石油化工储油罐施工设计方案.docx
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石油化工储油罐施工设计方案
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河北鑫海化工储油罐安装工程
施工组织设计方案
编制王洁
审核张旭
审批黎侠
江苏省沛县防腐保温工程黄骅办事处
2011年9月20日
第一章工程概况
第二章储罐施工组织
第三章资源配置
第四章储罐施工工艺
第五章进度目标及保证措施
第六章质量保证体系和保证措施
第七章安全和环境保证措施
第一章工程概况
1.1工程简介
招标单位：
河北鑫海化工有限公司
工程内容：
150万吨年高品质沥青装置20000m3储罐安装工程
工程地点：
沧州市渤海新区化工园区
1.2方案编制依据：
1.2.1河北鑫海化工有限公司招标文件
1.2.2国内执行的现行储罐制作安装验收标准
序号
标准编号
标准名称
1
SHT3507-2005
《石油化工钢结构工程施工及验收规范》
2
SH3505
《石油化工施工安全技术规程》
3
GB50236-97
《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》
4
GB50205-2001
《钢结构工程施工质量验收规范》
5
GB50231-98
《机械设备安装工程施工及验收规范》
6
GB50275-98
《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》
7
SHJ509-88
《石油化工工程焊接工艺评定》
8
GBJ50235-97
《工业金属管道工程施工及验收规范》
9
GB50128-2005
《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》
10
SH3533-95
《石油化工给排水管道工程施工及验收规范》
第二章储罐施工组织
2.1总则
2.1.1机构设置
公司在现场设立“150万吨年高品质沥青装置20000m3储罐安装工程
项目经理部”，项目经理部下设三科一室，150万吨年高品质沥青装置20000m3储罐安装工程项目经理部组织机构见下图：
150万吨年高品质沥青装置20000m3储罐安装工程项目经理部组织机构图
公司总经理
项目经理部
公司机关部室
质量负责人
技术负责人
安全负责人
项目部
宿舍
仓库
厨房
办公室
制作队
安装队
2.1.2机构运行原则
⑴项目经理部是在本工程中派出的负责项目施工全过程管理的唯一组织机构；项目经理部严格实行项目法管理；项目经理在公司总体领导下，全速负责项目的施工管理，组织高效精干的队伍，运用“矩阵体制、动态管理、目标控制、节点考核”的项目动态管理组织施工，实施工期、质量、成本、安全四大控制，保证切实履行工程合同。
⑵公司总部
公司总部职能部门按制度定期到现场检查、督促、指导项目部各项工作。
⑶项目经理部安全管理
项目安全负责人在项目经理的领导下，全面负责施工现场的安全工作：
制定安全生产计划、组建安全保证体系、完成安全生产。
⑷项目经理部质量管理
项目质量负责人在项目经理的领导下，负责组建项目经理部质保体系，保证质保体系日常工作的正常进行，就项目施工质量向公司管理者代表负责；项目部质安科安全员各自承担自己分管质量要素的质保工作，基层施工队伍各自的质保体系接受项目质保体系的领导，从而形成自上而下的完善体系。
⑸项目经理部的技术管理
项目技术负责人在项目经理的领导下，就技术工作对项目经理负责，基层作业队伍按班组设置负责人，形成自上而下的完善体系。
⑹项目经理部的设备材料管理
项目材料负责人在项目经理的领导下，负责施工机具的组织与管理、工程材料采购、储运，搞好本项目施工中的物资计划、采购、储运及领用工作，确保工程的顺利进行。
第三章资源配置
3.1劳动力配置
序号
工种
人数
备注
序号
工种
人数
备注
1
铆工
15
6
架子工
2
2
气焊工
6
7
测量工
1
3
电焊工
25
8
壮工
10
4
起重工
2
5
维护电工
1
合计
62
3.2机械配置
3.2.1测量试验设备
序号
施工设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
经纬仪
J2-1
台
1
2
真空试验设备
台
2
3
标度划规
L=1000
个
1
4
平面规
L=800
个
2
5
风压测量仪
个
1
6
风速仪
个
1
7
温度计
-30℃~＋150℃
个
2
8
微压差计
台
1
9
湿度计
0~50℃
个
1
10
万用表
块
1
11
兆欧表
块
1
12
钢板尺
2m
只
2
13
钢板尺
1m
只
4
14
钢盘尺
50m
只
1
15
钢卷尺
2~5m
只
12
16
焊接检验尺
把
2
17
角尺
500×200
把
4
第四章储罐施工
4.1.储罐施工方法的确定
大型拱顶储罐的主要施工方法有气顶提升倒装法、电动葫芦提升倒装法和液压提升法。
对于本项目将采用电动葫芦提升倒装法。
4.2施工程序
4.2.1基础验收
4.2.2罐底版铺设和焊接
4.2.3罐顶层圈壁板组装焊接
4.2.4罐顶安装、涨圈安装
4.2.5安装提升装置及限位装置
4.2.6电动葫芦提升罐体
4.2.7提升到位，安装一层壁板，涨圈下移。
再次提升，装下一层壁板，以此类推。
具体施工程序见流程
罐壁、底版、罐顶排板
检查
否
少量修边
合格
罐壁、底版、罐顶板下料预制
加强圈、罐顶角钢预制
检查
否
少量修边
合格
基础验收
检查
否
土建处理
合格
罐底中幅板铺设、点焊
边缘板铺设、点焊
底版焊接
检查
修复、补焊
合格
第一层壁板组对焊接
包边角钢组对焊接
罐顶组装焊接
罐顶平台、栏杆安装
合格
电动葫芦提升
检查
修复、补焊
其他各层壁板组对焊接
加强圈、盘梯安装
壁板与罐底边缘板焊接
焊缝检查
打磨补焊
储罐附件安装
焊缝检查
打磨补焊
盛水试验
检查
整改
无损检测
检查
整改
交工验收
4.3材料检验
4.3.1钢板与型材
⑴储罐用的钢板、型材和附件应符合设计要求，并应有质量证明书，质量证明书中应标明钢号、规格、化学成分、力学性能、供货状态及材料的标准。
当无质量证明书或对质量证明书有疑问时，应对材料进行复验。
复验项目和技术指标应符合现行国家或行业标准，并满足图纸要求。
⑵储罐用的钢板，必须逐张进行外观检查，其表面质量，应符合现行的钢板标准的规定。
⑶钢板减薄量、表面划痕与钢板实际负偏差之和，应符合钢板厚度允许范围的规定：
δ≤4mm，允许偏差为-0.3mm；δ=6~7mm，允许偏差为-0.6mm，δ=8~25mm，允许偏差为-0.8mm。
⑷钢板应有标记，切割前应作标识移植，并按材质、规格、厚度等分类存放。
存放过程中，应防止钢板产生变形，严禁用有棱角的物体垫底。
⑸型钢应按规格存放，存放过程中防止型材变形，并应做标识。
4.3.2焊材
⑴焊接材料（焊丝、焊条等），应有出厂证明书，当无质量证明书或对质量证明书有疑问时，应对焊接材料进行复验，复验合格后方准使用。
⑵焊材入库应严格验收，并做好标记。
⑶焊材的存放、保管、应符合下列规定：
焊材库必须干燥通风，库房内不得放置有害气体和腐蚀性介质；焊材库房内温度不得底于5℃，空气相对湿度不得高于60%，并做好记录；焊材存放，应离开地面和墙壁，其距离均不得少于300mm，并严防焊材受潮。
焊材应按种类、牌号、批号、规格和入库时间分类存放。
4.4基础验收
4.4.1一般规定
在储罐安装前，必须按土建基础交接文件对基础表面尺寸进行检查，合格并办理交接检查记录后方可安装。
4.4.2基础表面尺寸，应符合下列规定：
⑴中心线坐标允差±20mm；中心坐标允差±10mm；
⑵基础表面径向平整度≤5mmm，基础表面凹凸度，自中心至周边拉线，应不大于25mm。
⑶沿周边平整度不大于1mmm，且整个圆周上任意两点高度不大于20mm。
⑷基础环行墙内径允差±5mm，宽度允差＋50mm。
⑸基础锥度按土建专业施工图纸，验收合格后方可进行底版的铺设。
4.5预制加工
4.5.1一般要求
⑴储罐在预制、组装及检验过程中，所使用的样板应符合下列规定：
弧形样板的弦长不得小于2m；直线样板的长度不得小于1m；测量焊缝棱角的弧形样板，其弦长不得小于1m，样板宜用0.5~0.7mm厚度铁皮制作，周边应光滑、整齐。
为避免变形，可用扁铁或木板加固。
样板上应注明工程名称、专职检查员代号、部件及其曲率半径，作好的样板应妥善保管。
⑵钢板应平整，在预制前检查钢板的局部平面度，当用直线样板检查时，间隙不应大于4mm；当钢板为卷材时应展平、矫正。
⑶号料前，应核对钢板材质、规格，钢板应处于平放位置。
⑷在钢板上定出基准线，然后划出长度、宽度的剪切线，经检验合格后，在剪切线打上样冲眼，其深度应小于0.5mm，并用油漆作出标记。
剪切线内侧划出检查线，同时在钢板上角处标明储罐代号、排版编号、规格与边缘加工符号。
⑸钢板坡口加工应按图样进行，碳钢材料的加工表面应平滑，不得有夹渣、分层、裂纹及熔渣等缺陷。
切割后的坡口表面的硬化层应磨除。
不锈钢板的坡口加工应在专用刨边机上进行。
⑹坡口形式和尺寸，按图样要求或焊接工艺条件确定。
纵缝焊接的对接接头的间隙，应为4~6mm，钝边不应大于1mm，坡口宽度，应为16~18mm。
⑺壁板应在卷扳机上进行卷制，辊的轴线与壁板长边相互垂直，并随时用样板检查，壁板卷制后应直立于平台上水平方向用内弧形样板检查，其间隙不得大于4mm；垂直方向上用直线样板检查，其间隙不得大于1mm，
⑻在卷制大曲率弧板时，应有吊机配合，防止在卷制过程中，使已卷制成的圆弧回直或变形。
⑼所有预制构件，应将零部件编号用油漆清晰标出。
⑽预制构件的存放、运输，应采取有效措施防止变形，损伤和锈蚀。
对罐壁板、边缘板、弯曲构件等，应采用胎架运输、存放。
4.5.2底版预制
⑴ 底版排版图应符合下列规定：
底版任意相邻焊缝之间的距离，不得小于300mm，中幅板的宽度不得小于1m，长度不得小于2m，当中幅板采用搭接接头时，搭接宽度不得小于5倍的底版厚度，且不得小于30mm。
中幅板与边缘板的搭接宽度，不应小于60mm。
弓形边缘板尺寸的测量部位及允许偏差应符合下表规定：
测量部位
允许偏差
长度
±2
宽度
±2
对角线之差
≤3
⑵ 弓形边缘板对接接头的间隙，其外侧宜为6~7mm；内侧宜为8~12mm。
边缘板对接焊缝下面的垫板与相邻两块边缘板中的一块先点焊定位，且必须与两块帖紧。
⑶ 边缘板沿罐底半径方向的最小尺寸，不得小于700mm。
4.5.3壁板预制
壁板排版图应符合下列规定：
⑴ 各圈壁板纵向焊缝向同一方向逐圈错开，其间距宜为板长的13，且不得小于500mm；底圈壁板纵向焊缝与罐底边缘板的对接焊缝之间的距离不得小于300mm；罐壁开孔接管或开孔接管补强板外缘与罐壁纵向焊缝之间的距离，不得小于200mm；与环向焊缝之间的距离，不得小于100mm；包边角钢对接接头与壁板纵向焊缝之间的距离，不得小于200mm；罐壁板宽度不得小于1m，长度不得小于2m。
⑵ 壁板尺寸的允许偏差，应符合下表的规定，其尺寸测量见下表：
测量部位
环缝对接
板长≥10M
板长＜10M
宽度
±1.5
±1
长度
±2
±1.5
对角线之差
≤3
≤2
长边直线度
≤1
≤1
短边直线度
≤2
≤2
4.5.4构件预制
⑴ 加强圈、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。
放在平台上检查，其翘曲变形不得超过构件长度的0.1％，且不得大于4mm。
⑵ 热煨成型的构件，不得有过烧、变质现象，且其厚度减薄量不得超过1mm。
4.6组装
4.6.1一般规定
⑴ 储罐组装前，底版、罐顶、壁板应预制完成并复检合格，将预制件的坡口和搭接部分的泥沙、铁锈、水、及油污等清理干净。
⑵ 拆除组装用的工具卡时，不得损伤母材；钢板表面的焊疤应打磨平滑；如果母材有损伤，应按要求进行修补。
⑶ 储罐组装过程中，应采取措施，防止大风等自然条件造成储罐的失稳破坏。
4.6.2底板铺设
⑴ 底板铺设前，其下表面应涂刷防腐涂料，每块边缘50mm范围内不刷。
⑵ 在基础上划出十字中心线，并将中心部位的底版预先画上基准线，按排版图由中心向两侧铺设中幅板和边缘板。
⑶ 铺设时，宜先铺设中幅板，后铺设边缘板，中幅板应搭在弓形边缘板的上面，搭接宽度不得小于60mm；底版搭接宽度允许偏差为±5mm。
重叠部分要除掉砂、垃圾等物。
找正后，采用卡具或固定焊固定。
中幅板应搭接在弓形边缘上面，搭接宽度可适当放大。
搭接接头三层板重叠部分，应将上层底版切角（见下图），切角长度应为搭接长度的2倍，其宽度应为搭接长度的23。
在上层底版铺设前，应先焊接上层底版覆盖部分的角焊缝。
⑷ 罐底板下料直径不得小于（1＋21000）×D设计
⑸ 边缘板与罐壁板相焊接的部位应平滑，对接焊缝应完全焊透，边缘板对接焊缝下的垫板必须与边缘贴紧，其间隙不得大于1mm，并与先铺的定位板定位焊。
罐底对接接头间隙，当钢板厚度δ＞6mm时，间隙为6~8mm。
4.6.3罐顶组装
⑴ 储罐底版铺设及固定完成后，在其上面划出壁板组装圆周线（其划线尺寸D应比设计直径放大10mm，以作为围板焊缝收缩余量）并打上样冲眼，在组装圆周线上每隔2米左右点焊一个角钢头定位。
⑵ 将现场蒙板吊装至网壳上，从中心向四周均布排开，安装后把钓饵处焊疤打磨干净。
⑶ 按罐顶排版图下料，单片顶板采用对焊焊缝，应符合焊缝间距不小于200mm的规定。
4.6.4壁板组装
⑴ 壁板组装前，应对预制的壁板进行复检，合格后方可组装，如壁板弯曲过大应修整，同时应释放预制时产生的内应力，当需重新校正时，应防止出现锤痕。
⑵ 新围壁板组焊时，每层都应留有两道对称布置的活口（立焊缝）不施焊，这两道活口待顶升到位后再组焊。
⑶ 提升前，新围壁板上每隔300~400mm焊一挡板（长约200mm），以便于提升后新围壁板组对就位。
⑷ 壁板组装技术要求
① 相邻两壁板上口的允许偏差，不应大于2mm。
在整个圆周上任意两点水平的允许偏差，不应大于6mm；壁板的铅垂允许偏差，不应大于3mm。
2壁板组装时，应保证内表面齐平，错边量应符合下列规定：
纵向焊缝错边量：
当板厚小于或等于10mm时，不应大于1mm；当板厚大于10mm时，不应大于板厚的110，且不应大于1.5mm，当上圈壁板厚度小于8mm时，任何一点的错边量均不得大于1.5mm。
③ 组装焊接后，在壁板1m高处，内表面任意点半径的允许偏差不应超过±19mm；其他各圈的铅锤允许偏差，不应大于该壁板高度的0.3%；罐壁环缝对接接头组装间隙为当6≤δ≤15mm时，B=20~+1mm；15≤δ≤20mm时，B=3±1mm。
罐壁纵缝对接接头的组装间隙为2~3mm。
（5）固定装置
为防止罐体在提升时由于磨擦力将新围的壁板提起来或产生水平位移,需要在新围板的下边等距离地设置若干耳板（这里考虑25组）,使新围壁板固定在底板上,结构形式上如下图:
待提升壁板
（6）收紧装置
除第一层壁板外,对新围的壁板留有两道对称布置、暂不焊的活口,待罐体提升到预定的高度后,用收紧装置将活口收紧,以便进行组对环焊缝和两道活口的立焊缝。
每道活口的上、中、下各配一付直径为M24（正反扣）的调整螺丝或三只3吨的倒链供收紧活口,待罐体千到预定高度后收紧活口。
如下图:
（7）罐体提升步骤
①首圈带板及罐顶安装完成后,将涨圈置于首圈带板下部300㎜处,涨圈应用斜铁打紧,使之紧贴首圈带板罐壁,做好罐体提升准备。
②安装立柱及电动葫芦,立柱尽量靠近罐壁,避免涨圈吊点受较大的径向力而影响罐壁的椭圆度。
③安装总控制台。
④电动葫芦进行空负荷试提升。
⑤调整各电动葫芦使之均匀提升,并保持涨圈水平。
⑥储罐提升时,操作人员先以电铃通知施工人员,保持各电动葫芦均衡同步,避免个别动作大幅上升或下降。
⑦提升到位后用收紧装置收缩待装壁板,并调整壁板椭圆度、对口错边量等,使其符合技术要求。
⑧新装壁板立缝及环缝焊接完成后,将涨圈拆下移到下圈壁板上。
⑨重复⑤-⑨安装步骤，直到所有壁板安装结束。
（8）通讯和照明
罐体提升时应配对讲机，以保证罐体外联系和协调工作。
储罐内部照明采用不大于36V的安全电压作为照明电源，用电缆线将安全电源接入罐内。
4.7附件安装
4.7.1罐体的开孔接管,应符合下列要求
开孔接管的中心位置偏差应≤10㎜；接管外伸长度的允许偏差，应为±5㎜。
开孔补强板的曲率，应与罐体曲率一致。
开孔接管的法兰密封面应平整，不得有焊瘤和划痕，法兰的密封面应与接管的轴线垂直，倾斜不应大于法兰外径的1%，且不得大于3mm，法兰的螺栓孔，应跨中安装。
4.7.2随着罐体组装，同时进行旋梯、栏杆和平台的预制安装并且符合施工图纸及GB50205-95《钢结构工程施工及验收规范》要求。
4.8焊接
4.8.1焊工考核
从事储罐焊接的焊工要持有劳动部门颁发的锅炉压力容器焊工考试合格证书，且考试试板接头型式、焊接方法、焊接位置及材质等均应与施焊的储罐一致。
4.8.2焊接工艺评定
焊接施工前应按《压力容器焊接工艺规程》JBT4709-92规定进行焊接工艺评定，公司已有适合的合格焊接工艺评定，则可使用已有的焊接工艺评定。
4.8.3焊接材料
焊接材料应设专人负责保管，焊接材料的贮存应保持干燥，相对湿度不得大于60％，焊接材料使用前应进行烘干，低氢型焊条说明书进行烘干后，应保持存在100～150°C的恒温箱内，药皮无脱落和明显裂纹。
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