大型非标设备施工方案.docx
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大型非标设备施工方案
内蒙华星年产40亿m³煤制天然气项目
气化标段非标设备制作安装施工方案
编制：
审核：
批准：
HSE会签：
中国化学工程第十四建设有限公司
二〇一五年三月
1、编制依据
1.1施工图纸及相关技术文件
1.2GB50128—2005《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》
1.3SYJ4043-89《常压钢制焊接油罐渗透探伤技术标准》
1.4GB50341—2003《立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》
1.5JB4730-2005《压力容器无损检测》
1.6JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》
1.7GB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》
2、工程概况
本工程为内蒙古华星年产40亿m³煤制天然气项目，气化标段包括气化、变换冷却及气化排渣、煤锁气压缩、煤气水分离、酚氨回收、气化循环水（循环水站）、35KV变电站。
本方案针对煤气水分离各种非标储罐的制作及安装作出具体要求，其中包括11000m³、185.8m³、389m³、412m³、68m³、307m³、1300m³、703m³、330m³、21m³等。
2.1主要技术参数：
11000m³储罐
储罐外径：
φ31000mm
公称容积：
11000m³
储存介质：
煤气水
罐壁高度：
18657mm
主体材质：
Q235A
设计压力：
-0.5～4KPa
设计温度：
70℃
罐体质量：
351690kg（单台）
2.2工程特点、难点
本工程属于非标储罐制作安装工程，与土建、地管及钢结构工程同时施工，施工过程中不免会有相互影响的情况，对工程进度有很大影响。
3、施工准备
3.1根据现场实际情况，材料集中抛砂防腐后由防腐厂运送到施工现场，并合理安排预制厂地与材料堆放场地。
3.2施工机具准备
序号
名称
单位
数量
1
电焊机
台
30
2
配电箱
个
6
3
半自动切割机
台
6
4
角向磨光机
台
36
5
气割工具
套
10
6
卷板机
台
4
7
10T电动葫芦
台
50
8
Φ159*3500吊杆
根
50
9
胀圈
套
3
10
螺旋千斤顶
台
9
11
Φ450切割机
台
3
12
气刨空压机
套
2
13
试压泵
台
3
14
真空箱
台
3
15
烘烤箱
台
3
16
恒温箱
台
3
17
保温桶
台
40
18
平板车
辆
3
19
16T吊车
台
3
20
25T吊车
台
3
21
大钢卷尺
个
3
22
简易龙门吊
台
3
3.3施工人员准备（详见人力计划表）
序号
工种
人数
备注
1
铆工
/
2
焊工
/
3
下料气割工
/
4
起重工
/
5
电工
/
6
卷板机操作工
/
7
安全员
/
8
普工
/
9
管理人员
/
3.4材料验收
储罐用钢材、配件等必须符合设计和规范要求，具有产品质量证明书或检验报告。
储罐用钢板应逐张进行外观检查，其表面不得有气孔、裂纹、拉裂、夹渣、重皮现象。
钢板厚度要求：
板厚为5～8mm，钢板允许偏差：
±0.6mm；板厚为9mm～15mm，钢板允许偏差：
±0.65mm；板厚为16～25，钢板允许偏差：
±0.75；板厚为26～40，钢板允许偏差：
±0.8。
3.5基础的验收及中间交接
我方只对基础进行几何尺寸的复验，和土建进行中间交接。
其具体要求如下：
储罐中心标高允许偏差为±20mm。
支承罐壁的基础表面，每隔10m弧长内任意两点的高度差≤6mm，整个圆周长度内任意两点的高度差≤12mm。
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的检查方法应为：
以基础中心为圆心，以1/4D、1/2D、3/4D为直径作同心圆，在圆周上分别均分为8、16、24等分点。
同一圆周上的测点其测量标高与计算标高之差≤12mm。
4、施工方法的确定
4.1施工方法：
本方案拟采用葫芦提升倒装法施工。
4.2工艺原理
本工艺先按排版图铺设底板，完成后组装顶圈壁板和罐顶，利用电拉葫芦提升装置提升罐体上段，然后逐圈组焊罐体下段。
11000m³储罐除底板和最底下一圈壁板外，重量大约250T，拟用28只10T电动葫芦来提升，计算如下：
底板重量为61.6T，除最底下一圈壁板后其余壁板重量为40.4T，需提升重量为351.69-61.6-40.4≈250T。
G=28只×10T×0.9（安全系数）=252T>250T安全
故提升装置采用28台10吨电动葫芦，当壁板对接组焊完毕后，落下提升装置，再进行下一圈壁板的组对提升。
185.8m³储罐重量为20.8T，拟采用5只5T葫芦提升，计算如下：
G=5只×5T×0.9=22.5T>20.8T安全
389m³储罐重量为25T，拟采用6台5T葫芦提升，计算如下：
G=6只×5T×0.9=27T>25T安全
412m³储罐重量为26T，拟采用6台5T葫芦提升，计算如下：
G=6只×5T×0.9=27T>26T安全
307m³储罐重量为33.4T，拟采用8台5T葫芦提升，计算如下：
G=8只×5T×0.9=36T>33.4T安全
1300m³储罐重量为86.7T，拟采用20台5T葫芦提升，计算如下：
G=20只×5T×0.9=90T>86.7T安全
703m³储罐重量为70T，拟采用16台5T葫芦提升，计算如下：
G=16只×5T×0.9=72T>70T安全
330m³储罐重量为38.3T，拟采用9台5T葫芦提升，计算如下：
G=9只×5T×0.9=40.5T>38.3T安全
21m³储罐重量为4T，68m³储罐重量为10T，均可用吊车整体吊装。
4.3针对基础的处理方法
本方案拟采用倒装提升法，为了施工便利及安全等多方面考虑，需对基础做适当的修改，待罐体安装完成后恢复原样。
具体做法如下：
在煤气水贮槽的基础环形墙上，开1m*1m的施工人行及安全通道，罐底部开Φ650的圆洞，具体位置见附图一。
环形墙凿开后，顶部两排钢筋保留，下排钢筋在距一端150mm处截断，热弯以保证人员通行。
安装完成后，截断处使用钢筋搭接焊，支模后用C30混凝土浇筑，恢复基础环形墙原样。
图二开洞做法及恢复
5、组装工艺及要求
5.1施工程序框图
a.11000m³储罐施工程序见图三
图三储罐制作安装施工程序图
5.2组装程序及技术要求
5.2.1罐底板的铺设
铺板前技术人员必须会同作业班长、质检员共同对底板进行排板，绘制出排板图，并报设计人员确认。
要求任意相邻两焊缝间的距离应＞300mm。
底板铺设前，板下表面应按设计要求涂刷沥青防腐层２遍，但沿板周边50mm不涂刷。
铺设底板时，按底板排板图及预制时的编号、划线位置及储罐中心线，先组配中心板，然后向两侧序铺设相邻诸中幅板及边缘底板，底板铺设时的实际尺寸应比设计尺寸大35～45mm，以补偿焊缝收缩量。
在基础上铺设底板时，边缘板的对接焊缝其间隙应是外端小内端大，以防止焊缝焊接收缩而引起的底板变形。
对三组板重叠上层板进行切角，并与下二层板相贴。
伸缩缝的固定不应使用点焊方法，而应采用装配卡具，待所有焊接工作完毕后才能进行伸缩缝的点焊及其焊缝的施焊。
5.2.2储罐罐顶预制
罐顶系组合件，先根据图纸及来料尺寸确定顶板的块数，绘制排版图，排版图在绘制时应保证顶板任意相邻焊缝间距不小于200mm，然后按排板图进行下料拼接。
组装罐顶前，先进行顶圈壁板的拼焊，再进行包边角钢的焊接，程序见图四：
图四罐顶施工顺序
中心支架及圈梁支架Ф273*8钢管用∠63×63×5角钢斜撑固定在底板上，其上安放环形圈梁，圈梁采用δ=18mm钢板，圈梁安装时需用水平仪或连通管找平。
5.2.3顶圈壁板和罐顶的组装
罐底周边标高找平后，在顶圈壁板和罐顶的组装装配前在底板上画出该圈板安装直径（留有收缩量，取定直径增大10mm）的圆周标志线，并打上样冲眼，标志线内侧每隔0.5~0.8m在底板上焊接50×50×8mm的三角形档块作为圈板固定档圈，顶圈壁板即紧靠其上进行组装。
档块外侧40mm焊接∠50×5mm，L=30~50mm的角钢，便于围板时贴紧上一圈壁板和临时固定外围圈板。
按围板排板图及编号选好弧度板，组装完后应检查钢板的垂直度、对接头的间隙、错边量、圆弧度，其尺寸偏差应在规定值内。
以罐底弓形板事先划出的圆周线和拱顶环为基准组对顶圈板，为了避免焊缝收缩使半径减小，在罐壁最后闭合封口的立缝预留，待其它立缝焊接后再进行封口切割焊接，然后进行壁板上口与顶环的焊接。
顶圈壁板组装完毕，因刚性较差，在每条立缝上均布三块龙门板并点焊牢固，待包边角钢组焊完毕再拆除。
罐顶的组装
a、在罐底中心立好安装用的临时施工支架，圈板位置下均匀分布8根临时支架，其支架要求刚性较大，不易变形，支架安装后四周用角钢支撑在底板上，增加施工支架刚性。
具体见图五：
图五临时支架位置
b、施工支架中心应与罐底中心重合，其支架顶标高要高于设计标高150mm左右，作为安装完毕撒除支架后罐顶中心下垂量。
c、顶板组装时，先铺外圈包边角钢到环形圈之间的顶板，完成后再铺环形圈到中心柱之间的顶板，具体尺寸及块数见排版图。
根据定位用25吨吊车两边对称同时逆时针进行吊装，顶板吊上后，用销子固定，以防止移位或滑落。
5.2.4罐壁的倒装
在第n圈壁板外侧围上第n-1圈壁板，除封口立缝外，其余立缝全部焊完，然后提升第n圈壁板到预定高度，并使第n-1圈壁板与第n圈壁板环缝对接，用同样方法提升第n-2，……,1圈壁板。
在每圈壁板组对时必须复测其壁板的垂直度、周长尺寸及上口的水平度，发现问题及时纠正，以使罐壁在焊接后保持竖向垂直，水平度和直径均符合要求。
第一圈壁板与罐底弓形板组焊时，必须保证其罐体的总垂直度，水平度，并与划好的底板圆周线重合，焊接时应采取适当措施，防止角变形。
提升每圈板时在下圈板围板前应在上圈板外表面圆周上均布10个左右位置的观察标志，把壁板外侧高度均分成若干等份（50～100mm间隔即可）从下往上标记1，2，3，…….，以便提升时罐外人员清楚了解提升高度和控制上升速度。
倒装提升时为防止到位后，收活口时造成上下错口，给点焊组对带来困难，提升前在下圈板上口圆周均匀点焊挡块，其间距为300～500mm左右。
倒装提升时要防止杂物卡住，罐顶应经常保持清洁。
组对要求：
a.纵缝错边量：
不应大于板厚的1/10，且不应大于1.5mm。
b.环缝错边量：
当上圈板厚＜8mm时，≤1.5mm；当圈板厚≥8mm时，不得大于板厚的1/5，且不应大于3mm。
c.组焊后的焊缝角变形用1m长的弧形样板检查。
当δ≤12mm时，不得大于10mm；当12＜δ≤25时，不得大于8mm。
5.2.5胀圈设施
胀圈可增加罐体的环向强度，防止环向焊接变形。
并可用它来设储罐提升装置，为确保提升装置提供吊点，用［22a煨制而成。
煨制的弧度与罐体相配，安装和拆除方便灵活，与罐间有足够的张紧力，胀圈采用挡块固定在罐壁上，胀圈之间用上下两块导向板连接，导向板一端焊接，另一端可自由伸缩。
为确保提升装置安全可靠，立柱的安装要求垂直，支撑杆要焊接牢固，群杆对称之间用扁铁相连。
收紧装置：
由提升法工艺的需要，在围板上留有一道活口立缝，当上层板升起到位后，将该道立缝口收紧进行焊接，收紧封口用的收紧装置可采用两只手链葫芦。
5.2.6储罐附件
储罐最后一层板提升就位以后，开始进行接管法兰等附件安装。
储罐开孔必须先划线定位，经质检员检验无误后，方可进行气割。
开孔补强的曲率应与罐体曲率一致。
6、焊接及其检验
6.1焊接工艺的确定
储罐主体材料均为Q235A碳素钢，GB/T3274-2007，热轧；焊接方法采用手工电弧焊；焊接材料选用E4303J422焊条。
焊接工艺参数见工艺评定。
6.2焊接材料的管理
6.2.1焊条的保管
焊条入库时，应按不同类别，型号或牌号分别在不同位置存放,严禁混存。
库内要求通风要良好、干燥。
温度控在10～25℃左右，相对湿度应小于50%，防止受潮变质。
焊条存放时必须垫高，离地面或墙壁应大于0.3米，并应分开堆放，以保证焊条周围空气流通。
6.2.2焊条的烘烤
焊条使用前，必须进行烘烤。
碱性低氢型焊条烘烤温度为350～400℃保温1～2小时；酸性焊条为150～200℃保温1～2小时。
烘干后的焊条应装入恒温箱，随用随取。
焊工使用焊条时，不得直接从高温箱取出以防聚冷产生开裂、脱皮。
6.2.3焊条的领用
焊工领用焊条时，应备有性能完好的焊条保温筒，并根据当班工作量一次领用一个品种的焊条。
当次未用完的焊条应及时回收，重新按规定烘烤后方可使用，重新烘烤次数不得超过两次。
6.3构件焊接
6.3.1底板焊接顺序
底板焊接时,应先进行弓形边缘板对接焊缝的焊接。
待边缘板铺设后，焊工对称分布隔缝组焊。
在未施焊之前，须将接头处垫高50～60mm以抵消焊后的角变形。
施焊时应由内向外分段进行焊接。
中幅板搭接缝焊接时，应先焊短缝再焊长缝。
三层板重叠处覆盖的焊缝，每段预留200mm先不焊，待中幅板长、短缝焊完毕后，再进行此处的焊接。
长缝焊接时由两人从焊缝中心处向两端同时施焊，所有的长、短缝的打底焊均采用分段焊接。
6.3.2壁板的焊接
壁板焊接时，应先进行立缝的焊接，为控制棱角度在立缝焊接前应先将焊缝的上、下部采用弧形板进行刚性固定，焊工对称分布进行焊接。
环缝焊接时，施焊人员必须对称分布、统一焊接规范、统一焊接方向。
所有的立、环向焊缝的打底焊均采用分段焊接。
6.3.3罐顶焊接
罐顶的焊接顺序
先焊内侧断续焊缝，再焊外侧的连续焊缝。
连续焊缝应先焊环向的短焊缝，再焊径向的长焊缝。
长缝焊接时，应隔缝由中心向外施焊。
包边角钢焊接时，焊工应对称分布，沿同方向分段焊接。
最下圈壁板与弓形边缘板之间的角缝焊接。
该缝焊接时,焊工应对称分布，打底采用分段退焊方法焊接，盖面采用多道焊接。
6.3.4储罐附件焊接
储罐附件安装焊缝及开孔接管与罐体等构件的焊缝距离必须符合设计说明要求。
焊接时，焊工要认真操作，所有角焊缝的焊脚高度应符合图纸要求。
焊肉饱满、无漏焊、无表面裂纹、气孔、夹渣等缺陷。
成形要美观。
6.3.5焊接修补
凡属质量检验不合格的焊缝，应按GBJ50128－2005标准第5.6.1条和第5.6.2条有关规定进行焊接修补。
焊缝返修前，应分析缺陷产生的原因，并根据产生的原因、性质、大小、部位、深度来决定采用机械方法或是碳弧气刨方法来清除缺陷。
对中厚板焊接产生的面积较大且较深的缺陷，宜采用气刨进行清除，清除深度不得大于板厚的2/3，在此深度清除还未发现缺陷时，应停止清除，进行补焊，补焊完成后，再从反面进行清除修补。
薄板缺陷的清除应采用砂轮机打磨清除。
焊缝的返修施焊工艺与正式焊接工艺相同，每处修补长度不得小于50mm，返修后的焊缝质量及标准应按原定的探伤方法重新进行检验，且应达到合格标准。
焊缝返修时，应挑选焊接技术过硬，经验丰富的焊工担任。
同一部位的焊缝返修次数不得超过三次。
如进行三次返修，其返修方案须经工地技术总负责人批准。
6.3.6施焊环境
现场施焊环境如出现下列情况之一时，应采取有效防护措施方能进行施焊。
风速≥8m/s；
相对湿度＞90％；
雨天。
6.4焊接检验
6.4.1焊缝外观质量
焊缝检查前应将熔渣、飞溅用砂轮或钢丝轮清理干净。
外观质量检验应符合下表要求：
名称
受检焊缝及部位
检验质量要求
裂纹、气孔、夹渣、弧坑
所有现场焊接的构件焊缝表面及热影响区
不允许
咬边
储罐对接焊缝接管
深度≤0.5mm,连续长度≤100mm；咬边总长度≤焊缝全长的10%
凹陷
罐壁纵向、环向焊缝
纵缝不允许。
环向焊缝凹陷深度≤0.5mm、连续长度≤100mm,总长度≤焊缝长度的10%
余高
储罐对接焊缝
应符合GB50128-2005标准第6.1.2条规定
接头错边量
储罐对接焊缝
应符合GB50128-2005标准第4.4.2条第四款规定
焊缝宽度
储罐对接焊缝
按坡口两侧各增加1~2mm
焊缝腰高
储罐角焊缝
应符合设计规定
6.4.2焊缝内部质量检验
所有罐内壁板与底板间角焊缝100%渗透或磁粉探伤，GBJ50128－2005标准第6.2.5条；
所有罐底板角焊缝及罐体接管加强板角缝应进行严密性检验，按GBJ50128－2005标准第6.2.3条和6.2.8条进行。
所有罐体的对接焊缝均应按照图纸及GBJ50128－2005标准第3.2.3条和6.2.4条要求进行X射线照相探伤，其中板厚大于10mm的罐体T字接头探伤比例为100%。
结果不低于JB4730－94的Ⅲ级。
7、组装质量要求及检验方法
7.1罐体几何尺寸要求如下表：
检查项目内容
质量要求
检查方法
罐底
焊后局部凹凸度
变形长度的２%且小于50mm
径向拉线测量
罐壁板罐顶
内半径D
允许偏差±19mm
钢圈尺测量
上口水平度
相邻板小于2mm任意两点小于6mm
水平仪
整体高度
允许偏差不大于设计高度0.5％
钢圈尺测量
整体垂直度
允许偏差小于10mm
重垂线测量
局部凹凸变形
允许偏差小于15mm
钢圈尺测量
附件
开孔接管水平度
允许偏差±3mm
角尺测量
开孔接管垂直度
允许偏差±3mm
角尺测量
7.2罐体总体试验，要求如下表：
检查项目内容
质量标准
检查方法
充水试验
GB50128-2005第6.4.1~6.4.3条
人工检查
底板真空试验
真空度不小于0.053Mpa无渗漏
真空箱人工检查
罐顶的强度及严密性试验
GB50128-2005第6.4.5条
涂肥皂水及人工检查
罐顶稳定性试验
GB50128-2005第6.4.6条
人工检查
基础沉降观测
GB50128-2005第6.4.10条
检查各点沉降量
8、质量保证体系及措施
8.1严格执行的交接验收制度。
在施工前对储罐基础应由甲方、业主、土建施工队、安装施工队、监理方五方共同验收。
主要参数如中心座标、中心标高、表面凹凸度及表面上拱度均应符合设计规范要求，以保证底板铺设平整。
8.2加强现场焊接管理工作，焊接材料应有出厂合格证书，焊条应有专人烘烤、管理发放和回收。
严格遵守焊接工艺规程，焊工必须持有效的操作证。
8.3圈板如有变形，应先整形后再安装，弧度要符合设计要求，尤其是每块圈板的竖边更应注意。
8.4顶盖的径向，环向骨架应符合设计要求，顶板如有变形应先整形后再铺盖。
8.5遵循无损检测规范，提高检测质量，施工中所使用的计量仪器应按计量管理制度进行检定，在周检期内的合格计量器具方可使用。
8.6严格材料检验制度，所用钢材、配件、焊材必须符合设计要求，并附有产品质量证明书。
认真贯彻A、B、C三级检查确认制度，搞好工程质量和工程验收。
8.7严格按图纸及标准规范要求施工，不能擅自修改。
材料代用必须经设计单位同意，手段用料必须经施工技术负责人同意。
8.8严格控制工序质量，上道工序检验合格，并经检查员复核无误后，方可进行下道工序的施工。
8.9施工班组应由专人认真填写自检原始记录数据,以便存查及整理交工资料。
8.10主要质量控制点见如下表：
1
材料接收
C
2
焊接工艺及焊工资格认定
B
3
基础复查
C
4
几何尺寸检查
CR
5
开孔方位检查
C
6
焊缝外观检查
C
7
无损检测
BR
8
梯子、平台、栏杆附件检查
C
9
封闭前检查
A
10
安全阀、呼吸阀检查
B
11
罐底严密性试验
A
12
罐体强度试验
A
13
罐体严密性试验
A
14
焊缝试漏检查
A
15
稳定性试验
A
16
升降试验
A
17
基础沉降观测
A
9、安全保证措施
9.1安全保证措施
9.1.1文明施工管理措施
统一安全着装。
上班时间内不准喝酒，禁烟区域不准吸烟，工作时间不得打闹。
作业时间精力集中，不得野蛮施工，不准违章指挥。
服从命令听指挥，严格执行安全操作规程。
安全防护进入施工现场必须戴好安全帽，2米以上高空作业必须系好安全带。
交叉作业面设置专人督查、监护。
安全规章制度执行甲方安全防范禁令。
建立现场安全管理制度。
9.1.2安全技术措施
“四口五临边”须设置临时安全护栏。
施工电器设备使用漏电保护器，实行三相五线制，现场用电线路规范化，不得乱拉乱设。
电工带电作业，实行一人操作，一人监护的规定。
特种作业人员必须持证上岗。
储罐在吊装过程中设置警戒区域，并设专人看护，禁止无关人员进入。
现场电器设备做好防雨工作。
9.2制安过程中危险源辨识及消减防范措施
9.2.1运输及起重吊装的风险及其消减措施
编制科学合理的吊装方案，并经批准后才能实施。
吊装前应事先与当地气象部门联系，当阵风风速大于10m／s时不得起吊作业。
必须使用经测试合格的设备：
决不使用已损坏或有缺陷的起重设备。
所有移动的起重设备，必须定期检查，时间间隔不得超过6个月。
清理吊车旋转范围内现场，人员不得在此范围内站立和工作。
决不超负荷使用吊装滑轮和吊装绳索。
调整好吊钩在重物上的起吊点，以免吊起时重物摆动。
起重吊索不断股、不套扣、不缠绕，不在吊绳上打结来缩短绳长。
所有吊耳及吊点必须经联合检查合格后方可使用。
吊车站位及行走路线地面需压实，必要时铺设路基。
吊装时各岗位分工明确，指挥信号准确无误，严禁随意操作。
9.2.2高处坠落风险及其消减措施
作业人员身体条件符合要求，无忌高症。
作业人员着装符合工作要求。
作业人员正确佩戴安全帽、安全带，对2m以上的作业安全带必须挂牢方可作业，禁止安全带下挂上用。
作业点下方设警戒区，并有警戒标志。
现场搭设的脚手架，防护围栏符合要求。
垂直分层作业中应有隔离设施。
梯子和绳梯应符合要求。
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