宁夏聚丙烯10003气柜施工方案9732.docx
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宁夏聚丙烯10003气柜施工方案9732
№
中国化学工程第三建设公司
宁夏炼油厂改扩建聚丙烯1000m3气柜工程
施工方案（措施）
（建设单位签章）
批准：
张国全
会签：
审定：
审核：
李勇
编制：
李纬
中国化学工程第三建设公司宁夏项目经理部
1997年3月23日
1、工程概述
1.1概述
宁夏炼油厂改扩工程一万吨/年聚丙烯装置配件属的1000m3直升式气柜，位于宁炼15号南路西侧，与聚丙烯装置管廊相连。
有中国石化北京设计，中化三公司210工程处负责施工。
1.2主要技术参数
表-1
气柜设计数据
设计
压力
正压400pa
试验压力
正压4000pa
负压490pa
负压1170pa
公称容积100m3
存储介质气体
设计温度常温。
C
水槽内径15900mm
储液比重
焊缝系数0.90
罐壁高度7050mm
地震烈度8度
充水水量134000kg
有效容积1035m3
设计风压700N/m2
储罐重量
罐体重量6110kg
充水重量134000kg
最大重量140111kg
2、施工方案编制依据
2.1施工图纸
2.1.1《1000m3气柜靠口结构图》B8604-8-设-37
2.1.2《1000m3直升气柜》重设B-5073
2.1.3《人孔》重设B-1991
2.2《金属结构湿式气柜施工及验收规范》HGJ212-83
2.3《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式及尺寸》
GB985-88
2.4《压力容器无损检测》GB4730-94
2.5《炼油、化工施工安全规程》HGJ233-87；SHJ505-87
3、施工工艺程序，施工方法及技术措施。
3.1施工工艺流程图
3.2技术要求
3.2.1原材料
3.2.1.1气柜所用的钢材、配件和焊接材料应符合设计图纸要求，并且有质量合格证或材质复验合格证。
3.2.1.2外观无严重损坏或变形，钢板表面不得有裂纹、夹层、重皮、夹渣、折痕、气孔等缺陷，表面锈深度不应超过0.5毫米。
3.2.2施工主要胎具
3.2.2.1为增加气柜水槽刚度，减少焊接变形，在气柜水槽内设置一组胀圈，如图-1所示。
胀圈制作应在平台上进行，直径与水槽内径相同。
胀圈制作时，在圈周方向上用L=2m的弓样板检查，间隙应小于3mm。
胀圈工分八段，采用20#槽钢制作，并用f=10mm的钢板加强，与壁板见用龙门卡连接。
图-1
3.2.2.2水槽壁板预制胎具
为方便水槽壁板预制，防止变形，特制作水槽壁板预制胎具两座，如图-2所示
图-2
3.2.2.3气柜拱顶采用地面预制单片，空中组焊。
为保证预制质量、特制作拱顶预制胎具一座，如图-3所示。
图-3
3.2.3顶升装置
气柜水槽采用液压千斤顶倒装法施工。
3.2.3.1、液压提升计算
3.2.3.1.1最大提升重量
Gmax=k（G壁+G附）=1.1×34.2=37.6tK为不均匀系数，取1.1
3.2.3.1.2液压千斤顶吨位及数量选择选用12t千斤顶，安全系数N取0.7Qmax=12×0.7=8.4t
3.2.3.1.3理论选用千斤顶数量
n=Gmax/Qmax=37.6/8.7=4.3台
考虑到顶升平衡等因素，实际千斤顶选取12台，综上所述，此套液压顶升装置最大提升重量为100.8t，一次最大提升高度为3m，可以满足施工要求。
3.2.3.2液压千斤顶顶升装置，由穿心式液压千斤顶、立柱支撑、提升头、轮架等组成，如图-4所示。
图-4
3.2.3.3注意事项
3.2.3.3.1每次带板提升到离底板100mm左右时，应停止提升，并保持观察10分钟，分别对立柱提升钩头，胀圈液压千斤顶，管路等检查无问题后，方可继续提升。
3.2.3.3.2提升时，各液压千斤顶差异应控制在50mm以内，严格控制水槽壁水平度。
3.2.4气柜的预制
为保证气柜安装质量，减少起重工作量以及简化施工程序，气柜制作安装尽量加大地面预制量。
气柜预制应根据安装先后次序，以保证不影响安装为原则。
3.2.4.1底板预制时，直径应比设计直径放大1.5/1000。
3.2.4.2弓形板预制要求
表-2
AB.CD
AC.BD.EF
AD-BC
允许偏差值（mm）
±1.5
±2
≤3
3.2.4.3顶板、筋板间T型缝采用双面间接焊。
3.2.4.4气柜预制质量应符合“HGJ212-83”要求。
3.2.5气柜焊接
气柜焊接工作是保证气柜质量的重要环节。
应给予高度重视。
焊条选用E4303（J422），焊条应具有出厂合格证。
施焊前按使用说明书进行烘烤，焊接时应用焊条保温桶盛放。
在阴雨天，风速大于8M/S以及大气相对温度超过90%时应采取有效的防护措施，否则应停止施焊。
3.2.5.1底板焊接
气柜底板焊缝多，焊接应力大，易产生变形，因此焊接时应严格按焊接顺序施焊，先焊短缝，再隔条焊长缝。
焊接时焊工应对称布置，由中间向两边采用分段倒退焊法施焊。
边缘板与中幅板间焊缝暂时不焊，待底圈壁板与底板间角焊缝焊接结束后再焊。
3.2.5.2、壁板焊接
壁板焊接时，应先焊纵缝，后焊环缝。
环缝焊接时焊工应均匀分布，并沿同一方向施焊。
底圈壁板的角焊缝焊接时，除周边焊工保持均布焊接外，还要在同一位置的里外口各配一名焊工，二名焊工应以相近的速度沿同一方向施焊。
但是内口的焊工要比外口的焊工超前约500mm左右。
3.2.5.3顶板的焊接
顶板的焊接，应先焊底部的断续焊，后焊上部的连续焊。
连续焊缝焊接时，焊工应由中心向外，采用分段，倒退法施焊，包括角钢焊接时，应由几名焊工对称均匀分布，沿同一方向用分段倒退法施焊。
3.2.5.4焊接注意事项
3.2.5.4.1焊接气柜的焊工应由合格焊工担任，焊接应与焊接工艺要求相同。
3.2.5.4.2点固焊卡具点焊的焊接材料，应与正式焊接材料相同。
3.2.5.4.3卡具拆除时，不得损伤母材。
3.2.5.4.4不得在非焊接表面任意引弧。
3.3施工方法及施工程序
气柜施工采用倒装——正装法。
即水槽壁施工采用液压千斤顶提升到装法施工。
3.3.1施工前准备
3.3.1.1参加甲方、设计方组织的设计交底，熟悉图纸及相应的规程、规范，领会设计意图。
3.3.1.2组织有关方面进行图纸会审，对不明确的部分，提交设计、甲方有关人员解决
3.3.1.3根据图纸，合理确定材料规格，编制材料计划，并根据实际到料规格进行排版，绘制排版图。
3.3.1.4根据施工需求及现场实际情况，铺设所需施工平台，临时道路。
3.3.1.5铺设必须的水、电、气等设施
3.3.1.6施工胎具、夹具制作。
3.3.1.7根据现场情况准备防风、防雨、消防及照明设施。
3.3.2基础检查及验收
3.3.2.1气柜施工前，应按基础图及规范要求，会同土建单位、建设单位共同进行基础检查验收，土建单位提供基础测量记录。
3.3.2.2检查中心线坐标，环行基础的标高、内径，基础表层质量、锥度，以及表面不平度等进行检查。
3.3.2.3基础质量应符合“HGJ212—83”要求
3.3.3底板铺设
底板安装铺设以前，应先在基础上标出0点位置，划出十字中心线。
铺设时应按排版图及预制时编号位置逐步铺设。
底板组装时不准点焊，应用卡具卡紧（约1m左右设置一组卡具），焊缝搭接处不得有砂子等其它杂物。
所有搭接缝应贴紧，局部间隙应不大于1mm。
双重搭接及边缘板对接过渡外可用氧气-乙炔焰将钢板加热后打弯，其缝隙应不大于2mm。
3.3.4水槽壁安装
3.3.4.1顶圈板安装前，应先在底板上找出最上和最下一带壁板的圆周线，并沿最上一带板圆周线内侧每隔一米左右点，焊一段L50*5的定位角钢。
3.3.4.2壁板组装前应用圆弧样板逐张检查壁板的圆弧度，不符合要求的应重新找圆。
3.3.4.3按照排版图顺序依次组装壁板，并使带板的下端紧靠在定位角钢上，顶圈壁板围好后，应进行几何尺寸检查，符合尺寸要求后，方可进行焊接。
3.3.4.4安装胀圈和液压顶升装置
3.3.4.4.1胀圈离底板约250mm，焊接胀圈门形卡板，利用扁楔铁和胀圈门正反扣螺栓使胀圈紧贴壁板。
3.3.4.4.2安装立柱和稳升滚轮架
3.3.4.4.3安装控制台、压缩机、液压千斤顶配管等。
3.3.4.5提升顶带板
3.3.4.6顶第二圈壁板的安装
顶第二圈壁板组装好后，预留一道调节焊缝，当外侧的其它立缝全部焊完后，即用导链将壁板拉紧。
将壁板调节处焊缝施焊完毕。
3.3.4.7逐带提升安装三、四板
3.3.5墩子安装
3.3.5.1根据设计图纸在底板上标出安装基准线。
3.3.5.2在底板上划出钟罩的圆周线，以及主柱，导轨的位置线。
3.3.5.3墩子安装应保持水平，安装后在墩子上标出钟罩底环的圆周线，并在圆周线外侧点焊一段L50*5定位角钢。
3.3.6钟罩壁板安装
3.3.6.1钟罩壁板应在平台上预制拼接，成八大块，拼接时，应注意各块小板开卷方向，保证大块壁板向同一方卷曲。
3.3.6.2钟罩壁板焊接时，应先焊纵向的短缝，再焊横向的长缝，焊接时焊工应对称布置，采用分段倒退法均匀焊接。
3.3.6.3吊装过程中应防止壁板折弯
3.3.6.4钟罩壁板敷设
3.3.6.4.1取消原设计中钟罩壁板安装螺栓。
3.3.6.4.2在导轨与上、下环上找出钟罩壁板的搭接线，并沿搭接线外侧每隔1mm左右点焊一段L50*5的角钢夹子。
3.3.6.4.3在钟罩壁板内侧上、下、左、右四个角上点焊一段L50*5的角钢夹子。
并各连接一段长20m左右的绳子。
3.3.6.4.4壁板吊装就位后，拉紧绳索，在壁板四周用圆楔铁、角钢平直配合，使壁板紧贴导轨垫板并点焊。
如图—5所示。
3.3.6.5壁板焊接时，应先焊内部角焊缝，再焊外部角焊缝，焊接时采用分段倒退焊。
3.3.7内导轨安装
钟罩导轨应采用整根工字钢预制，其安装精度如下表—3所示
表三
中心位置
弦长偏差
断面翘曲
纵向弯曲
不垂直度
半径偏差
10mm
5mm
2mm
3mm
1/1000
±5mm
3.3.8拱顶安装
拱顶安装应先中心环，然后按照排版图及预制的编号顺序依次安装每张顶板。
4.工程质量及检查方法
4.1气柜外形几何尺寸检验
表—4
项次
检查项目
允许偏差
检查方法
1
钟罩整体不直度,在立柱外测量
1/1000
铅垂
2
钟罩中心线与槽中心线偏差
钟罩部型处测量3mm
盘尺
3
底板局部凸凹
≤30mm
样板检查
4
水槽壁直径
10mm最上带板和最下带板
盘尺
5
水槽壁垂直偏差
1/1000
经纬仪
6
带板组装垂直偏差
2mm
铅垂
7
钟罩局部凸凹度
≤30mm
样板检查
4.2内外导轨允许偏差表—5
序
检查项目
允许偏差
检查方法
1
直导轨垂直度（径向、切向）
1/1000
铅垂线
2
导轨接触面凸凹不平
≤2mm
样板
3
两导轨间水平周向偏差
≤5mm
4
导轨凹槽与导轨间隙
3—5mm
塞尺
4.3焊接接头装配尺寸允许偏差。
表—6
尺寸偏差
允许偏差
示意图
搭接尺寸“a”≤30
搭接间隙“b”
a±5
B<0.5
局部<1
对接错边“c”
根部间隙“d”
c<1
d±1
“T”形接头根部间隙“e”
e<2
4.4焊接检验
4.4.1所有焊缝在检验和总体试验前，严格涂刷油漆。
4.4.2全部焊缝应进行外观检验，并应符合下列要求。
4.4.2.1焊缝外形尺寸应符合技术标准和设计图纸规定，
4.4.2.2焊缝外形及热影响区表面不得有裂纹气孔，弧坑和肉眼可见的夹渣等缺陷。
4.4.2.3焊缝的局部咬边深度不得大于0.5mm，连续长度不得大于100mm，每条焊缝两侧长度总和不得超过焊缝长度的10%。
4.4.3焊缝外观检查合格后，应进行无损探伤检查。
其检查要求如下：
4.4.3.1气柜壁板所有对接焊缝应经煤油渗透试验。
4.4.3.2水槽底边缘板的径向对接焊缝外端300mm范围内应进行射线探伤检查，检查数量为边缘板数量的50%，探伤结果以不低于JN4730-94《压力容器无损伤检测》的Ⅲ级为合格。
4.4.3.3水槽底焊缝应在外观检查合格后采用直空箱法进行严密性试验，试验负压值不得小于0.053MPa，无渗漏为合格。
4.4.3.4气柜壁板焊缝
4.4.3.4.1.当钢板厚度为8毫米以上时水槽壁对接焊缝应进行无损探伤检查，抽查数量立缝不少于10%，环缝不少于5%，对接焊缝应按“JB4730-94”《压力容器无损检测》的第二篇的Ⅲ级要求为合格。
4.4.3.4.2.水槽底圈壁的每条纵焊缝应取2个300mm进行射线检查，其中一个应靠近底板，其它焊缝，每个焊工的每种板在最初3-m内取300mm射线检查，以后不计焊工人数每30MM焊缝及其尾数内任取300MM射线检查，选定的射线检查点30%位于T型焊缝接头处。
4.4.3.4.3.包边角钢自身接头必须全熔透。
4.4.3.4.4.当焊缝透视不合格时应在该焊工所焊焊缝有缺陷部分的延伸方向加倍检查，或在其它可疑部位进行补充探伤，如仍不合格，则该焊工所焊的焊缝应做100%探伤检查。
4.4.3.4.5.人孔与壁板对接焊缝，作100%着色探伤。
4.5.气柜的总体试验
4.5.1水槽焊接结束并检查合格，应进行充水试验，以检验底板的严密性和壁板的强度及严密性，充水到最高液位保持压力不小于48小时，底版无漏水，槽壁无异常变形，则认为底板的严密性试验合格，槽壁的强度及严密性试验合格。
如发现渗漏时应立即放水，使液面比渗漏处低300mm左右，并按有关规定进行焊接修补。
修补合格后应重新试验。
4.5.2气密试验
气柜充气后应注意压力表的指示数及钟罩上升状况。
试验正压力：
4000Pa。
在气柜气压达到试验正压力后，在罐顶及钟罩焊缝表面涂肥皂水，以未发现气泡，焊缝无泄漏为合格。
4.5.3气柜严密性试验后进行快速升降试验1次，其升降速度不超过1.5m/分钟。
4.5.4气柜试验注意事项
4.5.4.1充水试验前的有与试验有关的焊缝，均不得涂刷油漆。
4.5.4.2充水试验中应加强基础沉降观测，在充水试验中，如基础发生下允许的沉降，应停止充水，待处理后，方可继续进行试验。
4.6基础沉降试验，应按土建图纸要求或有关规范要求进行。
5.工程进度计划
时间（天）
项目
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
底板铺设
水槽安装
墩子.内导轨.底顶环安装
钟罩壁板敷设
拱顶安装
附件安装
整体试验
6.施工平面布置见（平面布置图）
7.劳动力、施工用水、用电、机具、施工用料及量具计划
7.1劳动力组合计划表表-7
工种
铆工
电焊
气焊
钳工
起重
电工
壮工
其它人员
人数
6
6
1
2
1
1
3
4
7.2施工用水用电计划。
在施工过程中大约需用水2000m3.根据选用的机具，考虑到机具交替使用，在施工中大约需200KW的电源。
7.3施工机具计划表
表—8
序号
名称
型号或规格
数量
序号
名称
型号或规格
数量
1
吊车
25t
1
8
气焊工具
1套
2
汽车
5t
1
9
导链
5t
2只
3
电焊机
14kw
2
3t
2只
4
电焊机
26kw
4
10
电动砂轮机
150mm
4把
5
电烘箱
300-500℃
1
6
卷板机
200mm
1
11
真空试验装置
0.1mpa
1套
7
半自动切割机
1台
12
液压顶升
1套
7.4施工措施用料计划表
表—9
序号
名称
型号或规格
数量
序号
名称
型号或规格
数量
1
钢板
6=20Q235-AF
0.5m2
8
无缝钢管
Q89×4.5
36m
2
钢板
6=10Q235AF
2m2
9
角钢
＜50×5
30m
3
钢板
6=16Q235AF
256m2
10
4
钢板
6=20Q235AF
1m2
11
正反扣螺栓
M30×300
12套
5
槽钢
20#Q235AF
100m
12
四方螺母
M3080×80
24个
6
脚手架
钢管
Φ45×3.5
Q-235
2t
13
7.5施工量具需经检验合格，所需量具数量详见计划表
表—10
序号
名称
规格
数量
序号
名称
规格
数量
1
卷尺
2-3m
6
4
U型玻璃管
400mm
2
2
盘尺
20m
1
5
真空表
0.1mpa
2
3
小板尺
0.2m
2
6
测量仪器
水平仪1
经纬仪2
1套
8.安全措施
8.1施工现场应做到文明施工，各种材料应归类堆放。
8.2进入施工现场的全体施工人员都要遵守各项安全操作规程，进入现场的所有人员都必须正确佩带安全帽，登高作业必须正确系挂安全带。
8.3壁板活口连接见角钢必须焊接牢固。
8.4起重机工作时吊臂下严禁站人，吊物应牢固，再没有就位固定前不准松卸回钩，不得撞击柜体。
8.5施工用电应特别注意安全。
严禁用裸线，电焊机应集中在电焊机棚内，电线应无损伤和漏电现象。
吊车移动频繁的地方，电线要设保护管，电焊机把线绝缘良好.柜内照明电压源不宜超过12V所有用电设备必须设置漏电保护装置.严禁用电线与柜体任何部件绑扎。
8.6乙炔气严禁倒置,氧气瓶与乙炔气瓶同用火点的距离不得小于10m。
8.7班前,班中严禁喝酒,工作时严禁打闹,开玩笑。
8.8严禁高空抛物8.9严肃班前5分钟安全快会制度。
8.10施工现场必须派一名专职或兼职安全员。
8.11施工前必须派一名专职或兼职安全员。
方案总结
《聚丙烯装置10000m3气柜施工方案》在宁夏炼油厂1万吨/年聚丙烯装置气柜施工中，起到了指导性作用，贯穿于工程的每个环节。
使施工安全，工程质量得到了保证，确保工程进度计划的顺利实施，取得了较好的经济效益。
1、气柜水槽采用液压顶升工艺，倒装法施工，液压顶顶升平稳，各千斤顶顶升速度保持较高的一致性，顶升时壁板变形小，壁板成形质量易于保证。
2、气柜内，外导轨全部采用整根型钢制作，提高了导轨预制质量。
安装焊接过程中，严格按照焊接顺序施焊，并采取夹具固定等有效的防变形措施，保证了内外导轨的安装精度。
3、严格控制焊接质量。
气柜底板、拱顶等易产生焊接变形部位，均按焊接顺序进行施焊。
提高焊工的质量意识，响应“三化建在我心中，工程质量在我手中”的号召，取得了良好的效果—气柜底板真空试漏，水槽、钟罩强度及严密性试验一次性合格，各部位外形尺寸偏差均在允许允许偏差以内，探伤一次合格率96%，焊缝外观质量得到了甲方的一致好评。
4、气柜原设计图纸中钟罩壁板与导轨垫板搭接处采用M20×65的单头螺栓作为安装螺栓，待搭接焊缝焊接完成后拆除并塞焊，安装方法复杂，施工难度大，并且如塞焊质量不合格时极易造成钟罩泄漏。
因此在气柜施工中，取消了安装螺栓，采用组装卡具安装，取得了很好的效果，缩短了工期，减小了工作难度。
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