钢制立式圆筒型储罐施工指南DOC.docx

1、钢制立式圆筒型储罐施工指南DOC专业施工技术丛书 A-003-05钢制立式圆筒型储罐施 工 指 南中国化学工程第三建设公司 编制二零零五年十二月一日前 言钢制立式储罐主要是用来贮存液体物料的容器，在石油、化工、食品等工业领域，国家物质储备及国防战略物质储备领域起到不可替代的作用。近年来，随着国民经济建设的发展，国内各地立式储罐建造又出现了一个高峰期，并且储罐也趋于大型化，结构形式亦趋向于系列化、多样化，相应的先进施工工艺也得到更广泛的应用。为使更多的工程技术人员对储罐施工工艺有个较为深入的了解，特编制本施工指南。本施工指南主要以国家现行标准GBJ128-90立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范

2、为编制基础，间或参阅了美国石油学会API620、API650等相应规范。本施工指南是结合公司数十年的储罐施工经验进行编制的。主要适用于不同容积的各类立式圆筒形储罐（包括拱顶罐、浮顶罐、内浮顶罐及锥形顶罐）的施工，其它类型的诸如多边形罐的施工也可参照。本施工指南由公司组织编写，主要编制人罗会田、张兴华, 审核人李文尉，审定人杨守全。目 录前言1 概述31.1 储罐结构分类 31.2 储罐施工方法简介102 工程施工依据113 施工部署与组织124 主要施工程序、施工方法和技术要求154.1 总体施工程序及适用范围154.2 储罐材料验收334.3 预制的一般要求334.4 储罐预制、组装354.

3、5 焊接524.6 储罐的检验与验收644.7 基础沉降观测704.8 施工进度计划715 质量保证措施726 职业安全健康与环境管理777 劳动力组合888 主要施工机索具与计量器具配备899 施工平面布置9110 双层储罐的结构与施工方法93专业施工技术丛书专业施工技术丛书的代号有三部分组成，各部分之间用短横线相连。第一部分 第二部分 第三部分 第一部分专业代号：A 安装专业J 建筑专业F 防腐、保温、筑炉专业D 电气仪表专业W 无损检测专业S 公用工程专业T 通用工程专业举例说明：A00305表示二五年出版的第三本安装专业施工技术丛书。1 概 述1.1 储罐结构分类储罐（主要指钢制立式圆

4、筒形储罐）已广泛用于多领域、多种介质的储存，随着国民经济发展的需要和金属材料、施工技术的改进，单台储罐的容量也随着扩大（目前国内建造的储罐已达到15万m3），结构亦日趋多样化。立式圆筒形储罐按其顶盖结构形式，主要可分为固定顶储罐、浮顶储罐（铝制拱顶的浮顶储罐已有建造）及内浮顶储罐三大类。其具体分类及结构特点见表1.1。表1.1 钢制立式圆筒形储罐分类及结构特点类别名称结构型式特点图例固定顶储罐支承式锥顶储罐形态接近于圆锥形表面的罐顶及筒形罐构成，载荷主要由梁和柱及罐壁承担不适于可能发生下沉的地基或地震载荷较大的地区，容积一般大于1000m3见图1.1.1支承式拱顶罐由近似球面的罐顶和圆筒形罐壁

5、构成，其载荷靠支柱和桁架支承于罐壁上自支承式锥顶储罐形态接近于圆锥形表面的罐顶及筒形罐壁构成，锥顶载荷靠锥顶板周边支承于罐壁上一般容积较小见图1.1.2自支承拱顶罐由近似球面的罐顶和圆筒形罐壁构成，其载荷靠拱形罐顶板及肋的结构刚性支承于罐壁上主材消耗小，能承受较高的剩余压力，有利于减少蒸发损失，现阶段化工行业采用最广泛的固定顶储罐见图1.1.3自支承伞形顶罐罐顶是一种修正的圆拱形罐顶，其任何水平剖面都是正多边形，载荷靠拱顶板支承于罐壁上罐顶板易加工安装浮顶储罐双盘式浮顶储罐在贮液面上有一个漂浮的顶盖，随液面的升降上下浮动由于浮顶和密封装置将贮液与大气隔开并且浮顶底部与液面接触减少了贮液在贮存过

6、程中的蒸发损失，浮顶材料消耗大见图1.1.4单盘式浮顶储罐在贮液面上有一个漂浮的顶盖，随液面的升降上下浮动浮顶材料消耗小见图1.1.5内浮顶储罐内浮顶储罐在固定顶储罐内部再加上一个浮动顶盖1、介质蒸发损失小，浮顶较拱顶罐轻2、浮顶结构简单，应用广泛大多应用于易挥发介质的贮存见图1.1.61.2 储罐施工方法简介随着生产的发展和机械设备的更新，大型贮罐的施工工艺技术也在不断提高改进，现阶段的施工工艺有正装法、倒装法两大类。其中倒装法根据采用机具的不同，又分为中心柱倒装法（这种方法耗用钢材较多，所需机具数量也多，施工成本高，只适应小型储罐）；气顶倒装法（缺点是：由于充气顶升工艺是浮动上升不稳定，因

7、操作不当、中途停电、风机故障等容易冒顶，不安全因素较多）、倒链提升倒装法、液压提升倒装法等；正装法分为机械正装法和水浮正装法两种。综上所述，中心柱倒装法和气顶倒装法工艺因本身工艺缺陷已逐步淘汰弃用，目前我公司常用的施工工艺为：倒链提升倒装法、液压提升倒装法、机械正装法和水浮正装法四种。本施工指南主要针对以上四种施工工艺进行详细的叙述。2 工程施工依据2.1 立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范 GBJ128-902.2 大型焊接低压储罐设计与建造 API Std 620-20022.3 钢制焊接石油储罐 API Std 650-982.4 石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范 SH3046-

8、20022.5 钢制压力容器焊接工艺评定 JB4708-20002.6 钢制压力容器焊接规程 JB/T4709-20002.7 建筑钢结构焊接规程 JGJ81-20022.8 石油化工施工安全技术规程 SH3505-20012.8 压力容器无损检测 JB4730-942.10 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-20012.11 现场设备、工艺管道焊接工程施工及验收规范GB50236-982.12 大型设备吊装工程施工工艺标准 SHJ515-20033 施工部署与组织3.1 施工组织机构3.1.1 在工程施工现场设置项目队，实行项目队长负责制。施工现场管理按业主或总承包商的有关管理办法

9、及公司现场管理标准和安全卫生与环保管理手册组织施工。3.1.2 施工现场组织机构设置3.1.3 管理职能3.1.3.1 项目队长管理职责负责项目的施工活动和安全生产及组织施工，调配各种施工资源，指挥现场施工队伍，组织施工计划的制定及其实施。负责施工中的安全管理工作，检查施工活动中安全工作计划的实施情况，发现施工中严重违反安全操作规程现象时，有权立即仃止其施工。组织现场文明施工。3.1.3.2 项目技术负责人管理职责全面负责所在项目队的施工技术及质量管理工作，组织现场施工技术管理和对现场技术问题作出决策，组织制定施工组织设计和施工技术方案。负责质量计划的制定及其实施，负责监督现场各项质量管理活动

10、，检查质量保证体系的运行情况及效果。3.1.3.3 项目队安全及质量管理负责人负责质量、安全和防火管理、现场质量、安全监督检查、计量管理等业务工作。3.1.3.4 项目队材料管理负责人负责零星消耗材料的采购及其保管和供应、施工机具管理等业务工作。3.1.3.5 项目队成本管理负责人负责劳资及成本等业务工作3.1.3.6 项目队计划、统计及预算等业务工作由项目队技术负责人负责。3.2 施工各阶段工作安排根据储罐工程施工特点，可将施工过程初步分成三个阶段，即前期施工准备阶段；施工过程阶段；交工验收阶段。3.2.1 前期施工准备阶段工作安排3.2.1.1 技术准备技术准备主要包含以下工作： 熟悉并进

11、行图纸会审； 项目建设地点的自然条件、技术经济条件调查分析； 编制施工图预算和施工预算； 编制施工组织设计或施工技术方案并进行讲评和技术交底。3.2.1.2 进行材料准备、半成品加工准备、施工机具准备、加工工艺的准备等物质条件准备。3.2.1.3 建立健全组织体系、质保体系、安保体系；组织施工人员进场；对施工人员进行入场安全教育。3.2.1.4 进行施工现场预制场地、生活临时设施的搭建工作。3.2.1.5 进行焊接工艺评定工作。3.2.2 施工过程阶段施工过程阶段主要抓好方案的实施及过程控制，抓好技措降低成本工作，注意收集、积累原始资料，及时整理、归档。本阶段主要控制内容为：顶盖预制；底、壁板

12、预制；底板铺设、焊接；壁板制作、焊接；罐顶组装、焊接；焊缝射线探伤；底板真空试漏；水压试验；基础沉降观测等。3.2.3 交工验收阶段由分公司（项目经理部）质检部门组织对所施工的项目进行内部初步验收，合格后提请业主或总包方有关部门对工程进行验收，办理交工验收手续，并及时整理交工资料、竣工图，提交给分公司（项目经理部）。原始记录随交工资料一同交公司档案室存档。4 主要施工程序、施工方法和技术要求4.1 总体施工程序及适用范围4.1.1 液压提升倒装施工工艺原理及适用范围液压提升倒装施工工艺是我公司的有效发明专利，为了保护公司的知识产权，施工中要注意防止技术扩散。 液压提升工艺原理（见图4.1.1.

13、1a，液压提升装置见图4.1.1.1b）4.1.1.1 液压提升倒装法施工工艺程序先将储罐底板铺设在基础上并用卡具打紧，然后在底板上放出罐壁基准线，依据罐壁基准线组装第一带板并焊接，然后组焊储罐顶板，再在第一带板外侧围第二带板并留一活口，焊接后利用液压千斤顶提升装置将第一带板及顶盖整体提升到与第二带板高度一致，用倒链收紧活口，找正焊接一、二带板环缝及第二带纵缝，再在第二带板外侧围第三带板并留一活口，依次提升直到储罐组装完毕。4.1.1.2 液压提升倒装法工艺特点 采用液压千斤顶和专用提升装置逐带进行倒装，减少高空作业和脚手架材料。 罐体无需密封，围板约束力、摩擦力小，且可采用单板安装，便于人、

14、材进出和通讯联络、通风、除尘。 设备定型，可周转使用，可按储罐大小灵活组合。 液压传动平稳，可控性好，提升速度、高度和同步性易于保证，使施工安全可靠。4.1.1.3 液压提升倒装法施工工艺程序4.1.1.4 液压提升施工计算1 最大提升重量计算Gmax=K（G总-G底-G壁1+ G措）式中：Gmax-最大提升重量K-为不均匀系数，取1.11.3G总-储罐总体重量G底-储罐底板重量G壁1-储罐第一带壁板重量G措-所有卡具、胀圈、随升脚手架等手段措施的重量2 液压千斤顶数量计算n= Gmax (Q顶)式中：n-液压千斤顶数量 Q顶-单个千斤顶承载力，目前我公司采用的千斤顶承载力分为12t，16t，

15、20t三种 -安全效率系数，取0.7 千斤顶数量经计算后应取偶数4.1.1.4 液压提升倒装法适用范围本施工工艺适用于容积大于1000m3的拱顶罐、内浮顶罐、浮顶罐。对于内浮顶罐、浮顶罐的施工，其内浮盘和浮顶结构的施工一般应在罐体施工完毕后，附件安装前进行，本工艺的施工程序应稍作调整。4.1.1.5 液压千斤顶倒装工艺要求根据罐体重量选择液压千斤顶数量(偶数)，千斤顶均匀布置并应避开焊缝位置，以利于纵缝的焊接操作。提升倒装法施工前的准备工作a、逐台检查试验液压千斤顶和阀门、接头等，并以1.5倍额定载荷试验，保压时间不少于30分钟。b、逐根检查油路的支油管（分配管、分油管）总分配管，总油管和接头

16、、阀门，清污并吹除后采取措施，防止灰尘、砂进入管内。c、全面检查液压控制台、试验操作各电钮，电液阀、信号显示器件，使之处于完好状态，油箱、油液干净。d、逐根检查提升用立柱的不直度和截面误差，提升钩头应在立柱内滑动自如。e、配备足够的胀圈门形卡板，底板定位板、调整用角钢爪，角钢楔子、壁板对口限位板，胀圈抗滑角钢爪。f在底板边板上放线，确定立柱的等分安装位置，注意立柱位置要避开预留风道进料口，立柱和支撑安装位置的边板和底板位置不能有空鼓。液压提升倒装法工艺步骤 安装胀圈及胀圈升杆集中落下装置胀圈采用槽钢或工字钢制作，制作时胀圈滚圆直径应为贮罐罐壁内径。胀圈离底板250mm左右，焊接胀圈门形卡板，利

17、用角钢楔和胀圈千斤顶使胀圈紧贴壁板，要注意胀圈断面加强筋板处要焊1-2只防滑角钢。 安装立柱和稳升滚轮架a、提升立柱以放线位置为准，与壁板的间距以提升钩头伸出长度为准，在两个方向以铅坠找正、点焊，并安装立柱支撑。b、调整稳升滚轮架，使滚轮紧贴壁板，锁定调整螺栓。 安装液压千斤顶的配管a、将千斤顶吊装在立柱上与立柱联接,千斤顶进出口按配管方向要求。b、拉紧提升杆,使每个提升钩头与胀圈底面接触。c、用较低油压启动液压千斤顶，使提升钩头顶紧，确保每个提升钩头受力一致。 逐带提升a、每次提升当罐底沿离底板100mm左右，应停止提升，并观察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

18、题后，方可继续提升。b、提升时，各液压千斤顶差异应控制在50mm以内，而且相邻的液压千斤顶差异应接近，调平时，一次调整的液压千斤顶数不超过3个，以防止钩头过多卸荷，c、提升高度接近带板高度时，应减慢提升速度，严格控制罐体水平，当高于带板时立即停止提升，且千斤顶最后一个行程不得回油。d、组对环缝。e、液压千斤顶回油、松卡、落下提升钩头和胀圈，落下过程中采用集中落下装置，胀圈随提升钩头一起落下。f 当提升完最后一圈带板时，应留下一张活口板，供拆除人员及物件进出用。 拆除a、回油完毕，拆除管路并封好管口。b、拆除集中落下装置。c、拆除液压千斤顶并封好进出口。d、拆除立柱和支撑杆。 4.1.2 倒链提

19、升倒装法施工程序及适用范围4.1.2.1 倒链提升倒装法施工工艺及特点利用钢管或型钢制作定型立柱，在其上安装倒链，利用手工操作倒链的提升力将罐体由上而下逐带拔起，分片围板组装成整体。其工艺特点主要是操作简便易行、安全可靠、劳动强度大。倒链提升倒装施工工艺，见图4.1.2.1a。倒链提升倒装法施工工艺装置见图4.1.2.1b、c。4.1.2.2 倒链提升倒装法施工工艺程序倒链提升倒装法施工工艺程序与液压提升倒装法施工工艺相同，见图4.1.1.3。4.1.2.3 倒链提升倒装法适用范围倒链提升倒装法适用于场地窄小，运输困难、机械化程度低的情况下，容积在5000m3以下的储罐施工。此法投入的倒链及施

20、工人员过多，而且劳动强度大，不适用10000m3以上大型储罐施工。4.1.3 水浮正装法施工程序及适用范围4.1.3.1 水浮正装法施工工艺在底板铺设焊接检查完毕后，组焊最下一圈壁板和其与底板的角焊缝和浮顶，然后以底圈壁板作为水槽，浮顶作为浮船，水槽充水，使浮顶浮升作为内部施工平台，在浮顶上装设吊装壁板的桅杆，外设吊篮或活动式三角支架作为外部施工活动平台，全部吊装工作由吊车或摇臂桅杆完成，水槽逐带充水自下而上完成壁板组装。水浮正装法施工工艺示意图见图4.1.3.1所示。4.1.3.2 水浮正装法施工工艺特点组装程序较为复杂；施工机械用量大；对外界因素依赖大，水源是现场施工和进度重要影响因素。4

21、.1.3.3 水浮正装法施工工艺程序4.1.3.4 水浮正装法适用于大容积浮顶储罐的施工。4.1.4 机械正装法施工程序及适用范围4.1.4.1 机械正装法施工工艺在底板铺设、焊接检查完毕后，组装焊接最下一圈壁板，然后利用吊车或摇臂桅杆在最下一圈壁板上口分片围装上一圈壁板，并利用卡具将分片壁板纵环缝固定找正点焊，并完成焊接工作，重复进行围板组焊直至最上一带板，然后进行罐壁与底板的组焊，吊装机械采用吊车或桅杆。4.1.4.2 机械正装法工艺特点组装程序简单；施工机械灵活；辅材消耗小；高空作业量大，增加组装、焊接难度。4.1.4.3 机械正装法施工工艺程序4.1.4.4 机械正装法适用于各类拱顶罐

22、、内浮顶罐、浮顶罐的安装，但因此法施工高空作业量大，组装、焊接难度大、工期长。由于液压提升倒装和液压顶升等新工艺的推广应用，大型储罐的安装施工已多不采用此种工艺，故此种工艺多应用于容积小于3000m3或大于50000 m3的储罐施工。4.1.5 小型储罐建议采用的两种施工方法由于容积小于500m3的小型储罐的直径较小，每节壁板的刚度相对较大，不易变形，建议采用分带机械正装法或分带机械倒装法。4.1.5.1 分带机械正装法在地面钢平台上将储罐罐体拼接成一个自然节的筒圈，然后选用合适的吊车吊装，由底圈板自下而上的依次一节一节的吊装、组焊，最后安装罐顶。4.1.5.2 分带机械倒装法分带机械倒装法俗

23、称拔萝卜法，即先直接在储罐基础上铺设底板，然后利用底板作为施工平台围板组焊第一带板及顶盖，再在第一带板外侧围装第二带板并焊接纵缝完毕后，利用吊车或提升设备将第一带板及顶盖吊起，收紧第二带板的预留活口，组焊一、二带环缝，按此程序依次自上而下一节一节的组焊、吊装直至罐体安装完毕，焊接壁板与底板焊缝，最终成型。4.1.6 倒装法施工工序要求4.1.6.1 基础验收 检验中心点的坐标、标高及水准线 检查环梁水平度和直径 检查沥青砂面的凹凸度4.1.6.2 底板组装 在沥青砂面上划排板线 铺板焊接均由中心向外 预留收缩缝不焊4.1.6.3 第一圈壁板安装焊接4.1.6.4 罐顶组装 划等分线。 顶盖对称

24、安装。保证顶盖的起拱高度几何尺寸、顶盖的搭接尺寸。 焊接顶盖应先焊环向短缝，后焊纵向焊缝。4.1.6.5 安装提升装置 提升装置安装前应进行予试，确定其完好方可使用。 安装提升装置时应对称分布。 提升装置a、倒链提升装置：沿罐四周均布设置几组导链，导链规格及多少由计算求得或在中心竖立中心桅杆或用吊车进行吊装。b、液压千斤顶提升系统千斤顶系统：由专用千斤顶、特制千斤顶提升支架组成，其选用规格及数量由计算求得。操作控制系统：由操作台、液压管路组成。4.1.6.6 依次进行次圈壁板组装焊接 围次圈壁板，并焊接立缝，予留一个活口不焊。 注意调整罐壁几何尺寸。4.1.6.7 焊接底板边缘板与中幅板之间的

25、收缩缝 注意焊接时顺序安排 真空检查4.1.6.8 梯子、平台及附件安装 梯子、平台及附件安装应在罐顶及罐壁组装过程中同时安装 梯子、平台及附件安装应注意外观质量4.1.6.9 清罐后进行充水试验及基础沉降 充水前组织专人对罐体进行全面质量检查，全部合格后封闭清扫孔，开始充水 充水试验前所有与罐壁连接的焊接件应焊接完毕 充水试验时应按设计文件的要求对基础进行沉降观测，观测点的个数宜为4位的整倍数，且不得少于4点。4.1.7 正装法施工工序要求4.1.7.1 基础验收 检验中心点坐标，标高及水准点 检查环梁水平度和直径 检查沥青砂面的凹凸度4.1.7.2 胎具制作 根据油罐的容积和筒体半径制作壁

26、板放置胎具 为节省钢材，每一块扇形都增加了环向焊缝，因防止焊接变形的需要，可根据罐顶曲率半径制作顶板公母胎具。4.1.7.3 底板组装 在沥青砂面划排板线 铺设底板均由中心向外进行，有弓形边缘板的先铺设弓形边缘板。 进行底板焊接真空检验。4.1.7.4 底圈壁板安装焊接 划安装参考线 组对壁板，立缝定位焊及焊接；每带每张的带板用支撑或胀线固定。 几何尺寸检查，焊接检验，外观射线检查。4.1.7.5 组装浮船底板及外边缘板 根据罐壁与浮船间距，适当调整浮船直径 铺设底板，处理马蹄口。 底板内外圆划线、切割，并划内外边缘板、隔舱、桁架及肋板安装线。 边缘板的组对及立缝焊接 边缘板与浮船底板之间的角

27、焊缝定位焊4.1.7.6 单盘铺设 铺设前将集水坑放在单盘下 铺设和单盘板，然后划线、切割4.1.7.7 组装浮船隔板、桁架及内边缘板 隔板、桁架及内边缘板组装 边缘板立缝焊接4.1.7.8 船舱内的焊接 内外边缘板与船底之间的角焊缝焊接 隔舱、桁架、肋板和底板与内外边缘之间的焊接4.1.7.9 浮船盖板组装 盖板与内外边缘板之间的定位焊 安装浮船人孔 单盘、浮船支柱套管安装 浮船剩余焊缝的焊接 船舱气密试验4.1.7.10 第二圈壁板组装、焊接 安装吊篮和浮船起升滑块 分片组对壁板和立缝焊接 待立缝焊完后进行调整、定位焊、锁口，再焊环缝 及时安装导向杆4.1.7.11 罐内充水浮升浮顶 检查

28、浮顶与罐壁连接是否拆除完毕 检查充水设备是否完好4.1.7.12 组装其余壁板 注意适时安装盘梯及其它部件 加强圈的定位焊要随着壁板的环缝定位焊后及时进行，要注意利用加强圈调整罐壁圆度。 待壁板的环缝捻完以后，再焊加强圈。4.1.7.13 抗风圈及包边角钢安装 放水降浮顶400-500mm 划线并焊支撑 拆除吊篮和组装抗风圈同时进行 组装上部盘梯和平台 包边角钢安装时注意调整圆度。4.1.7.14 转动浮梯及轨道的组对安装 充水浮升浮顶到相应扶梯安装位置 安装轨道 转动扶梯组对安装4.1.7.15 清洗罐底和浮船，单盘底面仰焊 开清扫孔和进出油管孔 单盘和浮船支架的拆除。 清除杂物，清洗罐底 浮船、单盘底部仰焊4.1.7.16 安装贮罐配件4.1.7.17 浮顶升降试验或充水试验 充水前应全面检查油罐整体质量，全部合格后，封闭清扫孔，开始充水。 转动扶梯是否灵活 中央排水管是否漏水，密封导向装置是否符合要求 浮顶升降是否平稳4.1.7.18 浮顶沉没试验 检查单盘有无裂缝 测定吃水深度，单盘挠度及中央排水管的排水能力4.1.7.19 顶盖安装 划等分线 顶盖对称安装 焊接顶盖，应先焊环向短缝，后焊纵向大缝。4.2 储罐材料验收4.2.1 对进入施工现场的材料，首先查验合