汇通物流双相不锈钢制作安装工法Word文件下载.docx
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设计压力（正压/负压）Pa
2200/-500
罐壁对接接头检测
设计温度℃
50
标准/方法/比率/质量等级/技术等级
JB/T4730-2005/RT/按规范/II/AB
储罐直径/储罐高度mm
Ф14500/14288
罐底对接接头检测
设计液位高度mm
12860
JB/T4730-2005/RT/按规范/III/AB
主体材料
ASTMS32101
罐底对接接头表面检测
腐蚀裕量mm
罐顶
罐壁
罐底
标准/方法/比率/质量等级
JB/T4730-2005/MT（PT）/按规范/III
1
罐壁焊接接头系数
0.9
底圈罐壁板与边缘板接头表面检测
呼吸阀启跳压力Pa
呼：
2000
吸：
-300
JB/T4730-2005/MT/按规范/I
基本风压N/m2
750
抗震设防烈度
7
基本雪压N/m2
设计基本地震加速度
0.05g
底板焊接接头检验：
真空度Kpa
53
地面粗糙度
A
场地土类别/设计分组
II/第一组
公称容积m3
计算容积m3
2359
充水试验压力Pa（G）（正/负）
2400/-1800
质量
净金属质量
介质质量
最大质量
kg
68004
2590757
2658761
充水试验高度mm
14288
二．工艺原理及程序
1.储罐特点：
立式圆筒形储罐的主体结构由罐底、罐壁、罐顶及罐内附件组成，盘梯、平台与走台、栏杆为储罐的附件；
与罐体联接的可拆卸部件如液位、温度、压力测控的计算设施、防雷、防静电、及消防设施为储罐配件。
主体材质为S32101，用等离子切割机进行下料时要注意，要选择不锈钢2205焊条进行焊接。
因是固定拱顶如何又快又好又经济的制作安装罐顶是个难题。
怎样控制底板制作安装质量，把控底板检验质量，做到底板质量100%合格一次到位和储罐焊接III级射线检测合格率90%以上是个重点。
本工法是介绍：
制作方面：
如何控制顶板和壁板预制质量，安装方面：
采用电动葫芦安装储罐、控制底板安装质量和控制所有焊接质量。
所需电动葫芦计算式如下：
最大提升荷载Gmax（t）
Gmax＝K（G顶＋G附＋G2……Gn）
式中：
K──摩阻系数，取1.1
G顶──罐顶盖及栏杆等
n──表示壁板层数
G附──附加施工荷载6吨
2.不锈钢立式圆筒储罐制作安装工艺流程图
三．特点
1.本工法现场合理分配人员、机械预制，交叉施工作业，省时省工省力；
2.本工法采用电动葫芦提升储罐
3.本工法能够保证切割、焊接不锈钢质量，同时便于全面控制质量
4.本工法机具、机械使用率高，焊接量大。
四．范围
本工法使用于不锈钢的立式圆筒形储罐的制作和安装。
五．制作和安装
5.1．焊接工艺评定
根据JGJ81-2002标准执行，对双相簿锈钢的手工电弧焊所焊材料进行工艺评定。
5.1.1.材料的认定
根据罐体使用参数，罐顶材料采用S321016mm的双相不锈钢，罐底采用S321016~11mm不等双相不锈钢，罐壁采用S321015~11mm不等双相不锈钢，按钢厂的钢材质量证明书对钢材进行验收，必须时尚应进行复验。
焊接材料需符合JGJ81-2002标准的要求。
5.1.2.焊接方法及焊接材料的确定
选用焊接方法应根据罐体结构、尺寸、材质、组装方法及利于保证质量提高效益等因素确定，再根据图纸要求、主体材质和焊接方法确定焊接材料。
双相不锈钢使用质量主要取决于焊接质量，双相不锈钢的施工质量主要取决于其金相组织为铁素体和奥氏体比例，铁素体的存在使其具有耐氯化物应力腐蚀的性能，奥氏体的存在使其具有好的韧性和耐腐蚀性能。
在焊接过程中，随着温度的升高，奥氏体逐步转化成铁素体,至金属熔化后结晶所生成的晶相组织的体积分数为100%的铁素体，随后的冷却过程中，铁素体又会转化成奥氏体，但由于焊接热循环的快速性和短暂性，往往来不及发生奥氏体的析出，加上合金元素N的损失作用，导致焊缝金属中铁元素占绝对优势，这样的焊缝金属不仅耐腐蚀性能低下,而且塑性也不良。
因此，双相不锈的焊接关键是平衡焊缝金属中的α/γ比。
因此，焊接过程的热循环，对焊缝和热影响区组织有很大影响，为了确保经济、效率、质量，罐体所有材料均采用手工钨极氩弧焊打底（GTAW），手工电弧焊盖面（SMAW）。
5.1.3.主要焊接工艺
主要焊接工艺见表2
焊接方法
GTAW+SMAW
焊接位置
立向上
编号
ZY-001
母材
牌号
管径
厚度范围（mm）
S32101
5~12
焊接材料
规格
烘焙参数
Tig2205
Ф2.4
S2205
Ф3.2
350度*2H
坡口
接口型式
V
钝边P
2.0mm
焊后热处理
坡口角度a
组对间隙b
加热温度
℃/hr
坡口加工
手工加工
表面清洗
保温时间
min
冷却速度
预热温度
℃
＞10℃
层间温度
＜150℃
保护气体
正面
种类
AR
电特性
钨极
流量L/min
10月13日
电流种类
极性
背面
直流
正极（JTAW）
反极（SMAW）
铈钨极
焊接规范参数
层次
焊材型号
焊材规格
焊接电流（A）
焊接电压（V）
焊接速度（cm/min）
备注
GTAW
ER2205
130-150
13-16
4-6
2-6
SMAW
E2205
80-120
21-23
5-7
焊接位置为横向焊接大部分参数和上表相同，唯一区别为：
85-120
5-10
5.2.罐体的预制
罐体的构件和材料安装前必须进行预制加工，如罐底边缘板成型、罐壁板坡口及圆弧度加工以及各种弧型构件（加强圈、包边角钢等）。
为了确保质量，严格要求在平整场地上对罐体材料进行预制，预制完成后用模具对其进行质量检查，建立质量过程控制流程，合格部件才能进行安装。
具体预制工程见图3
1.钢板的切割和焊缝的坡口,宜采用等离子切割机加工,剪切加工只限于9mm以下厚度钢板。
焊接坡口表面应平整光滑，不得有夹渣、分层、裂纹、溶渣表面硬化层等缺陷。
必要时对板材的焊接坡口表面进行磁粉或渗透着色探伤。
热煨成型的构件，不得有过烧、变质现象，其厚度减薄量不应超过1mm。
2.罐底的半成品预制
双相不锈钢储罐一般设计为2000和6500m3,故储罐底板一般由矩形中幅板和弓形边缘板组成（如图4）。
罐底半成品预制加工工序为：
配板下料切割校平防腐准备安装
图4
1储罐罐底配板：
罐底配板根据施工图、技术规范和进场材料规格来确定每张板的几何尺寸，切割加工后的每张底板都应做好标识，并复检几何尺寸、做好自检记录。
预制弓形边缘板及不规则板，钢板切割采用半自动等离子切割机切割和手工等离子切割相结合的切割方法。
弓型边缘板允许偏差
序号
测量部位
允许偏差（㎜）
长度AB、CD
±
2
宽度AC、BD、EF
3
对角线之差|AD-BC|
≦3
2罐底板下料切割校平加工：
施工班组根据配板图放大样复核配板尺寸，下料时先进行中幅板划线，后进行弓形边缘板下料划线。
底板块下料切割后，应及时防腐，防腐作业中要注意板块搭接边缘板不得刷漆，防腐后的底板半成品堆放时应在板块层间用软物隔离以保护防腐层，吊装作业时应在钢板边缘垫半圆管或麻布防止损伤板边。
3.罐壁的半成品预制
储罐壁板一般由多层环状带板组成，每层环状带板由多块弧形板组成（见图5），壁板半成品预制加工工序为：
配板下料切割焊接坡口加工卷板成型检查、记录准备安装组对
图5.罐壁板配板示意图
①储罐罐壁配板：
罐底配板根据施工图、技术规范和进场材料规格来确定每张板的几何尺寸，壁板尺寸的允许偏差符合下表：
环缝对接（㎜）
板长AB（CD）≥10m
板长AB（CD）<
10m
宽度AB、BD、EF
对角线之差|AB-CD|
1.5
≤3
≤2
直线度
AC、BD
AB、CD
≤1
②罐壁板下料、切割、焊接坡口加工：
施工班组根据罐壁配板图尺寸要求对各层壁板下料，板宽、长、对角线尺寸要符合施工技术规范要求，壁板块的焊接坡口，一般在刨边机加工，没有刨边机设备的也可用半自动等离子切割机加工，但必须保证坡口角度和钝边符合技术要求。
③卷板成型加工：
壁板卷板用三辊床进行辊制，卷板后应立置在平台上用样板检查，垂直方向上用直线样板检查，其间隙不得大于1mm，水平方向上用弧形样板检查，其间隙不得大于4mm。
壁板滚圆时，吊车配合要注意下滚床时防止外力引起不可回塑性变形。
滚制后，应立置在平台上检查，合格后，再放在准备好的成型胎具上。
图6.胎具
4．罐顶预制
双相不锈钢储罐和所有立式圆筒形储罐罐顶结构一样，这里主要讲解拱顶式，储罐罐顶一般由多块桔瓣组成，因顶板较薄，顶板的拱形曲率以面板下环形筋板支撑，因此该类罐顶板半成品预制一般不进行顶板压型处理，而以焊在板面下筋板形成拱顶曲面，以散件形式提供现场安装。
图7.罐顶图
1罐顶配板：
根据施工图纸和来料规格进行排版。
2顶板下料切割：
施工班组按配板图放大样，制作下料样板，采用样板，等离子切割机进行切割。
经下料切割成顶板扇形料。
3筋板预制：
罐顶筋板为经纬向分布，经向筋板为长条弧状，纬向筋板为短条弧状。
筋板厚度一般为6~8mm，筋板宽为50mm~60mm的扁条料煨弧而成。
经向长条弧筋板用数段扁钢煨弧后在胎具上拼焊而成，每条煨好后的筋板用两块样板检查其弧度。
图8弧度筋板和顶板
4顶板与筋板组焊：
顶板与筋板组焊前，应制作组装胎架，由施工技术人员按顶板桔瓣几何尺寸计算胎架曲率，班组利用零废板料制作组装胎架。
组装中先将顶板吊放到组装胎架上，用样板在面板上划出筋板组装标记线，并用卡具或重物压在面板上，使顶板面胎架贴严保证弧形曲率，对板面局部凸起也可用木锤打击。
先将经向筋板就位点焊住，后将各纬向筋板点焊住，完成顶板面与筋板组装。
下一块顶板也可以直接在已组装的顶板上用同样方法组拼，但一般不宜超过5层高度。
筋板与顶板焊接应在胎架上进行，采用多焊工均布同时施焊操作。
焊接完的顶板应竖直靠在比较稳妥的地方，为保证曲率不应平摊在地上。
图9.顶板与筋板加工
5.加强圈预制
双相不锈钢储罐多为角钢，施工技术员根据壁板弧度曲率制作样板，将角钢加强圈进行辊制预制时用样板尺进行质量控制检查，对局部不平整地段，可采用锤击。
5.3.罐体的安装、焊接
双相钢不锈钢储罐一般采用中心柱电动葫芦倒装法，倒装法工序如下：
1.基础检查
基础尺寸和地脚螺栓间距检查以及确定定位用中心线（0°
、90°
、180°
、270°
和中心点）。
2.底板的安装
罐底板铺设前，应根据平面图的方位，在储罐基础上划出两条相互垂直的中心线，在罐底的中心点上打上样冲眼，并应作出明显标记。
底板背面应刷防腐涂料，但每块底板周边50mm范围内不刷。
罐底放线时，划出弓形边缘板的外圆线，考虑焊接收缩量，底板外圆直径应比设计直径放大10mm。
基础划线时还应考虑基础坡度差，划线半径
Rc=（R0+na/2π）/cosΘ
Rc-实际划线半径R0-设计图纸所标之半径
n-边缘板数量a-每条焊缝收缩量（mm），手工焊取3mm，
Θ-基础坡度夹角
①罐底中幅板铺设：
铺设时，宜先铺设中幅板，后铺设边缘板，中幅板应搭在弓形边缘板上面，搭接宽度不得小于60mm；
底板搭接宽度允许偏差为±
5mm。
搭接接头三层板重叠部分，应将上层底板切角（见图10），切角长度应为搭接长度的2倍，其宽度应为搭接长度的2/3。
在上层底板铺设前，应先焊接上层底板覆盖部分的角焊缝。
罐底板相邻三层板重叠部分之间的距离和三层重叠部分与边缘板对接接头的距离≥300mm。
图10.底板三层钢板重叠部分的切角示意图
②罐底边缘板铺设：
底板弓形边缘板采用带垫板的对接接头时，对接焊缝应完全焊透，表面应打磨平整。
边缘板采用对接形式，在后一块边缘板铺设前，要在前一块边缘板坡口处点焊垫板，边缘板之间不点焊，只用临时卡具固定。
坡口型式，根据收缩系数及施工便利，选用外小内大的外坡口型式，外侧间隙e1为6-7mm，内侧间隙e2为8-12mm。
边缘板铺设时，按0°
→90°
180°
0°
→270°
的方位进行定位铺设，以确保铺板位置的准确性。
铺设时，必须保证组对间隙内大外小的特点，边铺设边用组合卡具固定。
图如图11所示：
图11.边缘板铺设时的间隙和防变形示意图
3.顶层壁板的安装
①壁板安装半径的确定：
顶层壁板安装内半径，应适度放大。
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，比设计设计半径放大5mm,如下计算式
Rc=（R0+na/2π）/cosΘ
n-顶层壁板纵缝数a-每条焊缝收缩量（mm），手工焊取2mm，
②卡具的安装：
顶层安装圆半径确定之后，在罐底板上划出顶层壁板安装线，并沿安装线每隔500mm左右，点焊用边角余料做的卡具（卡具如图12），并将顶层壁板安装线返到卡具顶面上，打样冲眼标出记号。
图12.卡具的制作详图
③顶层壁板的组装：
顶层壁板按照方位图开始用汽车吊吊装，将每一块预制好的壁板吊装到卡具上，用楔铁进行固定找正，吊装时相邻两块壁板纵缝进行找正点焊，待吊装完后进行焊接，相邻壁板纵缝水平偏差为2mm，整个圆周长上任意两点水平的允许偏差为6mm，壁板铅垂线允许偏差为3mm。
因找正固定时所有收缩量均在一块壁板上，故最后一条纵缝待找正后，将多余材料用等离子切割机切割掉。
4.包边角钢的组装
在安装前检查包边角钢的弧度。
在顶层壁板检查合格之后，安装包边角钢。
安装时应注意下列事项：
当包边角钢与壁板搭接时，应先焊包边角钢对接焊缝，再焊内测间断角焊缝，外部角焊缝仅作定位焊，留待顶板组装完毕后，与顶板焊接一并进行，包边角钢自身对接焊缝应全部焊透。
5.顶板的安装
①先将用槽钢制作胀圈全部调入底板上，以后用于顶升壁板。
然后开始在罐底板上预制好拱顶胎架，要求施工技术员，在CAD给予放样，按照放样图利用盘梯角钢进行安装（如图13）。
图13.罐顶拱顶胎架示意图
②拱顶胎架制作安装完后，在包边角钢和顶胎架上划出每块桔瓣顶板的位置线，并焊上档板（档板用边角余料）
先在轴线对称部位，组装两块桔瓣顶板，调整后定位焊，再组装其余顶板，并调整搭接宽度，其宽度允许偏差为±
5mm
每块顶板安装过程中，作业人员内外分布，根据需要，利用撬棍和楔铁调整顶板搭接间隙使之贴紧，并定位焊。
利用拱顶胎架立柱，铺设木块，先进行顶板与包边角钢的间断焊缝及顶板筋板之间的连接焊缝施焊。
安装罐顶栏杆。
6.壁板安装
①将槽钢制作的胀圈安装在顶层壁板下缘内测（距下口100~150mm）处，以增加壁板侧向刚度，若干胀圈在壁板内侧用龙门板卡固定在壁板上，最后两个胀圈结合点用千斤顶将胀圈胀紧，使其紧贴，起吊时用电动葫芦固定在胀圈上的吊耳上一起顶升胀圈和罐体，顶升至壁板宽度的高度，待下层壁板组装焊接结束后，将千斤顶松开，利用葫芦将胀圈下移至下层壁板上。
图14.胀圈的固定
②电动葫芦倒装法顶升壁板：
罐底板、顶层壁板、罐顶施工和胀圈施工完毕后，沿罐壁四周均布设置提升柱、及电动葫芦，在罐内同时设置中心柱、控制柜等设施。
所有提升柱与中心柱用钢丝绳在顶端相连（图15）。
在中心柱附近放置控制柜，对电动葫芦实行既集中又可分别控制。
电动葫芦同时启动提升胀圈，使罐壁慢慢上升，从而达到组装的目的。
图15.提升柱、中心柱、控制柜和电动葫芦的布置
对上图进行详细讲解：
提升柱的安装位置应在不影响机具设置的情况下，尽量靠近壁板，一般为500mm。
在安装提升柱时，因先将罐顶对应提升柱的地方开孔，待所有壁板顶升完毕后，在对其开孔地方进行封堵。
③壁板提升过程：
顶层壁板和顶板安装之后，即可安装第二层壁板，并在罐内设置胀圈，按要求布置提升装置，提升时，一个提升按钮对应一块壁板，提升按钮全开，在提升过程中每块壁板提升高度差较大时，关闭部分提升按钮，待高度差没有时在打开提升按钮。
一步步提升直至使被提壁板的下端高出下层壁板上端30~50mm出停止。
在上层壁板下端或下层壁板上端每隔500mm左右错开点焊限位挡板，下落上层壁板，使上层壁板与下层壁板对接，并保证环缝组对间隙均一致。
当上下壁板不等厚时，应保证内侧齐平。
④提升重量：
Q总=（Q壁+Q顶+Q配+Q机）*K
Q总-起吊整个罐体的重量
Q壁-所有壁板重量
Q顶-罐顶（包括包边角钢）重量
Q机-施工机具和加强圈重量
K-系数，取1.5
7.焊接顺序
双相不锈钢焊接采用手工钨极氩弧焊打底，电弧焊填充和盖面，钨极氩弧焊保护气体：
采用氩气或氮气的纯度要达到99.95%以上，碳钢焊接采用电弧焊。
①底板的焊接顺序：
边缘板对接焊缝径向外边先焊300mm（射线检测后用于组装用）中幅板短焊缝焊接中幅板长焊缝焊接壁板顶升完后第一圈壁板与底板环形角焊缝焊接边缘板对接焊缝剩余焊缝焊接中幅板封闭焊缝焊接边缘板与中幅板八卦缝焊接。
焊接时需要注意的问题：
互相平行的焊缝采用隔行焊接的方法；
各条焊缝均采用从中间向两端施焊；
各条焊缝均采用分段退焊法施焊；
长缝由几名焊工同时施焊；
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：
壁板纵缝焊接组对第一圈与第二圈壁板间的环缝
组对纵缝焊接活口第一圈与第二圈间环缝焊接纵缝活口焊接下一圈壁板纵缝焊接以此类推
采用分段退焊法,纵缝可分三段分段退焊，第一段至焊缝顶端预留150mm，暂且不焊，待环缝焊接后将起补焊完成（如图16）；
采用同时对称施焊，纵缝焊工可每人一道焊缝或隔缝对称分布，同时施焊，环缝焊工沿罐壁一周均匀分布，同向同时焊接。
图16.壁板纵缝的焊接顺序
③顶板的焊接顺序：
先焊短焊缝，后焊长焊缝；
先焊内侧焊缝，后焊外侧焊缝；
长焊缝均采用隔缝对称施焊方法，并由中心向外分段退焊；
顶板与包边角钢焊接时，焊工应对称均匀分布，沿四周同一方向分段退焊。
8.酸洗钝化
双相不锈钢储罐主体施工完毕，待人孔、盘梯等附件安装完毕后对储罐进行酸洗钝化。
酸洗纯化有两部分的范围：
一是焊缝的酸洗钝化，是在焊接施工完成后进行；
二是罐内壁的酸洗钝化，在罐体施工完成后，进行通水试验注水时，制作一个浮排放在罐内，再注水作通水试验，通水试验完成后，通过降低水位来进行罐壁的酸洗钝化工作，该施工方案优点：
可减少搭设脚手架的施工成本、施工工期。
①施工步骤：
表面处理干净→表面水洗→用毛刷刷酸洗钝化膏（液）→用抹布刷焊缝或罐内壁表面→用清水冲洗
②酸洗钝化的方法选用涂刷法:
a、为防止酸洗钝化不足或过蚀,在操作过程中应注意控制酸洗钝化的温度和时间,采用酸洗钝化液刷洗时,时间宜为15～30min,酸洗膏涂刷后停留时间为50min左右。
c、酸洗钝化时应采取防止对碳钢构件腐蚀的措施。
d、经酸洗钝之后的不锈钢表面不得有黑色流痕及铁红锈痕,表面金属光泽应一致。
e、酸洗钝化的残液排至业主指定排放点,以免造成周围环境污染。
③清洗:
a、经酸洗钝化后,应立即用氯离子含量小于25PPM清水对设备反复冲洗,直至合格。
b、清洗完后的储罐应将其表面处理干燥。
④检查：
清洗完后进行外观检查是否有残余物，是否有黑色流痕及铁红锈痕,表面金属光泽是否一致，并且进行蓝点试验，蓝点检验具体方法是：
用1克铁氰化钾K3[Fe（CN6）]加3毫升（65%~85%）硝酸HNO3和100毫升水配制成溶（宜现用现配）。
然后用滤纸浸渍溶液后，贴附于待测表面或直接将溶液涂、滴于待测表面，30秒内观察显现蓝点情况，无蓝点为合格。
该试验需待酸洗钝化表面基本干燥后进行。
9.充水试验
检查基础沉降，罐体是否漏水，罐顶密封性试验。
六．机具设备及劳动组织
6.1．2000M3双相不锈钢储罐制作安装主要施工设备一览表
设备名称
规格型号
数量
单位
备注
气泵及电机
Y180m-2-2
台
交流电焊机
BX1-500-2
5
动力配电箱
XL-21
半自动切割机
CG1-30
等离子切割机
电源电缆
3×
150+1×
70
30
米
氧气胶管
300
乙炔胶
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