5000立方米液氨储罐施工方案.docx

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5000立方米液氨储罐施工方案

内蒙古天野[wiki]化工[/wiki]5000立方米液氨储罐施工方案

1工程概况

内蒙古天野化工30万吨/年合成氨厂新建一台5000立方米液氨储罐，是为了满足液氨的储存、装运、缓冲及平衡作用而设置的；该罐为直经为φ20900mm的低温液氨储罐。

由于新罐没有设计图纸，参照原来5000立方米液氨储罐图纸，其规格技术参数见下表：

物料名称    液氨    全容积    7400m3

操作温度    -36℃    主体材料    16MnDR

设计温度    -40℃    试验压力    0.0125MPa+充水

操作压力    300-700mmH2O柱    气密试验    820mmH2O柱

设计压力    ＋1000/－150mmH2O柱        

2　编制依据

2.1《[wiki]石油[/wiki]化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》SH3046–92；

2.2《钢制低温[wiki]压力容器[/wiki]技术规定》          HGJ19–89；

2.3  《圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》    HGJ210–83；

2.4《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》  GBJ128-90；

2.5《石油化工[wiki]设备[/wiki]安装工程质量检验评定标准》  SH3514-2001；

2.6《钢制压力容器焊接规程》            JB/T4709-2000；

2.7《石油化工施工安全技术规程》          H3505-99；

2.8《压力容器无损检测》                JB4730-94；

2.9《补强圈》                      JB/T4736-2002；

2.10  类似工程的施工技术资料。

3  施工准备工作

3.1技术准备

3.1.1熟悉图纸、规范等有关技术资料，进行图纸会审，编制施工方案并及时报批；

3.1.2根据图纸制定排版图，并提出材料计划，再根据到货的材料规格来修定排版图；

3.1.3查找公司相关材料的焊接工艺评定资料，制定焊接工艺卡，以指导现场焊接施工。

如果没有适合的焊接工艺评定报告，应进行焊接工艺评定试验。

3.1.4对施工人员进行技术交底和HSE教育。

3.2  施工人员准备

3.2.1组建精干高效的项目经理部，各类技术和管理人员配制齐全，管理机构能够正常运作；

3.2.2主要作业人员见下表：

序号    工  种    数量    持证上岗要求    备    注

1    铆  工    15    上岗前进行培训    从事高处作业的人员必须经过体检。

患有心脏病、高血压、癫痫病及其他不适合高处作业的人员不得从事高处作业。

2    电焊工    15    必须具有相应的资格证书    

3    起重工    6    必须具有相应的资格证书    

4    气割工    5    上岗前进行培训    

5    无损检测工    2    必须具有相应的资格证书    

6    防腐工    10    上岗前进行培训    

7    保冷工    10    上岗前进行培训    

3.2.3所有焊工必须持有技术监督局颁发的焊工合格证，并参加现场技能考试，由监理、业主监考，合格后方可进行现场储罐项目相应位置及材料的焊接施工。

3.2.4参加施工的人员必须熟悉本方案，并参加施工前的技术交底工作。

3.3材料准备

3.3.1  所有材料及配件均应有合格证和质量证明书，并符合图纸设计要求。

材料代用必须有设计变更。

当无质量合格证明书或对质量证明书有疑问时，应进行复验，复验项目和技术指标应符合现行的国家或行业标准，并应满足图样的要求，特别重视低温钢的冲击试验。

3.3.2  材料存放做插牌标识，并按材质、规格、厚度等分类存放。

存放过程中应防止钢板产生变形，并作好支垫，严禁用带棱角的物件垫底。

型材应按规格存放，存放过程中防止产生变形，并应做标记。

3.3.3  钢板应进行外观检查，表面不得有气孔、裂纹、夹渣、折痕、夹层等缺陷；其钢板的表面质量应符合现行钢板标准的规定。

3.3.4  法兰等加工件按图纸规定的标准要求进行加工和检验。

其表面符合相关标准的要求。

3.3.5  外购、标准件、加工件等均应有材质证明书和合格证。

3.3.6  钢板表面锈蚀减薄量、划痕深度与钢板的实际负偏差之和应符合下表：

          钢板厚度允许偏差（mm）

钢板厚度    允许偏差

4    -0.3

4.5-5.5    -0.5

6-7    -0.6

8-25    -0.8

3.3.7焊条应按批号、规格、类别验收，焊条表面应无药皮脱落、偏芯、焊芯生锈、发霉等现象。

焊接材料应置于干燥通风处，焊条的烘干和发放应按有关规定执行。

3.3.8油漆及保冷材料应具有质量合格证，并在有效期内，如有怀疑，应检测合格后方准使用。

3.4机具准备

3.4.1施工[wiki]机械[/wiki]

吊车、电焊机、卷板机、刨边机、坡口加工机、切割机、烘干箱、X光探伤机、超声波探伤仪、磁粉探伤仪器、油压机、试压泵、液压提升装置、真空泵、聚氨酯发泡设备等。

3.4.2  施工工具

气焊工具、磨光机、千斤顶、大锤等。

3.4.3起重吊装工具

链式手拉葫芦、索具、卸扣和轧头、钢钎撬棍、起重机、卷杨机等。

3.4.4测量及计量器具

激光水准仪、经纬仪、钢卷尺、水平仪、直角尺等，且在计量鉴定周期内。

3.5现场准备

3.5.1施工现场必须具备三通一平。

3.5.2准备足够的施工机具。

为确保壁板、顶板在预制、堆放、运输过程中的质量，必须事先加工好各种胎具并与加工件配套使用（按本单位工装夹具标准制造）。

3.5.3配备各种检验样板，样板必须符合标准及规范要求。

3.5.4在施工现场搭设预制平台，平台表面不平度应小于2mm/m。

3.5.5搭设好现场的临时设施，包括办公室、休息室、仓库、材料堆场、隔离围墙。

3.6基础的验收

3.6.1土建基础已施工完毕，并按土建基础施工图以及规范要求对基础进行了检查、验收。

3.6.2基础验收应做好有关复测记录，基础上纵横中心线和标高标识明显。

3.6.3基础接收应有土建单位的“基础中间交接证书”和有关隐蔽记录及说明。

3.6.420mm；支承罐壁的基础表面：

有环梁时，每10m弧长内任意两点的高差≤6mm；整个圆周长度内任意两点的高差≤12mm。

无环梁时，每3m弧长内任意两点的高差≤6mm；整个圆周长度内任意两点的高差≤12mm。

基础中心标高允许偏差为

3.2.1.3  保冷层表面应平整密实，无突出的隆起、凹陷及贯穿裂纹。

保冷层表面凹凸应按有关规定检查。

基础表面凹凸度允许偏差≤25mm。

4施工工艺

4.1  液压顶升倒装法施工工艺如下：

储罐构件加工制作→罐底板底面防腐→罐底板铺设焊接→第一层壁板安装焊接

→包边角钢安装→罐顶胎具制作安装→罐顶安装焊接、就位    →罐顶栏杆安装

→罐顶及第一圈壁板提升→第二层壁板组对焊接→胀圈安装→液压提升设备安装就位

→液压提升第二层壁板  →依次安装提升各层壁板  →焊缝检验  →  配件安装  

→罐体总体试验    →基础沉降观测    →罐体防腐保温  →  交工验收

5预制加工

5.1划线下料

5.1.1根据排版图或设计图纸，选择合适的板材放样、下料，尽量节省材料。

5.1.2放样和号料，应根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割磨平的加工余量。

5.1.3碳钢的切割与焊缝坡口的加工，宜采用机械加工，也可用火焰切割加工；

5.1.4零件的切割与号料线的允许偏差为：

2mm；机械切割  手工切割  1mm

5.1.5切割前应将钢材表面切割区域内的铁锈、油污清除干净，切割后的断面应清除熔瘤和飞溅物等。

5.2底板的预制

5.2.1储罐底板预制前应绘制排版图，宜按设计直径放大0.1%～0.2%。

5.2.2罐底边缘板最小尺寸不得小于700mm，对接接头焊缝间隙，外侧为

6～7mm，内侧为8～12mm。

5.2.3中幅板宽度不得小于1000mm，长度不得小于2000mm。

5.2.4底板任意相邻焊缝间距不得小于200mm。

5.2.5弓型边缘板尺寸允许偏差见下表：

测量部位    允许偏差（mm）

长度AB、CD    ±2

宽度AC、BD、EF    ±2

对角线之差AD―BC    ≤3

5.3壁板预制

5.3.1壁板预制前应绘制排版图，并对每块壁板进行编号，按设计排版图下料也应对每块壁板编号，并应注意在每圈壁板上留长度2000mm以上的封门板。

5.3.2壁板坡口加工采用机械加工或用氧炔切割后用角磨机打磨清理，并应符

合图纸要求。

5.3.3壁板上下相邻两圈纵向焊缝间距不得小于500mm，其壁板宽度不得小于1000mm，长度不得小于2000mm。

5.3.4壁板尺寸允许偏差见下表：

测量部位    环缝对接（mm）

    板长AB（CD）≥10m    板长AB（CD）＜10m

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

5.3.5底圈壁板纵焊缝与罐底边缘板对接焊缝之间距离不得小于200mm。

5.3.6壁板滚圆前，两端宜代头板方法进行预弯曲。

5.3.7各圈罐壁的厚度不应小于设计规定中罐体相应高度的厚度。

5.3.8罐壁的纵向焊缝宜向同方向错开板长度的三分之一，且不应小于500mm。

5.3.9罐壁和罐顶的开孔（或补强板边缘）应离开焊缝100mm以上。

5.3.10焊接坡口加工尺寸和允许偏差按图纸和GB985—88《碳素钢低合金焊缝坡口的基本型式与尺寸》中的有关规定。

5.3.11壁板卷制后应立在平台上，在壁板的宽度上用直线样板检查，其垂直方向的间隙不得大于1mm，水平方向间隙不得大于3mm，对不符合要求的卷制板块，应进行修正。

5.3.12对卷制好的壁板，必须存放在胎具上，严禁随意放置，以防变形和损坏。

5.4包边角钢的预制

5.4.1包边角钢自身连接必须采用全焊透的对接接头。

5.4.2包边角钢及加强圈成形后应放在平台上检查，翘曲度应小于工件长度的2‰，

且不得大于10mm；并用样板检查弧度，其间隙应不大于4mm。

5.5固定顶顶板预制

5.5.1固定顶顶板预制前应绘制排板图，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．单块顶板本身的拼接采用对接焊缝。

5.5.2顶板及加强肋应进行成型加工；加强肋用弧形样板检查，其间隙不得大于2mm；加强肋与顶板组焊时，应采取防变形措施。

5.5.3加强肋的拼接必须完全焊透。

5.5.4顶板预制成型后，用弧形样板检查，其间隙不得大于10mm。

5.6预制件的检验

5.6.1加工件组对前必须经检验合格，壁板、角钢圈、罐顶板应用弧形样板检验其弧度，用直线样板检查其平整度和直度。

5.6.2弧形样板的弧长应大于1.5m直线样板的长度应大于或等于1m。

5.6.3滚制好的壁板用弧形样板检查，水平方向间隙不应大于4mm，壁板宽度方向用直线样板检查间隙，不应大于1mm；局部凸凹度用直线样板检查，间隙不应大于5mm。

5.6.4角钢圈等弧形构件加工成型后，用弧形样板检查，其间隙不得大于2mm，翘曲度不应大于4mm。

5.6.5顶板预制成型后，用弧形样板检查，其间隙不得大于10mm。

6  储罐组装

6.1  底板的组装

6.1.1  组装顺序：

基础验收复测→按排版图放线→铺设边板→铺设中幅板→搭接头处理  

6.1.2储罐底板铺设时应先在基础上划出十字中心线，按排板图由中心向两侧中幅板和边缘板，并用卡具固定。

储罐底板上任意两焊缝间的距离均应不小于200mm。

6.1.3储罐底板中幅板的结构应符合设计要求。

如为搭接时，两板的搭接宽度允差为±5mm，两板搭接面间的最大间隙应不大于1mm；对于局部的三层搭接部位，应按图纸要求进行切角。

6.1.4储罐底边缘板间的对接焊缝，下部垫板必须与边缘板贴紧，并应保证对口错边量小于1mm。

6.2储罐壁板的组装

6.2.1罐壁组装顺序：

对预制的壁板进行复验→对接搭接接头净化→吊板、组对找正加紧→

点焊焊接  →  围下一圈板  

6.2.2储罐壁板组装采用液压顶升倒装法施工。

其具体施工工艺如下：

6.2.2.1计算最大提升载荷

  Gmax=F（G1＋G2）

  F—摩擦系数，一般取F=1.2

  G1—储罐的最大提升重量约130吨

G2—施工附加载荷10吨

6.2.2.2确定提升装置数量

n=Gmax/P        

    a.5000m3储罐提升装置数量计算：

    n=Gmax/P=F（G1＋G2）/P

        =1.2*（130+10）/16

        =10.5（个）

  通过计算得知最少需10.5个提升机，我们采用北京中建建筑科学技术研究院研制的SQD-160-100sf型提升装置，数量取12个。

（提升机平面布置图附后）

6.2.2.3提升顺序

a.铺设底板并组焊。

b.组装最上一带壁板及包边角钢。

c.安装槽顶板及顶部平台栏杆。

d.安装胀圈。

e.安装液压提升装置，装配液压系统管道。

f.液压系统启动供油，并予紧提升钩头。

g.围下一带板，并焊接外侧立缝。

h.供油提升100mm左右，停升检查。

i.供油提升，并随时调平。

j.提升到位，调整对接间隙及错边量，点焊及组焊环焊缝。

k.落下提升钩头和胀圈，并安装在下一带板上。

l.重复g～k直至下一带板与上一带板焊接完毕。

m.焊接底板与最下一带板角缝。

6.2.2.4液压提升装置布置

液压提升装置是由立柱、提升钩头、提升杆。

液压千斤顶、液压油管及控制柜等组成（见下图）立柱沿罐壁内侧等距离分布，立柱和支撑杆应点焊固定在底板上。

6.2.2.5提升装置的操作要点

A.提升前的检查

a.严格检查立柱、钩头、提升杆是否完好，提升杆的直径偏差和椭圆度均不超过0.5mm，杆的不直度不超过2mm。

b.液压控制柜要全面检查电源，电缆及接地是否可靠，液压操作阀要动作灵活，进、回油接管正确。

c.液压系统必须进行吹除干净，打开针形阀进行充油排气，最后进行1.5倍工作压力的试压，千斤顶动作3～5次，系统不得有漏油现象。

B.提升操作要点

a.首先使上、下卡块处于工作状态，启动油泵，调节油压到标定油压，按下提升按钮，千斤顶向上运动，到钩头钩紧胀圈时，停下来检查各钩头应出力均匀。

继续提升到千斤顶完成一个行程后，按下回油按钮，千斤顶退回，如此反复，至一带板提升完毕。

b.在提升中应多次检查，不得任意提高油压，千斤顶进出油的行程必须到位，确保千斤顶提升高度的同步性，槽体提升高度允许偏差小于等于30mm。

c.罐体提升高度接近下带板高度时，应严格控制提升速度和同步性，提升高度达到要求，千斤顶最后一个行程不得回油，待环缝点焊完毕，方可回油。

d.松卡放下提升杆和提升钩头，放下胀圈，准备下带板的提升。

6.2.3壁板经检验，其卷制弧度符合要求后即可进行组装作业；凡不符合要求的应重新找圆。

6.2.4储罐底圈壁板纵缝与边缘板对接缝的最小距离应不小于200mm；壁板各圈纵缝应同向错开板长的1/3，且不应小于500mm。

6.2.5储罐顶圈壁板上口的水平度偏差应小于2mm，每块壁板应测量两处。

6.2.6顶圈壁板组装后应检查其园度、上口水平度、周长及垂直度。

6.2.7储罐壁板的垂直度应不大于总高的3‰。

6.2.8储罐壁板内侧的局部凹凸度不大于13mm。

6.3储罐固定顶组装

6.3.1固定顶安装前应复核包边角钢的半径偏差。

6.3.2包边角钢与顶圈壁板的搭接组装的最大间隙应不大于2mm，高出壁板的局部允差为±4mm；包边角钢的对接焊缝与壁板纵焊缝的最小距离应不小于200mm。

6.3.3顶板应按画好的等分线对称组装。

6.4附件安装

6.4.1安装罐壁人孔等部件时应采取加临时护板等防变形措施；罐壁上开孔及开孔补强圈的边缘与罐壁板之间的焊缝距离应大于200mm。

6.4.2罐体的开孔接管应符合下列要求：

6.4.2.1开孔接管的中心位置偏差，不得大于10mm；按管外伸长度的允许偏差应为±5mm；

6.4.2.2开孔补强板的曲率应与罐体曲率一致；

6.4.2.3开孔接管法兰的密封面应平整，不得有焊瘤和划痕，法兰的密封面应与接管的轴线垂直，倾斜不应大于法兰外径的1%，且不得大于3mm，法兰的螺栓孔应跨中安装。

7  储罐焊接

7.1焊接坡口    

7.1.1焊接坡口应根据图样要求或工艺条件选用标准坡口。

7.1.2坡口加工可用机械加工，也可用火焰切割加工，但加工面影响焊接质量的表层，应用机械方法去除。

7.1.3坡口应保持平整，不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷，尺寸应符合要求。

7.1.4坡口表面两侧20mm内应将水、铁锈、油污和其它有害杂质清理干净。

7.2焊条的烘烤及检验

7.2.1气电立焊所使用的保护气体，水分含量不应超过0.005%（质量）。

使用前应经预热和干燥。

7.2.2所用焊条应有质量证明书。

7.2.3焊条使用前应按规定烘干。

7.2.4焊条烘干后，应放入80～120℃保温箱中储存，随用随取，焊条出保温箱后四小时用不完，需重新烘干。

低[wiki]氢[/wiki]型焊条在现场使用时，应具备性能良好的保温筒，超过允许使用时间后须重新烘干。

但重复烘干的次数不应超过二次。

7.2.5焊条的选用按图纸或有关规范执行。

7.2.6焊条有专人保管，专人发放，未用完的应及时放入保温箱。

用完取焊条应拿焊条头换取新焊条,焊工领取焊条必须持焊条保温桶，方可领取焊条。

7.2.7所用焊条须报验后，送总包项目部。

7.2.8施工现场的焊接材料贮存，场所及烘干设施，应符合国家标准《焊条质量管理规程》JB3223的规定，并建立保管、烘干、发放制度。

7.3焊接程序和方法

7.3.1焊接操作程序：

定位焊（点焊）→施焊→检验

7.3.2定位焊所用焊条及焊接工艺应与正式施焊相同。

7.3.3焊工应按焊接工艺指导书（工艺卡）规定的工艺参数施焊。

7.3.4当[wiki]环境[/wiki]条件不利于焊接时，如风速大于10m/s；相对湿度大于90%；雨、雪环境，须采取有效防护措施，方可施焊。

7.3.5所有焊缝应经外观检查，不得有裂纹、气孔、弧坑和夹渣等缺陷，并不得有熔渣和飞溅物。

焊缝应有圆滑过渡到母材的几何形状。

7.3.6焊接检查及焊缝无损探伤工作必须与焊接施工紧密配合，以保证工程进度和焊接质量。

7.3.7焊接时应确保焊缝根部熔透，且层间和两侧熔合良好。

各焊层之间应清理干净，确认该层无缺陷后再进行下一层焊接。

7.3.8焊件表面在坡口上引弧，不用引弧板，其余焊件表边都不允许引弧及试验电流。

7.3.9底板焊接顺序

7.3.9.1中幅板焊接时，由储槽中央先焊，再向外推出，应先焊短焊缝，后焊长焊缝。

初层焊道应采用分段退焊或跳焊法，间断焊距约500mmm。

7.3.9.2边缘板焊接时，首先施焊靠外缘300mm部位的焊缝，在槽底与槽壁连接的角焊缝焊完后且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。

7.3.9.3弓形边缘板对接焊缝的初层焊，宜采用焊工均匀分布，对称施焊方法。

收缩缝的第一层焊接，应采用分段退焊或跳焊法。

7.3.9.4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，并由数对

焊工从槽内外沿同一方向进行分段焊接。

初层的焊道，应采用分段退焊或跳焊法。

7.3.10罐壁焊接

7.3.10.1罐壁的焊接，应先焊纵向焊缝，后焊环向焊缝。

当焊完相邻两圈壁板的纵向焊缝后，再焊其间的环向焊缝。

7.3.10.2纵向焊缝应自下向上焊接，环向焊缝焊工应均匀分布，并沿同一方向施焊。

7.3.10.3纵环焊缝外侧焊完后，内侧的碳弧汽刨清根，砂轮打磨至光泽，经检查符合要求以后再施焊。

7.3.11顶板的焊接

7.3.11.1先焊内侧焊缝，后焊外侧焊缝。

径向的长焊缝，宜采用隔缝对称施焊方法，并由中心向外分段退焊。

7.3.11.2顶板与抗压环焊接时，焊工应对称均匀分布，并沿同一方向分段退焊。

7.4焊接工艺评定

7.4.1储罐施焊前，按照《石油化工、设备安装工程质量检验评定标准》SH3514-2001标准和本规范的规定进行焊接工艺评定。

7.4.2焊接工艺评定，除符合《石油化工、设备安装工程质量检验评定标准》SH3514-2001标准外，还应符合下列要求：

a.焊接工艺的评定，采用对接焊缝试件及T形角焊缝试件。

对接焊缝的试件包括底圈罐壁板的立焊及横焊位置，T形接头角焊缝的试件，由底圈壁板与罐底边缘板组成的角焊缝试件切取。

T形接头角焊缝试件的制备和检验，符合本规范的规定。

b.对接焊缝的试件，作拉伸和横向弯曲实验。

7.4.3首次使用的钢号、板厚、焊接方法及焊接材料等，按国家执行的《焊接性实验》标准进行焊接性实验。

8  焊缝返修

8.1对焊缝局部存在的缺陷，检查人员应在焊缝上明确标出缺陷位置，说明缺陷类别，判断出深度和长度，采用气刨和砂轮打磨，打磨至金属光泽。

再做PT检测，确认无缺陷后，按正常焊接工艺方法进行补焊。

8.2二次以上返修，应报技术总负责人批准，并做好返修记录。

9  储罐的检查验收

9.1焊缝外观检查

9.1.1全部焊缝应进行外观检查，检查前应将熔渣、飞溅清理干净。

9.1.2焊缝的表面质量应符合图纸及以下要求：

9.1.2.1焊接缝表面及热影响区不得有裂缝、气孔、夹渣、熔合性飞溅和表面凹陷等。

9.1.2.2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；焊缝两侧咬边的总长度不得超过该焊缝长度的10%，且不得大于100mm。

9.1.2