立方油罐安装施工方案.docx
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立方油罐安装施工方案
20000立方油罐制作安装
施
工
方
案
山东省建设第三安装有限公司
2008年月日
20000立方油罐制作安装
施工方案
批准人：
审核人：
编制人：
2008年01月20日
1、工程概况
济南—邯郸成品油管道工程配套设施—济南油库，是青岛—邯郸成品油输送中转加压站的其中一站，该站设计2万m3储油4台，5千m3储油6台的中转成品油站，该工程位于济南高新开发区的济南炼油厂的北侧，西临铁路转用线，交通运输较方便的位置。
1．1简述
我单位承揽的该项目施工中的两台20000m3的油罐制作安装任务，该油罐内径为37m，油罐高度为19.827m，壁板由20—8板厚共10圈焊接组成。
油罐的材质有16mnR和Q235—B的两种材料，该储油罐为内浮顶式。
1．2编制依据
1．2．1原天津中石化销售，华北设计院；
1．2．2合同、招标文件；
1．2．3GB50128-2005《立式圆筒钢制焊接油罐施工及验收规范》；
1．2．8JB4730-94《压力容器无损检测》；
1.2．9SH3046-923《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》；
1.2．10SH3048-1999《石油化工钢制焊接储罐设备抗震设计规范》；
1.2．12GB4053.2-1993《固定式钢斜梯》；
1．2．14SH3530-93《石油化工立式圆筒形钢制储罐施工工艺标准》；
1．2．15公司质量管理手册及程序文件
1．3罐体基本参数
容积（ｍ３）
内径×壁厚
材质
设计温度
设计压力（ＭＰａ）
介质
20000
Φ37000
（8～20）
Ｑ235-B
16MnR
常温
常压
汽油
1．5现场概况
1．5．1施工现场应做到“三通一平”，即路通，水源到现场，电源到现场临时用电的配电盘上，总用电量应满足500千瓦供电。
1．6施工准备工作；
1．6．1施工组织机构及施工人员见附表
1．6．2施工机具及检测仪器见附表
2、施工方法
2.1施工原则
2.1.1油罐拟采用电动倒链中央控制同步提升倒装法施工。
罐底板、壁板顶部4圈及顶板焊接全部采用手工电弧焊接，下部6圈采用自动焊。
2.1.2在预制场内，进行罐的预制，然后倒运至安装现场进行安装。
2.2施工程序
2.2.1施工准备
（1）材料准备及验收
本工程由甲方提供主要的材料、设备。
辅材由施工单位自行采购、运输和管理。
工程中所用材料的质量合格与否是决定工程质量好坏的关键，也是交工验收的主要内容之一。
所以，材料验收是施工生产不可缺少的一个重要步骤。
材料验收及管理主要包括以下几项内容：
• 资料检查
储罐所选用的材料（钢板、钢管及其它型钢）、附件、设备等必须具有相应的合格证明书。
当无质量证明书或对质量证明书有疑问时，应进行复验，合格后方可使用。
b、外观检查
对油罐所用的钢板，严格按照技术文件GB6654标准规定的相应要求进行验收,逐张进行外观检查,其表面质量、表面锈蚀减薄量，划痕深度等应符合GBJ128-90的有关规定。
c、焊接材料验收
焊接材料（焊条、焊丝及焊剂）应具有质量合格证，焊条质量合格证书应包括熔敷金属的化学成分和机械性能。
（2）技术准备
a认真做好设计交底和图纸会审工作；
b熟悉图纸和资料，编制切实可行的施工方案；
c详细向施工班组进行技术交底。
（3）现场准备
a修通道路，平整施工现场，选定材料、构件存放场地；
b接通水源、电源，按平面布置图放置焊接集装箱及工具、休息室；
c铺设预制平台100m2。
2.2.2储罐预制
（1）罐体预制
在施工生产中,对罐体的许多构件和材料安装前必须进行预制加工，如罐底边缘板成型、罐壁板坡口及圆弧度加工以及各种弧型构件（加强圈等）。
有些构件为了成型规范、减少高空作业、提高工效、保证工程质量也需要在专用平台上进行预制加工，如劳动平台。
油罐施工用弧形样板的弦长不得小于2m，直线样板的长度不得小于1m，测量焊缝角变形的弧形样板弦长不得小于1m。
罐底边缘板的预制切割采用半自动火焰切割，罐壁板的预制切割采用半自动切割。
罐顶板和罐底边缘板的圆弧板，可采用手动切割加工，罐顶板直线段采用半自动切割机。
钢板边缘加工面应平滑，不得有夹渣、分层、裂纹及熔渣等缺陷，火焰切割坡口产生的表面硬化层应磨除。
钢板加工后的尺寸允许偏差如下：
板宽±1mm，板长±1.5mm，对角线之差≤2mm
所有预制构件在保管、运输及现场堆放时应采取有效措施防止变形、损伤和锈蚀。
（2）罐底板预制
a底板预制前，应根据图样要求及材料规格绘制排版图，罐底排版形式如下图：
b罐底的排版直经，宜按设计直经放大0.1℅–0.2℅,可放大50mm。
C边缘板沿罐底半径方向的最小尺寸不得小于700mm。
d中幅板宽度不得小于1m，长度不得小于2m。
e底板任意相邻焊缝之间距离不得小于200mm。
罐底板结构形式示意图
f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：
g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，内侧间隙e2宜为8～12mm，弓形边缘板的对接接头间隙形式见下图：
h弓形边缘板直边切割采用半自动切割机切割，弧形段有手工氧—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内部小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
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
（3）罐壁板预制
①罐壁板预制前应绘制排版图，排版图应符合下列要求：
a各圈壁板的纵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。
b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200mm。
c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距离不得小于200mm；与环向焊缝之间的距离不得小于100mm。
d包边角钢对接接头与罐壁纵向焊缝之间的距离不得小于200mm。
e壁板宽度不得小于1m，长度不得小于2m。
f壁板宽度变更时，各圈壁板厚度不得小于壁板变化圈上相应高度的厚度。
g坡口型式及尺寸要符合图样的要求；罐壁板尺寸允许偏差应符合设计技术文件规定；
h罐壁板采用净料法进行预制，壁板的周长按下式进行计算：
L=π（Di+δ）-nb+na+ΣΔ
式中：
L—壁板周长（mm）
Di—油罐内径（mm）
δ—油罐壁厚（mm）
b—对接接头间隙（mm）
a--每条焊缝收缩量（mm）手工焊取2mm，
Δ—每块壁板长度偏差值（mm）
n—单圈壁板的数量
②罐壁板预制用半自动切割机进行放线切割下料，壁板预制不留调整板，一次下净料，预制一圈壁板的累计误差等于零，这样预制，有利于保证罐体整体几何尺寸，采用这种方法，要求预制精度高。
在下料的净尺寸的基础上加活口余量，每个活口余量为200mm，2万m2油罐，设活口3—4个。
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
③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：
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
④壁板预制合格后，用8吨叉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。
⑤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。
⑥预制壁板时，用叉车配合，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。
（4）罐拱顶顶板预制
①罐顶蒙皮板预制前应绘制排版图，在符合设计要求的同时，应保证顶板任意两条
相邻焊缝的间距不得小于200mm，蒙皮板采用人字形，排版图简图如下：
蒙皮板排板示意图
②蒙皮板采用搭接头形式，搭接宽度不得小于5倍板厚，焊缝采用外测连续满角焊，蒙皮与网壳之间不进行焊接，蒙皮与锥板之间采用外测单面连续焊，焊角高度4mm；
③罐顶结构采用双向子午线网壳结构，网壳结构包括双向子午线网杆及连接件，网壳的的制造和安装由设计单位指定的网壳制造厂负责；
④罐顶锥板属于罐壁上口的沿边构件，第一层罐壁安装完后进行安装，锥板的自身拼缝采用全熔透的对接焊缝；
（5）构件预制
①抗风圈、加强圈、边梁等弧形构件的成形采用冷加工的方法。
②热煨成形的构件不得有过烧、变质现象，其厚度减薄量不应大于1mm。
③弧形构件成型后，应用弧形样板检查，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%，且不大于4mm。
④盘梯在预制场下料预制，主要是对其内外侧板和踏步板进行预制，安装时随罐壁板的安装同步分段进行；
⑤量油管、导向管可分段预制，现场拼装，储罐内浮顶是成套的组合装配件，到货后在储罐内装配即可，但应注意在施工到最后一块壁板封闭前，一定要将内浮顶是成套的装配件放到储罐内；
2.2.3储罐的安装:
（1）储罐的安装方法：
根据施工图纸要求及施工现场实际情况,结合我公司在同类储罐的施工及现有施工机具情况,确定本工程贮罐,采用倒装进行罐体安装。
20000m3罐体倒装电动倒链吊装装置,示意图如下：
a、该提升装置安全可靠,本20000m3罐共设置26个吊装点；
b、校对焊缝方便,可调精度在2毫米之内.
c、升降方便,使用载荷升降顶顶升2米,也可降落2米,方便施工.
d、倒装提升最大载荷按305吨计算,,加上摩擦力及安全系数,现总提升重量按366吨计算，共安装26升降器吊点，单台升降吊点上的最大负荷为11.73吨，现升降吊具额定负荷为16吨，能满足要求。
施工到最后一块壁板封闭前,一定要将内浮顶是成套的装配件放到储罐内.
（2）底板铺设、焊接
①储罐基础进行复查，按平面图的方位，在储罐基础上划出两条相互垂直的中心线，并注意在储罐安装过程中不得损坏基础，如有损伤，必须进行修复；
②底板的下表面进行喷砂除锈，经甲方监理共检合格后立即涂刷第一道环氧煤沥青漆，应注意每块板的边缘50mm的范围内不刷，待漆层表干后涂刷第二环氧煤沥青漆，直到漆层实干后并经共检合格，填写隐蔽记录并经甲方监理方签字认可后方可用于底板的铺设；
④按排版图在罐底中心板上划出十字线，十字线与与罐基础中心线重合，在储罐中心板的中心打上样冲眼，并作出明显的标记；
⑤按排版图由罐底中心板向两端逐块铺设中间一行中幅板，从中间一行开始，向两侧逐行铺设中幅板，每行中幅板应由两侧依次铺设，铺设时应先铺设中幅板，后铺设边缘板，中幅板应搭接在边缘板的上面，搭接宽度为60mm，中幅板之间的搭接宽度为40mm,底板的搭接宽度允许偏差为±5mm；
⑥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
（3）壁板、拱顶的组装
①首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—壁板安装内半径（mm）；
R—储罐的内半径（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（°）；
②按照安装圆内半径在罐底划出圆周线及每张壁板的安装位置线，并在安装圆内侧100mm画出检查圆线，并打样冲眼作出标记；
③壁板运到施工现场后应逐张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；
④组装顶部第一节壁板前应在安装圆的内侧捍上挡板，挡板与壁板紧密结合，为罐壁组装内径；
⑤壁板逐张组对，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。
a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。
b壁板的垂直允许偏差，不大于3mm。
c纵向焊缝的错边量，不大于1mm。
d环向焊缝的错边量（任意点），不大于板厚的2/10，且不大于3mm。
⑥顶部第二至底圈壁板的组装方法参照顶部第一节壁板的组装。
环缝应安装组对用龙门板、槽钢。
⑦组装顶部第二节壁板前在顶部第一节壁板上搭设简易脚手架，如图示，以后组对上一带板时在下带板上搭设同样的脚手架，在罐人孔处搭设斜梯，以供上下脚手架，每台罐两层脚手架循环使用，如下图示：
⑧壁板应按排版图组装，壁板立缝宜用夹具组对，壁板的组对应符合下列规定：
a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。
b壁板的垂直允许偏差，不大于3mm。
c纵向焊缝的错边量，不大于1mm。
d环向焊缝的错边量（任意点），不大于板厚的2/10，且不大于3mm。
⑩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，并应符合下列要求：
a锥板与壁板搭接时应先焊锥板的对接缝，再焊锥板与壁板内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；
b应保证锥板和罐壁板的安装角度，误差不得大于±5°；
c锥板自身连接必须采用全焊透的对接接头；
⑾罐顶蒙皮板的组装应按下列程序进行：
a在罐顶网壳安装完成后进行罐顶蒙皮板的组装，在罐内设置组装蒙皮板的临时支架，采用卷扬机将蒙皮板牵引到位；
b在网壳和临时支架上划出每块蒙皮的位置线，并焊上挡板；
c罐顶蒙皮组装时应在轴对称的位置上先组装排，调整后进行定位焊，在组装其它的蒙皮板，并调整宽度，搭接宽度为40mm,搭接宽度的允许偏差为±5mm，最后焊接蒙皮内侧间断焊缝，蒙皮板不得与网壳进行焊接；
d安装罐顶透光孔、量油孔、泡沫发生器及防护栏杆等附件；
e拱顶焊接成形后应用弧形样板检查，其间隙不得大于15mm；
3、储罐的焊接；
3.1、本储油罐体共分10圈罐壁，罐壁厚度由下至上为20—8的钢板，其中第9、10圈的钢板材质为Q235—B，其余8圈的钢板材质均为16mnR。
3.2、焊接前应确定有按国家现行《压力容器焊接工艺评定》和施工验收规范的规定所做的焊接工艺评定，并保证焊接工艺评定覆盖率100%。
3.3、所有参加焊接的焊工必须具备该种材质合格项目，焊接位置资格的且在有效期内的合格焊工
3.4、本次储罐的焊接为罐体外部采用埋弧自动焊，罐体内部采用手工电弧气刨清根，手工电弧焊。
3.5、罐体的材质1—8圈为16mnR，焊条选用J502焊条，焊丝选用H10Mm2焊丝。
9—10圈及罐顶为Q235—B，焊条选用J422焊条，焊丝选用E4303焊丝。
3.6、焊条使用前应按有关要求进行烘干，并有专人负责焊条的保管及回收。
焊条保管应排列有序，不应堆压太高，焊条领用时应用保温筒。
（附焊接材料烘干和使用表）
3.7、本次储罐的焊接在冬季，冬季的气温较低，风量较大，所以焊接时如果气温低于-100
焊接材质为16mnR时，母材应在焊接前加温，焊后缓冷。
风量较大时（大于8m/s）影响焊接质量，迎风面应设挡风措施。
3.8、第8圈壁板和第9圈壁板，因下圈板为16mnR，而上圈壁板为Q235—B，所以此项环缝焊接应选用J502焊条。
焊接材料烘干和使用表
序
号
焊材名称及牌号
烘干温度
℃
烘干时间
（h）
恒温温度
℃
允许使用
时间（h）
1
J502
350℃-400
1-2
100～150
4
2
J422
100℃-150
0.5-1
100
8
3.9、焊接应严格按焊接工艺规范进行，不得随意变动焊接工艺参数，焊接应遵守焊接工艺评定的要求，并按施工技术交底的要求施焊；
3.10、焊缝的定位焊及工卡具焊接应由合格焊工进行，焊接工艺应同正式焊接相同，定位焊长度不宜小于50mm；
3.11、焊接前应检查组装质量，坡口及坡口两侧20mm范围内的泥砂、铁锈、水分、油污应全部清除干净，并充分干燥；
3.12、板厚大于等于6mm的搭接焊缝，至少焊两遍，有下列任何一种焊接环境，若无有效防护不得施焊：
3.13、雨天或风速超过8m/s时；大气相对湿度超过90%；
贮罐焊接施工工序（见下图）
3.14、罐体焊缝超标缺陷如有翻修，必须按翻修工艺进行，同一部位返修不宜超过二次,若超过二次须经技术总负责人批准，施焊焊工不得任意在母材上粘焊。
3.15、焊接设备应执行加强保养，严格使用制度；
（10）罐底焊接
10.1、焊接时宜采用焊工对称分布，焊缝分段退焊。
①、弓形边缘板的对焊采用手工焊。
先焊其外侧300mm焊缝，如下图，打底焊后进行外观检查，以第二层开始每层错开50～70mm始焊，焊接完成，上部磨平，边缘对接焊缝的其余部分在大角焊缝焊完后进行。
②焊接长缝时，采用如下图防变形措施。
a距边缘板2m范围内焊缝暂留不焊接，待大角缝焊后再焊接。
b边缘板剩余部分对接焊缝焊接。
c中幅板搭接在边缘板的焊接，其焊接长度分8—12等份，在轴线上顺时针同时焊接。
③罐底由中幅板和边缘板组成,罐底板诸焊缝除边缘之间采用对接焊之外，其余焊缝均采用搭接焊，.底板铺设前,其下表面应涂刷防腐涂料,边缘50mm范围内不刷.基础验收合格后,确定方位画出中心线，得出中点、画出边缘板安装位置线，其中边缘板安装铺设按设计直径和基础坡度长度外加收缩余量来确定半径。
边缘板之间铺设间隙外侧为6mm，内侧为8mm。
④中幅板铺设时，按照排版图从中心向四周铺设边缘板依安装位置线铺设。
⑤罐底板组对时按以下基本程序进行：
中幅板划分为若干区域，先施焊画出区域内的短缝，再将区域联成大片，最后焊大片之间的长缝；边缘板焊接时，先将边缘板外端350mm～500mm焊接完毕，并经无损检测合格，组焊第一、二圈罐壁板。
待底圈大角焊缝焊接完毕，再焊接边缘板剩余的对接缝，最后焊接中幅板与边板的搭接缝，罐底焊接采用数名焊工对称布置分段退焊法，焊接要严格执行工艺程序，对违反操作程序的应立即予以制止。
⑥罐底板焊接时，须采取以下防变形措施：
a焊接末节壁板与边缘板角缝时，底圈罐壁与边缘板之间每隔1.5m打一斜撑，与罐壁成45°角，支撑杆长度1.2m左右。
b罐底焊接完毕，检查凹凸度，凹凸变形的深度不应大于变形长度的2%，且不应大于50mm，并对所有焊缝进行真空试验，试验总压值不得低于0.063Mpa。
（11）壁板焊接
①壁板焊接先焊立缝，再焊环缝，立缝焊接前，先焊上定位龙门板,然后拆下立缝组对卡具，v型坡口焊接时，先焊外部，后焊内部，焊缝采用手工焊，立缝焊接上端加熄弧板，见如下图示。
②罐壁板厚度自下而上分别为δ=20、18、16、14、14、12、10、8、8、8（mm）共计10圈，采用液压顶升装置顶升倒装法组装。
拆除组装用的工卡具时，不得损伤母材。
如有损伤，应按标准进行修补。
钢板表面的焊疤应打磨平整。
a.沿着底圈壁板安装圆周线，每隔1m在边缘板上焊[14槽钢，槽钢长250m，平面朝上，并抄平在同意平面上，内侧焊上挡板，在安装圈外侧60mm处同样焊上挡板，作为组装卡具用限位。
b.组对壁板时，间隙应符合焊接工艺要求。
罐壁焊接应先焊立缝，在上下立缝全部焊接完后，再焊环缝。
环缝焊接时，应采用数台焊机均布对称分段施焊。
先焊接外侧焊缝，并用电弧气刨清根后施焊。
施焊工艺采用单面焊双面成型工艺，将电弧气刨使用降到最低限。
c.为防止焊缝角变形，除应严格执行焊接工艺外，尚应设置必要工装，做好防变形措施。
d.
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