减压塔施工方案.docx
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减压塔施工方案
一.设备基本概况
中国石化集团天津分公司100万吨/年乙烯及配套项目1000万吨/年常减压装置中的减压塔（501-C-201）内径分别为φ5400mm/φ10800mm/φ6000mm，中间用φ5400mm/φ10800mm和φ10800mm/φ6000mm球型过渡段连接。
减压塔塔体壁厚分别为δ＝（20+3）mm、δ＝（22+3）mm、δ＝（34+3）mm和δ＝（50+3）mm，主体材料为16MnR+0Cr13，塔体总高度54435mm，金属总质量1020吨。
该塔由中国石化工程建设公司进行技术设计，北京燕华建筑安装工程有限责任公司承担制造及现场安装。
1.1减压塔的主要技术参数
表1：
减压塔的主要技术参数
设计温度:
435℃
立/卧置水压试验压力：
0.868MPa
设计压力:
0.35/-0.1MPa
容器类别:
常压
基本风压:
550N/㎡
操作介质：
油、油气和水蒸汽
抗震设防烈度/分类:
7度/第一组
保温材料:
硅酸铝
腐蚀裕量:
3mm（复层）
保温厚度:
180mm
主体材料:
16MnR+0Cr13
A、B类焊缝:
φ10800mmRT/100％/II/AB+UT/20%/I/B
其余A、B类焊缝RT/20％/III/AB
焊缝接头系数:
0.85
C、D类焊缝待堆焊面和复层：
MT或PT/100％/I
充水水质量：
3556000Kg
全容积:
3556m3
金属质量:
1020000Kg
场地土类别：
III类
热处理：
直径φ10800mm筒体及两个球型过渡段焊后整体热处理
1.2工程实物量
表2：
减压塔工程实物量
名称
规格（mm）
数量
材质
质量（Kg）
塔体
φ5400×（20+3）×7700
φ10800×（50/34+3）×31617
φ6000×（22+3）×9091
各1段
16MnR+0Cr13
339900
下过渡段
φ5400mm/φ10800mm球型过渡段
1段
16MnR+0Cr13
46260
上过渡段
φ6000mm/φ10800mm球型过渡段
1段
16MnR+0Cr13
44410
封头
EHA5400×（20+3）
EHA6000×（22+3）
各1个
16MnR+0Cr13
13380
裙座
φ20814×8000×30
1个
16MnR/Q235B
25440
塔顶吊柱
1套
组合件
人孔
PN2.5DN600/800
3/10套
组合件
接管
DN100～DN1600
60个
16MnR+堆焊
二．编制依据
2.1减压塔施工图纸——中国石化工程建设公司
2.2《压力容器安全技术监察规程》99年版
2.3GB150-1998《钢制压力容器》
2.4JB4710-2005《钢制塔式容器》
2.5JB4708－2000《钢制压力容器焊接工艺评定》
2.6JB4709－2000《钢制压力容器焊接规程》
2.7JB4730－2005《压力容器无损检测》
2.8JB4744－2000《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验，标准释义》
2.9JB4726－2000《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》
2.10JB4728－2000《压力容器用不锈钢锻件》
2.11JB/T4747-2002《压力容器用钢焊条订货技术条件》
2.12GB/T8165《不锈钢复合钢板和钢带》
2.14GB6654－1999《压力容器用钢板》及（第1号修改单）（第2号修改单）
2.15GB/T228《金属拉伸试验法》
2.16GB/T229《金属夏比缺口冲击试验法》
2.17GB/T2975《钢及钢产品力学性能试验位置及试样制备》
2.18GB/T6396《复合钢板力学及工艺性能试验方法》
2.19SH/T3527-1999《石油化工不锈钢复合钢板焊接规程》
2.20BCEQ-9304/A1《非临氢压力容器用爆炸不锈钢复合管制造技术条件》
2.21BCEQ-9301/A1《压力容器内部单层堆焊（E347）技术条件》
2.22SH3524-1999《石油化工钢制塔、容器现场组焊施工工艺标准》
2.23JB/T4711《压力容器涂敷与运输包装》
三．施工计划、施工组织及施工程序
3.1施工进度控制点见附件一“减压塔施工进度计划”。
3.2施工组织机构
图1：
施工组织机构
3.3施工程序
图2：
减压塔施工程序
四．预制前的准备
4.1施工技术准备
4.1.1施工图、设计文件、施工组织设计、施工方案和施工工艺等。
4.1.2相关的施工验收规范。
4.2预制厂准备
4.2.1预制厂应具备预制平台、钢材堆放场地、焊条库房、工具房和消防设施等。
4.2.2施工机具按施工机具一览表提前准备。
五．钢板预制
5.1复合钢板的验收
5.1.1到货复合钢板必须具有质量证明文件，且质量证明文件所含项目齐全、各项指标符合国标、部标和有关技术标准，当对质量合格证明书有疑问时，应对钢板进行复验；
5.1.2复合钢板无论是基层还是复层均为整张板，即不允许存在拼接焊缝。
5.1.3检验合格的材料应按规格材质摆放好，钢板应做标记，并按材质、规格、厚度等分类存放，存放过程中应用道木在钢板下表面铺垫平整，防止钢板产生变形，严禁用带棱角的物体垫底。
5.2复合钢板预制
5.2.1封头的预制
减压塔的上封头为φ6000×（22+3）、下封头为φ5400×（20+3）标准椭圆封头均采用分片冲压成型。
复合钢板按排板图下料后分块运至封头压制单位。
单片验收合格后，封头制造厂应对其进行预拼装。
在预拼装过程中禁止在复层上焊接临时支耳或连接板。
封头成形后应用对应的样板（4.5m和4.3m）的样板进行检查，其几何尺寸及曲率允差应符合规范要求。
5.2.2球封的预制
减压塔的上、下过渡段球封为球壳的赤道带，球封的每块钢板采用平板放样下料，切割时用数控等离子切割机。
平板下料后进行压制，由于压制后的钢板发生延展还需按理论尺寸进行修正。
在确认几何尺寸检查合格后，进行球封的预拼装，预拼装合格后，将球封钢板放置在特制的胎具上，防止运输变形。
5.2.3筒体钢板的预制
（1）逐张检查复合钢板的几何尺寸，检查合格后按排板图在钢板基层画出净料尺寸并做好尺寸检查记录，同时做好钢板标记移植。
钢板的切割可采用半自动火焰切割机或数控等离子切割机，切割时复层必须朝下。
切割后应再次进行几何尺寸检查，其长度允差±1mm、宽度允差±1mm、对角线允差±2mm，钢板堆放时应用70*70*70的方木块隔开，防止复合层渗碳；
（2）下料后按焊接方案要求进行坡口的切割。
坡口的切割也可采用半自动火焰切割机或数控等离子切割机，坡口表面应光滑，不得有裂纹、分层和夹渣等缺陷，熔渣和氧化皮应及时清理；
（3）复合钢板滚圆前应将滚板机上辊用不锈钢衬套包好，以防止复合层划伤。
复合钢板滚圆的同时，用2000mm长的曲率样板经常地检查钢板的曲率，样板和钢板间的间隙不大于3mm；
（4）复合钢板滚圆检查合格后，应放置在专用胎具上，钢板堆放时应用方木隔开。
六．钢板运输
6.1封头采用分半运输。
封头在制造厂经过焊缝热处理和预拼装合格后，放置于特制的胎具上并做好运输的防变形措施，直接运至天津施工现场；
6.2裙座、球封和筒体钢板将用专用运输胎具，分阶段运至天津施工现场。
七．现场操作平台制作
预制件运至施工现场之前，应先制作的现场操作平台，以便预制件的摆放和筒体的组对。
现场操作平台处的基础应预先处理，用200mm的三七灰土夯实，再铺设500mm的碎石，最后浇注200mm的混凝土，待混凝土凝固后，在其上面铺设一层20mm的钢板。
制作的操作平台应有足够的强度和水平度，以确保能承受常压塔筒节的重量和保证筒体的垂直度。
现场操作平台的方位见现场施工方位图。
八．基础验收
预制件运至施工现场后，即可进行塔基础的正式交接验收，塔基础的验收应满足一下要求：
8.1基础施工单位应提交质量合格证、测量记录及其他施工技术资料，基础上应明显地画出标高基准线、纵横中心线和沉降观测水准点；
8.2基础外观不得有裂纹、蜂窝、空洞及露筋等缺陷，混凝土强度应达到设计要求，地面周围土方应回填实并整平；
8.3基础各部位尺寸和位置偏差应符合规范要求；
8.4基础表面在塔安装前应进行修整。
基础表面不得有油污或疏松层，需灌浆抹面处要铲好麻面，放置垫铁处应铲平；
8.5地脚螺栓不得弯曲，螺纹部分无损坏及锈蚀。
九．塔体安装
根据减压塔结构和我公司吊装能力，将减压塔塔体分为十三段进行吊装安装，分段情况见附件二“减压塔吊装分段图”，具体吊装情况如下表3：
表3：
减压塔吊装分段情况
序号
名称
规格（mm）
高度（mm）
重量（t）
安装方法
1
裙座
Ф10814*30
3188
25.60
分片安装
2
下椭圆封头段
Ф5400*（20+3）
3213
11.24
整体吊装
3
吊装第二段
Ф5400*（20+3）
3600
11.08
整体吊装
4
吊装第三段
Ф10800*（34+3）
5587
49.06
整体吊装
5
吊装第四段
Ф10800*（50+3）
2450
34.76
整体吊装
6
吊装第五段
Ф10800*（50+3）
3700
52.49
整体吊装
7
吊装第六段
Ф10800*（34+3）
3900
38.57
整体吊装
8
吊装第七段
Ф10800*（34+3）
4200
41.53
整体吊装
9
吊装第八段
Ф10800*（34+3）
5000
49.44
整体吊装
10
吊装第九段
Ф10800*（34+3）
4300
42.52
整体吊装
11
吊装第十段
Ф10800*（34+3）
3577
35.60
整体吊装
12
吊装第十一段
Ф10800*（34+3）
6990
52.95
整体吊装
13
吊装第十二段
Ф6000*（20+3）
3155
10.77
整体吊装
14
上椭圆封头段
Ф7600*（22+3）
3465
14.12
整体吊装
9.1裙座安装
9.1.1基础环的组对和焊接
将分段的基础环置于基础上，进行组对，组对完成后将每一焊缝焊接一层，再用20个1米高的龙门架将基础环垫高1米，然后在焊缝另一面进行对称焊接，焊接完成后把基础环放在基础上进行变形处理，调整完成后将基础安装在合适位置，并用垫铁调整好标高、水平和方位；
9.1.2垫铁安装
（1）每个地脚螺栓两边各放一组垫铁，并位于塔裙座基础环筋板下，用水平尺检查每一垫铁纵横方向水平度和每一组垫铁是否处于同一水平，且每一垫铁标高符合图纸要求；
（2）成对使用垫铁的斜面应相向，斜垫铁下方应放置平垫铁，当有多块平垫铁时，厚平垫铁放下面，薄平垫铁放中面。
每组垫铁应露出塔基础环外缘10~20mm，伸入长度应超过地脚螺栓，且能保证裙座受力均衡；
（3）每组垫铁应放置整齐平稳、接触良好、表面无油污。
在裙座找正找平，地脚螺栓紧固后，将各块垫铁互相焊牢。
9.1.3裙座安装
（1）裙座筒节安装前，应在基础环上按裙座圆筒直径划出基准圆，在基准圆内侧每隔0.5m焊接一个定位块，定位块的尺寸规格为100mm*100mm*10mm，材质为Q235B；
（2）第一圈裙座筒节采用分片安装，在基础环上纵缝组对后经检查合格即可焊接，焊接完毕后再应调整筒节，使其与基准圆对齐并点焊上，待质检员检查合格后再焊接筒节与基础环的角焊缝；
（3）在基础环上划出筋板的位置后，安装筋板和盖板并焊接；
（4）以筒节的上口水平为基准找平后，拧紧地脚螺栓并打紧垫铁；
（5）其它各圈裙座筒节在地面操作平台上组对，先按裙座圆筒内径（φ10814mm）在平台上画出基准圆，每隔1m设置一个限位块，再按排板图编号围板组对，组对点焊固定后，应检查每圈筒节的对口错边量、对口间隙和端面不平度，检查合格后做好防变形措施即可进行焊接，焊接完毕后再检查筒节的曲率、垂直度和椭圆度；
（6）将组对好的各圈裙座筒节按排板图要求与第一圈裙座筒节进行环缝组对。
组对时，在对口处每隔1m放一块δ=2mm的间隙板，并以内壁为准每隔0.5m设置一个定位块，环缝组对完毕后，应检查两圈筒节的对口间隙、对口错边量和垂直度，检查合格后做好环缝的防焊接变形措施即可施焊。
9.2下封头与下筒体安装
9.2.1在地面操作平台上，将两半椭圆封头组对焊接，完成后检查椭圆封头的几何尺寸，合格后需对焊缝进行无损检测，以达到设计和规范要求为合格；
9.2.2按裙座筒节的组装方法在平台上组装各圈下筒节，待每圈筒节检查合格后，在筒节外侧定好四条方位中心线，并作出明显标记。
9.2.3下封头与其相邻的筒节组对时，先将下封头开口朝上，且上口保持水平，并固定封头。
将组焊好的筒节吊起与封头的上口组对，组对时仍在外壁进行操作，其组对的尺寸应符合设计和规范要求。
组对检查合格后，按《焊接方案》进行焊接；
9.2.4其它各圈筒节之间的组对采用倒装法。
组对时，先将下面一圈筒节立于操作平台上，在其上口外侧每隔约一米焊一块定位板，再将另一圈筒节吊放上去（见图3），同时使上下两圈筒节的四条方位中心线对正，其偏差不得大于5mm
图3：
上下筒节组对方法示意
9.2.5下筒体各吊装段组装完毕后，应检查该段的曲率、垂直度和椭圆度，合格后采用正反丝“米字型”结构从内部直接加不锈钢垫板支撑，上下口“米字型”结构通过活连接连为一体。
具体结构如图4所示。
图4：
筒体加固示意图
9.2.6下筒体各吊装段组焊完毕后，在筒节外壁均匀焊接4块吊耳，先将下封头段吊至减压塔基础的中间下方放置，再将下筒节吊装段吊至封头段的上方放置。
9.3下球封安装
9.3.1在地面操作平台上，先将下球封组装焊接完毕，并与下方相邻的筒节焊接，组成一个吊装段；
9.3.2将下球封吊装段吊至裙座筒体上方，按排板图要求组对球封与裙座，其组对要求应符合设计和规范要求，并保证球封段的上下口水平度在允许范围内；组对安装检查合格后按《焊接方案》进行焊接。
9.3.3球封与裙座的组对焊接完毕后，应先后将下筒体和封头段依次组对焊接上。
9.4中间筒体安装
9.4.1在地面操作平台上，按下筒节的组装方法组装中间各圈筒节，并按各吊装段组对各圈筒节，组焊后的各吊装段采用正反丝“米字型”结构加固。
9.4.2在吊装各吊装段前，应在塔体内外搭设脚手架，脚手架的搭设见《常压塔脚手架施工方案》；9.4.3按《减压塔吊装施工方案》将各吊装段依次吊放至对应位置组对焊接，检查合格后，将“米字型”结构拆除，拆除过程中应注意保护复层钢板；
9.4.4附件及塔内一二次固定件安装
（1）随着中间筒体各吊装段的逐渐组装，每安装一段吊装段后，应用水平仪在筒节内侧测出各层塔盘一二次固定件的位置，并做好明显的标记，其划线位置偏差应在允许范围内，。
而在筒节外侧划出接管开孔线的位置，并打上样冲眼，开孔线的标高尺寸偏差不应大于3mm，周向偏差不应大于3mm，且不应开在焊缝上；
（2）接管开孔线经质检员检查确认无误后方可开孔，开孔采用等离子切割机，坡口处的复层采用碳弧气刨，气刨后用砂轮机修整坡口并磨除渗碳层；
（3）开孔后按图纸要求焊接接管、人孔和补强圈，其焊接顺序按焊接工艺卡要求执行；
（4）待开孔焊接完毕后，按图安装外壁保温支撑圈、梯子平台和塔内一二次固定件，其安装精度均应符合设计和规范要求；
9.5上球封段安装
9.5.1在地面操作平台组焊上球封，并与相邻的上一圈筒节组焊组成上球封吊装段；
9.5.2上球封吊装段经检查合格后，可吊装至与中间筒节的上口组对焊接。
9.6上筒节安装
9.6.1在地面操作平台组焊上筒节段，检查合格后吊装至与上球封段组焊；
9.6.2上筒节安装完毕后，即可进行开孔划线和一二次固定件的安装，其安装方法及要求同上。
9.7上封头安装
在塔内所有的一二次固定件安装完毕后，将上封头与上筒节上口组对焊接，组装完毕后清理塔内的所有施工用具，并打扫干净；塔外壁的临时吊耳和支撑垫板也应去掉，有凹坑处需补上，有疤痕处必须打磨平滑，并进行渗透或磁粉检测，确保表面无裂纹等缺陷；
9.8塔体内外整理完毕后，应对塔进行整体检查，检查尺寸应符合下表4：
表4：
减压塔整体检查要求
序号
检查项目
允许偏差（mm）
1
各段筒体椭圆度
25
2
上筒体直线度
7.5
3
中间筒体直线度
18
4
下筒体直线度
6
5
上下封头焊缝之间的距离
40
9.9焊缝无损检测
塔体安装完毕后，应对塔体所有焊缝进行20%的射线检测，其检测部位尽量集中于丁字口处，其检测合格级别应符合设计和规范要求；对不合格的焊缝必须进行返修，且返修次数不能超过两次，超过两次以上的需经项目总工签字确认；
9.10整体热处理
无损检测完毕后，可进行塔体的热处理，在做热处理之前，确保与塔体焊接的全部构件已焊接完毕，进行整体热处理时应按《减压塔热处理方案》执行；
9.11水压试验
热处理结束后，按设计要求进行水压试验，具体操作步骤按《减压塔水压试验方案》执行。
水压试验完成后，打开人孔将塔内的水渍吹干；
9.12塔内件的安装
9.12.1进入塔内的施工人员须穿干净的胶底鞋，尽量保证塔内清洁。
9.12.2塔内件全从人孔进入，故人孔及人孔盖的密封面应采取保护措施，搬运和安装塔盘零部件时，应轻拿轻放。
9.12.3塔内件安装后，应仔细检查塔盘的安装质量，并做好检查记录；
9.12.4塔内件安装经检查合格后，应关闭所用人孔。
十．防腐保温
与塔体连接的所有构件安装完毕后，可对塔体进行防腐保温，具体防腐保温步骤详见《减压塔防腐保温施工方案》；
十一.安全技术措施
11.1在施工中必须严格执行公司制定的《安全操作规程》一级施工现场安全规定和安全管理条例及国务院颁发的《建筑安装工程安全技术规程》。
严格执行化工部92年颁发的《施工机械安全技术操作规程和施工机械保养规程》。
严格执行北京市政府、市劳动局规定的《施工现场用电安全管理规定》。
坚持“安全第一、预防为主、全员动手、综合治理”的安全生产方针，按“谁主管、谁负责”的原则全面落实安全生产责任制，监理完善的安全组织网络；按“四全”管理原则对整个施工过程进行安全控制。
11.2进行安全技术交底，从施工方法、工艺程序、工艺要求、现场作业特点、关键控制点进行详尽交底。
每周进行一次安全活动、安全检查，并作相应记录。
11.3进入施工现场必须佩戴必要的劳动保护，高处作业（2米以上）必须系双钩双带三点式安全带。
11.4凡特殊工种作业人员必须经安全技术培训、考试合格并持有特殊工种操作证。
11.5施工前必须编制专业施工方案，对施工人员进行详细施工技术和安全技术交底，在情况不明的情况下不准施工。
11.6机械设备使用前，应认真检查。
超出规范要求使用的，须进行必要的计算校核。
11.7临时用电的电缆线路、电气线路敷设必须合格并绝缘良好，破损的电源线不得使用，以免使用过程中产生火花；配电箱、开关箱、插座必须完好并有防雨设施；一切电气设备必须按要求接零和接地并安装漏电保护装置。
电焊的接地线必须专接专用，查清周围的连接点，杜绝电焊线与周围的钢板等连接。
11.8施工现场必须做到水通、电通、通讯通、道路通和场地平整。
严格遵守施工检修十二个必办、八个必须遵守、十个不准。
11.9材料堆放必须符合要求，加强对施工现场可燃物管理，加强压力气瓶的管理，防止气瓶着火、爆炸。
11.10筒节（体）摆放、运输应平稳，吊装运输前作技术交底，按要求详细检查吊装机索具、吊耳，设警戒线，确认无误后方可起吊。
吊装时由专人统一指挥，吊装过程中应平稳，严禁冲撞脚周围物体。
吊耳使用前须经质检人员检查并确认合格，不得存在夹渣、气孔、裂纹、咬肉等缺陷。
11.11使用吊车进行吊装，必须严格按照吊车本身的操作规程进行施工，严禁超负荷吊装。
吊车工作时，吊钩、吊物要避开下方正在作业的人和设备。
11.12使用吊车时，必须由起重工传递信号，所有信号必须按（起重信号规程）执行。
一切施工人员都要服从统一指挥。
11.13指挥人员位置，应能清楚看到重物吊装的全过程，必要时设助手传递指挥信号。
信号要求准确、清晰。
11.14水压试验必须有专人负责，严格执行操作规程，非工作人员不得进入现场。
11.15电焊机要设独立开关，外壳要接地良好，拉合闸刀时要戴手套侧向操作，拆、装电源线应由电工操作。
每天工作结束后应切断所有电源，并检查确认无起火危险时方可离开。
11.16乙炔瓶和氧气瓶不得同放一处，至少应相距8m。
焊机房应配备若干泡沫灭火器。
11.17做到文明施工。
生产管理部门应定期督促、检查。
材料、设备等应规范摆放，垃圾应放到指定地点。
现场做到“施工完料净场地清”。
十二.主要控制点
12.1质量控制点
●塔体原材料、附件进场检验，焊接试板制作评定
●筒体钢板下料后检查
●封头几何尺寸及焊缝检验、塔节组对焊接检验
●焊缝无损检测
●塔体划线、开孔
●塔体几何尺寸检查验收，实测几何尺寸偏差
●塔内件验收检查
●防腐保温
●竣工验收
12.2监检停检点
●筒体卷制筒节检验记录
●设备开孔尺寸及方位检查
●筒体及封头检验记录
●设备外观几何尺寸
●质量证明书审查
十三.交工验收技术资料
13.1减压塔的产品合格证书及质量证明书
13.2减压塔的说明书。
应包括以下内容：
（1）减压塔技术特性
（2）减压塔竣工图，排板图
（3）减压塔的设计变更单及材料代用单
13.3减压塔的质量证明书，应包括下列内容：
13.3.1主要零部件制作材料的化学成份和力学性能；
13.3.2封头拼缝组焊记录、封头的检验记录、塔节筒体检验记录、纵环缝的组装及焊接记录、法兰管件的组焊记录等；
13.3.3塔内件（横梁、降液槽、塔盘）安装记录；
13.3.4减压塔的隐蔽验收记录；
13.3.5焊接质量的检查结果（包括返修记录）；
13.3.6焊缝无损探伤报告；
13.3.7防腐施工记录；
13.3.8压力试验报告；
13.3.9交工验证证书；
13.3.10地方监检部门，监检证明。
附件二：
减压塔吊装分段图
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