常熟华润储罐施工实施技术方案书.docx
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常熟华润储罐施工实施技术方案书
化工储罐施工方案
1．工程简况
常熟华润化工有限公司化工罐,位于现有一期扩建三台液体化工品储罐南侧三期工程预留地.主要内容为：
扩建两台3000M3普通碳钢储罐（规格为Φ17130×19170,空重约为91.7吨）、两台2000M3内表面防腐储罐（规格为Φ14620×17035,空重为57.135吨,带内浮盘重约为62.69吨）和两台1500M3不锈钢内衬储罐（规格为Φ13120×15929,空重约为50吨）.各储罐分别贮存甲苯、二甲苯、甲基丙烯酸甲酯、二甲基甲酰胺、1,4丁二醇等品种.贮罐地技术特性参数见表一.
表一：
贮罐地技术特性参数表
序号
名称
3000m3储罐
2000m3储罐
1500m3储罐
1
物料名称
甲苯
二甲苯
甲基丙烯酸甲酯
化学品
二甲基甲酰胺
1,4丁二醇
2
设计温度（℃）
常温
常温
50
3
工作温度（℃）
常温
常温
常温
4
设计压力（pa）
-490/2000
-490/2000
-500/2000、常压
5
工作压力（pa）
980
980
常压
6
焊缝系数φ
0．9
0．9
0.9
7
腐蚀裕量（mm）
1．0
1．0
0
2．编制依据
2.1常熟华润化工有限公司提供地图纸.
2.2《》SH3046-92
2.3《立式圆形钢制焊接油罐施工及验收规范》GBJ128-90
2.4《石油化工立式圆筒形钢制储罐施工工艺标准》SH3530-93
2.5《衬里钢壳设计技术规定》HG/T20678-1991
2.6《铬镍奥氏体不锈钢塞焊衬里设备技术条件》JB/TQ267-81
2.7《钢制焊接常压容器》JB/T4735-97
2.8《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98
2.9《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口地基本形式与尺寸》GB985-88
3．施工方法
3.1施工方法选择
由于贮罐地外形尺寸较大,采用液压提升倒装法施工.
3.2工艺原理
贮罐液压提升倒装法实际上是利用液压提升作为动力而实现倒装施工地方法.它用简便易行、安全可靠、运行平稳地液压提升机构替代了操作繁琐且不安全地充气顶升装置,完成罐体地提升过程.
3.3提升架数量地确定
n=1.1Qmax/q
πD/n≤9m
注:
n—提升架数量；1.1—系数；D—罐直径（m）；Qmax—最后提升地最大重量；q—提升架地额定起重量（160KN）
经计算：
1、3000m3储罐
n=1.1*917/160=6.3
由πD/n≤9m知n≥πD/9=π*17.13/9=5.98
考虑到对称布置,选用8个提升架.
2、2000m3储罐
n=1.1*626.9/160=4.31
由πD/n≤9m知n≥πD/9=π*14.62/9=5.11
考虑到对称布置,选用6个提升架.
3、1500m3储罐
n=1.1*500/160=3.44
由πD/n≤9m知n≥πD/9=π*13.2/9=4.61
考虑到对称布置,选用6个提升架.
3.4提升架地稳定性：
提升架安装时必须垂直,平稳地固定在底板上,并使支架具有足够地稳定性.
3.5顶升前必须进行空载实验,检查提升上下卡头是否可靠,油路是否正常,提升杆与滑道地运动是否正常,以及中央控制台地电气系统和油路是否系统正常,以保证使用安全.
3.6胀圈制作
3.6.1胀圈材料：
选用20#槽钢制作.
3.6.2胀圈制作
胀圈地外径就是贮罐地内径,卷制中要用弧形样板严格检查,样板弦长应大于1500mm,样板和胀圈间地间隙应小于1mm,偏差太大,将影响罐体地椭圆度,这一点尤为重要.
3.6.3胀圈地安装
几段小胀圈用螺栓连接成大段,大段间用千斤顶胀紧在罐体内壁上,胀紧后用筋板将胀圈分段焊在壁板上,焊缝最好在提升支架处,这样受力状况较好.
4.主要施工工序
4.1四台碳钢罐施工工序
开口接管
拆除提升机构
熬
4．2衬里储罐施工工序如下
5.制作组装工艺
5.1施工前地准备工作
贮罐施工前应具备下列条件:
5.1.1设计及其它技术文件齐全施工图纸业已会审,施工方案已批准,技术交底已完成；
5.1.2材料、劳动力和机具装备齐全,可保证连续施工；
5.1.3贮罐基础符合设计要求,并验收合格；基础周围地下工程已完成,回填土平整完毕；
5.1.4预制场应满足预制要求,施工现场道路畅通,施工用水、用电齐备.
5.2基础验收
5.2.1大型贮罐基础外形尺寸误差和平整度应符合下列要求：
5.2.1.1中心座标地允许偏差为±20mm；
5.2.1.2标高地允许偏差为±10mm；
5.2.1.3基础表面径向平整度,用2m长直尺检查,间隙应小于或等于10mm；基础表面凹凸度,应小于或等于25mm；
5.2.1.4基础表面沿罐壁圆周方向地平整度,每10m长度内任意两点地高度差应小于或等于10mm,整个圆周上任意两点地高度差应小于或等于20mm；
5.3底板制作安装
5.3.1按设计院图纸排板.先排边缘板后排中幅板.
5.3.2底板排板应符合如下规定:
a.中幅板地宽度不得小于1000mm；长度不得小于2000mm.
弓形边缘板沿罐底半径方向地最小尺寸应大于700mm.
b.底板任意相邻焊接接头之间地距离,不得小于200mm.
5.3.3底板铺设前,其下表面应涂刷防腐涂料,每块底板边缘50mm范围内不刷.
5.3.4底板地划线与下料
5.3.4.1根据排板图设计地尺寸和编号进行对号下料.钢板需用“对角线法”校核找方使之成为矩形,中间一排地中幅板要划中心线.划线后经过校核,方可用气割切割下料,并按排板图地编号进行编号.
5.3.4.2当中幅板采用对接接头时,中幅板地尺寸允许偏差应符合下表二地要求：
表二：
测量部位
环向接头
板长AB（CD）≥10000
板长AB（CD）≥10000
宽度AC、BD、EF
±1.5
±1
长度AB、CD
±2
±1.5
对角线之差│AD-BC│
≤3
≤2
直线度
AC、BD
≤1
≤1
AB、CD
≤2
≤2
AEB
CFD
图1
5.3.4.3弓形边缘板地尺寸允许偏差,如下表三：
表三：
测量部位
长度AB、CD
±2
宽度AC、BD、EF
±2
对角线之差│AD-BC│
≤3
E
AB
CFD
图2
5.3.5罐底板地铺设
5.3.5.1先在基础上画出十字中心线,底板中心板上也画出十字中心线,铺在基础上,使两者中心重合,然后向两端铺设中间一行地底板,再依次铺设相邻两侧地底板.
5.3.5.2铺设底板时,用夹具使底板固定,防止焊接变形.
5.3.6底板焊接变形地预防措施
6.3.6.1中幅板地焊接,需先焊短焊缝,后焊长焊缝.初层焊缝应采用分段退焊或跳焊法.
5.3.6.2边缘板地焊接,需首先施焊靠外缘300mm地部位.在罐底与罐壁连接地角焊接接头焊完后,且边缘板与中幅板之间地收缩接头施焊前,应完成剩余地边缘板对接焊缝.
5.3.6.3弓形边缘板对接焊缝地初层焊,宜采用焊工均匀分布,对称施焊方法.收缩接头地第一层焊接,应采用分段退焊或跳焊法.
5.4罐顶地预制与安装
5.4.1顶板预制前应绘制排板图,并应符合下列要求：
a．顶板任意相邻焊接接头地间距,不得小于200mm；
b．单块顶板本身地拼接,采用对接.
5.4.2罐顶包边角钢和罐顶筋板地预制
5.4.2.1包边角钢采用冷弯法
展开料长为L=π（D+2X0）
式中D—角钢圈内径
X0—角钢重心距离
5.4.2.2罐顶筋板采用扁钢弯制而成,其弯曲半径应符合图纸要求.
5.4.3顶板地下料、预制
5.4.3.1由于罐顶直径较大,采用计算法求出下料尺寸.（以3000M3储罐为例）
拱顶板角度：
sinα1=D1/2R=0.4985
sinα2=r/R=0.0559
式中D1—拱顶直径（16950mm）；R—拱顶曲率半径（17000mm）；
α1—拱顶夹角（29.9°）；α2—拱顶中心板夹角（3.2°）；
r—拱顶中心孔地半径（951mm）.
拱顶板展开半径:
R1=Rtgα1=9775.4
R2=Rtgα2=950.5
瓜皮板展开地弧长:
AD=2πr（α1-α2）/360=442
AB=πD1/n=1663（式中n—瓜皮板地块数,取偶数）
A’B’=AB+40=1703
DC=2πr/n=188
D’C’=DC+40=228
FABB’
R1R2A’
rD
AB
D’DCC’R1
D1
R2
α2
α1
O
图3
5.4.3.2顶板预制成形后,用弧形样板检查,其间隙不得大于10mm.
5.4.3.3预制好地顶板,在堆放、运输过程中,必须采取有效措施以防止变形.
5.4.4罐顶地安装
5.4.4.1装顶圈壁板：
先在罐底板上以罐底中心为圆心,画出圈板圆周线,然后按照圆周线组装顶圈壁板.
5.4.4.2安装包边角钢
在顶圈壁板上画好包边角钢安装位置线,点焊好角钢托架,再安装包边角钢圈（安装之前要检查包边角钢地半径偏差,其允许偏差为±19mm.）,其接口应与壁板之焊缝相互错开200mm以上.然后点焊固定,拆除角钢托架,再焊接包边角钢圈地环焊缝.
5.4.4.3顶板地安装
5.4.4.3.1立中心架,中心架顶点标高比设计标高高出30～50mm.
5.4.4.3.2将预制好了地顶板对称铺在罐内中心架与角钢圈上.
5.4.4.3.3顶板焊接时,先焊内侧接头,后焊外焊缝,宜采用间隔焊对称施焊方法,并由中心向外分段退焊；焊接顶板与包边角钢时,焊工应对称均匀分布,并应沿同一方向分段退焊,且焊接电流不能过大.
5.5罐壁地预制与安装
5.5.1壁板预制前应绘制排板图（与底板统筹考虑）,并应符合下列要求：
5.5.1.1各圈壁板地纵向焊缝宜向同一方向逐圈错开,其间距宜为板长地1/3,且不得小于500mm.
5.5.1.2底圈壁板地纵向焊缝与罐底边缘板对接焊缝之间地距离,不得小于200mm.
5.5.1.3筒壁开孔接管或开孔接管补强板外缘与筒壁纵向焊缝之间地距离,不得小于200mm,与环缝之间地距离不得小于100mm.（甲方要求管口方位等罐体组焊完后在现场确定.）
5.5.1.4壁板宽度不得小于1000mm,长度不得小于2000mm.
5.5.1.5包边角钢对接接头与壁板纵向焊接接头之间地距离,不得小于200mm.
5.5.1.5壁板尺寸地允许偏差,应符合表二之规定.
5.5.2制作
5.5.2.1根据排板图下料.
5.5.2.2壁板下料时要找方（必须引起高度重视）,并用半自动切割机切割下料,壁板尺寸地允许偏差应符合表地规定.
5.5.2.3下料总周长应大于排板长度200mm左右,待组装后将多预留地200mm割去,以保证理论周长不变.
5.5.2.4在滚板机上滚圆,两头用圆弧板预弯.
5.5.2.5壁板卷制后应立置在平台上,垂直方向用直线样板检查,其间隙不得大于1mm。
水平方向用圆弧样板检查,其间隙不得大于4mm.
5.5.2.6.6制作后地每块弧板作好编号,编号以排板图编号为准.
5.5.3壁板地组装
5.5.3.1壁板组装前,应对预制地壁板进行尺寸外型复验,合格后方可组装.
5.5.3.2采用对接接头地罐壁组装时应符合下列规定:
底圈壁板:
a.相邻两壁板地上口水平允许偏差,不应大于2mm,在整个圆周上任意两点地水平允许偏差,不应大于6mm.
b.壁板地铅垂允许偏差,不应大于3mm.
c.组装焊接后,在底圈壁板1m高处,内表面任意点半径地允许偏差为±19mm.
其它各圈壁板：
d.其它各圈壁板地铅垂允许偏差,不应大于该圈壁板高度地0.3%.
e.壁板对接接头地间隙按图样.
f.壁板组装时内表面应平齐,错边量应符合下列规定：
纵向焊接接头错边量不应大于板厚地1/10,且不应大于1.5mm.
环向焊接接头错边量,当上圈壁板厚度大于8mm时,任何一点地错边量不应大于板厚地1/5,且不应大于3mm.
5.5.3.3顶圈壁板与罐顶组装,组装胀圈（见罐顶地预制与安装）.
5.5.3.4在底板上所画地圆周线内每隔700～800mm点焊角钢挡块以定位,线外每隔700～800mm也点焊角铁挡块,以便用楔子打紧.
如图4所示：
700~800
角钢挡块
罐壁板地底板圆周线
图4
5.5.3.5围第二圈壁板,焊接外侧立缝,留2个活口,用收紧装置（如导链）临时固定.同时在第一壁板内可安装胀圈,并检查安装质量.
5.5.3.6调整提升设备,如果正常,即可提升.
提升时,在中央控制台上按上升按扭,完成一步提升,再按下降按扭,使油缸活塞复位.然后再按上升扭,完成第二提升,再按下降按扭……以此类推,直到完成整个提升过程.
5.5.3.7其余各层壁板地安装
几何尺寸和焊缝检验合格后,同理组装第三、四、五圈壁板.
5.5.4壁板地焊接顺序.
5.5.4.1罐壁地焊接,应先焊纵向接头,后焊环向接头,当焊完相邻两圈壁板地纵向接头后,再焊其间地环向接头；焊工应均匀分布,并沿同一方向施焊.
5.5.4.2纵向焊缝宜自下向上焊接.
5.5.4.3罐底与罐壁连接地角焊接头,应在底圈壁板纵向焊接接头焊完后施焊,并由数对焊工从罐内、外沿同一方向进行分段焊接.初层地焊道,应采用分段退焊或跳焊法.
5.5.5包边角钢安装
5.6不锈钢板衬里
5.6.1不锈钢板在衬里前应预先钻塞焊孔,塞焊孔地大小及间距按设计图样要求,并清理干净钻孔背面地毛剌.
5.6.2本体衬里面焊缝应打磨成母材平齐.内壁按不锈钢板幅划线,两块不锈钢板间5~6㎜作为对焊坡口.
5.6.3按每块不锈钢板幅划线分区块,在碳钢壁板上,按每个区块钻一个φ8㎜检漏孔,在罐壁外侧漏孔口焊M8螺母,焊后对该焊缝作100%PT检查,确保无泄漏,再在M8螺母上安装M8螺塞,防止水份由此孔渗入壁板、内衬板间隙.
5.6.4在不锈内衬钢板上,按图纸要求钻φ10~12地压缩空气检漏孔,内衬板检漏孔背面清除毛刺,检漏孔地位置必须有一个距下端焊缝15mm,检漏孔不得与塞焊孔重合,两者距离不少于30mm.
5.6.5不锈钢衬里板应卷成圆弧,圆弧曲率半径应略小于筒体半径.
5.6.6塞焊与拼焊前必须将衬里层压紧在壳体上,塞焊孔或拼焊边缘与壳体间之间隙不允许超过0.3mm.
5.6.7拼板焊缝与本体焊缝应错开50mm以上,角焊缝除外.
5.6.8衬里板与板之间间隔为10mm.
5.6.9塞焊与拼焊时,第一层与壳体连接地焊接应用A302型焊条,第二层盖面焊缝用A002.
5.6.10塞焊点与拼焊焊缝地加强高度不得高出衬里层2mm.
5.6.11塞焊前必须进行相应地塞焊工艺评定及焊工考试,考试合格地焊工方可上岗.
5.6.12壁板全部衬里完毕,罐内壁应清理干净,要求平滑、光洁、无毛刺、无水锈、油.
5.6.13塞焊完毕后罐壁通入0.1MPa压缩空气进行气密性实验,用皂液对不锈钢衬板各焊缝试漏,确保无泄漏；底板采用真空箱法以53kPa进行检漏.
5.6.14衬里完毕,塞焊孔检查合格后,再进行整体盛水实验.
5.7开孔接管及附件安装
a.开孔接管地中心位置偏差,不得大于10mm.
b.开孔接管法兰地密封面应平整,法兰地密封面应与接管地轴线垂直,倾斜度不应大于法兰外径地1%,且不得大于3mm,法兰地螺栓孔应跨中安装.
5.8罐体地整体形状和尺寸检查
罐壁组装完成后,几何形状和尺寸,应符合下列规定:
5.8.1罐壁高度地允许偏差,不应超过设计高度地±5/1000；
5.8.2罐壁铅垂地允许偏差,不应大于总高度地3/1000；
5.8.3罐壁地局部凹凸变形地深度,不应大于变形长度地2%,且不大于50mm；
5.8.4在底圈壁板1m高处,内表面任意半径允许偏差为±19mm.
6.焊接及焊接检验
6.1焊接
6.1.1焊材选择：
Q235×Q235E4303
Q235×0Cr18Ni9A302；0Cr18Ni9×0Cr18Ni9A102；
6.1.2焊接材料应设专人保管,使用前应按如下规定进行烘干和使用.
焊条
烘干温度（℃）
烘烤时间（h）
愠温温度（℃）
E4303
150
2
80～100
A302
150
2
80～100
A102
150
2
80～100
6.1.3焊接前检查组装质量,清除坡口及坡口两侧20mm范围内地污物,并应充分干燥.
6.1.4双面焊地对接接头,在背面焊接前应清根.
6.1.5在下列任何一种焊接环境,如不采取有效地防护措施,不得进行焊接：
1）雨天或雪天；
2）手工焊时,风速超过10m/S；
3）大气相对湿度超过90%；
6.1.6焊接地坡口表面不得有裂纹,分层等缺陷.
6.1.7焊接采用电弧焊,焊接接头型式见图纸,角焊缝地焊接尺寸按较薄板地厚度,法兰接头地焊接按相应法兰标准中地规定,角焊接头与母材应是平滑过渡.
6.2焊接检验
6.2.1焊后必须对焊缝进行外观检查,检查前应将渣皮、飞溅清理干净；
6.2.2焊接接头地表面及热影响区,不得有裂纹、气孔、夹渣和弧坑等缺陷.
6.2.3对接焊缝地咬边深度,不得大于0.5mm；咬边地连续长度不得大于100mm；焊缝两侧咬边地总长度不得超过该焊缝长度地10%.
6.2.4焊缝宽度应按坡口宽度两侧各加1~2mm.
6.2.5罐底与罐壁地焊缝应进行下列检查:
a.罐底地焊接接头应采用真空箱法进行严密性实验,其真空度不应低于300mmHg,以无渗漏为合格.
b.罐底边缘板每条对接焊缝外端300mm范围内进行100%射线探伤检查,其结果以Ⅱ级为合格,其余对接焊缝应进行20%射线探伤检查,其结果以Ⅲ级为合格.
c.罐底板地所有T型接头,在沿三个方向各200mm范围内应进行磁粉检测,其结果以Ⅱ级为合格.
d.罐壁对接焊缝应进行无损探伤检查.底圈壁板纵焊缝应进行100%射线探伤检查,其结果以Ⅱ级为合格,其它纵焊缝检查长度不少于各条焊缝长度地20%；环向焊缝不少于各条焊缝长度地5%,T型焊缝不少于总个数地30%,其结果以Ⅲ级为合格.
e.罐壁与底板连接地内侧角焊缝应进行100%磁粉探伤检查,其结果以Ⅱ级为合格.在贮罐充水实验后,应采用同样方法进行复验.
7.充水实验
7.1充水实验应符合下列规定:
a.充水实验前,与罐体焊接地所有构件及附件应全部完工；
b.充水实验前,所有与严密性实验有关地焊接接头,均不得涂刷油漆；
c.充水实验应采用淡水,水温不应低于5℃；
d.充水过程中,如基础发生不允许地沉降,应停止供水,待处理后方可继续进行实验；
e.充水和放水过程中,应打开透光孔,且不得使基础浸水.
7.2罐壁地强度及严密性实验,应以充水到设计最高液位并保持72小时,罐壁无渗漏、无异常变形为合格.
7.3固定顶地强度、严密性实验,罐内水位应在设计最高液位下1m进行缓慢充水升压,实验压力为设计内压地1.1倍.在任何情况下,实验压力不得小于30Kgf/m2（294Pa）,在罐内空间气压达到实验正压力后,在罐顶焊缝表面涂肥皂水,未发现气泡、罐顶无异常变形、焊缝无渗漏为合格.实验后,应立即使贮罐内部与大气相通,恢复到常压.引起温度剧烈变化地天气,不宜作固定顶地强度、严密性和稳定性实验.
7.4固定顶地稳定性实验应充水到设计最高液位时用放水法进行.实验负压取120Kgf/m2（1200Pa）,实验时应缓慢降至该实验负压,罐顶无异常变形为合格.实验后,应立即使贮罐内部与大气相通,恢复到常压.
8.工程质量控制
为保证贮罐地安装质量,特制定如下质量控制点:
8.1B类点：
a.罐底严密性实验；
b.罐体强度及严密性实验；
c.稳定性实验；
d.无损检测；
e.罐体几何尺寸检查.
8.2C类点:
a．基础复查；
b．开孔方位检查；
c．焊缝外观检查；
d．附件安装.
9.安全生产注意事项
9.1制作时吊钢板地卡子要打牢,防止脱落伤人.
9.2卷板机地出料处不得站人,板料脱离板机时应用吊具吊起,以防坠落.
9.3吊具、索具应完好,不得使用破索具.
9.4焊接设备应接地或接零保护措施；电焊设备和线路之间必须有良好地绝缘；做好个人防护,工作前要戴好绝缘手套,穿好绝缘鞋和工作服.
9.5在焊接工地,应保持良好地通风,并做好必要地防护,排除烟尘,防止有害气体中毒.
9.6高空作业、交叉作业应系安全带、戴好安全帽.防止高空坠落砸伤施工人员.
9.7脚手架、脚手板搭设应符合相应地操作规程要求.
9.8氧气瓶、乙炔瓶在运输中拧紧安全帽,避免碰撞,轻装轻卸.
9.9夏季室外作业氧气瓶不能让太阳直晒；乙炔瓶在使用时必须垂直放置,严禁放倒使用.
9.10氧气瓶与乙炔气瓶不得同放一处,气割和施焊地位置应离开易燃易爆区20m以外.
10．交工资料
10.1贮罐交工验收说明书；
10.2竣工图或施工图、附设计修改文件及排板图；
10.3材料和附件出厂质量合格证书和检验报告；
10.4设备基础检查记录；
10.5设备几何尺寸检查记录；
10.6强度及严密性实验报告.
以上资料应完善收集、保管,以备交工使用.
11．劳动力安排（表四）
表四：
劳动力安排一览表
序号
工种
人数
备注
序号
工种
人数
备注
1
铆工
24
5
架子工
6
2
电焊工
18
6
电工
2
3
气焊工
6
7
其他
30
4
起重工
16
8
12．施工机具一览表
表五：
施工机具一览表
序号
机具名称
型号规格
单位
数量
备注
1
吊车
50T
台
1
2
汽车
5T
辆
3
3
工具车
1T
辆
2
4
液压顶升装置
套
20
5
交流电焊机
WS-315
台
18
6
半自动切割机
CG1-30A
台
6
7
电焊条烤箱
ZHB-101-50/22
台
1
8
砂轮机
Φ100
台
20
9
手提砂轮机
Φ125
台
12
10
卷板机
W11-25×2000A
台
1
11
碳弧气刨
套
1
12
真空泵及真空箱
套
1
13．施工进度计划（见总施工进度大纲）
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