10000M3储罐安装工程施工设计方案Word下载.docx
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储罐采用液压顶升倒装，手工电弧焊工艺施工方法。
3.1施工前准备
3.1.1、技术准备工作
1）储罐施工前，应具备有施工图和设计有关文件、施工单位编制并得到有关部门审批的施工方案或施工组织设计文件、原材料及配件的质量证明书、国家或行业的施工及验收规范和项目质量保证计划等文件。
2）施工前，有关人员应熟悉图纸及有关技术文件、法规，通过图纸会审，明确储罐建设工程相关专业配合要求。
储罐焊接工艺评定，根据现行的《钢制压力容器焊接工艺评定》（JB4708）的规定进行。
储罐的焊接技术人员应根据焊接工艺评定编制焊接工艺卡，经焊接责任师审批后实施。
3）储罐施工技术人员应根据现场实际情况和施工技术文件，编制有针对性的、切实可行的施工技术方案及作业指导书，并进行相应的技术交底。
明确储罐安装的质量标准及检验方法，编制质量保证措施，准备各种计量器具及施工记录。
3.1.2现场准备工作
1）根据施工技术方案的要求，进行施工现场平面布置，一般包括以下设施：
A、施工临时电源和临时线路；
B、供水、排水管道；
C、施工道路；
D、半成品构件堆放场地及材料堆放场地；
E、材料、配件库房；
F、焊材库房及焊条管理、烘干房；
G、各专业工种工具房及其休息棚；
H、焊机棚
I、起重设施和其它施工设施堆放场地；
J、现场办公室及探伤室；
K、现场消防设施及施工安全警示牌等；
L、此外，施工现场应有排雨水系统，现场平整，基础周围不得积水。
供电、供水系统应符合国家和行业现行的有关安全技术法规的规定。
3.2储罐预制方案：
3.2.1罐底板预制：
1）底板预制的主要工序流程为：
准备工作→材料验收→划线→复验→切割→检验→坡口打磨→下道工序
2）底板预制根据排版图进行，边缘板沿罐底板半径方向的最小尺寸应大于700mm；
中幅板的宽度不小于1m，长度不小于2m，底板任意相邻焊缝的间距均大于200mm。
3）罐底边缘板、中幅板坡口加工采用半自动火焰切割机，角磨机打磨；
4）弓形边缘板尺寸其允许偏差应符合下表的要求：
测量部位
允许偏差（mm）
长度AB、CD
±
2
宽度AC、BD、EF
对角线偏差|AD-BC|
≤3
5）中幅板（壁板）尺寸允许偏差应符合下表的要求：
板长AB（CD）≥10m
板长AB（CD）〈10m
简
图
宽度AC、BD
1.5mm
1mm
A
E
C
B
F
D
长度AB、CD、EF
2mm
±
1.5mm
对角线差|AD-BC|
≤3mm
≤2mm
直线度
AC、BD
≤1mm
3.2.2壁板预制:
1）罐壁板预制工序流程为：
准备工作→材料验收→钢板划线→复验→切割→检查→坡口打磨→成型→检查记录→下道工序
2）壁板预制应按照排版图施工并符合下列规定:
L=π（Di+δ）-nb+na+∑△
其中：
L—壁板周长
Di—储罐内径（设计）
δ—储罐壁厚
n—壁板数量
a—管道焊缝收缩量
b—对接接头间隙
△—每块壁板长度误差
A、各圈壁板的纵向焊缝宜向同一方向逐圈错开,其间距为板长的1/3,且不得小于500mm;
B、底圈壁板纵向焊缝与罐底的对接焊缝之间的间距不得小于200mm;
罐壁开孔或补强板外缘与罐壁纵向焊缝的间距不得小于200mm,与环向焊缝的间距不得小于100mm;
C、壁板宽度不得小于1000mm,长度不得小于2000mm。
3）罐壁板下料采用半自动切割机，磨光机打磨，严格控制切割精度，使其尺寸允差满足上表要求。
4）壁板在卷板机上卷制，辊的轴线与壁板长边相互垂直，并随时用弧长2米的样板尺检查，其间隙不得大于4mm；
壁板卷制时，用吊车配合，防止自重变形，卷制检查合格后，要放在成型胎具上，防止变形。
3.2.3罐顶板预制：
1）预制的工序流程为：
准备工作→材料验收→排版→样尺制作→划线→复验→切割→检验→打磨→下道工序
2）罐顶板应根据板材来料规格合理排板，确保材料的充分利用。
3.2.4构件及附件预制
3）抗风圈、加强圈、罐顶圈梁等弧形构件的成型加工，要有控制焊接变形的措施，成型后弧形曲率和翘曲长度不应超过构件长度的0.1%,且不大于4mm；
4）盘梯依据施工图纸预制踏步板、侧板、支撑等小件。
5）盘管的预制弧度与图纸标注一致，其弧度偏差用弧长1.5米的样板尺检查,间隙不大于4mm。
3.3储罐组装方案：
3.3.1基础验收
1）在储罐现场组装之前，必须对基础的外型尺寸、标高、水平度进行检验验收，其测量数据必须纪录并报业主。
2）储罐基础表面尺寸的检查验收，应符合下列规定：
A、基础中心标高允许偏差为±
20mm；
B、支撑罐壁的基础表面，其高差应符合下列规定：
有环梁时，每10m弧长内任意两点的高差不得大于7mm，整个圆周长度内任意两点的高差不得大于13mm；
无环梁时，每3m弧长内任意两点的高差不得大于6mm，整个圆周长度内任意两点的高差不得大于12mm，另外0°
、90°
、180°
、
270°
（即东、南、西、北）方位标记要定位准确、清楚。
C、沥青砂层表面应平整密实，无突起的隆起、凹陷及贯穿裂纹，沥青砂层表面凹凸度应按下列方法检查：
因为储罐的直径小于25米，可从基础中心向基础周边拉线测量，基础表面每100m2范围内测点不得少于10点，基础表面凹凸度允许偏差不得大于25mm。
3.3.2储罐组装工艺流程图：
1）储罐半成品构件预制
2）半成品构件运输
3）储罐基础验收
4）施工现场平面布置
5）施工前准备
6）底板铺设焊接及检验
7）顶胎放样制作安装
8）包边角钢组焊、检验
9）顶层壁板组焊、检验
10）顶板组装、焊接、质量检验
11）消防设施安装
12）顶部附件安装、焊接
13）倒装施工设施就位、安装
14）封焊底层壁板与底板的内外角焊缝
15）以次组装焊接第三层壁板，直至底层壁板
16）罐壁附件安装、焊接
17）施工机具撤离、质量检查
18）人孔、清扫孔等安装、焊接
19）交付使用
20）罐内清扫
21）基础沉降观测
22）顶第二层壁板，组装、焊接、质量检验
23）罐顶密封性试验
24）强度试验
25）焊接底板的边缘板与中幅板之龟甲缝
3.3.3底板组装：
1）基础验收合格后,以基础中心和四个方位标记为基准,画十字中心线并标注角度0°
、90°
、180、°
270°
，按排版图进行罐底边缘板放线。
.
2）底板铺设的工序为：
施工准备→罐底放线→罐底边缘板铺设→罐底边缘板组对→中间走廊板铺设→大板铺设→两侧走廊板铺设→小不规则板铺设
→收缩缝组对时必须留30-50mm余量，待底圈壁板大角缝焊接后再组装。
3）边缘板铺设时，按0→90°
、180→90°
、0→270°
、180→270°
的方法进行定位铺设，以确保铺板的位置准确，也要保证组对间隙的内大外小的特点，边铺设边用组合卡具固定。
4）中幅板的铺设按从中心向外铺设的顺序先铺中心条形板，后辅大板。
5）小板与边缘板的组对待大角缝、收缩缝全部焊接完毕后,根据实际尺寸进行下料切割，然后组对点焊。
6）罐底板组对技术要求：
A、边缘板间隙按内大外小的原则，即外侧间隙为6~8mm，内侧间隙为8~12mm；
其底部与垫板要求紧贴，其间隙小于1mm；
B、中幅板与中幅板、中幅板与边缘板的对接间隙及垫板规格按图纸要求；
C、罐底板焊接完毕后，其局部凹凸度不大于50mm；
3.3.4拱顶组装
1）壁板安装半径的确定
A、储罐拱顶组装前，顶层壁板安装内半径，应适当放大。
顶层安装半径的确定应考虑基础的实际坡度及焊接的收缩值。
2）顶层壁板的组装
A、顶层壁板按排板图进行组装，组装焊接之后，相邻壁板上口水平偏差为2mm，整个圆周长上任意两点水平的允许偏差为6mm；
壁板铅垂允许偏差为7mm。
3）包边角钢的组装
A、在现场钢平台上，检查包变角钢的弧度和翘曲度，合格后编号定位。
在顶层壁板检查合格之后，安装包边角钢。
安装时应注意以下事项：
当包边角钢与壁板搭接时，应先焊包边角钢对接缝，再焊内侧间断角焊缝，外部角焊缝仅作定位焊，留待顶板组装完毕之后，与顶板焊接一并进行。
包边角钢应紧贴壁板，其间隙应控制在2mm以内，且高出壁板部分的局部偏差为±
4mm。
包边角钢自身对接焊缝应全部焊透。
4）拱顶板的安装
A、拱顶胎架的制作安装
1.先在罐底板上预制好拱顶胎架。
2.拱顶胎架制作可采用计算法和实际放样法做胎。
计算法做胎时，应考虑底板的实际坡度，顶层壁板及桔瓣下料的几何尺寸。
顶胎每圈立柱高度可按下式计算：
H=K–[R拱（1-cosα）+△]
式中，H——胎架每圈立柱高度（mm）；
K——常数。
K=B+b+h，即顶层壁板高+槽钢垫块高+拱高（mm）；
R拱——拱顶的设计半径（mm）；
△——相应顶胎半径处坡高差（mm）；
α——随顶胎半径变化的中心夹角（°
）。
B、顶板的安装
1.拱顶胎架制作安装完成之后,在包边角钢和顶胎架上划出每块拱顶板肋骨的安装位置线,并点焊上连接板。
2.先在轴线对称部位开始，组对拱顶板横向及纵向肋骨。
3.以轴线对称部位位置为中心作出第一块罐顶板中心线，以此为基准把每一块罐顶板的中心线位置用样冲在顶圈梁上打出记号，并点焊上顶板挡铁，
4.先组装两块或四块顶板，调整后定位焊，并在内部与肋骨点固。
再组装其余顶板，并调整搭接宽度，其宽度允许偏差为±
5mm。
5.顶板组装时，，外圈弧度用样板尺进行修整，
6.每块顶板安装过程中，作业人员内外分布，根据需要，利用钢管调整顶板搭接间隙使之紧贴，并定位焊。
7.利用拱顶胎架立柱，铺设脚手板，先进行内侧间断焊缝及筋板的连接焊缝施焊。
8.进行拱顶外部焊接。
安装拱顶板之中心顶板、透光孔、量油孔、泡沫发生器、罐顶踏步及平台、栏杆和罐顶层上的盘梯三角支架等。
9.上述工作完成并检查合格后，拆除罐内拱顶胎具及临时支撑。
3.3.5
罐壁组装
1）底板及底板边缘板辅设焊接基本完成后（边缘板外侧30mm应RT合格），以罐底中心为圆心，画出壁板内侧安装位置线，用样冲和白色记号笔等作出记号并按弧长约500mm为间距，焊接内侧和外侧限位挡铁，内侧与外侧限位挡铁间距取最厚壁板厚度+35mm为宜，按照排板图位置画出壁板安装位置线，待安装。
2）用平板车将预制场成型圈板放置在胎具上拉入施工现场后，用16T吊车将壁板垂吊于安装位置线，调整好基本垂直度和壁板外侧圆弧度后，用斜撑（角钢）固定点焊，斜撑点的数量为每块壁板2~3个，然后安装第二块壁板，与第一块板垂直缝的间隙控制在2~4mm之内（含），并用锁具固定，调整垂直度，固定斜撑至最后一块封门板。
封门板根据实际尺寸下料组装，壁板的铅垂直度不应大于7mm，半径偏差±
25mm，纵缝错边量不大于1mm。
3）安装顶圈梁，将预制成型符合尺寸要求的顶圈梁组合件安装于壁板上，顶圈梁对接焊缝与壁板垂直焊缝之间应大于200mm。
4）顶升机（手拉葫芦）立柱位置的顶板外围向圆心1.5米×
1.5米待后安装，以便安装顶升机（手拉葫芦）立柱，并有利于通风、采光。
5）在顶板安装时同时进行顶升装置的安装调试，胀圈的成型等准备工作。
环缝组对任何一点的错边量不大于板厚的2/10，且不应大于3mm，罐壁焊缝的角度变形≤10mm，局部凹凸变形≤13mm。
6）搭设周边工作平台，用于环缝组对焊接。
抗风梁板若采用拼接时，其对接接头应全焊透，且保持平整，与罐壁焊缝错开200mm，在任何安装标高上间隙不超过±
7）各层壁板的组装
第二层及其以下各层壁板组装除遵循顶层壁板组装有关要求外，还需注意以下几点要求：
A、按壁板排板图划出第二层（以上各层均如此）每块壁板纵缝在底层（或下一层）壁板上的安装位置线。
用安装背杠固定新安装的壁板。
B、壁板安装就位时，应在背杠位置上垫上组装垫板。
C、第二层及以上各层壁板组装的允许偏差不应大于该层壁板高度的0.3%；
D、壁板组焊时，各层壁板内表面应平齐，错边量应符合以下规定：
1.纵向焊缝错边量：
当板厚小于或等于10mm时，不应大于1mm；
当板厚大于10mm时，不应大于板厚的1/10，且不大于1.5mm。
2.环向焊缝错边量：
当上圈壁板厚度小于8mm时，任何一点错边量均不得大于1.5mm；
当上圈壁板厚度等于或大于8mm时，任何一点错边量均不得大于板厚的2/10，且不大于3mm。
3.相邻两壁板上口水平度允许偏差不大于2mm；
在整圆周上任意两点水平度的允许偏差小于6mm。
4.纵焊缝角变形≤6mm，储罐垂直度偏差不大于1/250。
E、整圈壁板调整合格后，应拆除垫板，并进行立缝焊接。
F、立缝焊接后，应拆除立缝组对弧形板，并分等分进行环缝组对，定位焊的间距为300mm，长度为50mm左右。
丁字缝必须定位焊，其长度为100mm，然后进行环向焊缝的焊接。
G、允许偏差检查
底层壁板1m高处，内表面任意点的半径允许偏差应符合下表要求：
储罐直径（m）
半径允许偏差（mm）
D≤12.5
13
12.5<
D≤45
19
焊缝的棱角用1m长的弧形板检查,并符合下表规定:
板厚（mm）
棱角（mm）
δ≤12
≤10
12<
δ≤25
≤8
罐壁的局部凹凸变形应符合下表规定:
罐壁的局部凹凸变形（mm）
≤13
δ>
25
3.3.6底层壁板与底板弓形边缘板的组对
1）按底层罐壁周长，换算出底层罐壁的内半径，以检查圆为基准，进行底层壁板与弓形边缘板的组对。
组对时，其定位焊宜在罐外侧进行。
2）组对完毕后，应对壁板与底板边板的角焊缝进行焊接。
角焊缝采用手工焊，在每块壁板内侧设置三根短支撑，支撑在弓形边缘板上，以避免由于角焊缝焊接而引起边板上翘的现象出现，在角焊缝焊接时，应在其内侧焊第一遍，然后再焊外侧焊缝，最后焊接内侧。
3）底层壁板与弓形边缘板内外角焊缝焊接完毕后，组对弓形边缘板之间的搭接焊缝，并进行焊接。
最后组对边缘板与中幅板之间的搭接缝，并进行焊接。
4）大角焊缝组对时采用防变形槽钢斜撑进行固定，每张边缘板2个。
3.3.7附件组装
1）罐壁底圈施工前，按图纸所示的罐壁附件开孔位置应全部在底板上标高明确，底圈壁板安装完，引至壁板上，即开孔安装罐壁人孔等附件。
开孔前，均应先焊加强圈，再安装附件，附件焊接时应作好各支撑式防变形措施，凡能安装的罐壁附件一次性安装完毕，以利罐内通风。
2）罐顶施工完毕，拆除顶胎后，即施工罐顶栏杆等罐顶附件，具体施工方法同罐壁附件安装。
3）盘梯的安装位置必须准确。
盘梯安装可在地面根据情况整体预制，整体吊装或分段预制，分段吊装。
4）所有附件的安装基准线要统一、准确。
如果顶部平台位置偏移，那么量油管、盘梯等位置也会随之偏移而组对不上。
因此安装时，应用经纬线打线，以确保每条线准确无误。
5）抗风圈、加强圈在罐壁组装过程中安装，采取分片（段）预制吊装。
6）抗风圈、加强圈的对接焊缝与罐壁的纵缝应错开200mm。
3.4储罐液压顶升方案
3.4.1工程概况
按储罐施工组织设计采用液压顶升倒装法施工。
设备生产厂商为北京中建建筑科学技术研究院，本设备1套计46台顶升机。
1）储罐最大起升重量为单台：
210T，详见附表
（一）。
表一：
液压顶升装置最大载荷
名称
数量
载荷总重
211T
顶升能力
280T
负荷比
65%
罐体
140T
罐顶
60T
罐顶附件
10T
2）每圈板起升高度≤2米，顶升机最大起升高度2.8米。
3）单台顶升机额定负载16T，共20台同时顶升，合计负载能力320T。
4）顶升机数量的确定公式
N=GMax/KW
式中N=顶升机数量
GMax=最大起重率
K=提升机工作效率
W=单台顶升机额定起重量
4）胀圈主梁为[18槽钢。
加强板用t=12
Q235-A钢板。
胀力用3台×
20T机械千斤顶。
3.4.2液压顶升方案
1）准备工作
A、安装顶升机机架并用斜撑固定于底板上。
B、安装液压泵站及油路系统并进行调试。
C、安装胀圈，用千斤顶胀紧，并检查合格。
D、壁板斜铁、限位板等准备工作完成。
E、顶升人员配置
指挥员1名；
起重工1名；
油站操作工1名；
值班电工1名；
机修工1名；
电焊工4名；
铆工4名
F、
信号配置
红绿指挥旗各1面，哨子6个。
2）顶升
A、经各专业检查合格后由指挥员下达顶升指令，油站操作工按操作盘（见附表五）先合上泵站电源开关，再按“警告”按钮（即铃声）。
B、按“启动”按钮，打开压力表开关，转动溢流阀手轮，使压力表的指数缓慢上升，当指针达到16Mpa时，系统具备顶升条件，压力高于16Mpa时，将会自动打开溢流阀卸荷。
C、当电机运转正常，油压正常后，将按钮原在“停”位置移到“升”位置，电磁阀动作使节流阀的四个油口提供压力油，推行执行机构（千斤顶）运动，同时回路系统回油，顶升到位或中途需停止顶升时则将按钮移到“停止”位置。
当有特殊情况时可将“紧急停车”按钮停止。
D、顶升到位，第六圈壁板围板，组对点焊完成后将按钮处于“降”位置，顶升装置复位。
E、用倒链将内模复位以次循环。
F、顶升时，各专业用对讲机进行指挥和联系。
3）液压顶升操作系统安全保证措施
A、为保证液压顶升机都能协调一致地上升和下降，同时每个顶升机在微量不同步时能达到调整，以消除顶升中高低的局部误差，采用了既集中又分散的电磁控制阀和分流阀，四十台顶升油缸设置总操纵电磁阀，每个顶升油缸设分流电磁操纵阀，当发现个别油缸不同步时，操纵分流电磁阀达到同步，并设置了自锁装置，当顶升到位时，操作人员关闭总开关，停升后即自锁，如顶升中突然发生停电，顶升机也能自锁不再工作，顶升高度保持不变，确保整个顶升阶段的施工安全。
B、顶升时派专人沿罐内巡视，以防止罐体在上升过程中，内模或其它装置与顶升机立柱卡涩。
四、施工主要焊接工艺及程序
4.1碳钢焊接工艺
1）根据图纸设计要求，储罐的焊接坡口形式，主要是“V”型和“Y”型坡口两种，厚板的“V”型坡口焊接为单面多层施焊，熔焊金属量大，造成热输量大，易产生罐壁焊接变形，为确保工程质量，克服和减少施焊中不均匀的焊接变形，焊接中遵循如下工艺操作：
2）必须按照不同板厚、焊缝形式的焊接参数或试样测定的焊接参数来施焊，同时适当根据设备和新旧程度及个人施焊的手法略作调整。
3）每道焊缝的施焊以分段退焊法操作，多层多道焊接的每次层间接头应错开，并确保起弧收弧处的弧坑要饱满。
4）“X”型坡口施焊时，除采用分段退焊法外，还必须遵照内外交替施焊的原则焊接，即先焊外面两道后，到罐内用砂轮或碳刨清根，如用碳刨清根应用砂轮磨去渗碳层，然后施焊两道，再到外面施焊或盖面，后到里面施焊盖面，直到焊接完毕。
5）厚度在8mm以下的钢板焊接，里面的焊缝清根采用砂轮清磨，罐内焊缝如高于板面时，一律用角向砂轮机磨平。
6）壁板纵缝施焊前，必须在纵缝的上口和下口150mm处焊接防变形板，并避免在工件表面随便引弧。
4.2储罐的焊接顺序
储罐在焊接过程中会产生较大的焊接变形，如底板凹凸变形、壁板缩腰和顶板波浪变形等。
如变形超过设计允许偏差范围，将影响产品的正常使用，严重的将使储罐使用寿命降低，甚至报废。
采用合理的焊接顺序，可以有效地减少和控制储罐的焊接变形，所以焊接顺序的选择对储罐焊接至关重要。
1）底板的焊接顺序
A、边缘板对接焊缝中第一圈壁板底部80mm焊缝先焊接（供组装用）→中幅板短焊缝焊接→中幅板长焊缝焊接→第一圈壁板与底板间环形角焊缝焊接→边缘板其余对接焊缝焊接→中幅板封闭焊缝焊接→边缘板与中幅板间龟甲缝焊接；
B、相互平行的焊缝采用隔行焊接的方法；
C、各条焊缝均采用从中间向两端施焊；
D、各条焊缝均采用从分段退焊法施焊；
E、长缝由几名焊工同时施焊；
F、罐底角焊缝焊接，应由数对焊工从罐内、外沿同一方向进行分段焊接。
2）壁板的焊接顺序
A、壁板立缝焊接→组对第一圈与第二圈壁板间的环缝→组对立缝焊接活口
第一圈与第二圈间环缝焊接→立缝活口焊接→下一圈壁板立缝焊接→以此类推
B、采用分段退焊法；
立缝可分三段分段退焊，第一段至焊缝顶端预留150mm，暂且不焊，待环缝焊接完成后将其补焊完成；
环缝可采取焊3~4根焊条退一步方法施焊；
C、采用交叉焊接的方法，减少焊缝角变形。
通常先焊大坡口，后焊小坡口，为了控制变形，应将大坡口填平后清根，焊接小坡口，小坡口完成后，再将大坡口盖面焊完。
D、采用同时对称施焊；
立缝焊工可每人一道焊缝或隔缝对称分布，同时施焊；
环缝焊工沿圆周均布，同向同时焊接。
3）顶板的焊接顺序
A、先焊短焊缝，后焊长焊缝；
B、先焊内侧焊缝，后焊外侧焊缝；
径向的长焊缝，采用隔缝对称施寒方法，
C、由中心向外分段退焊；
D、顶板与包边角钢焊接时，焊工应对称均匀分布，并沿圆周同一方向分段退焊。
4.3储罐底板的焊接
1）本工程中，储罐底板的焊接采用手工电弧焊。
2）焊工所使用的焊条规格、焊接电流、焊接速度和工艺规定的焊缝层均应趋向一致，确保底板焊接均匀一致；
3）焊缝采用分
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