大化废氨液罐施工方案.docx
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大化废氨液罐施工方案
JGFA2006-08
S
大庆石化分公司化肥厂废氨液罐（Z－3）制造安装
施工方案
审核：
批准：
大庆石化分公司化肥厂废氨液罐（Z－3）制造安装施工方案
1.工程概况
大庆石化分公司化肥厂废氨液罐（Z－3）1台600m3。
直径为Φ10200mm、罐壁高为8200mm、罐底至罐顶总高为8555mm。
罐壁共5圈板,壁厚5mm，材质均为00Cr19Ni10，重量约10350Kg；灌顶壁厚5mm，材质均为00Cr19Ni10，重量约3420Kg；罐底壁厚7mm，材质均为00Cr19Ni10，重量约4760Kg；合计总重18530Kg。
针对本罐施工现场条件及储罐结构特点，施工方法选择4个边柱10t倒链提升法进行组装。
施工时要严格控制焊接变形量，保证罐体各部位尺寸，使本储罐优质按期完成。
为保证施工质量，满足相关标准的要求，特制定本施工技术措施。
2.编制依据
2.1Z-1施工图
2.2《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》GBJ128-90
2.3大庆石化建设公司质量手册和质量保证体系程序文件
2.4《压力容器无损检测》JB4730-94
2.5《钢制焊接常压容器》JB/T4735-1997
2.6《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709-2000
2.7《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-2000
3.施工现场平面布置
见施工平面图
4.施工统筹
4.1施工进度计划。
具体详见“施工统筹图”。
4.2施工人力计划。
序号
工种
人工需要量
备注
1
气焊
2人
下料割板
2
铆工
6人
罐底、罐顶、罐壁预制，现场组对
3
起重
4人
吊板
4
焊工
6人
点焊、焊接
5
电工
8人
焊机接线
6
其它
6人
现场清理和平整等
5.施工技术保证措施
5.1预制技术要求
5.1.1材料验收
a.材料和附件应具有质量合格证明书。
当对质量合格证明书有疑问时，应对材料和附件进行复验，合格后方准使用。
b.焊接材料（焊条、焊丝、焊剂）应具有质量合格证明书。
焊条质量合格证明书应包括熔敷金属的化学成分和机械性能；当对质量合格证明书有疑问时，应对焊接材料进行复验。
c.罐体所用钢板，必须逐张进行外观检查，其表面质量应符合GB4237-92《不锈钢热轧钢板》的规定。
d.钢板表面锈蚀减薄量、划痕深度与钢板实际负偏差之和，应符合下表中钢板厚度允许偏差的规定。
钢板厚度（mm）
允许偏差（mm）
4.5-5.5
-0.5
6-7
-0.6
5.1.2预制深度
a.储罐的罐底边缘板、罐壁及主要附件（包边角钢、接管法兰等）在车间预制。
b.罐底中幅板在车间预制。
c.储罐壁板，每圈除预留一块有30-40mm切割余量的板外，其余全部预制成净料，开好坡口，每节壁板编好号，按实际的顺序从上至下用运输胎具运到现场。
d.其他附件：
采样口、导向管、通气孔等全部预制成单件。
5.1.3壁板预制
5.1.3.1根据设计图样，结合采购板幅绘制排板图
a.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。
根据实际到货板幅调整各圈壁板规格，尽量使隔圈纵焊缝处于同一铅垂线上。
b.底圈壁板的纵向焊缝与罐底边缘板对接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。
c.罐壁开孔或接管补强板边缘与罐壁纵向焊缝之间的距离不得小于200mm。
d.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。
e．壁板宽度不得小于1000mm，长度不得小于2000mm。
项目
允许偏差mm
高AC、BD、EF
±1
长AB、CD
±1.5
对角线差|AD-BC|
≤2
直线度
AC、BD
≤1
AB、CD
≤2
5.1.3.2壁板尺寸的允许偏差，应符合如下规定：
下料时须严格控制上述尺寸偏差，每张板必须有质检员检验合格标记，方可进行壁板卷制。
5.1.3.3壁板用卷板机卷制，壁板沿长度方向两端必须进行预弯，不得有直边存在。
卷制后应立置在平台上检查，垂直方向用长度不小于1m的钢板尺检查，其间隙不得大于1mm，水平方向用弦长不小于1.5m的弧形样板检查，其间隙不得大于4mm。
每块成形后的壁板须经质检员检验合格，并做上标记，方可运往现场。
5.1.4底板预制
5.1.4.1根据设计图样，结合采购钢板尺寸，绘制排板图。
a.罐底的排板直径，应按设计尺寸放大0.15%（10345.5mm）。
b.边缘板沿罐底半径方向的最小尺寸，不得小于700mm。
c.中幅板的宽度不得小于1000mm，长度不得小于2000mm。
d.任意相邻焊缝之间的距离，不得小于200mm。
5.1.4.2中幅板尺寸允许偏差按5.1.3.2条规定执行。
5.1.4.3弓形半圆边缘板的尺寸允许偏差，应符合如下规定：
项目
允许偏差mm
AC、BD、EF
±2
AB、CD
±2
对角线差|AD-BC|
≤3
5.1.5罐顶预制
5.1.5.1预制前须根据采购板幅绘制排板图，并应符合下列规定：
a.顶板任意相邻焊缝的间距，不得小于200mm。
b.单块顶板的拼接，应采用对接接头。
5.1.5.4构件预制
5.1.5.4包边角钢等弧形构件加工成型后，用弧形样板检查，其翘曲变形不得超过构件长度的0.1%，且不大于4mm。
5.1.5.4热煨成型件不得有过烧、变质现象，其厚度减薄量不应超过1mm。
5.1.6包装运输
5.1.6.1预制构件出厂时应有编号，并用油漆作出清晰的标志。
5.1.6.2预制成型后的壁板、包边角钢等弧形构件放置在胎具上运输出厂。
5.1.6.3壁板运输一次叠放板数需符合如下规定：
6-8mm板一次叠放不得超过6张。
5.2组装技术措施及技术要求
5.2.1基础验收及处理
5.2.1.1油罐安装前，必须按土建基础设计文件和如下规定对基础表面尺寸进行检查，合格后方可安装。
油罐基础的表面尺寸，应符合下列规定：
a.基础中心标高允许偏差为±20mm；
b.支承罐壁的基础表面，每10m弧长内任意两点的高差不得大于6mm；整个圆周长度内任意两点的高差不得大于12mm。
c.沥青砂层表面应平整密实，无突出的隆起、凹陷及贯穿裂纹。
沥青砂层表面凹凸度应按下列方法检查：
可从基础中心向基础周边拉线测量，基础表面每100m2范围内测点不得少于10点，基础表面凹凸度允许偏差不得大于25mm。
5.2.1.2储罐安装前有关部门人员应进行基础验收合格。
5.2.2罐底组装
5.2.2.1确定弓形边缘板铺设外半径Rc，如下图。
Ro—弓形边缘板设计外半径，mm
a—每条焊缝收缩量，mm
n—弓形边缘板数量
θ—基础坡度夹角（按实测值计算）
5.2.2.2划线。
在罐底基础上划两条通过中心相互垂直的通长十字线，其中一条指向正北，为0°方向线。
在处于罐中心的底板上划好十字线，将该板十字线与划在罐基础上的十字线对准、重合，板长方向与0°线平行。
5.2.2.3中心板铺好后，铺中间一条带，再由中间对称地向两边铺，把整张板铺好后再铺边角上的零碎板。
铺板时应使用轮式吊板小车运输钢板，以免破坏基础上表面的沥青砂。
5.2.2.4中幅板搭接宽度为40mm，允许偏差为±5mm，中幅板应搭接在弓形边缘板的上面，其搭接宽度不得小于60mm。
5.2.2.5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，其宽度为搭接长度的2/3，如下图所示。
在上层底板铺设前，应先焊接上层底板覆盖部分的角焊缝，并按本方案8.2c进行探伤。
5.2.2.6底板定位焊后，所有搭接间隙不得大于1mm。
5.2.2.7罐底焊接后，其局部凹凸变形的深度，不应大于变形长度的2%，且不应大于50mm。
5.2.3壁板及罐顶组装
5.2.3.1罐底边缘板外缘300mm对接焊缝须检验合格后，方能进行第一圈罐壁组装施工。
5.2.3.2确定壁板内侧划线半径Rb，如下图所示。
Ri—储罐壁板设计内半径，mm
a—第5圈壁板纵缝焊接收缩量，mm
n—储罐第5圈壁板纵缝数量
θ—基础坡度夹角（按实测值计算）
5.2.3.3划线。
在罐底边缘板上分别划出两个同心圆。
第一个是以基础中心为圆心Rb为半径划出组装圆。
第二个圆以基础中心为圆心，Rb-100mm为半径划一个圆，作为测量垂直度、椭圆度的标准。
两个同心圆的圆周上每隔500mm打一个冲眼。
5.2.3.4在组装圆上均布30根500mm长的[10槽钢，用水平管测量槽钢上表面水平，保证其水平度偏差不大于2mm，需要调整时，应保证槽钢与罐底板贴合紧密稳定。
根据排板图，在槽钢上或组装圆上划出第5圈壁板的纵焊缝位置。
5.2.3.5胀圈、吊装立柱等工装放在罐内。
组装临时中心支架。
壁板组装前，应逐张检查壁板预制质量，合格后方可组装。
需重新校正时，应防止出现锤痕。
5.2.3.6在槽钢上组装第5圈壁板，沿罐圆周均布40块限位挡板，组装壁板时在挡板与壁板之间加一块厚度为b的垫板（b=na/2π）。
每张壁板用斜杠支撑，如下图所示。
用弦长不小于1.5m的弧形样板随时检查，临时卡具校形。
组对成型后，检查几何尺寸、水平度、垂直度、椭圆度等，合格后方可组焊。
5.2.3.7第5圈壁板检查合格后，安装包边角钢。
包边角钢在组装前，应检查弧度和翘曲度。
包边角钢安装应符合下列要求：
a.包边角钢与壁板搭接时，应先焊角钢对接缝，再焊内部搭接间断角焊缝，最后焊外部搭接连续角焊缝；
b.包边角钢高出壁板的局部允许偏差为土4mm；包边角钢应紧贴壁板，其间隙不应大于2mm；
c.包边角钢的自身连接，必须采用全焊透的对接接头。
5.2.3.8沿内壁圆周均匀布置4根吊装立柱，立柱距罐壁不大于500mm，立柱形式及安装要求见附图1.
5.2.3.9拱顶板的安装，应按下列程序进行:
5.2.3.9.1在罐内设置组装拱顶的中心支架，拱顶高度宜比设计值高出50－80mm；
5.2.3.9.2在包边角钢和临时支架上，划出每块拱顶板的位置线，焊上组装挡板；
5.2.3.9.3拱顶组装时，在轴线对称位置上，宜先组装两块或四块瓜皮板，调整后定位焊，再组装其余瓜皮板，并调整搭接宽度，搭接宽度允许偏差为±5mm，最后焊接拱顶内侧间断焊缝及肋板的连接焊缝。
吊装立柱上方的罐顶板按实际位置预留4块先不上，待提升两圈壁板后再进行安装。
5.2.3.9.4安装拱顶中心顶板、透光孔、量油孔及防护拦杆等。
5.2.3.9.5顶板焊接成形后，用弧形样板检查，间隙不得大于10mm。
5.2.3.10罐内靠近罐壁下缘焊胀圈限位板，安装胀圈，用千斤顶调整胀圈胀紧程度。
胀圈安装形式见附图2，胀圈上限位板与罐壁应满焊，焊脚高度应为两者中较薄者的壁厚值且不小于8mm。
胀圈安装前须用弦长不小于1.5m的样板进行曲率检查，间隙不得大于2mm。
5.2.3.11拆除临时支架，安装罐顶吊板小车，胀圈上焊接吊耳，吊装立柱上挂10t倒链，通过钢丝绳扣与胀圈上的吊耳相连，提升前检查钢丝绳的拉紧程度，确保每条钢丝绳松紧均匀。
5.2.3.12第5圈板焊缝探伤合格后，围第4圈板，留一道口不焊，用倒链锁紧，提升前适当松开。
5.2.3.13在每个倒链链条上作明显的等距标记，提升时每次按等距标记拉动链条，以保证提升速度均匀。
提升过程中密切注意提升是否平稳正常，发现异常情况，应立即停止提升，查明原因，消除隐患后重新开始提升。
提升到约600mm左右高度时暂停提升，检查提升高度、受力均衡、胀圈变形、吊装立柱有无异常等情况。
5.2.3.14提升到位后，拉紧锁口倒链，测量周长、切割余量，按原方案焊接工艺部分要求进行点焊及焊接。
焊后自然冷却到环境温度后，撤下胀圈，重新安装到第4圈板下口，并顶紧固定好。
5.2.3.15围第3圈板，依照上述方法提升第5、4圈壁板及罐顶。
5.2.3.16罐内吊装立柱布置应均匀。
5.2.3.17采用4个10t倒链按上述程序依次提升其余各圈壁板，直至全部提升到位。
管孔开完后，整体提升，拆除[10槽钢，打磨平整后放下罐体。
5.2.3.18最后一圈壁板提升完毕后，应留环墙进料缺口处壁板不焊，待其它部位的纵缝焊完后，拆除卡紧锁具，把上部及两侧加固，再将该壁板卸下，拆除吊装立柱，封罐底出入孔。
施工人员由缺板处进入罐内施工。
待罐内工作全部结束，将该壁板封焊。
5.3壁板及顶板安装技术要求
5.3.1壁板校形时，应防止出现锤痕。
5.3.2围下层板时应注意纵缝位置符合排板图要求，尽量与隔层纵缝保持在同一垂线上，以保证整体成形美观。
5.3.3壁板组装时，应保证内表面齐平，纵缝错口应不大于板厚的1/10且不大于1.5mm。
环缝错口不大于板厚的1/5,且不大于3mm。
5.3.4相邻两壁板上口及包边角钢水平的允许偏差，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，垂直度允许偏差不大于3mm。
5.3.5组焊后，在1m高处，内表面任意点半径的允许偏差为±19mm。
5.3.6其它各圈壁板的铅垂允许偏差，不应大于该圈壁板高度的0.3%。
5.3.7组焊后，纵焊缝的角变形用1m长的弧形样板检查，应符合下列规定：
角变形≤10mm，所有纵焊缝均需检查。
5.3.8组装焊接后，罐壁的局部凹凸变形应平缓，不得有突然起伏，应采用弧长不小于1.5m的样板检查，局部凹凸变形应≤13mm。
5.3.9内壁焊缝焊后必须打磨，内壁焊缝不允许有毛刺或焊瘤。
5.3.10罐壁高度允许偏差应不大于42mm，铅垂度允许偏差不大于34mm。
5.3.11罐壁上的工卡具焊迹应清除干净，焊疤应打磨平滑。
5.3.12顶板搭接宽度允许偏差为±5mm。
5.4焊接工艺要求
5.4.1下料及坡口制备
5.4.1.1壁板环焊缝坡口形式如下图所示。
环缝手工焊坡口形式图
5.4.1.2纵缝坡口形式如下图所示。
5.4.1.4罐底边缘板对接焊缝坡口形式如下图所示
5.4.1.5下料及坡口预制采用机械方法或半自动切割机。
采用半自动切割后，坡口表面应进行打磨，去除表面氧化层。
5.4.2焊接方法
5.4.2.1接管打底采用手工钨极氩弧焊焊接，填充及盖面采用焊条电弧焊。
5.4.2.2其它焊缝均采用焊条电弧焊。
5.4.3焊接材料
5.4.3.1焊条采用E4303。
5.4.3.3焊条使用前应经100-120℃烘干1小时，50℃恒温存放。
用保温筒领取，随用随取，8h未用完需重新烘干，重复烘干次数不得超过3次。
5.4.4焊接参数：
5.4.5.1手工焊焊接参数详见下表
焊接方法
焊材
规格
（mm）
电流
（A）
电压
（V）
电源
焊速
（cm/min）
SMAW
E4303
ф3.2
110-150
24±2
DC+
15-25
E4303
ф4.0
140-180
26±2
DC+
20-30
5.4．5焊接环境
5.4.5.1雨雪天气及相对湿度超过90%，如不采取有效防护措施，不得进行焊接。
5.4.5.2SMAW风速超过8m/s，如不采取有效防护措施，不得进行焊接。
5.4.5.4环境温度要求：
Q235A焊接时不得低于-20℃。
5.4.6定位焊
5.4.6.1定位焊及工卡具的焊接，应由合格焊工担任，焊接工艺应与正式焊接相同，引弧和熄弧应在坡口内或焊道上。
5.4.6.2每段定位焊缝的长度不宜小于60mm，间隔不宜大于300mm。
5.4.6.3定位焊宜采用Ф3.2mm的焊条施焊。
5.4.7罐底焊接
5.4.7.1罐底中幅板焊接时，宜按下列程序施焊:
a.焊接时，应先焊短缝，后焊长缝，初层焊道应采用分段退焊或跳焊法；
b.在焊接短缝时，宜将长缝的定位焊铲开，用定位板固定中幅板的长缝；
c.焊接长缝时，由中心开始向两则分段退焊，焊至距边缘板300mm停止施焊，待切割余量后收缩缝施焊前完成焊接。
5.4.7.2每条焊缝至少焊两遍，严禁一次成形。
5.4.7.3初层焊道应采用分段退焊或跳焊法，由4名焊工均匀分布对称施焊。
5.4.7.4边缘板焊接，宜按下列程序施焊:
a.先施焊靠外边缘300mm部位的焊缝，由罐内中心向外施焊，焊接时宜采用隔缝对称施焊法；探伤合格后需将焊缝余高磨平。
b.在罐底与罐壁连接的角焊缝焊完后，边缘板与中幅板之间的收缩缝施焊
前，应完成剩余的边缘板对接焊缝的焊接；
c.边缘板对接焊缝的初层焊，宜采用焊工均匀分布，对称施焊法；
d.收缩缝的第一层焊接，应采用分段退焊或跳焊法。
5.4.7.5罐底与罐壁连接的角焊缝焊接，应在底圈壁板纵焊缝焊完后施焊，并由数名焊工从罐内外沿同一方向进行分段退焊，罐内焊接应比罐外焊接超前200mm。
焊工较少时也可先焊罐内后焊罐外，焊接时亦须均匀分布沿同一方向分段退焊。
每条焊缝至少焊两遍，严禁一次成形。
5.4.7.6罐底边缘板采用带垫板对接接头，对接焊缝应完全焊透，表面应平整。
垫板应与对接的两块底板贴紧，其间隙不得大于1mm。
5.4.8罐壁焊接
5.4.8.1罐壁焊接一律采用双面焊，背面用砂轮打磨后采用焊条电弧焊封焊，保证全焊透。
5.4.8.2环缝的点焊应在纵缝全部焊完后进行。
5.4.8.3应首先焊接纵焊缝，后焊环焊缝。
初层焊道采用分段焊。
5.4.8.4纵缝应用4名焊工均匀分布对称施焊，焊速不能相差过大。
两端100-150mm焊缝可先不焊，待罐壁提升后再焊，起焊点或收弧点可设在环缝内，环缝焊接前将多余焊肉刨除掉并按坡口形式打磨。
5.4.8.5环缝焊接应用4名焊工沿圆周均匀分布，并沿同一方向施焊。
5.4.8.6包边角钢由多名焊工沿同一方向进行分段退焊。
5.4.9罐顶板的焊接，宜按下列程序施焊:
a.拱顶定位焊后，先焊接拱顶内侧焊缝，后焊拱顶外侧焊缝；
b.拱顶外侧径向的长缝，宜采用隔缝对称施焊方法，由中心向外分段退焊；
c.拱顶板与包边角钢的焊接，外侧采用连续焊，焊脚高度不应大于4mm，内侧不得焊接。
焊接时焊工应对称均匀分布，并应沿同一方向分段退焊；
d.拱顶内肋板不得与包边角钢或罐壁焊接。
5.5检查及验收
5.5.1焊缝外观检查
a.焊缝表面不得有裂纹、气孔、夹渣和弧坑等缺陷，药皮及飞溅在焊后应及时清除。
b．对接焊缝的咬边深度不得大于0.5mm，咬边的连续长度不得大于100mm，焊缝两侧咬边总长不得超过该焊缝长度的10%。
c.纵缝不得存在低于母材表面的凹陷，环缝的凹陷按咬边标准处理。
d.罐壁内侧焊缝余高不得大于1mm。
5.5.2罐底焊缝检查
a.所有焊缝采用真空箱法进行严密性试验，试验压力不小于-53KPa，无渗漏为合格。
b.边缘板对接焊缝外端300mm范围内应进行100%射线探伤。
c.底板三层钢板重叠部分的搭接接头焊缝，在沿三个方向各200mm范围内，应进行100%渗透探伤，全部焊完后，应进行100%渗透探伤。
d.边缘板与罐壁T形接头，罐内角焊缝，充水试验前后各进行一次渗透探伤。
5.5.3罐壁焊缝检查
a.纵向焊缝，10％进行射线探伤。
探伤部位中的25%应位于丁字焊缝处，且不少于2处。
b.底圈壁板应从每条纵缝取2个300mm进行射线探伤，其中一个应靠近底板。
c.环向焊缝，10％射线探伤。
5.5.4检查标准及补检措施
a.射线探伤执行JB4730-94标准，Ⅲ级合格。
b.渗透探伤执行JB4730-94标准，Ⅰ级合格。
c.射线探伤不合格时，应在该探伤长度的两端延伸300mm作补充探伤，但缺陷的部位距离底片端部75mm以上者可不再延伸。
如延伸部位的探伤结果仍不合格时，应继续延伸进行检查。
5.6.充水试验
5.6.1充水试验，应符合下列规定。
a.充水试验前，所有附件及其它与罐体焊接的构件应全部完工。
b.充、放水过程中，应打开透光孔，且不得使基础浸水。
5.6.2罐底、罐壁的严密性及强度试验，应以充水到设计最高液位并保持48h后，无渗漏，无异常变形为合格，若有渗漏应放水至渗漏处下部300mm左右后，进行修补。
6．安全措施
6.1必须经化肥厂安全部门检查合格，并发放动火证后才能允许动火施工。
6.2采用提升前，要明确规定指挥信号和各岗位操作人员的分工。
全体操作人员要掌握提升过程中可能出现的故障，以及预防和处理的方法。
6.3提升前须组织专人对各种装置进行认真检查，准备工作就绪后，由专人统一指挥。
6.4起升要缓慢进行，当升到预定位置，检查对口线是否符合要求，确定无误后开始点焊。
6.5仪表电气安装时办理好各种作业票：
火票、电票及登高作业票。
6.6对全体施工人员进行安全教育，对于安全注意事项做到心中有数。
6.7进入现场施工人员必须按规定劳保着装，戴好安全帽，高空作业系好安全带。
6.8现场用火严格执行动火制度，执行“三不动火”原则。
6.9动火时需清除易燃物品，必要时做好隔离。
6.10高处作业工具、材料等物体要绑牢，防止掉落伤人。
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