钢格板在石化装置中的应用前景分析

黎 敏 , 唐兆祖

(中国石化巴陵石化分公司合成橡胶事业部, 湖南 岳阳 414014)

钢格板在石化装置中的应用前景分析

黎 敏 , 唐兆祖

(中国石化巴陵石化分公司合成橡胶事业部, 湖南 岳阳 414014)

在石油化工生产装置中, 钢结构中的操作平台和楼梯板等往往采用传统的花纹钢板制作, 其在使用上存在很多缺点及安全隐患. 本文通过对钢格栅板与花纹钢板进行多方面的对比分析, 证明钢格板的优势明显, 值得推广, 有着广泛的应用前景.

钢格板; 石油化工装置; 应用

引言

近年来, 已数次发生因钢梯踏步板严重腐蚀失去安全承载能力、钢操作平台板掉落等原因发生的安全事故, 综观这些事故发生的原因, 主要是因为传统的踏步板及操作平台均为在钢梁上铺设3～5mm厚的花纹钢板, 在化工行业中由于楼梯及操作平台等往往露天放置以及化工行业腐蚀性较强的生产环境, 使得其易因锈蚀而引起强度和刚度的迅速减弱, 使用寿命大为缩减, 同时, 较小的焊缝也容易失去强度, 容易引发安全隐患. 另外, 花纹钢板的保养防护频率要求高, 对易燃易爆物品控制要求严格的化工生产行业带来诸多不便, 甚至影响到日常生产. 近年来, 逐渐推广的钢格栅板可以在很大程度上缓解和解决这一问题,本文将钢格板和花纹钢板的使用进行了对比分析, 钢格板在石油化工装置楼梯板及操作平台中的使用优势明显, 应用前景十分广阔.

1 钢格板概述

1.1 钢格板的历史及工艺材质

1986年, 澳大利亚华富集团在中国广州开发区投资设立生产基地, 广州美罗钢格板有限公司正式成立,从此钢格板正式进入中国. 经过多年的发展, 钢格板已经进入众多的行业.

图1 压焊钢格板简图(平扁钢)

钢格板一般也称作钢格栅板, 是用扁钢按照一定的间距和横杆进行交叉排列, 并经压焊或压锁成中间带有方形格子的一种钢铁制品, 主要用来做水沟盖板、钢结构平台板、钢梯的踏步板, 也可用作滤栅、栈桥、通风栅栏、防盗门窗、脚手架、设备安全栏等. 其中, 扁钢一般采用材质Q235的热轧扁钢, 也可按使用功能要求的不同采用不锈钢、黄铜板、铝板等材料, 横杆一般采用经一般采用扭绞的方钢或扁钢. 根据使用环境的不同钢格板的防腐可采用喷防锈漆、电镀锌、热镀锌等方法对其外表进行处理, 其中防锈效果最好的属于热镀锌, 可以很好的起到防止氧化的作用.钢格板具有通风、采光、散热、防滑、防爆等性能, 其表面可冲齿以增加防滑性能, 另外也可采用型的I扁钢制作.

1.2 钢格板的规格

1.2.1 钢格板的生产标准

钢格板的生产使用标准为中华人民共和国黑色冶金行业标准钢格栅板及配套件的第一部分钢格栅板(YB/T4001.1-2007),另外美国、英国、澳大利亚和新西兰也有其各自标准. 钢材标准按照GB700-88, GB1220-92执行.

1.2.2 钢格板的型号和标记(见图2)

图2 钢格板标记

1.2.3 钢格板的尺寸外形及标准偏差.

(1) 钢格板长度的允许偏差为±5mm,宽度的允许偏差为±5mm.

(2) 承载扁钢的不垂直度应不大于扁钢宽度的10%.

(3) 横杆偏斜及间距偏差: 横杆边缘对钢格板中心的偏斜应不大于5mm. 在任意1500mm长度内, 两端横杆间距的允许偏差为±6mm.

(4) 纵向弯曲: 钢格板的纵向弯曲挠度应不大于长度的1/200.

(5) 横向弯曲: 钢格板的横向弯曲挠度(在包边前)应小于宽度的1/100.

(6) 对角线偏差: 钢格板由于尺寸公差而引起对角线的相对偏差, 不应大于±5mm.

2 钢格板与花纹板应用于楼梯平台中的对比分析

2.1 防腐性能分析

热镀锌又称为热锓镀锌, 热锓镀锌是将普碳钢或低合金结构钢浸入熔融锌浴中获得具有热镀锌层的钢, 主要用于钢铁的防大气腐蚀. 热镀锌的优点在于其防腐能力强, 镀锌层的附着力和硬度较好, 有较长的使用寿命. 热镀锌层厚100μm时产品在以下各种环境中的寿命见图3. 同时, 热锓镀锌碳钢产品在PH值6～12.5范围内, 锌层表面形成的保护膜, 抗腐蚀性能较好, 经热镀锌处理的钢格板, 使用寿命至少30年免维护. 其耐酸碱腐蚀性能稳定关系如图4所示.

图3 镀锌钢格板的使用寿命

图4 热镀锌酸碱抗腐蚀性能

而传统的带有网纹的防滑钢板, 由于需要在现场进行除锈、刷漆, 其工作量大, 施工质量不易得到保证; 花纹钢板易变形凹陷, 造成积水生锈. 每三年需要做一次全面的防腐保养, 才能保证其使用性能.

2.2 经济性能分析

在工程建设中, 以目前国内常用的计算方法为例, 影响投资的公式为:

单位工程施工图预算直接费= ∑(工程量×预算综合单价) × (1+其他直接费)

在钢结构中, 工程量就是使用的钢材重量. 当前, 传统使用的花纹钢板的价格在5000(元/吨)左右, 按30年的寿命计算, 每三年保养一次共计10次, 每平方米花纹钢板的价格为211.5(元)左右(含人工成本), 除锈防腐的成本为每次每平米60(元), 则其综合成本为211.5+60×10 = 811.5(元). 钢格板的价格在7000(元/吨)左右, 其人工安装费用是一次性投入, 大约在30元每平方米.

如果仅从每吨钢材价格高低来判断, 钢格板的价格是花纹钢板的1.5倍, 但折合成每平方米的价格时, 几种常用型号钢格板比花纹钢板要经济.从表1中可以看出, 钢格板在楼梯踏步, 操作平台的使用中, 其综合价格要比花纹钢板经济50%以上.

表1 钢格板与花纹钢板的经济性能比较

2.3 力学性能分析

选择板型时, 考虑到化工企业中, 一般活荷载2KN/m2, 检修荷载2KN/m2, 次梁间距1000～1200mm, 楼梯踏步板、钢操作平台板一般采用G253/30/100、G255/30/100、G323/30/100、G325/30/100型号的平面型扁钢钢格板, 明沟盖板、宽度要求较高的走道、栈桥等一般采用G405/30/100、G405/30/50、G505/30/100、G605/30/100型号的平面型扁钢钢格板, 也可采用I型或者齿形扁钢钢格板, 少数重要的部位也可选用不锈钢、铝合金等其他金属材料格栅板制品. 表2为几种常用的平面型扁钢钢格板与花纹钢板的性能对比, 可供参考.

表2 钢格板与花纹钢板的强度、刚度性能比较

表2中钢格板自重比花纹钢板要轻, 跨距更大, 材料相对节省; 在相同荷载作用下, 钢格板挠度小,变形小. 因此, 钢格板强度及刚度更高, 在一般石油化工装置生产环境下具有较高可靠度, 提高了其在生产应用中的安全系数, 更好的保障生产设备的平稳运行.

3 结论

通过在防腐性能、经济性能、力学性能等方面, 对钢格板与传统的花纹钢板在石油化工装置楼梯平台中的应用进行全面地分析, 形成如下结论:

(1)镀锌钢格板比传统的花纹钢板具有经济、安全等诸多的优点, 性能价格比高. 设计选型时应尽量选用合适的钢格板型号, 实际应用中, 钢格板可与花纹钢板混合使用, 以满足更合理的结构要求、生产需要和取得更明显的经济效益;

(2)钢格板值得各相关参建单位在新建、改扩建、维护工程中大力推广, 使这种新型的建筑材料能得到广泛的普及.

[1] 施 昱, 葛乐通. 钢格板切割的现状与展望分析[J]. 机械设计与制造, 2008, 12

[2] 赵凤华, 黄金林. 钢结构设计原理[M]. 北京: 高等教育出版社, 2005

[3] 熊卫兵. 钢格板的应用 .中国钢结构协会锅炉钢结构分会第五届年会论文集[A]. 杭州: 中国钢结构协会锅炉钢结构分会, 2004

[4] 张建平, 蒲爱华, 严 伟. 建筑工程计价[M]. 重庆: 重庆大学出版社, 2005

[5] 黄旭东, 董晓星, 张国英. 钢格板选型及其经济效益研究[J]. 特种钢构, 1999(6)

[6] 上海市标准化研究院. 中华人民共和国行业标准目录(上册)[M]. 北京: 中国标准出版社, 2008.

Analysis of the Outlook for Steel-gratings in the Unit of Petrol-chemical

LI Min, TANG Zhao-zu
(Baling Petrol-chemical Company, SINOPEC, Yueyang 414014, China)

The corrugated-steel-plate has been widely used in the steel structure of petrol-chemical plant, but there are many shortcomings in the applications. The application of steel-gratings has great advantage by contrast of corrugated-steel-plate in the use of petrol-chemical plant. It should be popularized in the future.

steel-gratings; plant of petrol-chemical; application

TQ050.4+1

A

1672-5298(2010)03-0066-03

2010-06-12

黎 敏(1974- ), 男, 湖南湘阴人, 硕士, 中国石化巴陵石化分公司合成橡胶事业部工程师. 主要研究方向: 建筑工程结构安全