鋼管樁陽極更換施工方案(12頁).doc
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上傳人:Le****97
編號:608314
2022-10-18
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1、石油化工實業有限公司鋼管樁陽極更換施工方案一、 工程概況略二、鋼管樁犧牲陽極陰極保護原理鋼管樁犧牲陽極陰極保護是一種控制金屬電化學腐蝕的保護方法。在犧牲陽極陰極保護系統構成的電池中,氧化反應集中發生在陽極(鋁-鋅-銦合金陽極塊)上,從而抑阻了作為陰極的被保護金屬(鋼管樁)上的腐蝕。陰極保護是一種基于電化學腐蝕原理而發展的一種電化學保護技術。可從電極反應、陰極保護圖解說明等方面理解犧牲陽極陰極保護原理。1)電極反應方面:任意兩種金屬/合金的組合,都可構成電化學電池;低電位者為電池的陽極,主要發生氧化反應;高電位者為陰極,主要發生還原反應。由于陽極和陰極之間存在著電位差,外部電連接的陽極和陰極之間2、將有電流流過電池,從而加速了陽極的腐蝕,同時抑阻陰極的腐蝕,使陰極金屬獲得陰極保護。在實踐中,鐵的保護電位通常為-0.85V(CSE),也就是說,當鐵金屬處于比-0.85V(CSE)更負的電位時,鐵金屬就受到保護,腐蝕可以忽略。2)金屬界面反應即陰極保護圖解說明圖示給出了鐵在NaCl水溶液(或土壤)中于金屬界面處發生的電化學腐蝕反應過程,說明了各種反應質點和反應產物的存在和傳遞。由于陰極保護系統通過犧牲陽極,能對金屬提供足夠量的電子(施加所需的負電流),使金屬界面呈負電性和達到足夠負的電極電位,從而抑阻氧化反應(FeFe2+2e);此時還原反應所需電子完全從犧牲陽極獲得。由此實現了陰極保護,停3、止了金屬的腐蝕過程。三、鋼管樁犧牲陽極陰極保護技術指標根據鋁-鋅-銦合金犧牲陽極(GB/T4948-2002)和本工程設計技術要求,本工程鋼管樁犧牲陽極陰極保護技術指標為:1)犧牲陽極陰極保護設計保護年限為25年;2)保護范圍:為處于平均潮位以下至樁尖鋼管樁外表面層;3)保護電位: 7天內電位為-0.77-1.05V,7天到30天的電位為-0.85-1.1V;4)陽極規格及重量極塊規格:截面為上底長210mm,下底235mm,高236mm的梯形。主體長度為1000mm.。陽極的主體中間串一根80無縫鋼管作為鐵芯,彎曲的兩頭焊有14060槽鋼作為陽極的爪,陽極塊重量為71kg。5)水下焊接水位:4、按照電流分布需要和為控制腐蝕峰值,陽極塊安裝時,應在鋼樁海水全浸區均勻分布,上塊陽極上焊腳不高于設計低水位以下1.0m,下塊陽極下焊腳不低于設計泥面以上1.0m。本工程因后排鋼樁水深不足,可以放寬要求,但應保證陽極塊鋁合金工作表面最高處應低于設計水位(+0.44m). 四、陽極塊材質和焊接設備的選擇1)陽極塊材質確定 根據鋁-鋅-銦合金犧牲陽極(GB/T4948-2002)和本工程設計技術要求,本工程陽極采用“鋁-鋅-銦-鎂-鈦”陽極塊,其特點是容量大、壽命長、電化學性能優良、工作性能穩定。其化學成分為:種類化學成分(%)ZnInMgTi雜質,不大于AlSiFeCu鋁-鋅-銦-錫-鎂4.07.5、00.0200.0500.501.000.010.080.100.150.01余量其電化學性能為:項目開路電位V工作電位V實際電容Ah/kg電效率%溶解狀況電化學性能-1.18-1.10-1.12-1.05260090腐蝕產物容易脫落,表面溶解均勻2)焊條選擇本工程水下焊條采用上海焊條總廠生產的T202防水電焊條。該焊條采用鎳鐵合金焊芯,為雙層涂藥層防水、防氣電焊條。外層涂有造渣劑和防水劑,具有很強的封閉性,以保證溶嗷金屬的焊接質量;內層涂有合金劑和脫氧劑以保證電弧穩定和焊縫塑性及金屬成分。該焊條可用于帶水氣或水下結構鋼及鑄鐵管道的全位置焊接,是一種理想的防水電焊條。焊條直徑為3.2、4.0m6、m,參考電流(A) 130150 ,150180。3)焊接設備選擇直流焊機:采用2臺直流焊機,型號為AX-500型直流弧焊機,其電源電壓為V 220/380, 空載電壓V 4090,工作電壓V 2540,電流調節范圍A 120600,額定負載持續率 60%,電動機功率26kW,轉速2900,裝箱尺寸1300x750x1100mm,毛重600kg。 濕式焊槍:采用BR-21濕式焊槍,BR-21濕式焊槍是傳統的壓縮型電焊條夾持器。BR-21濕式焊槍的特征是:有分度凹口的特大型頭部,更易于被握住,成斜角的座子是開槽的,以便消除擺動,同時將電焊條保持在理想角度。更易于帶手套的手拿住。手柄和頭都用六角形7、原料機械加工而成。發電設備:采用1臺80kW發電機,其型號為,其提供電壓為,電流為,可以供2個水下焊接班組使用,另外還有配套電箱電纜等。供氧設備:采用2組供氧設備,每組為1臺0.9立方空壓機、1臺1.0立方儲氣罐和1臺高效多級過濾器,還有配套輸氣橡膠管等,主要向水下焊接人員提供穩定清潔的氧氣之用。4)船機竹排及固定設備等船機設備:工作船1艘,為36kW機動船,可運載30t貨物及45m甲板作業面,主要作為移動式水上平臺,供陽極快堆放,供焊機、發電、供氧等設備擺放。竹排設備:配備2個工作竹筏, 竹筏尺寸為3*4m。每個竹排作為1個水下焊接組,主要供陽極塊擺放安裝、安裝人員在上部安裝固定陽極塊之用。8、陽極固定設備:主要由足夠強度尼龍繩或麻繩,分為上部固定套繩,控制陽極塊標高的吊繩及陽極塊在水下的固定繩。五、陽極塊水下焊接工藝及各個工藝流程控制要求1)水下焊接工藝流程焊前材料設備檢查船機竹排就為陽極塊懸掛潛水員下水陽極塊固定鋼樁防腐涂層鏟除陽極塊水下焊接陽極塊焊縫檢查鋼樁電位測試完工下一只陽極塊焊接。2)陽極塊質量檢查:陽極塊進場后,首先檢查其產品質量合格證和原材料化學成分分析報告是否齊全;然后檢查陽極塊鑄造表面有無氧化渣、毛刺、飛邊等缺陷,以及表面有無裂紋,如有是否在允許范圍內,和焊腳是否符合規范設計要求等;接著,再用磅秤稱量每只陽極塊的重量,確定是否符合規范偏差要求。檢查完畢后,記錄臺帳9、,只有合格的陽極塊才可投入使用。 3)發電機、電焊機、空壓機等設備檢查:每個工班開工前,必須檢查所有設備是否正常,填寫檢查記錄。一定要在所有設備全部正常情況下,才可安排水下陽極焊接。每個工班完成作業后,同樣要進行一次設備檢查保養。4)船機竹排就位:根據陽極塊焊接鋼樁部位,把工作船停靠在相應的平臺外側,然后安裝人員把陽極塊搬放置在竹排上,利用纜繩拉動竹排進入樁區指定位置,把纜繩收緊固定竹排,防止竹排移動。5)陽極塊懸掛:套繩固定:陽極塊安裝人員站在竹排上,把事先準備好的套繩系在鋼管樁上,要求離水面一定距離,并用鋼卷尺丈量套繩離樁帽底部距離,根據樁帽底標高換算套繩高程,即H1=H2-L2(H1為套10、繩處高程,H2為樁帽底高程,L2為丈量尺寸)。接著在套繩上懸掛1個吊鉤,其位置與陽極塊焊接位置基本在一個方向處,以便于懸掛陽極塊時使其基本到位,減少陽極塊在水中拉動距離。系拴陽極塊:用事先準備好的2道腰繩即麻繩系在陽極塊本體上下2端處,供在水下捆綁固定陽極之用。同時吊繩一端系住陽極塊鐵腳上部位置,系纜端部為吊繩0標尺處,吊繩上有尺寸標記,從系纜底端每10cm做一個尺寸標注;然后安裝人員站在竹排上把吊繩掛在套繩吊鉤上,接著安裝人員把陽極塊緩慢放入水中。下放陽極塊:安裝人員用手拉住吊繩,在陽極塊自重作用下緩慢下放吊繩,直至陽極塊到設計標高處,即H = H1- L1- L-(H為陽極塊設計頂標高,L11、1為吊繩位于吊鉤處讀數,L為吊鉤長度,為系纜端部離陽極頂部長度)。6)潛水員下水:潛水員穿戴好潛水服后,攜帶焊槍和焊條從工作船下水,沿著吊繩位置下潛,直至下潛到陽極塊水深處,并摸到系在陽極塊上的麻繩。7)陽極塊固定:陽極塊固定采用2道腰繩,分別系在陽極體上下部位。要求一端帶套頭,以便于腰繩另一端易于穿過套頭。當潛水員下潛摸到陽極后,首先搬動陽極使其焊腳部位朝向管樁,接著摸到上部套繩帶套頭一端,繞管樁,并把腰繩另一端穿過套頭,最后收緊腰繩,系在陽腳處。待上部腰繩系好后,采用同樣方式系好下部腰繩。陽極塊固定好后,用手摸一摸焊腳同管樁面結合程度,如果有較大間隙,不滿足焊接要求,則用手推一推陽極使其吻12、合,如果腰繩有松動,則進一步拉緊固定。注意,在固定過程中,如果焊腳處遇到管樁焊縫處,則通過標高調整避開管樁焊縫。8)鋼樁防腐涂層鏟除:陽極塊定位后,潛人水員用鏨平錘和刮刀鏟除鋼管樁上需焊接部的涂層和附著物,接著用加重的鋼絲刷清理干凈。9)陽極塊水下焊接:每個陽極塊有2個焊腳,4道焊縫,每道焊縫長度為100mm,焊縫焊腳高度5mm,要求焊縫平整、連接牢固。焊接順序要求:首先要求焊接陽極塊上部焊腳焊縫,然后焊接陽極塊下部焊腳焊縫;對于每條焊縫,要求焊接必須從頂部開始,向下移動,這樣當潛水員沿著焊接線焊接時,產生的氣泡不干擾他的視線。電流值設定:在正式焊接前,電流值必須正確設定,應該在實際焊接之前通13、過試驗焊接來確定,本工程焊電流值為160180A。焊前要求:要確定安全開關是斷開的。檢查要焊接表面是否清潔。按要求設置電焊機輸送合適的電流。將電焊條的點弧靠著陽極鐵腳使它與焊接線大約成30度角,根據電焊條類型、工作條件和個人愛好,這個角度可以從15度到45度。通知送電。用電焊條端頭輕敲陽極鐵腳直到引起電弧,確定電焊條位于要開始焊接的地方。在某些情況下,在將電焊條插入電焊鉗之前,要刮一下其端頭。施加足夠的壓力到陽極鐵腳,使電焊條自行消耗。電焊條與陽極鐵腳要保持接觸,在直線焊縫時,不要擺動。一根焊條剛好能焊接10cm長焊縫,這樣避免焊縫不連續,才能保證焊接質量。焊接速度一般為250300mm/mi14、n。電焊條消耗之后,通知“斷電”,那時看管人必須打開安全開關并且使其在更換電焊條時保持打開狀態。完成焊接之后,保持電焊條在焊接位置,直至收到證實看管人已“斷電”時止。焊接完成后,仔細檢查焊縫是否連續飽滿,是否滿足規范要求。如果焊縫不符合規范,要求重新焊接,焊接前原先堆焊的焊縫必須清潔干凈。10)焊縫檢測:焊縫檢測分為2種,2個階段實施,針對每個焊縫焊完以后的及時檢測,主要采用肉眼觀測和用手探摸,本工程水域水質較好,在一定水深處的焊縫憑肉眼是可以觀測的。第2種檢測,主要采用水下攝像形式,一般在焊接一定數量陽極后,組織專業水下攝像人員抽樣進行錄像檢測,作為驗收主要依據。、施工流程標高定位、陽極塊固15、定作業隊進場施工準備、安全技術交底電焊設備檢查工前準備設備啟動潛水員、焊條等下水陽極塊檢查防腐涂層鏟除陽極塊水下焊接陽極塊水下焊接檢查測量鋼管樁電極電位 調試竣工驗收1、 陽極安裝前對陽極規格、重量以及表面狀況進行檢查,陽極塊表面不得有油漆、油污,若有發現必須清除、清理。2、 電焊機、空壓機等設備配備專用發電機供電,作業船舶根據施工區域進行定位,排筏配合在碼頭樁區內運送陽極塊。3、 利用樁帽標高進行碼頭區域陽極塊標高定位,承臺區域陽極塊則利用承臺底標高定位,定位后潛水員鏟除鋼管樁上的涂層和附著物。4、 潛水作業船停靠在碼頭前沿,陽極塊依靠工作筏運送到要進行焊接的樁區內;5、 固定陽極塊采用棕麻16、繩,根據鋼樁直徑,選擇適當長度。棕麻繩兩端設置鐵環和掛鉤,陽極塊捆綁在鋼管樁需要安裝陽極塊的位置上,潛水員焊接前必須確認焊腳位置及陽極塊的方向,及時糾正。6、 陽極塊水下焊接后,立即采用活動式(便攜式)參比電極(海水Ag/Agcl電極)測定鋼管樁電極電位,并立即作好記錄。7、 在拆除固定繩前,對潛水作業的陽極塊焊接質量進行檢查,對有問題的焊接部位按規范重新進行焊接,無問題方能松開固定繩。8、 陽極塊水下焊接施工作業時間一般選擇平潮時段,低潮時段主要以承臺區域為主,高潮時段以碼頭區域為主。三、 本工程投入主要施工設備1、工作船 1艘2、工作木筏 (3*4m) 1條3、逆變直流電焊機(600型) 17、2臺4、空壓機(0.9立方) 2臺 空壓機(0.15立方) 1臺5、儲氣罐(1.0立方) 2只6、潛水裝置(MZ-300) 2套7、發電機(80kw) 1臺 8、配電設施等 2套9、焊條(T202) 若干四、施工工藝1、陽極塊標高定位根據樁帽底標高和承臺標高,以事先作好不同深度標記的測繩,按照設計標高及焊接方向確定陽極塊的水下標高和方向。2、陽極塊的焊接采用水下電弧焊,選用逆變直流焊機600型,用T202水下專用焊條進行焊接。3、陽極塊焊接嚴格按照“犧牲陽極焊接圖”要求焊接。4、焊接陽極塊前,必須將鋼管樁陽極焊腳處清理,確保焊腳與鋼管樁的貼合間隙小于3mm。5、陽極塊直接焊于設定的鋼管樁上,單18、只陽極塊是6條焊縫(三面施焊),每條焊縫長度必須大于50mm,焊縫應飽滿,嚴禁點焊、漏焊、假焊。6、每焊完一塊陽極塊,都必須采用鋼絲刷清理焊縫表面的焊渣,潛水員用手摸的方法檢查,有問題馬上進行修補。7、拆除固定時,對陽極塊焊接質量進行檢查,發現問題及時糾正。五、施工技術及質量控制1、項目管理網絡 項目經理 嚴國良 項目總工 陳奇冰期項目生產經理 翁國遠工科 材料員機伍管飛員軍安翁全國員遠質翁量國員遠施伍工飛員軍作業隊伍作業船2人配合組3人潛水組4人2、技術要求及質量控制1)、嚴格按圖施工,并由專人負責施工質量,施工期間,項目部管理落實到現場。2)、陽極塊的采購必須嚴格控制,安裝前,生產廠家必須19、提供陽極化學成分、電流效率、電化學性能以及陽極體與鐵芯的接觸電阻的產品合格證,陽極產品必須符合GB/T4948-2002技術要求,并按照要求上報監理及業主。3)水下焊接必須由有經驗的水下電焊工操作,并具有水下電焊作業上崗證書,嚴格按照焊接規定的焊接規范操作。4)、開始引弧或焊接中途引弧時,引弧通常提前10mm左右,焊接結束時,收弧點稍停移動焊條,使弧坑小點,避免收弧的地方出現裂縫。5)、對參加施工作業的操作人員進行相關培訓,使操作人員了解、掌握本工程的各項技術要求、質量標準,由項目部組織作業隊伍進行技術交底工作。6)、陽極塊焊接完成以后,立即測量鋼管樁的電極電位,并作好記錄,電極范圍在-0.720、7-1.05V(相對于S.C.E)7)、水下電焊焊縫的檢查可進行1%的水下攝影檢查。8)正式下水焊接陽極快前,在現場相同水域設置一根鋼管,由潛水員進行典型作業,包括電焊質量以及定位控制。試焊結束后,將鋼管吊起來進行焊接質量評定,并上報監理、業主認可。六、作業計劃及人員根據施工現場的實際情況,陽極塊安裝實行穿插式作業方式進行,即盡可能減少對碼頭施工的影響,擬先安排承臺部分的陽極塊安裝,根據現場條件,采用陸上與水上配合作業陽極塊直接從承臺面吊入定位,由水下作業人員進行固定焊接。如工作條件許可,也可進行碼頭部分樁的陽極塊安裝。計劃平均每天安裝陽極塊數量為5-10塊左右,施工工期為3-4天。計劃在4月21、25日前完成該工程。八、安全保證措施水下焊接屬于高危性特殊作業,除確保陽極塊安裝質量外,項目部對安全工作將作為重中之重,精心組織施工,合理安排工程進度,對危險源提前熟悉和掌握特性,并制定相應操作規程和規章制度,建立完整的安全生產體系,防微杜漸,杜絕一切安全隱患:1、 參加施工的作業船必須符合船檢、港監有關規定,具備適航證書和合格證書。作業船上必須具備相應救生和消防設備。各作業船只必須有一套供氣源備用。2、 作業船必須保持性能完好,定期檢查,發現問題及時修理。確保水下作業時氣體的輸送,并對氣體質量進行有效控制。3、 水下焊接作業時,作業船只必須掛潛水作業旗、慢車旗、拋錨球。參加施工的人員必須持上22、崗證、穿好救生衣、戴好安全帽。4、 定專人定時收聽當天天氣預報,了解35天的天氣趨勢,風浪大時及時避風。5、 下水前對潛水設備、器材進行認真的檢查,發現問題及時解決,設備器材嚴禁帶病工作。6、 由項目部每天召開班前會,在布置工作的同時,向其它施工隊伍通報作業艦只動態,翻沉、合理的組織安排水上、水下施工區域,避免與其它施工隊伍交叉作業,防止重物落海。7、 潛水員下潛前,必須帶好安全背繩、栓腰繩等、軟管上的掛鉤應掛 在安全背帶環上;水上、水下 保持良好的通訊,潛水員、水上支持人員必須熟悉拉繩信號,必要時可約定信號的含義。8、 使用的電氣設備必須絕緣,下水前要進行水中絕緣檢驗,達不到要求禁止使用。9、 潛水員焊接時必須戴絕緣手套,更換焊條時必須斷開電焊機電源。實際焊接以外的時間必須斷開電源,在確認潛水員要求供電時,方可接通電源。10、 水上配合水下作業的人員,特別是收聽聲音訊號,放、拉安全繩的相關人員,不得擅離崗位,確保通信暢通。11、 做好班組班前安全教育,做好相關記錄,并進行安全工作交底工作,確保使每個操作人員明確本工程的重要性以及安全工作的各關鍵點。12、 項目部在召開每周工程例會的同時,總結近期安全工作,定期組織安全工作檢查,設備檢查,安全記錄檢查。13、 項目部成立急救小組,確認急救站、醫院的位置以及到達的最近路線,以備應急所用。