5000立方LNG低温贮罐工程施工组织设计方案secret.docx
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5000立方LNG低温贮罐工程施工组织设计方案secret
5000m3LNG储罐
（制作、安装、防腐、保温）
施工技术方案
编制
审核
批准
中国化学工程第设
一、编制说明4
1、工程概况4
2、工程特点4
二、编制依据5
三、主要工程实物量及设计参数5
四、施工准备6
1）施工技术准备.6
2）施工现场及物质准备7
3）机械提升装置布置7
4）施工工装准备8
五、主要施工工艺8
1、施工方案选择8
2、施工程序9
3、基础验收9
4、罐底组装10
5、罐壁组装14
6、顶板组装21
7、接管安装228、基础施工22
9、均压板施工22
10、罐体脱脂与清洗22
11、干燥处理23
12、罐体试验24
六、质量管理控制25
1、质量控制25
2、组织机构和人员配备26
3、施工阶段的质量控制26
4、质量控制点26
5、质量检验要求27
6、焊接工艺要求28
7、贮罐焊接施工工序28
8、壁凹凸变形的防治措施31
9、丁字焊缝错边变形的防治措施31
七、HSE保证措施32
1、HSE方针和目标32
2、HSE保证体系32
3、安全教育34
4、安全措施34
5、高处作业管理35
6、安全检查35
八、现场文明施工35
九、施工进度及资源配置37
1、进度计划37
2、劳动力计划37
3、工机具计划38
4、手段用料计划39
5、主要工装计划39
十、保证施工质量的措施40
十一、保证职业健康安全环境的措施40
十二、罐的防腐与保温41
附件：
1、施工进度计划网络图
2、施工总平面布置图（根据现场具体情况再做）
一、编制说明
1、工程概况
本工程建设5000m3LNG常压低温双拱顶储罐1座，储存LNG规模为5000m3。
地址：
阳曲。
工程容：
LNG储罐的储罐制作、安装、检测、防腐、保温、竣工验收。
工艺分界点：
进出管道为根部阀门前、后一道法兰。
储罐结构形式：
为罐、外罐拱顶的双壁单容罐，罐存储LNG，外罐仅用来承装保冷材料和闪蒸气体。
外罐均为平底、圆筒形金属储罐。
储罐主要由罐、外罐、保冷层、平台梯子等组成，罐底板、壁板、顶板、及罐梯子材料为06Cr19Ni10，公称直径20米，筒体高度16米；外罐主体材料为Q345R,外罐平台梯子材料为Q235，公称直径22.3米，筒体高度18.3米。
罐所有对接焊缝均需作100%射线及所有角焊缝100%渗透检验。
筒壁与外筒壁之间用膨胀珍珠岩填充绝热，筒底与外筒底之间采用玻璃砖绝热，玻璃砖平铺于外罐底板找平层上，采用沥青粘接，罐底弓形环板下方设置罐基础混凝土承压圈。
2、工程特点
a）低温罐钢材和焊材种类较多，从材料检查验收、预制、组装、检验、保冷，施工程序多，交叉作业多，因前期需要准备的时间较多，留给施工的时间少，导致安装工期紧；
b）外罐均采用手工电弧焊，罐壁100%RT检测，因此对焊工的操作技能、素质要求都比普通焊工要求高；
c）低温罐罐在外罐就位后施工，在罐吊装和就位也是一个难点；
d）罐光线较差，温度高，且通风条件有限，给施工增加了难度；
e）钢材品种较多，对材料焊材种类的堆放、保管、使用、标识都要求严格管理；
二、编制依据
1、APIStd620-2008第11版《大型焊接低压储罐设计与建造》；
2、《立式圆筒型钢制焊接储罐施工及验收规》GB50128-2014；
3、《钢结构工程施工质量验收规》GB50205-2012；
4、设计的储罐施工图纸；
5、项目招投标文件和工程合同；项目管理目标责任书。
三、主要工程实物量及设计参数
5000立方米LNG储罐性能参数表
设备位号
所属系统
LNG储存系统
设备名称
LNG储罐
类型
地面式平底圆筒形双层金属单容罐
设计参数
罐
外罐
设计压力（kPa）
25/-0.8
1.0/-0.5
工作压力（kPa）
5/20
0.5
设计温度（℃）
-196/+50
-20/＋50
工作温度（℃）
-163/+50
环境温度
罐介质
LNG
N2+膨胀珍珠岩
有效容积（m3）
5000
腐蚀裕量（mm）
0
1.5
直径D（mm）
20000
22300
高度（mm）
16000
18300
主要材质
S30408
Q345R
设计风速（m/s）
24
地震设防烈度
8度（麦卡里）
底部保温材料
玻璃砖
夹层保温材料
膨胀珍珠岩
主要工程实物量（单台）见表
序号
名称
材质
数量
单位
1
罐（包含管道、附件）
06Cr19Ni10
不锈钢
~128
吨
2
外罐（包含管道、附件）
Q345R
碳钢
~144.2
吨
外罐梯子、平台、栏杆
Q235
碳钢
8.196
吨
3
膨胀珍珠岩
1791
m3
4
玻璃砖
317.3
m3
5
沥青
~12
吨
6
C40混凝土
~87
m3
7
弹性毯
114
m3
8
φ10圆钢
HPB235
10270
m
9
防腐
10
检测
四、施工准备
1）施工技术准备
1、1）施工前进行图纸会审,与设计及业主共同确定施工及验收标准。
施工图会审应着重审查以下容：
1、1、1）应从施工和使用的角度，对设计的完整性和合理性进行核对；
1、1、2）设计对施工的技术要否完整、可行，施工及验收规是否为有效版本；
1、1、3）图纸、说明书、一览表等相关容是否一致；
1、1、4）设计有无漏项，并将问题和疑问在设计交底会上提出。
1、2）编制施工方案，确定焊接工艺，对焊接施工人员按照AMSE标准进行必要的考核,制作焊接工艺卡。
1、2、1）项目部在施工前一个星期组织施工技术人员和施工班组长学习施工方案、施工规、施工进度计划、安全技术措施、质量验评标准，将安全及质量意识贯彻到每一个施工人员的心中；
1、2、2）按照本公司质量手册的要求在工程开工前确定大罐施工质量控制点和成立质量保证体系，严格落实公司的各项管理制度。
1、3）绘制临时工装及设备、胎具图。
1、4）必要的技术培训，特殊的检（试）验要求，必须的焊接工艺评定等。
所有参与施工的管理人员及施工作业人员应经过上岗前技术培训，以具备相应的技能。
对焊工等特殊工种必须确保100%持证上岗。
焊接工艺评定必须经过审核满足施工工艺要求。
1、5）各专业责任工程师和专业技术员应对工程合同进行全面的学习，领会合同的容；对施工执行的相关规和管理规定进行学习，确保工程的顺利进行。
2）施工现场及物质准备
2、1）施工现场三通一平,按照本公司文明施工标准的要求在施工现场用脚手架杆支设起1.5M高的围栏，然后用彩钢板将围栏圈起来，以此将施工作业区与厂生产区分隔开来,保证施工与生产安全；
2、2）合理规划施工区域,现场搭设300MM高的铆焊平台、电焊机蓬等施工用临时设施；
2、3）材料到厂应进行材料的质量和数量验收无误后，办理材料入库手续；保管员对入库的材料按照材质、品种、规格、形状等实现科学合理的摆放和码垛，摆放整齐，标志清楚，便于存放取送和查验盘点。
码放时注意不锈钢件与碳钢件要分开。
罐体材料堆放下面用木块垫，不得附加外载荷，以防止发生变形；
2、4）材料的发放出库必须有发放凭证，施工人员凭施工技术员签发的领料单去领取材料，领料单上标明材料使用的部位、数量、规格和型号；
2、5）对焊接材料的管理现场设立二级库，由专人负责，建立台帐；对焊接材料的烘干、发放、回收、重复烘干等进行记录；焊接材料的烘干温度不得超过三次，焊接材料实现限量发放，全过程跟踪，杜绝误用和混用；
2、6）现场携带焊条使用保温筒，保温筒应有电加热装置，否则超过4小时的焊条应交回二级库重新重复烘干，同一保温筒不得放两种焊接材料。
3）机械提升装置布置
底板
机械提升装置采用倒装立柱、电动倒链、胀圈等组成，详见下图：
胀圈
斜撑
立柱
罐壁
罐罐壁
膨胀胀提挂板
罐壁
1电动倒链0t倒链
垫板
壁板
电动倒链
支撑
底板
图1、倒链提升装置示意图
LNG储罐外罐总重为约144.1T，最大起吊重量约为120T（除去底板、最底圈壁板的重量），倒装立柱选用φ219×10的无缝钢管制作，高度为3.6m，起升机械选用10T电动倒链，初步选择16个倒装立柱，则每台倒链承重为G=120/16=7.5吨＜10吨，故安全。
倒装立柱底部垫板用400×400×16mm的钢板，斜撑采用∠100×100×10的角钢连接；胀圈选用两根I25a的槽钢按储罐曲率半径进行连接，其他材料采用δ=10mm厚的钢板。
4）施工工装准备:
罐壁、罐顶板运输、堆放胎具，专门设计弧度与壁板、顶板一致的运输胎具，防止运输过程中发生塑性变形。
五、主要施工工艺
1、施工方案选择
由于储罐公称直径最大为22.3米，筒体高度最大为18.3米。
筒外筒均采用群桅杆提升倒装法施工。
优点：
a、高空作业量小，组对焊接都较方便，作业人员安全能得到最大的保证；
作业人员少，管理方便；
b、吊装加固点少；
c、采用群桅杆起吊，则可以有效地减少机械使用台班。
缺点：
a、二次搬运量较大；
b、起吊工装多；
c、预制量较多，工期相对较长。
基础验收
外筒底环板铺焊
外筒第一/二/三带板焊接
外筒底中幅板铺焊
玻璃砖基础及均压板施工
内筒底板组焊
内筒第四、五、---带板依次预制
外筒顶板组焊
外筒第四、五、---带板依次组焊
外筒底壁组焊
内筒第一、二、三带板组焊
内筒顶组焊
内筒第四、五---带板组焊
内筒系统试验干燥
外筒内刷底漆
珍珠岩填充
外筒外表面油漆
倒装法施工程序
底板真空度试验
底板真空度试验
夹套真空度试验
梯子平台预制
梯子平台安装
内筒脱脂干燥
底板防水环制作
罐体构件验收
内筒主板倒运
内筒接管组焊
基础予埋管安装及防水裙制作
底板灌浆
内筒充氮保护
PT及RT检验和内筒清洗脱脂
2、施工程序
（说明：
本施工程序的罐顶施工与外罐顶施工方法相同，是在罐第一、二、三带板组焊完成后再行安装。
）
3、基础验收
验收要求：
储罐安装前应对基础的轴线、标高、锚固件安装位置进行复测，并办理交接手续，验证要求：
3、1、基础的轴线标志和标高基准点准确、清晰、齐全；
3、2、基础表面应平整密实，无凸出的隆起、凹陷及裂纹；
3、3、基础中心标高允许偏差为±20㎜；
3、4、支撑罐壁的基础表面其高差应符合如下规定：
环梁水平度采用水准仪测量，要求每10m弧长任意点的高差不应大于6㎜，且整个圆周长度任意两点的高差不应大于12㎜；
3、5、基础的直径和方位检查：
检查基础的直径以00、900、1800、2700四个方位执行。
4、罐底组装
4、1、外罐底板铺设前，其下表面应刷防腐涂料，涂层厚度均匀，刷完后用测厚仪检测；每块底板边缘50MM围及底板搭接部位不刷；
4、2、在基础上划出十字中心线，然后由中幅板向边缘板铺设，找正后采用卡具固定或点焊固定；底板铺设应根据加工制作半成品和设计提供的排板图，由罐底中心向四周顺序进行，首先位于中心位置的一块，其位置要准确，不应有纵横轴线旋转误差，中心轴线的水平误差一般不应大于2MM，中心底板铺好后，将基础上表面的十字中心线反至表面，找出中心，并作明显标志；
4、3、底板铺设要按排板图施工，保证搭接的尺寸和位置，排板直径留出焊接收缩量,罐底的排版直径比设计直径放大0.1-0.2%。
具体操作要求如下：
a、底板预制前，应根据图纸要求及材料规格绘制排版图，罐底排版形式如下图：
b、边缘板沿罐底半径方向的最小尺寸不得小于700mm。
c、中幅板宽度不得小于1m，长度不得小于2m。
d、底板任意相邻焊缝之间距离不得小于200mm。
e、罐底边缘板的对接焊缝全部采用带垫板的对接接头形式，其下料的单面坡口角度为30°±2.5°，对接接头坡口形式如下图：
f、弓形边缘板的对接接头，宜采用不等间隙，外侧间隙e1宜为6～7mm，侧间隙e2宜为8～12mm，弓形边缘板的对接接头间隙形式见下图：
g、弓形边缘板直边切割采用半自动切割机切割，弧形段用手工氧—炔焰切割，其外缘半径按图纸计算半径放大25mm，边缘板间对接焊缝间隙外部较部小3mm下料，边缘板预制的质量要求如下图示：
罐底板弓形边板测量部位图
弓形边板尺寸允许偏差（mm）表
测量部位
允许偏差
长度ABCD
±2
宽度AC、BD、EF
±2
对角线之差│AD-BC│
≤3
h、罐底板中幅板下料，采用半自动切割机，下料按底板排版图尺寸进行，其预制质量要求见下图。
与边缘板间对接边留存150mm，等焊接龟甲缝时再精确下料。
中幅板尺寸允许偏差应符合下列表的要求：
中幅板尺寸允许偏差表
测量部位
环缝对焊（mm）
板长AB（CD）≤10m
环缝搭接（mm）
宽度AB、BD、EF
±1
±2
长度AB、CD
±1.5
±1.5
对角线之差AD-BC
≤2
≤3
直线度
AC、BD
≤1
≤1
AB
≤2
≤3
A E B
C F D
中幅板尺寸测量部位
i、搭接接头三层钢板重叠部分，应将上层底板切角。
切角长度应为搭接长度的2倍，其宽度应为搭接长度的2／3。
在上层底板铺设前，应先焊接上层底板覆盖部分的角焊缝。
如图所示。
图底板三层钢板重叠部分的切角
A－上层底板；B－上层板覆盖的焊缝；L－搭接宽度
5、罐壁组装
5、1、外罐壁施工：
外壁板安装前在底板上要画出壁板的安装位置线，在外罐壁的轮廓线位置安装事先做好的钢支承墩（大约1.2米左右一个支承墩）,支承墩高度为320㎜；
并沿安装位置线点焊定位角钢。
罐壁板安装前用脱脂液擦拭干净，以便于以后脱脂；
5、2、组装每一层壁板要按设计要求和规检验其周长、椭圆度和上下口的水平度，罐体采用倒装法施工，罐体吊装采用专用的吊具以防止吊装时变形。
5、3、底部一、二圈壁板预留口处（见图），短壁板两侧的立焊缝和此处的环缝及角缝暂不正式施焊、待加固角钢焊接完毕后将预留口处的短壁板取下，并妥善保管。
外罐壁施工流程：
边缘板检测合格
壁板号线、支撑墩安装
安装拱顶临时支承架
罐顶钢架及顶板安装、焊接
提升机构安装
拆除拱顶临时支承架
吊顶板铺设、焊接
顶部承压环锥板组焊
环行轨道梁安装
外罐顶部第一、二圈壁板组焊
顶部附件安装
其余各圈壁板及加强圈安装、提升
设置临时出入门
内罐安装结束后安装预留门
安装拱顶临时支承架
罐顶钢架及顶板安装、焊接
外罐顶部承压环组焊
拆除提升机构
外罐壁施工工艺图
底部第一、二节壁板预留口示意图
5、4、罐壁施工
a、通过外罐壁的预留口把提升装置、壁板加固胀圈、罐壁焊接等设备运到罐并就位好；
b、用罐顶上事先安装的环形轨道安装一个电动的可在环形轨道上行走提升罐壁用的电动提升机；
c、罐壁板用外部的吊车吊到预留口处后通过环形轨道上的电动提升机吊到安装的位置上进行安装；
d、其它安装方法与外罐壁板的群桅杆提升倒装法相同。
具体操作要求如下：
a、壁板尺寸允许偏差见表：
测量部位
环缝对焊（mm）
板长AB（CD）≤10m
环缝搭接（mm）
宽度AB、BD、EF
±1
±2
长度AB、CD
±1.5
±1.5
对角线之差AD-BC
≤2
≤3
直线度
AC、BD
≤1
≤1
AB
≤2
≤3
壁板尺寸测量部位
b、壁板下料后，根据质量检查表进行检查，并检查其坡口形式符合要求，纵缝对接接头的坡口角度α应为60°±5°，钝边F为1mm，组对间隙G应为3mm；坡口形式见下图：
c、纵缝对接接头的坡口、环缝对接接头的坡口角度α应为50°±5°，钝边F为1mm，组对间隙G应为3mm，坡口形式见下图：
环缝对接接头的接头型式
d、壁板预制合格后，用吊车吊运到指定地点存放，存放地点距卷板机较近，存放时要按安装先后，分门别类存放，板边错开150mm；
e、壁板下料后检查合格后，在卷板机上滚弧，滚弧时应用前后拖架，壁板卷制后，应直立放在平台上，水平方向用弧形样板检查，其间隙不大于4mm.垂直方向上用直线样板检查，其间隙不得大于1mm；
f、预制壁板时，用吊车配合，防止在卷制过程中使已卷成的圆弧回直或变形，卷制好的壁板用专用胎架运输、存放；
g、安装前先确定壁板的安装半径，安装半径的计算公式如下：
R1=（R+n*a/2*π）/cosβ
式中：
R1—壁板安装半径（mm）；
R—储罐的半径（mm）；
n—壁板立焊缝数；
a—每条立焊缝的收缩量（mm），手工焊取2；
β—基础坡度夹角（°）；
h、按照安装圆半径在罐底划出圆周线及每壁板的安装位置线，并在安装圆侧100mm画出检查圆线，并打样冲眼作出标记；
i、壁板运到施工现场后应逐检查壁板的预制质量，合格后方可组装，需重新校正时应防止出现锤痕；
j、组装顶部第一节壁板前应在安装圆的侧捍上挡板，挡板与壁板之间加组对垫板（见下图），垫板厚度按下列公式计算：
δ＝n*a/2π
式中：
δ—垫板厚度（mm）；
n—壁板立焊缝数；
a—每条立焊缝的收缩量（mm），手工焊取2；
β—基础坡度夹角（°）；
k、按照安装圆半径在罐底划出圆周线及每壁板的安装位置线，并在安装圆侧100mm画出检查圆线，并打样冲眼作出标记；
l、壁板运到施工现场后应逐检查壁板的预制质量，合格后方可组装，需重新校正时应防止出现锤痕；
底圈壁板安装示意图
m、在壁板上应按组装夹具及吊装夹具位置划线，在壁板组立前，在存运胎架上安装好方帽，龙门板及蝴蝶板，壁板的吊装用履带吊车进行，并使用吊梁，如上图示；
n、壁板逐组对，每安装三个加减丝以调节壁板垂直度。
安装纵缝组对卡具及方楔子，用以将壁板固定。
整圈壁板全部组立后调整壁板立纵缝组对错边量，上口水平度及壁板的垂直度应符合以下要求，并检查1m高处任意点半径的偏差不得超过±32mm；相邻两壁板上口水平的允许偏差，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；壁板的垂直允许偏差，不大于3mm；纵向焊缝的错边量，不大于1mm；环向焊缝的错边量（任意点），不大于板厚的2/10，且不大于3mm。
o、在顶部第一节壁板组装、焊接完毕并经检查符合设计要求后，进行锥板的安装，安装前应先检查预制的锥板的弧度和翘曲度，符合要求后安装锥板；
p、锥板与壁板搭接时应先焊锥板的对接缝，再焊锥板与壁板壁搭接的间断角焊缝，最后焊锥板与壁板外壁搭接的连续角焊缝；应保证锥板和罐壁板的安装角度，误差不得大于±5°；锥板自身连接必须采用全焊透的对接接头。
6、顶板组装
顶板制作在胎具上进行，胎具立柱的垂直度和胎具的刚度要符合设计要求（胎具由立柱、斜支撑、水平拉杆、顶圈和垫板等件构成）。
6、1、顶板制作先安装加强筋,加强筋用弧形样板检查其弧度,其间隙小于2MM,安装完用后橡胶管液位计检查处于同一纬度的任意两根筋板的高差应小于4MM,否则用千斤顶预以较正；
6、2、安装顶板前用弦长1.5M的弧形样板尺检验顶板的弧度,顶板与弧形样板尺的间隙要小于2MM,否则应进行校验；
6、3、按照排版图进行顶板的对称组装,顶板的搭接宽度偏差为±5MM,相联两块顶板铺设后点焊固定,点焊采用正式的焊接工艺；
6、4、罐顶板在安装前用脱脂液擦洗一遍,然后用白布擦拭检测,以无油污为合格,便于以后罐的整体清洗；
7、接管安装
7、1、外罐接管安装在外罐安装完毕,罐安装前进行；
7、2、罐开孔采用等离子切割,用氧化铝砂轮片打磨掉氧化层,接管伸出长度符合设计要求,焊缝做着色检验；
7、3、管道对接焊缝焊接采用氩弧焊打底,手工电弧焊盖面.不锈钢管采用冷弯，弯制时不得用铁锤敲打管道；
7、4、开孔补强板焊完后,由信号孔导入103Kpa压缩空气,检测焊缝的严密性,以无泄漏为合格，液体排放管路处安装防涡流挡板；
7、5、罐底板的接管,在泡沫玻璃砖施工时按照管口位置进行预埋。
8、基础施工
外罐底板铺设完后在底板上铺设400MM厚的高密度泡沫玻璃砖环圈，找平后铺砌泡沫玻璃砖，然后在高密度泡沫玻璃砖表面浇筑450MM厚的珠光砂混凝土板块作为均压板最后在玻璃砖上表面及均压板上铺上一层混凝土找平层。
9、均压板施工
上下均压板施工时，首先用1.5MM厚铁皮预制模板，模板周围用细砂堆砌，以防砼浆外溢，用φ８筋或钢丝绳分上下两道锁住箍紧，绑扎钢筋网片，最后用钢拍子拍平成型，在混凝土基础上周围用泥土做一圈围档，在基础上均匀地区性洒一层水，以检验基础的平整度，其平整度应在2MM围，否则用砂浆找平。
拆模后扫净细砂。
10、罐体脱脂与清洗
10、1、罐体组装完后可进行脱脂处理，采用喷淋法脱脂；
10、2、安装前所有的容器件均应彻底的清除油脂、杂质，筒壁板、顶盖板、底板采用擦拭法进行予清洗，、外筒安装完毕，并于水压试验后，筒再进行完全彻底全面的脱脂、清洗、吹除处理；
10、3、选用扬程30M管道泵或离心泵（型号为IS50-160）；脱脂水箱尺寸（L*B*H=1500*1500*1500S=12）；加热水箱尺寸（L*B*H=1000*1500*400S=12）；
10、4、脱脂液按照PraxairStandard
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