储罐施工组织设计.docx

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储罐施工组织设计

储罐施工方案

1）概况

本项目为赢创特种化学（上海）有限公司新增储罐项目，共计3台储罐的制作、安装，储罐分为200m3计2台、0.5m3计1台。

其中V-5003体积较小，我司建议这台储罐在加工厂内制作，其余2台储罐S5480、S5980为锥顶罐，2台储罐均为斜底，斜度为5%，储罐总重约38.5吨，储罐主体材质为S30403和S31603，梯子平台材质为Q235B。

2）编制依据

Ø立式圆筒形钢制焊接油管设计规范GB50341-2003

Ø立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范GB50128-2014

Ø承压设备无损检测JB/T4730.1~4730.6

Ø储罐本体设计图纸

3）施工方法概述

本项目共3台储罐现场安装，预制地点选择在我司张家港加工厂，运输至现场进行安装。

采用倒装法进行安装。

考虑到提升立柱的高度是否与罐顶板碰撞等问题，我司拟将安装完最上层3带板之后再安装罐顶板。

4）储罐预制

储罐的下料、壁板滚圆、喷砂、喷底漆、顶板下料制作、喷砂、喷漆等预制工作均在我司加工厂完成。

预制完成后检查几何尺寸、弧度，合格后再进行喷砂、防腐（在工厂仅做底漆，并把接缝位置边缘预留50mm宽不做底漆。

当一切预制工作完成且检查合格后运至现场进行安装。

Ø预制前的相关要求：

●按照施工图中的筒体直径制作弦长不小于2m的弧形样板，用于壁板卷制和成型后的弧度检查。

弧形样板采用镀锌铁皮或铝皮制作，每次使用完应注意保管，防止变形；

●碳钢板采用半自动机械切割。

钢板边缘加工面应平滑，不得有夹渣、分层、裂纹及熔渣等缺陷。

火焰切割坡口产生的表面硬化层应磨除；

●焊接接头的坡口形式和尺寸，应严格按照图纸的要求加工；

●所有预制构件在保管、运输及现场堆放时，应采取有效措施防止变形（所有钢板存放时下部应均匀布置3块木方，禁止将钢板直接堆放在地面上，并且各钢板间应用木方进行隔离）、损伤和污染；

Ø壁板预制前应绘制排版图，经设计批准方可下料制作，壁板排版时应符合以下规定：

●各圈壁板的纵向焊缝宜向同一方向逐圈错开，其间距宜为板长的1/3，并且不得小于300mm；

●任意壁板宽带不得小于1000mm；

●底圈壁板的纵向焊缝与罐底边缘板对接焊缝之间的距离，不得小于300mm；

●开孔接管或补强板外缘与罐壁纵焊缝之间的距离，不应小于150mm；与罐壁环焊缝的距离不得小于壁板厚度的2.5倍，且不应小于75mm；

●包边角钢对接接头与壁板纵向焊缝之间的距离不得小于200mm；

●壁板上连接件的垫板周边焊缝与壁板纵焊缝或接管补强圈的边缘角焊缝之间的距离，不应小于150mm，与罐壁环缝之间的距离不应小于75mm，如不可避免与罐壁焊缝交叉时，被覆盖焊缝应磨平并进行射线或超声波检测，垫板角焊缝在罐壁对接焊缝两侧边缘最少20mm不焊；

●壁板下料尺寸允许偏差应符合下表：

测量部位

允许偏差mm

宽度AC、BD、EF

±1

长度AB、CD

±1.5

对角线之差∣AD—BC∣

≤2

直线度

AC、BD

≤1

AB、CD

≤2

●壁板下料采用半自动切割和机械切割，严格控制切割精度，使满足规范规定标准，其纵、环缝坡口加工应符合设计图纸要求，确保组对和焊接质量；

Ø壁板卷制

●壁板滚圆前，在滚床上放入压头板将壁板两端进行预弯曲；

●将卷好的壁板放置在专用胎具上，胎具采用[14a制作。

见下示意图：

●壁板垂直方向上用直线样板检查，其间隙不得大于2mm；水平方向上用弧形样板检查，其间隙不得大于4mm；

●壁板防腐采用无气喷涂，在工厂喷砂、卷制后即刻将壁板喷涂底漆，且在焊缝边缘预留50mm宽不刷；

Ø底板预制

●底板预制前应根据相关规范要求、标准及钢板来料规格绘制排版图，并应符合以下规定：

✧罐底排板，其边缘板外径按每条边缘板设计直径放大0.1%；

✧底板任意相邻焊缝之间的距离，不得小于300mm；

✧长度允差±2mm；宽度允差±2mm；对角两对角线之差≤3mm；

✧非弓形边缘板最小直边尺寸不应小于700mm

✧弓形边缘板的尺寸允许偏差，应符合下表：

测量部位

允许偏差mm

宽度AC、BD、EF

±2

长度AB、CD

±2

对角线之差∣AD—BC∣

≤3

●中幅板的宽度不小于1m，长度不小于2m

●底板下料,我司主要用半自动切割机切割下料、机械切割,坡口采用火焰切割加工，切割后必须用角磨机将坡口打磨光滑，需要打磨坡口处安设计图打磨坡口，按设计图要求执行,下料后即时将氧化铁等清理干净，对每块板的尺寸，标识需进行复查

●底板喷砂完成且检查合格后再用无气喷涂机在底板非工作面上喷漆（底板油漆要求与壁板相同）

●底漆喷完且在规定的干燥时间段后进行检查（干膜厚度及固化情况），当检查确认合格后再将成品运往现场

Ø罐顶预制

●罐顶在预制前应绘制排板图，并应符合下列规定：

顶板任意相邻焊缝的间距，不得小于200mm；

●顶板下料后，将肋条与顶板焊接，肋条焊接完成后，顶板有足够的强度承受后期喷砂的冲击力，然后再喷砂，最后喷漆，运至现场；

●顶板下料之前，确定好下料方式，以便确定购买材料的尺寸，以免造成浪费，顶板下料如附图

5）安装方法（以S-5980为例）

Ø储罐特点：

储罐容积

筒体内径

壁板总高度

设备制造重量

底板重量

200m³

5600mm

8000mm

22t

1.96t

提升总重量

设备制造重量-底板重量=22t-1.96t=20.04t

Ø根据储罐的结构特点，安装采用倒装法（在底板上设置8个吊装柱、采用8台5吨手拉葫芦提升罐体施工。

使用一台25吨车吊配合施工,分别进行罐的底板、壁板、顶板的吊装就位，经过计算25吨吊车在吊装工作中其安全系数完全满足起重吊装安全的要求（单张板最重940Kg）

Ø施工程序（由于是倒装法，以下壁板叙述排列为从上至下第一至第九带板）

底板及顶板真空试验

水压试验/沉降观测

第一带壁板吊装

提升装置拆除及清理

筒体接管及附件安装

筒体外侧梯子平台、栏杆安装

基础验收

中幅板组焊

边缘板组焊

罐壁鞍座安装、固定

组对、焊接，涨圈安装

提升立柱就位

顶板接管、栏杆等附件安装

第一带壁板提升

顶板吊装焊接

第二带壁板围板、组对、焊接

第一、二带壁板组对焊接

第三带壁板围板、组对、焊接

第二带壁板提升

第二、三带壁板组对焊接

第一带壁板与顶板焊接

第一至三带壁板、顶板整体提升

第4至9带壁板安装、组焊

底板与壁板角焊接/底板收缩缝焊接

放水及顶板负压试验

防腐保温及竣工验收

Ø罐底板安装

●基础验收：

基础验收按照GB50128-2014第4.2节“基础检查”和设计图纸1%的坡度严格执行；

●基础划线：

按平面图方位，在基础上画出两条互相垂直的中心线，标出中心位置及0°、90°180°、270°方位，并以底板排版图为基准，同时画出安装轴线，按安装轴线进行敷设；

●底板的铺设：

按排版图在罐底中心划出安装十字线，并以此线为准，铺设中幅板垫板，使垫板中心线与坡口中心线重合。

由罐底中心向两端逐块铺设中间一行中幅板，从中间一行板开始，向两侧逐行铺设底板，垫板应与对接的两块底板贴近，并点焊固定，其缝隙不应大于1mm，罐底板对接接头的间隙严格按照设计图纸要求执行。

●罐底板的焊接施工

✧焊接的基本原则是：

先焊短焊缝，后焊长焊缝，最后焊接通长焊缝。

焊接方向是由中心向两侧。

焊接方法是焊工均布，初层焊道分段施焊；

✧储罐采用了定尺板横竖相间的条形排列方式，,由中心向四周对称排列，焊接顺序遵循以下原则：

先焊短焊缝，后焊中长焊缝，然后焊接通长焊缝，焊接时由中心向外每隔一道中长焊缝布置一名焊工进行封底焊，焊接方法采用手工电弧焊，每0.5米为一段，用跳焊法进行焊接，降低焊接热输入，焊接变形小；

✧中幅板中长（短）焊缝防变形措施：

用卡具将焊缝两端200~300mm向上做20~25mm的反变形，打底焊完后，将卡具撤掉，合格后进行填充盖面焊接；

●中幅板通长焊缝的焊接：

中幅板短焊道全部焊接完成后，由中心向两边，每两道一组，进行通长焊缝的焊接。

焊接前必须进行刚性固定，用龙门板和[20a将两条通长焊缝同时固定，将焊工由中心向两边均匀分布，采用手工电弧焊，每隔500mm跳焊一段，距短缝500mm处不焊，待焊缝完全冷却后，将龙门板和220槽钢拆除。

跳焊完成后，剩余未焊接的通长焊缝待底板大角焊缝焊接完成后在焊接。

如下示意图

Ø鞍座安装

以罐壁安装半径5600mm为基准圆，沿圆周间隔1.2m左右在圆周线上布置不同高度的鞍座或钢板（用以支撑罐体和壁板组对）。

鞍座与罐底边缘板点焊固定，预防鞍座倾倒而发生安全事故。

在鞍座或支撑板上画出内径圆周线，在圆周线内外相互错开点焊定位挡板（注：

外侧挡板安装位置=安装半径+最厚壁板+间隙）。

底板最低点鞍座用HN400型钢，最高点及其他高点分别用HN400型钢及钢板现场制作鞍座。

Ø储罐第一带壁板安装

●第一带壁板的安装内半径，按下式计算：

Rb=（Ri+na/2π）/cosθ=5602.8mmRb——安装内半径

Ri——储罐内半径（5600mm）n——顶圈壁板纵缝数（9）

a——每条纵缝收缩量（取2mm）θ——基础坡度夹角（取0）

●按安装内半径，在罐底鞍座上划出圆周线，并在鞍座上安装内外挡板，内外挡板要错开，同时在内侧100mm处划出组装基准线。

壁板按排版图就位后，用涨圈调整椭圆度，用花篮螺栓或者斜支撑调整垂直度，用千斤顶调整上口水平度，用壁板组对卡具调整纵缝及环峰错边量和间隙；

●第一块壁板吊装就位时，必须按排版图中的安装方位进行固定，找正、找平；

●壁板找正、找平后，在整圈壁板检查合格后，在罐内侧每道纵焊缝上安装3～5块弧形板，以控制焊接变形；

●每带壁板留一道活口用倒链封上，待该带壁板所有纵缝焊完后，在壁板上、下两端测量周长，进行切割收口、焊接；

●安装由罐壁上弦口向下200mm处安装第一块，（每隔400mm～500mm加一块），每条纵缝4块，拆除组对卡具。

●在最上部弧板间安装临时水平支撑，水平支撑采用14#槽钢，槽钢只与弧板之间进行焊接，以此来控制上悬口的椭圆度，增加整体刚度便于后期以下壁板安装。

●壁板的调整板余量切割时，必须保证其周长为正偏差其范围19mm内。

周长测量在壁板上、下两端200mm处分别测量。

●焊接完成后，拆除弧形板、临时支撑等，并打磨处理完毕，安装涨圈。

●在罐壁板底边缘，安装胀圈。

胀圈与罐壁用龙门卡具及销子、防滑挡板等连接。

胀圈的安装应找平，以防止提升时罐体的偏斜；

●龙门卡具应在距立柱中心500mm的两侧各设置一个，其它每隔2000mm，设置一个；

●胀圈用16T以上的螺旋千斤顶胀实（一圈设4个千斤顶为宜），胀圈千斤顶接头的两侧各用一个龙门卡具与罐壁连接，并用销子与罐壁打实；

Ø储罐第二带壁板安装

●待第一带壁板组对完成，焊接第一带壁板纵焊缝同时，在第一带板外缘约50mm处组对第二带壁板，将第二带壁板的五条纵焊缝焊接完成，预留最后一道收缩焊缝；

●第二带壁板组对的同时，开始安装内部提升立柱（见附后描述）；

●同样完成第三带壁板的安装工作；

●待第三带壁板焊接完成后，开始组对储罐顶板（见附后描述）；

●壁板纵焊缝距下侧300mm处不焊接，以便于下一带壁板安装调整；

●焊接完成后，拆除弧形板，并打磨处理完毕，涨圈拆除、下移、安装在第二带壁板底部待提升；

Ø壁板焊接

●罐壁板的焊接顺序：

先焊接纵向焊缝，后焊环焊缝；

●壁板立缝焊接时应由4-6名焊工在圆周均匀分布（每人负责一条纵焊缝），采用分段退焊法，退焊长度为立缝的三分之一（约600-800mm）。

焊接前加弧形龙门板刚性固定；

●相邻两圈壁板纵缝焊完再焊其间环向焊缝，4-6名焊工均匀分布，沿同一方向施焊；

●环缝组焊时，焊缝背面除胀圈外，局部使用背杠进行加固，以控制焊接变形；

●罐壁开孔接管与补强圈的焊接，人孔、补强板与罐壁组装定位后，先焊补强板与壁板环缝，后焊人孔与补强板环缝，最后焊接人孔与壁板的内环缝。

罐壁人孔采用对称施焊，焊接前采用弧形板和支杠在罐内部进行加固，防止焊接变形；

Ø提升立柱的安装

●第三至第五带罐壁板安装采用8台5吨导链提升倒装法施工（罐体提升重量为20.04吨）

●沿罐内壁周长均匀设置8根立柱（Ф168*8），立柱距离罐壁400mm，立柱如图示

Ø顶板安装

●检查筒体水平度、椭圆度及垂直度，安装顶板之前必须调整合格

●在安装完第三带壁板后，在罐内底板上焊接罐顶瓜皮板支撑及操作平台，顶圈[14上表面高度根据拱顶的顶标高及最上面板（即第一带板）的上口高差确定，示意如下图

●罐顶瓜皮板安装前，首先在顶部包边角钢上口画出16等分线，等分线按实际上悬口周长等分；

●罐顶瓜皮板安装必须对称安装，即在0°安装一块顶板后，立即在180°处安装第二块顶板，然后再在90°、270°安装第三、四块顶板，点焊固定后，依次按对称方式安装罐顶瓜皮板；

●顶部瓜皮板在拼装过程中不得焊接，便于调整；组装采用卡具进行，待椭圆度、对口间隙、水平度全部调整合格后进行点焊，点焊在外侧进行；

●罐顶瓜皮板组焊完成后、安装罐顶中心板；

●罐顶接管、人孔及平台栏杆安装；

Ø罐顶焊接

●先焊内侧焊缝，后焊外侧焊缝；

●径向的长焊缝，采用隔缝对称施焊方法，并由中心向外分段退焊，退焊长度为600-800mm；

●径向焊缝焊接完成后，在焊接顶板及包边角钢的环焊缝，环焊缝焊接采用6名焊工均布在环焊缝周围，沿同一方向同时焊接；

●罐顶附件及平台栏杆安装完毕后，继续第四带至第八带板的安装，安装采用手拉葫芦提升罐体；

Ø最下一带壁板安装

●安装前按排版下料图复测壁板圆周线上等分点各点高差，校核实际偏差；

●提升罐体1000mm高，拆除鞍座。

在边缘板上点焊壁板定位挡板；

●鞍座拆除后，认真检查壁板安装圆周线两侧及边缘板对接焊缝处焊肉是否高于母材，确认合格后，组对最下带壁板；

●最下带壁板与壁板间纵、环焊缝；壁板与边缘板间的角焊缝全部点焊完毕后，在焊接之前，必须认真检查该带壁板的下口水平度，椭圆度、垂直度；

●底圈壁板与边缘板焊接。

待壁板纵、环焊缝焊接完成后，最后进行底圈壁板与非弓形边缘板焊接，即大角缝的焊接。

首先，在外侧增加焊点，进行点焊，长度50mm～100mm，间隔400mm，在罐内侧底圈壁板与底板之间安装斜撑，在罐外侧临时安装支座底板，通过拧紧地脚螺栓压紧底板来控制焊接变形；

●先焊内侧第一遍，再焊外侧焊缝，地脚螺栓处暂不焊接，待内侧焊接完后，最后将支座底板拆除再焊接未焊接段。

5个焊工均布，沿同一方向施焊。

最后拆除斜撑；

●中幅板与边缘板对接，罐底与罐壁连接的角焊缝焊完后，完成剩余边缘板对接缝的焊接，焊接剩余的中幅板；

7）焊接工艺方法：

储罐材质为S30403和S31603，主体厚度为14-6mm，采用手工焊条电弧焊，对接焊缝，背面碳弧气刨清根。

焊接前准备

下料、坡口

坡口清理

坡口组对

焊缝点焊

焊缝焊接

表面检查

无损检测

8）焊接工艺流程

9）检查及验收

罐体形状和尺寸检查

Ø罐壁总高度的允许偏差，不应大于设计高度的0.5%；

Ø罐壁垂直度的允许偏差，不应大于罐壁高度的0.4％，且不得大于50mm；

Ø组装焊接后，罐壁的局部凹凸变形应平缓，不应有突然起伏，偏差范围如下：

板厚δ（mm）

罐壁局部凹凸变形（mm）

6≤δ≤14

≤13

Ø罐底焊接后，其局部凹凸变形的深度，不应大于变形长度的2%，且不应大于40mm；

Ø双曲率顶板,表面不可向外偏离设计形状大于1.25％D,向内偏离形状不可大于0.625％D（D为公称内径）,偏差值不可突变,允许平滑过渡；

Ø固定顶的局部凸凹变形，应采用样板检查，间隙不得大于15mm；

10）真空试验

Ø制作一个真空盒，真空盒的一端装一块真空表，一端接真空泵，开始检测前先做试验，检查真空盒的严密性；

Ø将要做真空试验的焊缝涂上肥皂水，把真空盒扣到焊缝上，底部用胶泥密封；

Ø打开真空泵，使压力升到-53Kpa，关闭阀门，在升压和稳压过程中检查焊缝是否泄漏，若有泄漏应按照规范要求规定进行返修重做；

11）充水试验

Ø储罐安装和验收合格后及其他的相关资料也检查合格后，方能进行充水试验。

充水试验目的：

●检查罐底的严密性

●检查罐壁的强度和严密性

●检查罐顶的强度、严密性和稳定性

Ø充水试验前，所有附件及其它与罐体焊接的构件，应全部完工；拆除所有临时构件

Ø在充水试验中，如基础发生不允许的沉降，应停止充水，待处理后，方可继续进行试验

Ø充水和放水过程中，应打开透光孔

Ø向罐内充水，充水过程中，注意观察罐体有无渗漏或变形。

如有异常应停止充水，待处理合格后方可继续充水，充水高度按设计图纸和规范要求进行

Ø罐底的严密性，应以充水试验过程中罐底无渗漏为合格

Ø罐壁的强度及严密性试验，应以充水到设计最高液位并保持48h后，罐壁无渗漏、无异常变形为合格；

Ø罐顶的强度及严密性试验，罐内水位应在最高设计液位下1m进行缓慢充水升压，当升至试验压力时，应以罐顶无异常变形，焊缝无渗漏为合格。

试验结束后应立即使储罐内部与大气相通，恢复到常压。

试验水温不低于5℃，引起温度剧烈变化的天气，不宜作罐顶的强度、严密性试验和稳定性试验；

Ø真空试验。

在前面罐顶的强度及严密性试验完成后将罐顶所有的接管人孔重新密封上，用放水方法进行负压真空试验。

试验时应缓慢降压，达到设计要求的压力时将下部放水阀关上、稳压，罐顶无异常变形为合格。

试验后，应立即打开罐顶接管及人孔，使储罐内部与大气相通，恢复到常压；

Ø放水

●首先确定水往何处排放，是否存在安全隐患

●放水前确认罐顶人孔是否已打开且已固定不让其移动

●整个放水过程应派专人看守

12）基础沉降观测

Ø在充水前进行罐空载观测，做好记录；

Ø罐内注水应缓慢进行，注水速度应以0.6m/d的速度向罐内充水，当水位高度达3m时，停止充水，每天定期进行沉降观测并绘制时间—沉降量的曲线图，当沉降量减少时，可继续充水，但应减少日冲水高度，以保证在载荷增加时，日沉降量仍保持下降趋势，当罐内水位接近最高操作液位时，应在每天清晨作一次观测，当发现沉降量增加，应立即把当天充入的水放掉，并以较小的日冲水量重复上述的沉降观测，直到沉降量无明显变化，沉降稳定为止；