某化工单位发酵罐制作安装施工设计方案.docx
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某化工单位发酵罐制作安装施工设计方案
一、编制说明：
1．1本工程为中粮生物化学XX酒精装置优化提升设备、管道及钢结构安装工程，2台1200m³发酵罐现场制作安装，为确保工程安全、优质、高效，特编制此案。
1．2此案中对施工准备、施工程序、施工法和技术要求、质量标准、施工质量、安全保证措施、冬雨季施工措施等均作了详细地说明。
二、编制依据：
2．1《钢制焊接常压容器》JG/T4735-1997；
2．2《工业设备、管道焊接工程施工验收规》GB50235-97；
2．3中粮生物化学XX发酵罐制作施工图；
2．4焊接结构技术要求（HG20583-1998）；
2．5焊缝射线探伤标准（4735-97）。
2．6《油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规》（SH3046-92）。
2．7《立式圆筒形钢制焊接贮罐施工及验收规》（GB50128-2005）。
2．8《钢制压力容器焊接规程》（/4709-2000）。
三、工程概况：
3．12台1200m³发酵罐是酒精装置优化提升设备、管道及钢结构安装工程中的重要设备，为立式圆柱体上封头下锥底裙座设备。
它主要由裙座、下锥底、筒体、上封头、接管等附件组成，发酵罐本体材料为Q235B。
3．2设备实物工作量如下表：
序号
设备名称
规格型号mm
材质
单位
数量
1
1#发酵罐
Φ9700*H22252
Q235B
台
1
2
2#发酵罐
Φ9700*H22252
Q235B
台
1
四、施工准备：
4．1技术准备
4．1．1组织有关人员对图纸进行会审，及时发现并解决图纸中存在的问题。
4．1．2施工案已经审批，并对施工人员进行技术交底和技术培训，明确施工法/施工程序及质量标准要求。
4．1．3审查原材料质量证明书，组织材料验收、清点，现场的原材料应对其规格、数量、质量进行检查。
4．1．4确认焊工资格，凡参加发酵罐制作施工的焊工，必须持劳动部门颁发的且钢材组别、焊接法和焊接位置与实际工程相一致的焊接XX，否则不得上岗。
4．2施工现场准备
4．2．1施工用的水、电、气可满足需要，并能保证连续施工。
4．2．2设备基础及预埋件已完成，施工区域空间满足设备预制条件。
4．2．3施工所需材料供应到75%以上。
4．2．4施工所需工、机具已齐全，并处于完好状态。
五、施工法的选择：
采用群桅杆倒链多点倒装施工法，即在发酵罐基础环板φ=9.2m直径单台对称均布12根高3m的金属桅杆（φ219×6的无缝钢管，材料利用甲材料制作）焊接在发酵罐基础环板上，桅杆两侧焊接拉撑（∠75×75×10）并焊在发酵罐基础环板上，每根桅杆的顶部配一个10T的倒链作为起吊工具，每次起吊的高度稍高于带板宽度。
罐壁吊点设在距壁板上口1/3位置处。
上部带板首先组装，同时将连接其上的角钢圈装好。
吊时，由12人同时操作手拉葫芦，要求用力、速度尽量均匀一致。
以免发生倾斜，依照此法依次组装以下各带板。
由此可知，采用倒装施工的关键在于选择吊装工具，下面就倒链的选择进行可行性分析：
5．1起吊倒链的选择及可行性分析
根据罐体部分起吊部分的总重量吨，选择了10T的起吊倒链。
由于每个倒链承受的实际最大重量可用下式来表达：
W=
式中：
Q——起升罐体的总重量（Q=52吨）
N——倒链的数量（与立柱数量相同），N=12
K——倒链的工作效率。
一般取K=0.7
所以
W==6.2吨＜10T。
故选择10T起升倒链可行。
（其它储罐的施工法同上）
六、施工程序、法、技术要求及质量标准
6．1施工程序
施工前准备（技术、材料、工机具、现场准备）→材料验收→基础验收→下料→基础环板预制安装→上封头及壁板卷制→群桅杆制作→群桅杆安装、吊装工具安装→胀圈制安→上封头安装→筒体Ⅰ组装→筒体Ⅱ组装→裙座组装→下椎体组装→桅杆拆除及罐件制安→外部附件制安、质量总检→设备充水试验→设备整体检验→交工
6．2施工技术要求
6．2．1基础环板的预制：
①环板应按环板排版图下料，环板的排版直径应按设计直径放大0.1~0.2%。
②边缘板沿罐底半径向在最小尺寸不得小于700mm。
6．2．2包边角钢制作：
按照图纸要求下料，其对接缝和壁板的纵缝应错开200mm以上。
①角钢应先扣成钢，用卷板机卷制成型。
②用弧样板检查弧度，制成多段圆弧后再组装拼接。
6．2．3壁板的预制：
①壁板的宽度不得小于1m，长度不得小于2m。
②应按筒体排版图放样下料，下料后的壁板应放在卷板机上滚圆，滚圆后的钢板应立放在平台上，用弧样板检查弧度，弧样板的长度应不小于1.5m。
③卷制前，应检查坡口的质量，钢板的切割和坡口的加工采用半自动切割机乙-氧焰切割，钢板边缘加工面应平滑，不得有夹渣、分层、裂纹及溶渣等缺陷。
火焰切割坡口产生的表面硬化层应磨除，如发现裂纹即时处理。
④弧板卷制前应检查卷板机滚筒表面，不得有明显划痕。
⑤弧板卷制时，卷板机应由专人操作，并采用25T吊车跟踪配合，卷制过程中随时用样板检查弧度。
⑥壁板预制中，考虑到带板部件因运输搬运而产生变形，卷制成型的弧板，应在两个端部设置临时拉撑。
6．2．4其它金属结构、附件、件，如人、接管、挡板等按施工图进行预制。
6．2．5预制好的发酵罐部件，按照安装的顺序或编号，采用25T吊车配合安装。
6．2．6基础环板的组装：
①在环板组装前，必须完成设备基础的验收工作，并办理交接手续。
②应格按排版图铺设底板，环板铺设前应完成底板下表面除锈、防腐工作。
③铺设前，应定出基础十字中心线，由中心向外铺设。
④当环板铺设完毕后，每隔一定距离用卡具固定，然后按环板施焊要求焊接。
⑤环板的拼接采用全焊透结构，组焊后其表面应平整，局部凸凹度不超过5mm。
6．2．7壁板、包边角钢圈组装：
①在底板上画出通过圆心的十字中心线，并画出贮槽的径圆及其立柱所安装的中心位置。
②在发酵罐径圆侧点上定位角钢（每隔一定距离）。
③发酵罐壁板组对、安装。
A、吊装前，按壁板的编号围板，使其紧靠在底板的圆弧线上。
B、考虑到壁板纵缝组对间隙的不均匀性及其焊缝收缩量的不可预测，每带板的最后一板其长度应增加50~100mm焊接收缩量以弥补，最后合口时切出。
C、围好后先将焊缝点焊固定，留一道活口，最后用倒链收紧到紧贴定位角钢和滑道上。
④当壁板立焊缝施焊完毕后，即可组装包边角钢圈，角钢圈可分段组装，组装前用弧样板校验其弧度，当角钢圈全部组装、点焊完毕后，再按正确的焊接顺序施焊。
⑤起升吊装工具的安装。
在底板上安装提升立柱、斜拉撑，挂倒链。
⑥在起升吊装工具安装完毕后，即安装下一段罐壁。
A、下一段罐壁板围在上一段罐壁板的外面，同样将纵焊缝点焊固定，留一道活口。
B、在下一段板上（环缝已焊完）距上口1/3位置处焊上吊耳，桅杆上倒链挂在吊耳上。
12个倒链同时起吊，起升到稍高于下一段罐壁板的高度为止。
C、同样用倒链收下段罐壁板至定位角钢，割除多余部分，对口点焊。
依照此法依次安装其他罐壁板及裙座板。
D、壁板组装时，相邻纵焊缝间距不小于500mm。
6．2．8发酵罐零部件的安装
①当发酵罐筒体制作安装、焊接完毕后，即可进行发酵罐件，附件及接管的安装。
②零部件的部件待预制完毕后，运输至安装现场，采用汽车吊从筒体顶部放下，并在汽车吊的协助下进行就位、安装。
③罐的零部件的支撑，待安装焊接完毕后，可按图纸要求施工。
6．2．9接管、补强板、人等附件安装
①按照施工图，根据接管、人等附件的位图进行组装。
②罐开接管或人接管的补强板外缘与罐壁纵向焊缝之间的距离不得小于200mm，与环向焊缝之间间距不得小于100mm。
③罐壁补强板与罐壁连接焊缝须与壁罐的纵环焊缝错开，两者之距不小于300mm。
④罐壁补强板应与罐壁表面密切贴合。
七、焊接工艺
7．1焊接技术要求
7．1．1焊接的一般规定
①发酵罐焊接施工前，首先根据焊接工艺评定，选择焊接式。
②参加发酵罐焊接的人员必须经考试合格后持证上岗。
③焊接材料设专人负责保管，使用前必须按焊条说明书的要求烘干，烘好的焊条应保持在100~150℃的恒温箱中，随用随取。
④焊条的烘干、发放、回收必须有记录，领用焊条，要使用保温筒，超过允使用时间后须重新烘干。
⑤施焊前，应检查组装质量，清除坡口面及坡口两侧20mm围的泥砂、铁锈、熔渣、水分、油污和其它聚杂物，多层焊时层间要清理干净，双面接头进行反面焊接，必须清根后补焊。
⑥壳体对接接头必须清根焊口，余高应尽量减少，角焊缝应圆滑，不允向外凸起，焊缝圆滑度差或成形不良者必须打磨，焊缝表面不得存在咬边。
⑦焊缝表面质量不得有裂纹、气、夹渣、弧坑和焊肉低于母材的缺陷。
⑧在下列任一种焊接环境，如不采取有效的防护措施，不得进行施焊：
A、雨天或雪天；B、风速超过10m/s；C、大气相对湿度超过90%。
7．1．2焊接法
①焊接法：
采用手工电弧焊。
②焊条选用：
Q235A钢材之间选用J422，06Cr19Ni10附件与Q235A钢材之间选用A302。
7．1．3焊接接头的型式格按照设计的要求施工。
7．1．4罐焊接顺序
为控制罐焊接变形，必须按正确的焊接顺序施焊。
①环板的焊接
A、中幅板：
先短缝，后长缝，由中间向四扩散。
长缝焊接时，焊工要均匀对称分布，由中心向外分段退焊，分段长度不大于500mm为宜，采用卡具进行反变形。
B、边缘板与中幅板的连接缝：
待中幅板、边缘板焊缝全部焊完后，再焊其连接长缝，焊工要均匀对称分布，由中心向外分段退焊。
②罐壁的焊接
A、焊接顺序：
外纵缝——外环缝——纵缝——环缝。
B、纵缝焊接时，焊接采用分段退焊法，盖面焊接从下至上一次焊完，且同一带板纵缝焊接应对称施焊。
C、环缝焊接时，焊工应均匀分布，且沿同一向分段对称施焊。
D、焊接第一带板与底板的角焊缝应在底圈板纵焊缝焊完后施焊，并应用卡具找正或定位固定。
焊接顺序为：
壁板与边缘板之间的外角缝——角缝——边缘板与中幅板之间的收缩缝。
E、角焊缝焊接由数对焊工对称分布在第一带板，沿同一向分段退焊。
F、两侧均为连续角焊缝，侧角缝应焊后磨成具有圆滑过渡的角焊。
八、罐体试验
8．1充水试验
发酵罐制造完毕，在罐锥底密性试验合格后，应进行充水试验并检查：
A、罐体的密性及强度。
B、罐锥底的强度和密性。
C、发酵罐基础沉降量。
8．1．1试验前应具备的条件
A、所有与检测有关的焊缝不得涂漆。
B、设备组装、焊接、检验等技术文件齐全、完整，并经主管负责人审查合格。
C、罐主体及附件的组装工作应全部完成，焊接及检验工作已完成。
D、罐的杂物已清理干净，清扫及接管口已封闭完毕。
E、各种测量器具、量具齐全，并处于完好状态。
F、试压水源及排放点事先应勘察好，试压临时管线已安装完毕。
G、试压用水温度不低于5℃，并采用洁净水。
8．1．2充水试验
A、罐锥底的密性应以充水试验过程中罐锥底无渗漏为合格。
若发现渗漏，应按有关要求补焊。
B、罐壁的强度及密性试验应以充水到设计最高液位并保持48小时后，罐壁无渗漏、无异常变化为合格。
若发现有渗漏时应放水，使液面无渗透处低于300mm左右，并按有关规定补焊。
8．1．3基础沉降观测
A、在罐裙座底部，沿圆均布4个观测点。
B、基础沉降观察按以下六个阶段进行：
充水前；充水到1/2H；充水到3/4H；充水到最高设计液位后；充水到最高设计液位48小时后；放水后。
C、沉降无明显变化为合格。
如沉降有明显变化，应停止充水，处理后，可继续进行试验和沉降观察。
8．2竣工验收
发酵罐竣工后，施工单位需提供下列竣工资料：
A、发酵罐交工验收证明书；
B、竣工图，并附设计修改文件；
C、材料和附件出厂质量合格证书或检验报告；
D、发酵罐基础检查记录；
E、发酵罐体几尺寸检查记录；
F、焊接接头返修记录（附标注缺陷位置及长度的排版图）；
G、盛水试验记录；
H、基础沉降观测记录。
九、质量保证措施
9．1操作人员必须持证上岗，每条焊缝均打上焊工代号，质量和经济挂钩。
9．2预制好的构件放于胎具或专业支架上以防变形。
9．3组对施焊时，利用定位焊接固定或卡具定位，卡具材质与母材材质相同，以防止焊接裂纹和减少焊接应力，要避免强行组对。
9．4焊接底板、罐体时，要按焊接顺序焊接，以减少焊接变形。
9．5为保证贮罐的施工质量，实行A、B、C（R）质量控制点，前道工序合格后可进行下一道工序施工。
贮罐制作安装A、B、C（R）工序质量控制点
序号
项目名称
等级
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
几尺寸检查
CR
5
开位检查
BR
6
焊缝外观检查
C
7
件、附件检查
C
8
封闭前检查
A
9
罐体密性试验
A
10
焊缝试漏检查
A
11
基础沉降观测
AR
9．6发酵罐制作过程中应采取的防护措施：
9．6．1在基础环板的预制过程中，禁锤击平整板材。
9．6．2罐底环板及锥底的焊接很容易发生变形，应采用正确的焊接顺序，即采用分段对称退焊法，另外在对接焊缝施焊前采用肋板将底板压平撑死，待施焊结束冷却后再铲除肋板。
9．6．3罐壁板在运输和堆放过程中，应放在专用支架上，支架弧度和壁板弧度相同，防止壁板变形。
9．6．4发酵罐制作总体试验未结束前，禁防腐，防止将防腐层破坏。
十、施工安全措施
10．1罐体施工起重设施，在每次提升之前，都要仔细检查，必须保证安全可靠。
10．2操作人员在工作时，要坚守工作岗位，不得打闹，做到一切行动听指挥。
10．3罐总体提升到位时，外围对口倒链应立即收紧，收紧上下倒链的速度要保持一致。
10．4组对环缝时，动作要迅速，并对称沿同一向以同样的速度点焊。
10．5罐体外应设信号装置传递信号。
10．6禁止使用绝缘层已破的电焊把线，所有现场用电设备及钢平台、集装箱，应接地接零，并安漏电保护器。
十一、冬雨季施工措施：
为保证秋雨季节施工生产的正常进行，对贮槽组成部件的制作加工，采用在操作平台上搭设防雨蓬的措施进行避雨；对于已加工的置于露天的成批部件，采用塑料防雨棚遮盖。
十二、施工现场平面布置说明
施工前三通一平工作已符合施工要求，基础验收、图纸及技术资料、施工技术力量、材料、设备、工机具、夹具准备齐全，专用制作钢平台120m2已搭设，满足连续施工要求。
十三、附表、附图：
1）：
发酵罐制作、安装的质量标准及检测法图表
2）：
劳动力计划一览表
3）：
施工机具一览表
附表一：
发酵罐制作、安装的质量标准及检测法图表
发酵罐
制
作
质
量
标
准
位置
检查项目
允偏差（mm）
检测办法
壁
板
下料长度
±2
盘尺或钢卷尺检测
宽度
±1.5
盘尺或钢卷尺检测
对角线
≤3
盘尺或钢卷尺检测
成型后样板与弧样间间隙
≤4
弧样板检测
成型后垂直向直线度
≤1
钢尺、直线样板检测
成型后任意两点直径允差
±10
大盘尺检测
锥
底
板
椎板长度
±2
钢卷尺或大盘尺检测
椎板宽度
±1.5
钢卷尺或大盘尺检测
椎板对角线
≤3
钢卷尺或大盘尺检测
角钢
圈等
金属
构件
凹凸变形
≤L/1000且≤4
在平台上用钢丝或粉线检测
成型后弧度
≤2
弧样板检测
安
装
质
量
标
准
壁
板
安
装
局部凹凸变形（底圈壁板）
≤13
用样板检测
相邻两壁板上口水平差
≤2
胶水管检测
各圈壁板直径
＜9
盘尺检测
壁板高度
＜10
大盘尺或拉线
带板垂直度
0.3%b（b为板宽）≤3
吊线坠检
罐壁整体铅垂度、直线度
＜9
吊线坠检
纵缝错边量
≤0.1δ且≤1.5
用钢板尺检测
环缝错边量
≤1/5δ且≤3
用钢板尺检测
壁板上口整个圆上任意两点水平度
≤6
胶水管检测
锥
底
对接接头的错边量
≤1.5
钢板尺检测
焊后局部表面平整度
≤5
粉线和钢卷尺检测
人
、接
管等
附件
接管外伸长度
±5
钢卷尺检测
接管开中心位置
≤10
钢卷尺检测
法兰密封面与接管中心线垂直度
0.1φ外径≤3
90°角尺检测
焊接质量标准
焊缝余高
0~1.5mm
拉线、钢板尺检测
棱角度
≤8
90°角尺检测
附表二：
劳动力计划一览表
序号
工种
人数
序号
工种
人数
1
施工队长
1
7
普工
6
2
设备技术员
1
8
起重工
2
3
专职质检员
1
9
电工
1
4
专职安全员
1
10
吊车司机
1
5
铆工
12
11
其它
2
6
焊工
12
附表三：
施工机具一览表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
逆变电焊机
400A--600A
台
12
2
烘干箱
台
2
3
空压机
台
1
4
手动葫芦
10T
个
20
5
5T
个
15
6
3T
个
6
7
2T
个
5
8
千斤顶
10t
个
2
9
工具箱
个
4
10
焊把线
50mm2
米
900
11
割把
套
5
12
磨光机
个
20
13
电源线
90mm2
米
65
14
16mm2
米
80
15
6mm2
米
150
16
2.5mm2
米
470
17
交流电焊机
台
2
18
钢板夹
5T
个
4
19
配电箱
个
6
20
分配箱
个
4
21
切割机
台
2
22
自动割机
台
2
23
真空泵
台
1
24
卡环
5T
个
30
25
卡环
3T
个
10
26
卷板机
台
1
升级会员 