新疆50000立方米钢制柴油储罐安装施工方案.docx

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新疆50000立方米钢制柴油储罐安装施工方案

 

XXX-XXX成品油管道复线工程

500003柴油内浮顶储罐

 

施工组织设计

 

编制:

日期:

审核:

日期:

批准:

日期:

 

第一章编制依据

1.1国家现行的法令、法规,地区颁发的安全、消防、环保、文物等管理规定

1.1.1《中华人民共和国环境保护法》

1.1.2《石油天然气工业健康、安全与环境管理体系》SY/T6276-1997

1.1.3《中华人民共和国安全生产法》(2002年6月29日颁布,2002年11月1日施行)

1.1.4《中华人民共和国水土保持法》(1991年6月29日颁布施行)

1.1.5《中华人民共和国国土管理法》(1998年8月29日颁布,1999年9月1施行)

1.1.6《中华人民共和国合同法》

1.1.7《中华人民共和国安全生产条例》

1.1.8《中华人民共和国经济法》

1.2施工技术标准及验收规范

本工程遵循的主要规范、标准如下:

1.2.1《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》GB50128-2005

1.2.2《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》GB50341-2003

1.2.3《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-2000

1.2.4《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》JB4744-2000

1.2.5《承压设备无损检测》JB4730-2005

1.2.6《锅炉和压力容器用钢板》GB713-2008

1.2.7《碳素结构钢和低合金结构钢热扎厚钢板和钢带》GB/T3274-1988

1.2.8《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97

1.2.9《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98

1.2.10新疆石油工程建设有限公司《质量手册》和《质量管理体系程序文件》

1.2.11《安全防范工程技术规范》GB50348-2004

1.2.12《施上现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005

1.2.13《石油天然气建设工程施工质量验收规范》SY4200、SY4201、SY4202、SY4203、SY4205、SY4206

第二章工程概况

2.1工程名称

XXX-XXX成品油管道复线工程50000m³柴油内浮顶储罐制安工程

2.2建设单位

中国XXXX股份有限公司西部管道分公司

2.3工程概况

2.3.1工程概述

XXX—XXX成品油管道复线工程拟建设3座5×104m3内浮顶钢制柴油储罐,由我单位承担其中一座储罐制安工作。

储罐主体施工采用倒装法液压提升施工工艺,同时在储罐制安中,广泛采用自动焊、半自动焊,提高施工质量和速度,保证工期。

2.3.2工程设计

本次XXX末站新增的15×104m3储罐为地上立式钢制拱顶油罐,内浮顶结构为钢浮盘,单罐容量5×104m3,内径60m,高度19.36m,储存介质为柴油,设计压力为常压。

罐主体材质采用Q235-B、Q345R,底板边缘板厚16mm,中幅板厚10mm,罐壁板最厚为30mm。

 

第三章施工部署

3.1概述

3.1.1施工目标

3.1.1.1总体质量目标:

一次性达到现行国家验收标准的合格等级。

3.1.1.2工程设备、材料质量合格率100%;

3.1.1.3设备、阀门安装一次合格率100%;

3.1.2施工总体部署

3.1.2.1我公司根据本工程的特点、工期及施工要求,决定成立以王志强为项目经理的“项目经理部”,全面负责本标段的各项工作,并对业主和监理负责。

施工组织机构图见下图:

安全员:

项目总工:

执行经理:

项目副经理:

执行经理:

 

资料员:

材料员:

质检员:

技术员:

预算员:

 

3.1.2.2储罐主体的制安工作由我公司专业储罐施工队负责施工。

3.1.2.3为便于现场管理,项目部拟设在XXX油库区内。

施工营地利用当地的民用设施,项目部及施工营地内配置电话、传真、电脑(邮件)等,以保证各种信息的上通下达及施工现场的管理。

3.1.2.4施工过程中使用先进的管理软件对施工的全过程进行指导管理,及时预测各种影响施工的不利因素,进行统筹安排,及时调整施工顺序,优化施工程序,合理配置人力、物力、财力等资源要素,实现经济效益、社会效益和环境效益的全面丰收。

3.1.2.5建立健全生活管理制度,建立强有力生活保障系统,使全体参建员工有一个安全、舒适的工作、生活环境。

3.1.2.6建立工程施工质量管理体系,编制质量手册、质量控制程序、作业指导书

3.1.2.7建立HSE管理体系,编制“两书一表”。

在施工中加强HSE检测,及时发现工作中存在的不足,制定纠正和预防措施,保证健康、安全、环境目标的全面实现。

 

第四章施工方案

4.1储罐施工方案

XXX-XXX成品油管道复线工程新建15×104m3储罐,采用单罐容量5×104m3地上钢制储罐,并全部储存柴油。

依据设计文件、施工技术规范,以及考虑工期与质量的最佳配比,我单位拟定储罐主体施工使用倒装法液压提升施工工艺,同时在储罐制安中,广泛采用自动焊、半自动焊,提高施工质量和速度,保证工期。

工程主体流程如下:

1、罐基础验收;

2、储罐主体施工(罐底、罐壁、固定顶、内浮船)

3、储罐附件安装;

4、充水试压;

5、交工验收。

4.2储罐制作安装技术措施

4.2.1施工方案概述

50000m3储罐主体施工采用倒装法进行,倒装提升工具为液压顶升系统,60支液压缸延圆周均布。

4.2.1.1储罐工程概况

50000m³储罐罐壁内径Φ60000mm,罐壁高度19360mm,罐壁板共8圈,厚度由上至下依次为10mm、10mm、10mm、14mm、18mm、22mm、26mm、30mm。

最顶层一圈罐壁材质是Q235-B,其它壁板的材质是Q345R;壁板单圈宽度2420mm。

罐壁板总质量505.3吨,罐底质量259.8吨,拱顶质量150.7吨。

4.2.1.250000m3罐倒装法施工工艺流程

按施工顺序排列,流程如下:

 

材料验收

预制

罐底边缘板、中幅板铺设焊接

罐底探伤、试漏

第8圈壁板立缝组焊

顶升装置安装调试

拱顶及附件安装

第8圈壁板、拱顶提升

第7圈壁板立缝组对、焊接

第8、7圈壁板间环缝组对、焊接

罐壁加强圈安装

第6~1圈壁板依次逐层组焊、提升

罐底大角缝、收缩缝焊接

内浮顶安装

储罐试压、排水

验收

 

4.2.1.3焊接施工措施

焊接广泛采用埋弧自动焊(平焊、横焊、角焊)、气电立焊,并结合MAG焊和手工电弧焊进行施工。

焊接施工中严格执行GB50128-2005的要求,成立由专人组成的焊接检验小组,保证焊接质量和焊接速度。

并在施工卡具布置与组对精度方面给予详细考虑,最大限度地减少焊接变形与焊接残余应力。

在此次储罐施工中,主要焊接技术布置如下表:

 

表4-1油罐的主体材料及自动焊接范围

使用位置

材质

焊接方法

焊机型号

中幅板

Q235-B

GMAW+SAW

NBC-500、LT-7

边缘板

Q345R

SMAW

ZX7-500

壁板立缝

Q235-B

EGW

EGW-CNC

壁板立缝

Q345R

EGW

EGW-CNC

壁板环缝

Q235-B

SAW

SAHW-Ⅰ

壁板环缝

Q345R

SAW

SAHW-Ⅰ

角焊缝

Q345R

SMAW+SAW

ZX7-500、LT-7

4.2.2材料验收

4.2.2.1建造储罐用的材料和附件,应具有质量合格证明书。

当对质量合格证明书有疑问时,应对材料和附件进行复验,合格后方可使用。

4.2.2.2储罐制安选用的钢板,必须逐张进行外观检查,Q345R钢板应符合GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》,Q235-B钢板符合GB/T3274-2007《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》。

4.2.2.3钢板表面锈蚀减薄量、划痕深度与钢板实际负偏差之和,应符合钢板厚度的允许偏差的规定。

到达现场的钢板、型钢等材料,材料员应统一堆放在施工平面布置图所规定的位置,并应检查核对每张钢板的规格、尺寸,详细记录建档,上交项目专业责任工程师,做为绘制详细排板图的依据。

4.2.3预制

4.2.3.1一般规定

1)预制前施工人员要认真研究排版图。

2)储罐构件、壁板在滚弧过程中使用的弧形样板,其弧长不得小于2m。

3)钢板外观检查时不得有夹层、裂纹、重皮、折痕及表面锈蚀、麻点,深度超过0.5mm应进行补焊,打磨后再进行检查。

4)所有预制件在保管、运输、堆放时,应采取有效措施防止变形、损伤和磨损。

5)校平后的钢板局部凸凹允许值见表4-2

 

表4-2钢板局部凸凹允许值

序号

钢板厚度(mm)

局部凸凹深度变形(mm)

检查方法

1

δ≤12

≤15

样板检测

2

12<δ≤25

≤13

样板检测

3

δ>25

≤10

样板检测

6)角钢、槽钢、工字钢的长度允许值见表4-3

表4-3角钢、槽钢、工字钢的长度允许值

序号

项目

允许偏差(mm)

检查方法

1

型钢长度

长度的1/1000

拉线用尺量

2

5~10米

5

拉线用尺量

3

大于10米

8

同上

7)钢板在校平后,锤坑深度不应超过钢材的负偏差,减薄的厚度不应超过板厚的3%。

8)工程技术人员在绘制排版图应注意焊缝的错开距离,见表4-4:

表4-4焊缝的错开距离

序号

项目

要求尺寸(mm)

1

中幅板宽度

≥1000

2

中幅板长度

≥2000

3

中幅板与边缘板连接直边

≥700

4

底板任意相邻焊缝间距

≥300

5

第一节壁板立缝与罐底边板的对接缝

≥300

6

相邻两圈壁板间立缝

≥300

7

加强圈与罐璧环焊缝

≥150

8

壁板开孔补强圈外缘与立缝间距

≥250

9

壁板垫板外缘与环缝间距

≥75

10

壁板垫板外缘与立缝、补强圈外缘间距

≥150

4.2.3.2罐底预制

1)罐底排板应按排板图排板,具体板料张数、尺寸见罐底排板图。

2)中幅板应切割后再除锈,刷漆。

板边缘50mm范围内不刷漆。

中幅板下料切割时确保下料尺寸满足图4-1要求。

图4-1罐底中幅板预制尺寸要求

坡口形式为:

图4-2罐底中幅板坡口形式

3)中幅板的外边缘先不切割,大角缝焊接收缩完后,按与弓形边缘板的实际距离切割余料。

4)弓形边缘板预制,下料尺寸要求符合图4-3所示:

图4-3罐底边缘板预制尺寸要求

边缘板对接接头坡口形式:

图4-4罐底边缘板坡口形式

5)弓形边缘板与中幅板对接处要求厚度相等,用刨边机切割出过渡部分坡度。

坡口型式如图4-5所示:

图4-5罐底中幅板与边缘板对接坡口形式

6)垫板下料后应校正变形,并按中幅板焊接收缩(见罐底焊接分布图)的要求切割垫板。

钢板下料完成后,应做好标注。

再按铺板顺序的先后摆放。

4.2.3.3罐壁预制

1)壁板加工工艺流程:

号料→标记→切割坡口→清除氧化皮→确认坡口→坡口检测→修补→弯曲滚弧→检查尺寸→修整→放入胎具

2)罐壁排板应按排板图,具体板料张数、尺寸见罐壁排板图。

壁板下料尺寸要求同罐底中幅板。

3)坡口形式

纵缝:

板厚=10mm板厚≥12mm

图4-6罐壁纵缝坡口形式

环缝:

4)注意问题:

a.切割后的板料应做好标识工作,正反面标明清楚。

b.滚制壁板应采用逐步成型法,2~3次成型为好,在滚板时应每滚一遍用弧形板测量一遍。

c.壁板卷制后,应立置在平台上用样板检查。

垂直方向用样板检查,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3mm。

d.壁板预制时两端各留200mm左右轻弯一些,使板端部与样板的间隙为2~4mm预留焊接变形量。

e.钢板切割,钢板的四边及坡口采用数控切割机加工,保证切割质量,切割后坡口表面粗糙度Ra≤50μm,平面度B≤0.04t,且小于1mm,钢板切割面用砂轮机打磨,使其光洁平滑,应清除板边铁锈油污以利于焊接。

f.需进行热处理的罐壁板,应在与相应组件全部焊接完毕,并经整体消应力热处理后,立置在平台上用样板检查。

垂直方向上用长度不小于1m的直线样板检查,间隙不得大于1mm(开口部位不大于2.5mm);水平方向上用2m长弧形样板检查,间隙不得大于3mm。

4.2.3.4加强圈预制

1)加强圈下料时应根据实际规格绘制排版图,为减少材料浪费,单块腹板不应大于6m,下料后进行二接一组对焊接。

2)考虑切割及焊接变形,加强圈腹板内弧应比实际安装半径偏小2m,即内弧R=28000mm,先下一个作为实验,待组焊完成后用弧形样板进行检查,如符合安装要求即可全面下料组对,否则应更改内弧半径大小后在进行实验。

3)焊接完后用样板校正加强圈。

用样板检查内弧,其间隙不得大于2mm,放在平台

上检查,其翘曲度不得大于3mm。

4.2.3.5盘梯及平台预制

1)盘梯三角架下料后,进行预组装,保证支撑面达到水平,再组焊内固定焊缝。

2)侧板下料拼接后应校正变形。

3)栏杆及所有附件按图纸尺寸下料,并做好标识摆放工作。

4)个别预制件长度可适当放长,现场切割。

4.2.3.6导波管预制

1)导波管接管时其环向焊缝应进行磨光,直线度要求为0.1%。

2)导波管开孔时应使用磁力钻左右对称开孔,开孔后应打磨光滑。

4.2.3.7其它附件

按图纸下料,外协件及加工件做好收集工作。

4.2.3.8底圈开孔罐壁板(带清扫孔板)热处理

1)底圈需热处理的罐壁板,在壁板材料验收合格后,进行坡口切割。

2)壁板按设计弧度进行滚弧,壁板滚弧成型后与底板组焊,再于壁板上开孔。

3)组装焊接清扫孔及补强板,并检查合格后进行热处理。

4)壁板在进炉前,在加热炉进出小车平板上立置放置,采用支撑固定措施,放入热处理炉中进行热处理(包括试板)。

5)加热升温不超过160℃/h,热处理温度技术要求585±15℃,保温100分钟以上,处理完后降温不超过220℃/h,300℃以下自然冷却。

热处理过程应做好热处理曲线记录。

4.2.4罐基础验收

4.2.4.1储罐安装前,必须按照土建专业施工图的要求对基础进行检查,合格后方可进行储罐安装。

4.2.4.2储罐基础必须为油罐提供安全可靠的支撑,油罐基础应满足下列要求:

1)基础中心坐标偏差不应大于20mm,标高偏差不应大于20mm。

2)罐壁处基础顶面的水平度:

环梁上表面每10m弧长内任意两点高差不应超过6mm,在整个圆周上,任意两点高差不超过12mm。

3)基础垫层为绝缘防腐层,基础表面任意方向上平整、密实,无突出的隆起、凹陷及贯穿性裂纹,基础垫层有凹陷处,用干砂子垫平。

基础表面凹凸度按不同的同心圆进行测量,同一圆周上的测量点,其测量标高与计算标高之差不得大于12mm。

表4-7同心圆的直径和各圆周上最少测量点数

同心圆直径

12m

24m

36m

48m

测量点数

8

16

24

32

4.2.4.3应复核基础以下指标

1)基础坡度;

2)基础水平度;

3)基础椭圆度;

4)基础中心点座标;

5)基础中心线方位。

4.2.5罐底施工工艺

边缘板焊接

4.2.5.1罐底施工工艺流程

 

 

图4-8罐底施工工艺流程图

4.2.5.2罐底画线、罐底垫板铺设

1)罐底的排版直径,比设计值放大60mm。

即60264+60=60324mm

罐底画线按φ=60324mm划圆,然后铺设弓形边缘板及垫板,弓形边缘板焊接完成后。

再轮画罐内径圆,按φ=60020mm划圆(放大20mm)。

2)在罐底油漆标注0°、90°、180°、270°各象限点。

3)罐底垫板按排板图铺设,留有收缩缝的位置,不焊接。

罐底垫板铺设先铺设边缘板焊缝,以便尽快开始边缘板的铺设,垫板和圈梁接触的部分,应在圈梁上开槽。

图4-9罐底垫板与圈梁接触部位开槽

4.2.5.3罐底组装

1)边缘板外端400mm焊接

边缘板外端400mm焊缝焊接采用手工焊。

焊接时,焊缝应作反变形,隔一块边缘板焊缝垫一块垫块,垫块高40mm。

2)边缘板探伤拍片,执行标准JB4730-2005《承压设备无损检测》。

3)罐壁板定位圆划线

罐壁板在罐底的定位圆是保证罐壁几何尺寸的关键、划线时应精确。

拉盘尺的力量均匀,定位圆是罐壁内径的尺寸,实际划线时直径应放大20mm。

4)点焊固定组装垫块、限位板

罐壁板组装垫块用[14槽钢,沿圆周每0.8米放置1块,挡板放置在两垫块中间。

图4-10罐壁组装垫块

5)罐底中幅板铺设

罐底中幅板从中间开始向四周铺设

图4-11垫板铺设

图4-12垫板接头设置

中幅板铺设依照垫板位置进行,组对点焊顺序按照图4-13所示,标注“1”的焊道可在铺设过程中全部与垫板点焊固定,“1”焊接完成后组对“2”,以此类推。

中幅板与边缘板接触部位焊缝称收缩缝,又名龟甲缝。

此处中幅板尺寸应加大罐底直径的1%左右,待中幅板及边缘板焊接以及罐底大脚缝焊接完成后进行二次切割,并组对焊接。

6)自动焊机轨道安装

图4-13自动焊轨道安装图示

4.2.5.4罐底焊接

1)罐底施焊顺序:

边缘板铺设完成后,先进行焊接,以保证罐壁能够及时提升;罐壁提升的同时铺中幅板、焊接。

2)边缘板焊接

边缘板焊接时应先焊边缘板外端400mm长的焊缝,焊接采用手工焊,为避免热集中,每条焊缝不应连续焊完,每2~3条焊缝交替焊。

3)中幅板焊接:

中幅板焊接采取高效的焊接工艺:

MAG焊打底一遍,碎焊丝+埋弧自动焊填充盖面一遍。

两遍即可完成整道焊缝的焊接。

中幅板焊接顺序如图4-13所示。

焊接时,MAG焊打底厚度不应低于5mm,并保证与垫板的熔合以及焊缝表面呈内凹形,与两侧坡口圆滑过度;再进行碎焊丝+埋弧自动焊填充满剩余焊道即可。

罐底板坡口角度不得小于40°,中幅板长边焊缝盖面焊接时应焊至端部。

图4-14罐底板焊接顺序图示

罐底走廊板焊接时两边刚性固定,采用现场有的槽钢或钢管;走廊板先焊短缝,长缝焊接从中间向两边焊接。

4)焊接工艺

罐底中幅板及边缘板内侧部分采用焊接工艺如下:

MAG焊打底,打底焊厚度保证不小于5mm;埋弧自动焊+碎焊丝填充盖面。

即MAG焊1遍埋弧焊1遍。

表4-15储罐底板焊接工艺参数

焊接电源

焊机型号

焊剂

牌号

焊丝牌号

层次

焊接

电流

焊接

电压

焊速

cm/min

气体保护焊

NBC-500X

H08Mn2Si

1

120~150

22~26

/

林肯DC-1000

LT-7

HJ431

H08A

2

560~640

30~34

30~40

5)中幅板焊接要求:

a.罐底板组对时,垫板和中幅板之间不得留有间隙,垫板要对中不偏斜,组对间隙不得小于4mm,最大不超7mm。

b.焊前要清除坡口表面及坡口两侧20mm范围内的泥沙铁锈、水分及油污等,并应充分干燥。

c.中幅板焊接材料,焊剂431使用前250℃烘干,恒温1小时,150℃连续保温。

d.中幅板从中心向四周焊接,打底每条焊缝2人,从中心向两侧跳跃焊,每段焊接长度不超过1.5米,焊后检查,焊肉达不到或有缺陷要进行修补,然后再开始自动焊

接。

e.焊后罐底进行检查,凸凹度控制在50mm以下。

f.边缘板与中幅板之间的收缩缝为罐底焊接的最后焊缝,由于中幅板各方向焊接收缩量不均匀,应首先进行一次粗切割,再按对接尺寸用半自动切割机切割坡口,切割后用砂轮打磨光。

要充分利用气候温差变化引起的收缩影响,要求在气温最高的时候切割,切割好后即可组对焊接。

4.2.6罐壁施工工艺

4.2.6.1壁板组装条件

完成以下工序后方可进行壁板的组装:

1)罐底边缘板铺设完毕。

2)边缘板与边缘板之间的外端焊缝的400mm长度焊接完,表面打磨光滑并经X射线探伤合格。

3)在边缘板上放出两条线,相距100mm,一条为壁板安装线,另一条为检查用参考线。

4.2.6.2壁板组装工艺

采用倒装法组装壁板,液压缸作为提升工具,从最顶层壁板开始依次逐层提升,并随壁板的提升安装各层的附件(加强圈、电缆支架等)。

具体组装步骤如下。

1)最顶层(第八圈)罐壁组装

(1)在已组装好的罐壁垫块、限位板内组装第八圈壁板。

(2)罐壁板围板按排版图,从设定好的起始点开始往两侧围板,在对面收一个搭口,边围板边组对立焊缝,并打紧下部紧固销,在搭口处切除多余板料,然后进行搭口立缝组对焊接。

(3)罐内焊缝打磨,打磨后焊缝余高不得大于1mm。

(4)第八圈罐壁焊接完成后,搭设罐顶网壳,并铺设组焊罐顶板。

2)液压提升设施布置

(1)在第八圈壁板底部安装胀圈,胀圈由[25槽钢滚弧校正后对扣而成,胀圈制作时应将接头、吊耳等全部安装齐全,每节胀圈进行编号,减少现场安装的工作量。

组装时,胀圈与壁板贴合间隙≤2mm。

(2)将液压缸安装在罐底上,且安装必须牢固可靠,并沿罐内壁均匀分布,以保证吊点起吊重量一致。

(3)在罐壁每处吊点旁焊两块挡板,每块挡板允许承重力均应大于吊点受力值的2倍,后三圈提升时,每块挡板承重均应大于等于单台液压缸的最大提升力(25吨)。

(4)连接并检查所有油路、电路及检查各连接件(钢丝绳、焊缝)是否牢固,保证液压设施处于工作状态。

3)提升第八圈板

(1)提升前,每个液压缸单个调试;整体联接后,仔细检查,保证每个接头连接牢固。

(2)开启液压提升系统,将第八圈壁板提升起来;先提升100mm左右,检查提升的同步情况以及挡板焊缝、液压缸泄漏情况,确认无误后方可继续提升,提升到1.5m左右高度时安装环缝组对挡板,再继续提升。

提升时,因为罐直径大,为保证及时发现提升设备可能发生的异常情况,罐内沿一周安排6-8人巡视。

4)围第七圈罐壁板

提升到位后,安装组对第七圈罐壁板,并进行处搭口外的立缝焊接。

5)组对焊接环焊缝

第七圈壁板安装完成后,液压缸下落,使第七、八圈壁板环缝对接,分两组组对环焊缝,到搭口处会合,点焊方向与罐壁销紧方向相同,组对工具用撬棍、千斤顶等。

最后切除搭接部分,组对并焊接搭口。

壁板搭口余料切割用带磁轮的半自动切割机。

外环缝完毕,液压缸回落,胀圈落下,拆除挡板并焊在第七圈壁板对应位置上,做好提升第七圈的准备。

在第七圈壁板立缝环缝焊接的同时,应做好第一道加强圈的放线工作,待焊接完成后应迅速组焊加强圈。

罐内焊缝、焊疤打磨平。

6)后续工序与上述相似,重复围板、提升操作。

7)罐底角缝组对焊接

焊接前为防止角焊变形过大,用支柱在罐内将罐壁板和罐底边缘板临时点固。

角缝焊接完毕后再拆除、并打磨。

焊接内外焊缝打底层采用E5015焊条电弧焊,填充盖面采用埋弧自动焊。

8)胀圈、液压缸拆除。

9)罐底收缩缝切割、组对

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