内浮顶储罐施工方案.docx
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内浮顶储罐施工方案
上海孚宝港务有限公司储罐区
及码头上部设施工程
内浮顶储罐施工方案
中国化学工程第六建设公司
二○○三年四月十七日
1编制说明
2编制依据
3施工方法及技术措施
3.1施工程序
3.2预制加工
3.3组装焊接
3.4罐体检验及试验
3.5罐体防腐施工
4劳动力计划
5工机具使用计划
6施工手段用料计划
7质量控制措施
8安全及文明施工
1编制说明
上海孚宝港务有限公司储罐区共有内浮顶罐13台，其最大容积为5600m3。
罐体为普通C·S钢板材料，单台最大重量193.6吨，全部采用现场制造，各浮顶罐特性见下表。
序号
罐编号
物料
容积（m3）
罐型
材质
直径（m）
高度（m）
重量（t）
设计温度（℃）
设计压力（mbar）
1
D-03TK008
苯
5000
内浮顶
C-5
17.85
20
173.25
90
+100/-5
2
D-03TK010
苯
5000
内浮顶
C-5
17.85
20
173.25
90
+100/-5
3
D-03TK002
丙酮
2000
内浮顶
C-5
11.89
18
74.14
90
+100/-5
4
D-03TK004
丙酮
2000
内浮顶
C-5
11.89
18
74.14
90
+100/-5
5
D-03TK006
丙酮
2000
内浮顶
C-5
11.89
18
74.14
90
+100/-5
6
G-02TK005
苯
5600
内浮顶
C-5
18.5
21
193.6
90
+100/-5
7
G-02TK007
苯
5600
内浮顶
C-5
18.5
21
193.6
90
+100/-5
8
H-05TK001
THF
2790
内浮顶
C-5
14.9
16
89.1
90
+100/-5
9
I-03TK001
甲醇
2750
内浮顶
C-5
14.8
16
89.1
90
+100/-5
10
I-03TK003
甲醇
2750
内浮顶
C-5
14.8
16
89.1
90
+100/-5
2编制依据
2.1上海孚宝港务有限公司包储顶目初步设计；
2.2《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》GBJ128-90
2.3《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98
2.4《石油化工立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》SH3064-92
3施工方法及技术措施
罐体制作采用倒装法施工，即采用先底、顶，后罐壁的方法，具体施工过程和控制措施如下：
3.1施工程序
材料验收→放样下料→预制→基础验收→底板组焊及试验检验→最顶层带板组焊→拱顶组焊→倒数第二层带板组焊→钢结构、梯子平台及附件施工→罐体试验→内浮顶安装→罐体防腐→竣工验收。
3.2基础验收
3.2.1基础表面尺寸要求见表3-1。
3.2.2以基础中心为圆心，以不同直径作同心圆，将各圆周分成若干等分，在等分点测量基础表面的标高，同一圆周上的测点，其测量标高与计算标高之差不得大于12mm；检查基础表面凹凸度的同心圆直径及测量点数，见表3-2。
基础表面尺寸允许偏差
表3-1
复验内容
允许偏差（mm）
测量工具
中心坐标
不应大于20
经纬仪、卷尺
中心标高
不应大于20
水准仪
沿圆周方向每10m内任意两点不应大于10
整个圆周上任意两点不应大于20
水准仪
水准仪
基础表面凹凸度
不超过25
水准仪
基础坡度
一般地基为15／1000，对软弱地基一般不应大于35／1000，沉降基本稳定后，坡度应小于6／1000
水准仪、盘尺、直尺
基础表面凹凸度的同心圆直径及测量点数
表3-2
园心直径（m）
测量点数
φ1
φ2
φ3
φ1
φ2
φ3
7.12
14.25
21.37
8
6
24
3.3预制加工：
施工前对罐体需要进行预制，具体如下:
内容
下料
煨弯
卷板
剪板
坡口加工
预焊
顶板
√
√
√
顶板管口
√
√
梯子平台
√
√
√
底板
√
壁板
√
√
√
3.3.1罐顶板预制
3.3.1.1罐顶下料依据施工图下料，采用氧乙炔焰半自动切割机切割。
罐顶弧形板采用胎具压制加工成形，现场拼装。
因为该板压制后有一定的反弹，该胎具的半径应比拱顶板的弧形半径小20mm。
3.3.1.2罐顶弧形板每隔1米的距离加压一次，成型后的拱顶板必须用长L=2m的弧形样板检查，不合格的部位需重新压制。
成型后的顶板需放置在专用胎具上。
3.3.2壁板加工
3.3.2.1壁板加工采用半自动氧乙炔焰切割机加工，壁板加工尺寸根据实际采购的钢板板幅进行排板，板边加工采用机械刨边。
3.3.2.2壁板采用卷板机卷制，卷制成型的板需用弦长L=2m的弧形样板检验。
3.3.2.3卷制合格后的壁板放置在专用胎具上，运至施工现场。
3.3.3罐底板加工
3.3.3.1罐底板采用半自动氧乙炔焰切割机加工，尺寸依据实际采购的材料板幅进行排版，并将下好料的板按排版图编号。
排版形式依据罐底施工图进行。
3.3.3.2边缘板按图示尺寸加工成型。
3.3.4管口及梯子平台预制
3.3.4.1管口及梯子平台按要求预制完成后现场安装。
3.3.5预制分工
3.3.5.1下料、煨弯、预焊在现场平台上进行。
3.3.5.2卷板、剪板均采用机械进行加工。
3.3.6相关技术说明
3.3.6.1底板在预制时的排料直径应按设计直径放大1‰~2‰（取2‰）下料。
3.3.6.2单块罐顶板预制拼装采用对接，每块顶板应在胎具上成型，焊好后脱胎。
3.3.6.3壁板的预制应根据排料图的规格和尺寸进行下料，预制的顺序应从最顶层壁板开始依次预制。
下料时每圈板的周长应按计算周长增加150mm的切割余量，以便调整罐的壁板周长。
3.4组装焊接
3.4.1罐底板组装
3.4.1.1底板组装分两部分进行：
边缘板组装和中幅板组装。
3.4.1.2罐组装前的设备基础必须满足设计和规范要求，并通过检查验收。
3.4.1.3在罐底板组装前的混凝土基础上，对边缘板的位置放线，才能就位，板号及位置应与施工图纸相符。
3.4.1.4中幅板全部是搭接，为防止焊接变形，应由外到内先焊短焊缝，后焊长焊缝，初层焊道应采用分段倒退焊或跳焊法。
3.4.2液压提升机安装
3.4.2.1提升机分两部分：
1、液压油泵系统。
2、液压提升架。
3.4.2.2顶升机有关参数（见表3－2）。
液压顶升机参数
表3-3
数量
（台）
外形尺寸
（mm）
自重
（t）
顶升能力
t/台
顶升速度
（mm／min）
最大顶升高度（m）
18
800×750×3256
0.9
16
100
1.8
3.4.2.3负荷分析：
罐壁重：
Q1＝141300Kg
顶板重：
Q2＝33277Kg
梯子、平台、栏杆重：
Q3＝5744Kg
胀圈、弧型板及其他材料：
Q4＝3800Kg
∑Q＝Q1+Q2+Q3+Q4=184121Kg
顶升机总额定顶升负荷288000kg，顶升机实际负荷为额定负荷的63.9％。
顶升机使用台数为18台，沿圆周均布间距以5m左右为宜，每台顶升机负荷10229Kg。
3.4.2.4需要提升的重量为184.12吨，该提升系统能力为288吨，其布置如下（见图3-1、图3-2）。
3.4.3罐壁最顶层带板组装施工顺序为先组装最顶层及倒数第二层带板，组装完后组装罐包边角钢，吊装采用25吨汽车吊。
用临时工装卡具调整壁板之间的间隙，防止焊接变形。
3.4.4罐顶板制作安装
3.4.4.1罐顶板胎具制作与安装
·胎具立柱
除中心柱和位于φ2圈内的支柱用φ89＊4钢管外，其余立柱全部采用φ76＊3.5钢管制作，支柱布置示意图见下图所示。
立柱长度按下式确定:
L＝H＋H拱－（h+△+δ+δA）
式中：
H－最上两层壁板的实际高度，依据罐的制作排板图
H拱－罐的拱顶高度
h－罐不同位置的坡度增高，由顶圈位置计算确定，计算公式为：
h1=R－√R2－（φ/2）2；
Δ－各立柱位置的坡度增高，由立柱位置确定
δ－顶圈板板厚，中心顶圈厚度10mm，其余8mm
δA－顶板筋板宽度
·所有储罐垫板一律采用[12.6槽钢，与底板相连的垫板一律用δ＝10mm（100＊100）钢板。
立柱根数以位于同一圆周内的立柱间距不大于2m来确定。
·胎具斜支撑：
斜支撑用于各立柱的稳定支撑，安装时由内向外支顶，每根立柱一般设置2根斜支撑，斜支撑用φ76＊3.5钢管，其长度约等于立柱长度的1.4倍。
·胎具顶圈：
顶圈由钢板下料制作成环，安装于立柱顶部，圈宽100mm，厚10mm和8mm（中心顶圈厚10mm）。
顶圈制作尺寸现场安装时决定。
为了保护储罐底板，所有与底板连接的立柱和支撑底部均设垫板（δ=10mm、100＊100mm2钢板）与底板点焊。
3.4.4.2罐顶板由中心顶板和多块半瓜片板组成,焊缝均为上、下、左、右搭接焊缝，内部用加强筋板及连接板连接成一整体。
3.4.4.3中心柱安装，如下图：
3.4.4.4拱顶拼装在现场进行，吊装时采用对称吊点进行，防止中心立柱受力不均匀。
3.4.5在罐壁倒数第二层至最下层带板顶升组装焊接时，罐各带板间附件安装的组装顺序如下：
围板→立缝焊接→顶升→环缝点焊→最后一道立缝组对焊接→环缝焊接→松开起升系统并降低至起始位置→切割胀圈→补焊部分未焊接的部位→焊接胀圈。
3.4.5.1胀圈制作安装示意图如图3-4.
3.4.5.2倒数第二层至最下层带板依次组装焊接，每带板焊接完成后，根据要求经检验垂直度、椭圆度、直径、焊缝外观及焊缝内部质量等合格后，才能进行提升。
提升前，各带板上的预焊件必需完成，且经检验合格。
3.4.5.3由于起升随着高度的增加重量会增加，在每次起升前应该仔细检查提升机的外观及焊缝，检查油压系统、千斤顶及锁紧装置是否有泄露、裂纹等情况。
3.4.5.4操作平台的搭设：
为方便罐体组对焊接，围绕罐基础四周应搭设牢固的操作平台，高度以方便操作为宜，一般为离罐底800mm~1200mm，内外搭设。
3.4.6内浮顶安装（由于资料不全，待资料齐全后补充）。
3.4.7梯子平台安装：
平台安装难度不大，但是部分结构需要在吊车允许的范围内提前安装。
3.4.8罐体开孔及管道安装
按照图纸的方位要求进行施工，尽量避免由于焊接变形造成罐体局部塌陷。
3.4.9焊接及及检验
3.4.9.1储罐本体焊缝采用CO2气体保护焊进行焊接施工，其余部分（梯子、平台、栏杆等）采用手工电弧焊焊接，焊丝选用H08Mn2A，电焊条选用J422（E4303）。
3.4.8.2焊接工艺参数见表3-3
焊接工艺参数
表3-3
焊接方法
焊接位置
焊接电流
焊接电压
备注
CO2气体保护焊
罐体
150-200A
22±2
焊丝1.5-2mm
手工电弧焊
接管及附件
115-160A
22±2
焊条φ3.2mm
3.4.9.3焊缝外观检查
·底层罐壁内侧与罐底边缘板连接的角焊缝，应焊成下凹形圆滑过渡的不等边角焊缝，并打磨光滑。
·罐壁内侧纵、环焊缝余高不得大于1mm，且不允许有损伤内浮盘密封件的缺欠存在。
3.4.9.4罐体的对接焊缝应进行射线探伤，其中底板对接焊缝100%探伤，底层罐壁的纵焊缝和底层罐壁与第二层罐壁之间的T型焊缝应100%探伤，其余焊缝探伤率为T型焊缝15%，纵焊缝10%，环焊缝1%，GB3323-87Ⅲ级合格。
未进行无损探伤的焊缝应进行煤油渗透试验。
3.5罐体检验及试验
3.5.1包括以下几个内容：
1、罐底的真空试验，2、罐盛水试验。
3.5.2罐底的真空试验：
3.5.2.1罐底板真空试验前的准备工作
·罐底板真空箱试验在罐底板焊缝全部焊接完成且焊缝经过无损检验合格后进行。
·施工现场需要制作真空箱二个，尺寸如下：
真空表玻璃
真空泵接头260
800
·现场需要准备真空泵2台,真空度范围为：
-0.2Mpa~0.05Mpa。
·真空箱试验压力负压值不得高于–53Kpa。
3.5.2.2真空箱试验方法
·试验前，将底板焊缝表面及焊缝两侧50mm范围内，用钢丝刷处理干净。
焊缝清理干净后，用发泡剂（肥皂水或洗涤灵等）均匀涂刷在待试验焊缝表面。
·在待试验焊缝上部罩上真空箱，真空箱与贮罐底板接触部位用腻子进行密封。
·连接好真空泵，检查真空表。
·启动真空泵，观察真空表的压力；当真空度达到试验真空度时，关闭阀门、关闭真空泵，借助手电照明仔细检查试验焊缝是否发泡，如果没有泡沫出现，则认为该部位焊缝真空箱试验合格；否则，认为该试验部位焊缝真空箱试验失败，在该部位作好标记，对该焊缝进行返修，返修工艺与正式焊接工艺相同，返修合格后，进行无损检查，检查合格后，再次进行真空箱试验，直至合格。
·用同样的试验方法检查所有的底板焊缝。
3.5.3罐盛水试验
罐体盛水试验参数一览表
表3-4
序号
项目
要求
换算值
1
试验介质
洁净水
2
盛水高度
分别按各罐要求
3
罐设计压力
常压
3.5.3.1试验前应具备的条件
·对贮罐的全部接管、附件、加强焊接部位的焊接点已经全部进行无损检查，并且合格。
·所有接管的加强板已经经过严密性试验。
·罐底板焊缝已经经过真空试验合格。
·进水管道阀门已经按照试验图施工完毕。
·施工人员已经到位，并且业经技术交底。
·所有的锚固件已经安装完，重新经过检查没有发现异常。
3.5.3.2罐充水试验（检验罐壁严密性和强度），具体方法如下：
在罐内充水高度大于1米后，将所有开口封闭继续充水，罐内空气达到设计规定的正压试验数据后，暂停充水，在罐顶焊缝表面上涂抹发泡剂（肥皂水或洗涤灵），如未发现气泡，且罐顶无异常变形，罐顶的严密性和强度试验即为合格。
3.5.3.3排水：
为考虑节约用水，罐内的水可重复使用，待所有储罐全部试验完成后集中排入库区排水系统。
3.5.3.4罐顶的稳定性试验
罐顶的稳定性试验应在充水试验合格后放水时进行。
此时的水位为最高液位。
在开口封闭的情况下缓慢放水，当罐内空间压力达到设计规定的负压试验值时，，此时检查罐顶无残余变形和其他破坏现象，认为罐顶的稳定性试验合格。
试验后立即使油罐与大气相通，恢复到常压。
3.5.3.5罐充水并进行基础沉降试验
·充水前，对所有的基础沉降观测点进行标高测量，并做好记录。
·按照施工图，打开贮罐顶部没有接临时接管的所有接管口及管口阀门。
·设专人持续监视注水高度和注水速度，注水速度最大允许为：
0.9m/h。
·当充水高度达到最高液位的1/4时，停止充水，对所有的基础沉降观测点进行标高测量，并与充水前测量的标高进行比较；如果发现沉降不均匀时，停止充水，直至沉降停止或沉降均匀后，再继续往贮罐内充水。
·当充水高度达到最高液位的1/2时，停止充水，对所有的基础沉降观测点进行标高测量，并和前次测量的标高进行比较；如果发现沉降不均匀时，停止充水，直至沉降停止或沉降均匀后，再继续往贮罐内充水。
·当充水高度达到最高液位的3/4时，停止充水，对所有的基础沉降观测点进行标高测量，并和前次测量的标高进行比较；如果发现沉降不均匀时，停止充水，直至沉降停止或沉降均匀后，再继续往贮罐内充水。
·当充水高度达到最高液位的4/4时，停止充水，对所有的基础沉降观测点进行标高测量，并和充水前测量的标高进行比较；静止48小时进行观测，在此期间，相隔8小时，对所有的基础沉降点进行标高测量，并和前次测量的标高进行比较；计算基础总体沉降量，直至均匀沉降减少或停止。
3.5.3.6贮罐的焊缝检查
·在整个充水过程中，要严格检查罐底板周围、贮罐底板和第一带壁板的焊接角焊缝、壁板与壁板焊缝的强度，如果发现渗漏，要立即停止充水，并通过排水口进行排水直至到渗漏点以下300mm，按照正常的施工工艺进行修补，修补后采用着色渗透法进行复查，合格后继续充水，重复以上工序。
3.5.3.7基础沉降允许值：
外围的不均匀沉降在10米弧长内不应该超过13mm；并且在外围任意点之间应不大于25mm。
3.5.4贮罐清洁：
贮罐清洁工作在盛水试验完成后进行。
采用高压水枪进行罐壁清洗，用白色棉布进行检查，如果没有明显的污物，则认为清洗合格。
3.5.5贮罐底板焊缝二次检验：
储罐盛水试验合格后，对底板焊缝再进行一次着
色检查。
3.6罐体防腐
3.6.1由于本次招标工作内容不含罐体防腐，在这里对罐体防腐施工质量要求和技术措施将不做详细介绍。
4劳动力计划见表4-1
劳动力动员计划一览表
表4-1
序号
工种
人数
岗位职责
备注
1
铆工
40
罐体下料、预制、安装等
2
电焊工
48
焊接（其中8名半自动焊工）
3
气焊工
4
下料、切割
4
起重工
20
吊装、顶升等
5
钳工
12
压缩机及工机具等维护
6
电工
3
照明、动力电源等维护
7
力工
20
搬运、顶升、打磨等
8
管理人员
8
工长、技术、质量、安全、材料等
5工机具使用计划见表5-1
工机具使用计划一览表
表5-1
序号
机具名称
规格型号
单位
数量
备注
1
卷板机
20*2000
台
2
2
剪板机
14*2000
台
1
3
CO2气体保护焊机
KR500、KR350
台
各8
4
电焊机
ZX5-400
台
40
5
半自动火焰切割机
台
4
6
顶升机
套
2
7
吊车
25吨、16吨
台
各1
8
拖车
10吨
台
1
9
叉车
5吨
台
2
10
真空泵
台
2
11
空压机
0.8Mpa、9m3/min
台
2
12
角向磨光机
φ150、φ125
台
各15
13
烘干箱
台
2
14
恒温箱
台
2
15
千斤顶
20吨
台
12
16
风动砂轮机
台
20
6施工手段用料计划
施工手段用料主要用于罐顶胎具制作、倒装法施工顶升系统制作、预制加工平台搭设、挡风防雨设施、罐体壁板胎具制作、施工操作平台搭设等，具体见表6-1。
主要施工手段用料一览表
表6-1
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
钢管
φ89*4
m
300
2
钢管
φ76*3.5
m
300
3
角钢
∠65*65
m
400
4
槽钢
[20
m
400
5
钢板
δ=10mm
m2
15
6
钢板
δ=20mm
m2
15
7
脚手管
t
30
8
跳板
块
300
9
彩条布
m
500
10
胶管
2″、4″
m
各100
11
胶管
3/4″
m
200
12
电缆
m
1500
7质量控制措施
7.1垂直度：
单带板和整体罐的垂直度允许偏差为h/100，其中h为罐壁高度。
最大不超过50mm。
7.2椭圆度：
罐体任一圆柱形的水平圆截面最大直径与最小直径之差不超过38mm。
7.3局部偏差
7.3.1焊接尺寸检查：
焊缝边缘与金属板表面平滑过度，纵向或径向对接接头焊肉最大咬边深度为0.4mm，圆周方向对接接头最大咬进深度为0.8mm，连续咬进长度不大于100mm。
7.3.2错边量：
不大于1/4板厚度。
7.3.3焊缝外观检验：
所有的焊缝内外表面需仔细检查其表面质量是否符合要求，不允许夹渣、裂纹、未焊透、气孔等缺陷。
焊肉高度不得低于母材高度。
7.3.4罐底板、边缘板检查：
用2米长的样板检验边缘板检查是否按
图加工，板边缘必须打磨光滑。
罐体总体制作完成以后，需对该罐外观的检验，不符合要求的部位立即反修。
7.4其它检查
7.4.1焊接作业前，彻底清除焊接部位的锈玻、熔渣、油污和氧化物，多层焊前要清除每一层焊接金属上而的焊渣和其它聚合物。
7.4.2双面对接接头反面焊接时要修整磨掉熔焊残渣。
7.4.3仔细检验金属板边缘，管道和安装附件的表面，保证无缺陷，并确定加工件按图正确加工。
7.4.4对不合格的部位，需经检验员同意后才能修理，修理后不理想的不能使用。
7.4.5检验程序：
班组自检——检验员检查——监造方和甲方检查。
7.4.5.1根据质量控制点的要求，班组首先进行自检，合格后通知检验员进行检查，对要求监造方和甲方共检的部位，由质检员提前24小时书面通知甲方和监造方进行检查。
需做记录的部分、严格按提供的表格依据实际测量尺寸填表。
7.4.5.2检查合格后，需要书面签字确认方可进行下一工序的施工。
7.5测量、检验工具
见表7-1
检验、测量工具一览表
表7-1
测量项目
参数允许误差
配备器具名称
器具准确度或规格
备注
罐体垂直度
3mm
水准仪
DS3
水平垂直度
3mm
条式水平仪
2mm/m
长度
2mm
5m钢卷尺
1mm
长度
2mm
50m钢盘尺
1mm
长度
2mm
直角尺
1mm
垂直度
线坠
2Kg
罐壁平直度
直线样板
1mm
罐壁弧度
弧线样板
1mm
焊缝质量
X射线机
XXQ2505
焊缝质量
X射线机
XXQ2005
焊缝质量
观片灯
QD-1
焊缝质量
黑度计
TD-210
环境检测
射线剂量监测仪
FJ-1
压力监测
真空表
2.5级
坡口检验
1mm
焊缝角度尺
1mm
焊缝高度检验
焊缝角度尺
1mm
压力监测
U形差压计
压力监测
压力表
1.5级
垂直度
实际确定
经纬仪
1°
7.6质量计划
根据以往经验，现制订如下质量计划，施工前，我们将严格按照业主和监理工程师的要求，制订质量计划。
质量计划见表7-2。
储罐制作安装质量计划
表7-2
序号
活动内容
活动依据、要求
验收
质量记录
要点
监
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