于400m3的贮罐筒体用16吨吊车进行正装法施工。
2）筒壁组装前，在底板上按内径画出圆周线，并沿圆周线点焊定位角钢。
3）顶圈壁板及包边角钢组装焊接后，应符合下列要求：
在内壁上任意点测量水平半径，其允许偏差为：当储罐直径不大于12.5m时，半径允许偏差为±13mm，当储罐直径大于12.5m且小于45m时， 其半径允许偏差为±19mm。
4）测量壁板上口的水平偏差应不大于3mm。
5）在壁板上下两侧测量周长偏差不應大于±0.2/1000。 6）测量每圈壁板的垂直度偏差应不大于其高度的3/1000。
7）壁板组装时，对接接头内壁应齐平，对口错边量应符合下列要求：
①纵向焊接接头错边量应不大于板厚的1/10，且不应大于1.5mm。
②环向焊接接头错边量，当上圈壁板厚度小于8mm时，错边量不得大于1.5mm；当上圈壁板厚度大于等于8mm时，错边量不得大于板厚的1/5，且不大于3mm。
8）圆筒对接纵向焊缝形成的棱角，用弦长等于1/6直径且不小于300mm的内或外样板检查，其值不得大于（0.1δ+2）mm，且不大于5mm，对接环向焊缝形成的棱角，用长度不小于300mm的钢尺检查其值同上。
9）壳体同一断面上最大直径与最小直径之差不大于该断面设计内直径的1%，且不得大于30mm。
10）壳体组装时，执行<
11）罐壁应先焊纵焊缝，后焊环焊缝。环焊缝的焊接应根据设备直径的大小，对称均匀分布焊工，并沿同一方向施焊。搭接环焊缝应先焊内部断续角焊缝，再焊外部连续角焊缝。
（4）顶板的组焊。
1）在安装顶板前按7.3.2进行检查并应符合要求。
2）安装顶板前应先将顶板支撑组焊定位，如设计无顶板支撑，要按顶板的拱度做出临时支撑，以确保顶板的拱度。
3）包边角钢的自身连接必须采用对接接头。
4）包边角钢的焊接，应先焊对接缝，再焊内部搭接缝，最后焊接外部连续角焊缝。
5）罐顶板的焊接顺序为：先焊内侧的断续焊缝，后焊外部的连续焊缝；边续焊缝应先焊环向短环缝，再焊径向长焊缝。长缝的施焊要由中心向外分段退焊；焊接顶板和包边角钢间的环焊缝时，焊工要对称均匀分布，沿同一方向分段退焊。
（5）其它构件及附属设备的安装。
1）安装开孔的接管，应保证和罐体轴线平等和垂直，偏斜不应大于2mm，接管上法兰面要平整，不得有焊接飞溅和径向沟痕。安装接管法兰面应保证水平或垂直。倾斜不应大于法兰外径的1/100，且不大于3mm，螺栓孔分布要跨中。
2）加热器的安装要保证施工图要求的坡度，并按施工图做强度试验合格。
3）所有配件及附属设备的开孔、接管、保温钉等均要在设备总体试验前安装完毕，设备试验合格后，不得在其本体再动电、气焊。
5.焊接检验及设备试验
（1）施焊前，焊工应检查焊件接头质量和焊区处理情况。当不符合要求时，应经修整合格后方可施工。
（2）角焊缝转角处亦连续施焊，起落弧点距焊缝端部宜大于10mm，起弧坑要填满。
（3）多层焊接要连续施焊，每一层焊道焊完后应及时清理药皮焊渣，检查清除缺陷后再焊。
（4）焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应及时报于质验员和技术员，查清原因，订出修补工艺后方可处理。
（5）焊接完畢，焊工要清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，检查焊缝的外观质量要合格。
（6）焊缝的外观不允许有裂缝、气孔、夹缝、熔合性飞溅，咬边深度不得大于0.5㎜，咬肉长度小于焊缝长度的1%，且小于100㎜。
（7）对接焊缝作100%煤油渗漏试验，将设备焊缝外表面涂涮白灰粉，内侧涂涮煤油，肉眼观察30min无渗漏为合格。
（8）设备焊接顺序应按序号8（设备组装焊接顺序）进行。
（9）设备安装完毕后，应按施工图作罐底严密性试验，罐体强度试验。设备充水时，土建配合做好基础沉降观测。设备总体试验前另行编制试验方案。
6.设备的严密性、压力及强度试验
6.1设备的严密性试验
（1）将设备内充水，充水温度不得低于5℃，充水时对逐层壁板焊缝进行检查，充水到最高设计液位，并保持48小时后，以壁板无渗漏、无异常变形为合格。
（2）试验中若有少量渗漏处，修复后用煤油渗透法复查，大量渗漏或显著变形的，修复后重新做充水试验。
（3）充放水时不得使基础浸水。
（4）充水时与设备相连的工艺管道必须拆开。
（5）整个充水过程都应按规定做基础沉降观测和记录，沉降量不得超过设计规定。
6.2设备的压力、强度试验
（1）设备内水位应在最高液位下1m时进行缓慢充水试压，升至试验压力时应以锥顶无异常变形，焊缝无渗漏为合格。试验后，立即使设备内部与大气相通，恢复到常压。
（2）引起温度剧烈变化的天气，不宜作固定顶的强度严密性试验。
6.3设备基础沉降观测
（1）设备下部，设观测点，均匀布置。
（2）在充水前，充水到1/2、3/4最高液位，充满水，保持48小时后，及放水后进行六次观测。
（3）当沉降超过允许的不均匀沉降量时，应停止充水，定期观测。
7.结束语
影响非标设备制作施工质量的因素有偶然性因素和异常性因素， 前者是指由于随机性因素造成材料、材质、施工等微小差别而产生的质量波动。后者是指那些凭借一定手段或经验完全可以发现与消除的因素。如原材料材质不合格，尺寸或变形超过允许偏差， 施工工艺编制不合理， 操作者不按技术规程或施工程序施工， 作业环境不符合工艺要求， 施工设备、检测器具不符合规范要求等， 都是影响工程质量的异常性因素。异常性因素对工程质量的影响比较大， 对工程质量的稳定性有明显干扰。因此必须正确地认识、分析它们， 并制定措施实施人为控制， 消除这些因素。