m3罐施工工艺解析.docx
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m3罐施工工艺解析.docx
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m3罐施工工艺解析
南疆污水处理中心油库工程
2000m3钢制储罐施工方案
编制:
审核:
批准:
质量:
安全:
批准:
天津市津南机电设备安装公司
20011年7月4日
1、编制说明
本方案适用于南疆污水处理中2000m3拱顶罐施工,为了保证该储罐现场制造安装的施工质量和施工安全,及将来储罐的使用安全,特编制本方案。
本施工方案是根据我公司施工以往经验,结合本项目施工准备情况制定,仅限于本工程施工。
油罐结构及主要技术参数:
1)油罐类型:
立式圆筒型钢制拱顶油罐
2)设计装油容积:
2000m3
3)罐内设计试验压力:
正压为2.2KPa负压为1.5Kpa
4)罐体主要材质:
Q235A
5)筒体焊接形式:
对接
6)几何尺寸及重量:
罐底直径:
14150mm
罐壁顶圈直径:
14000mm
罐壁高度:
14270mm
罐顶拱高:
约1531mm
罐体总高:
约15801mm
总耗钢量:
61663kg
2、编制依据
施工图纸
《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》GBJ128-2005
《现场设备、工业管道焊接施工及验收规范》GB50236-98
《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-2000
《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709-2000
《压力容器无损检测》JB4730-94
《炼油、化工施工安全规程》SHJ505--87、HGJ233--87
3施工方法及施工程序
3.1施工方法
本储罐采用常规施工方法:
环群抱抱杆提升,倒装法施工。
3.2施工程序(见下表)
施工程序
4施工准备
4.1施工技术准备
4.1.1对施工图进行三级会审,并做好详细记录,施工方案经业主及监理批准且进行详细的安全技术交底,施工记录表格齐全。
4.1.2工程所用材料均要有合格的质量证明书。
若对材质合格证明书或货物有疑问时须进行复验,无合格证的材料不得使用。
4.1.3做好基础检查验收工作,基础应符合设计和规范要求,与土建专业进行基础中间交接工作。
4.1.4预制加工前要根据图纸、材料规格及施工规范的要求绘制贮罐排版图。
所有切割成型的专用钢板和罐顶支撑构件,在包装起运前按制造图注上标记。
4.2施工机具准备:
按施工机具计划配备施工机械,并保证机具性能完好,机械运转记录随时填写。
4.3施工现场准备:
施工场地应设置材料、半成品存放场地;加工场地、办公设施等。
场地应平整,道路应畅通,临时用水、用电线路应按要求敷设。
5储罐的工厂化预制
5.1底板预制
5.1.1罐底排版
5.1.1.1底板预制前应绘制排版图,并应符合下列要求:
(1)底板排板直径应比设计直径大0.1~0.2%,按罐底边缘板的外圆直径计算.
(2)中幅板的宽度不得小于1000mm,长度不得小于2000mm.
(3)边缘板沿罐底半径方向的最小尺寸不得小于700mm.
(4)底板任意相邻焊缝之间的距离应大于200mm。
5.1.1.2罐底预制
(1)主要是弓形边缘板和中幅边缘板的切割。
罐底中幅板和罐底边缘板采用净料预制技术,采用半自动火焰切割机切割。
(2)弓形边缘板尺寸允许偏差:
测量部位
允许偏差(mm)
长度AB、CD
±2
对角线之差AD—BC
≤3
宽度AC、BD、EF
±2
(3)弓形边缘板尺寸测量部位图:
5.1.1.3罐底板除锈、防腐
下料切割后的底板局部凹凸度不得大于变形长度的1%,且不大于20mm,若超过此要求必须进行平整,对接缝处的坡口及上下表面离坡口20mm范围内进行除锈和氧化皮的清除,然后涂一层可焊性涂料。
罐底板与基础接触的一面除边缘50mm外的部分应按设计要求进行防腐。
5.2壁板预制
5.2.1壁板预制前应绘制排版图,并应符合下列要求:
(1)各圈壁板的纵向焊缝向同一方向错开其间距为板长的1/3.且不小于500mm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200mm。
(2)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200mm。
(3)壁板开孔接管或开孔接管外补强板外缘与罐纵向焊缝之间的距离,不得小于200mm;与罐环向焊缝之间的距离不得小于100mm。
(3)壁板的宽度不得小于1000mm,长度不得小于2000mm.
5.2.2壁板预制主要为板料检验、切割下料和滚圆三个过程。
在预制场进行,工艺流程如下:
5.2.3壁板尺寸允许偏差:
测量部位
环缝对接允许偏差(mm)
板长≥10m
板长≤10m
宽度AC、BD、EF
±1.5
±1
长度AB、CD
±2
±1.5
对角线之差
AD-BC
≤3
≤2
直线度
AC、BD
≤1
≤1
AB、CD
≤2
≤2
5.2.4壁板尺寸测量部位图:
AEB
CFD
5.2.5壁板卷制后,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。
5.2.6成形后的卷板应放在事先制作好的、与罐体同曲率的胎具上,并将两边垫好、固定,以防变形或损坏。
5.3顶板预制
5.3.1拱顶板预制前应绘制排版图,并应符合下列要求:
(1)顶板任意相邻焊缝的间距,不得小于200mm。
(2)拱顶的顶板预制成型后用弧形样板检查,间隙不得大于10mm。
5.4其它构件预制
5.4.1加强圈、包边角钢等弧形构件的加工用弧形板检查,其间隙不得大于2mm。
放在平台上检查,其翘曲变形不得超过构件长度的0.1%,且不得大于4mm。
5.4.2热煨成型的构件,不得有过烧、变形现象,其厚度减薄量不得超过1mm。
5.4.3预制件经检查合格后编号,应有清晰的标志。
标志采用油漆书写的办法,不得使用打钢印的办法,标记要做好记录。
6储罐组装
6.1基础验收
6.1.1在罐体组装前结合土建交工文件资料,应对基础表面尺寸进行检查,并应符合下列要求:
(1)基础中心坐标偏差应不大于20mm;标高偏差应不大于±20mm。
(2)基础表面有环梁时,每10米弧长内任意两点高差不大于6毫米、整个圆周长度内任意两点高差不大于12mm。
无环梁时,每3m弧长内任意两点高差不大于6毫米、整个圆周长度内任意两点高差不大于12mm。
(3)以基础中心为圆心,以D/4、D/2、3D/4作同心圆,在同一圆上测量沥青砂层标高与计算标高之差不得大于12mm。
(4)基础沥青砂表面,应平整密实,无突出的隆起、凹陷及贯穿裂纹。
(5)基础施工单位应将基础施工的交工资料及交工验收合格证等交安装单位一份备查。
6.2罐底板的铺设与焊接
6.2.1基础验收合格后,将底板下表面经除锈达到St3后,涂防腐油漆。
每块底板边缘50mm不涂。
然后开始底板铺设。
6.2.2底板铺设前,应在基础上划出十字中心线,按排版图由中心向四周铺设中幅板和边缘板。
6.2.3罐底板铺设顺序为:
先铺设边缘板,然后铺设中幅板。
自中心板向边缘铺设,中心板搭建在边缘板上面。
6.2.4底板焊接顺序
6.2.4.1底板焊接应采用收缩变形最小的焊接顺序进行焊接;尽量确保罐底焊后趋于平整,按下列顺序进行:
(1)中幅板焊接时,应先焊短焊缝,后焊长焊缝.初层焊道应采用分段倒退焊或跳焊法.
(2)边缘板的焊接,应符合下列规定:
①首先施焊靠外缘300mm部位的焊缝.在罐底与罐壁连接的角焊缝焊完后且边缘板与中幅板之间的收缩缝施焊前,应完成剩余的边缘板对接焊缝的焊接.
②收缩缝的第一层焊接,应采用分段倒退焊或跳焊法.
(3)罐底与罐壁连接的角焊缝焊接,应在底圈板纵焊缝焊接完后施焊,并有数对焊工从罐内、外沿同一方向进行分段倒退焊.初层的焊道,应采用分段倒退焊或跳焊法
6.2.4.2底板铺设焊接示意图:
(见下图)
6.3罐壁第一带板组装(最高处的一圈板)
6.3.1在底板边缘板上划出罐体内直径组装圆周线,并在罐内壁组装圆周线上焊上钢板挡块,以便提升壁板就位协助找圆。
组装前,应对预支的壁板进行复验,合格后方可组装。
需重新校正时,防止出现锤痕。
6.3.2按照排板图标好的位置,对号吊装、组对最上带壁板,用卡具调整好焊缝间隙,点焊固定。
6.3.3按焊接工艺的要求,进行罐壁纵焊缝的焊接.
6.4罐拱顶组装
6.4.1在顶圈壁板检查合格后,安装包边角钢。
6.4.2。
拱顶板的安装,按下列程序进行:
(1)拱顶组装时,先划好顶板安装等分线,调整后定位好,再组装其余拱顶板,并调整搭接宽度,搭接宽度允许偏差为±5mm。
(2)顶板的焊接,应先焊内侧焊缝,后焊外侧焊缝.径向的长焊缝,采用隔缝对称施焊方法,并由中心向外分段倒退焊.
(3)安装拱顶中心顶板,透光孔、人孔、平台及护栏等
(4)罐顶板所有接缝在上表面进行焊接,并为连续满角焊。
顶板焊接成形后,用弧形样板检查,间隙不得大于15mm。
6.5罐壁组装
6.5.1拆除罐内的拱顶临时支架,清除罐内、罐顶上的垃圾,继续进行罐壁的组装焊接工作。
6.5.2安装桅杆及胀圈,桅杆采用φ219×9无缝钢管,胀圈选用工字钢[18b。
安装位置应尽量靠近壁板内圆周。
(见下图)
(1)安装采用多桅杆抬吊法,桅杆高度3.2m经计算并查阅起重技术资料,每根桅杆的额定重量为9T,拟制8根桅杆,则起重能力可达72T,罐体最大抬升重量不足50T,有足够的安全系数。
(2)采用10T手拉葫芦8台,沿圆周分隔均布,总起重能力50T,起重时由起重班长统一指挥,均匀起吊,起吊速度慢不均衡系数可忽略,动载系数按1.1计,则计算重量50×1.1=55T小于倒链起重能力,故能保证安全。
(3)每根桅杆的吊点反方向设角钢两根,起反向固定作用。
6.5.3开始组焊围板前,应先在壁板上标划腰缝组装线及其预报线。
6.5.4用吊车将壁板吊至指定部位,边吊装壁板,边点焊立缝。
立缝采用分段倒退焊,焊工均匀分布。
6.5.5安装围板活口调节装置和围板垂直限位挡块。
6.5.6召集参与提升的全体人员,进行严密的组织和明确的分工,交待联系信号和各岗位操作要点及注意事项,然后参与人员方可进入岗位;指挥员组织各岗位负责人对罐内提升装置进行提升前的检查。
6.5.7上述工作完毕后,即可进行如下提升工作。
a.指挥员通过对讲机询问各岗位上岗和准备情况,各岗位准备完毕并作出回答后,指挥员即可在罐外指挥台发出开始提升信号。
b.开始提升后,监测人员立即观察记录壁板提升情况,及时向指挥员报告。
c.在提升罐体离底板100mm左右,进行各部观察、检查。
提升过程中,随时调平,差异在50mm之内,围板周围外的壁板组装人员可根据情况用锤敲打围板与壁板的重叠处,以减少部分地方较大磨擦力和卡涩现象。
d.当罐体提升至预定高度一半左右时,围板周围外的壁板组装人员,应打紧外圆找圆角铁楔子,使围板下边缘靠上内圆限位挡块,同时,调节装置操作人员应收紧活口调节装置。
升到上部时,上部活口调节装置也要适当地收紧。
e.当罐体提升到距围板上沿50mm时,暂停提升,在罐体与围板相切线上方焊紧固,调节用的短角铁卡具。
焊毕,继续提升,并陆续由下向上插入长角铁卡具,待罐体陆续露出下圆周边时,角铁楔子应迅速打紧并靠好对接缝,同时围板活口装置操作人员收紧活口,将围板活口收到预定的位置,调整环缝错边量,当环缝组装质量符合要求后,指挥员统一下令点环腰缝,焊工则沿罐外环缝对称,同方向,均匀地点焊,同时切割组对活口立缝,经检查合格,卸下提升装置,拆除环缝组装卡具、活口调节装置。
6.5.8按焊接工艺的要求,先焊纵向焊缝,后焊环向焊缝.当焊完相邻两圈壁板的纵向焊缝后,再焊其间的环向焊缝,罐内纵、环焊缝电弧气刨清根后方可施焊,焊工应均匀分布,并沿同一方向施焊.
6.5.9根据设计要求对焊缝进行外观和无损探伤检查,不合格者应立即进行修补。
6.5.10对罐壁进行找圆,测量周长、椭圆度、垂直度、水平度等几何尺寸。
6.5.11落下胀圈,并进行罐内、外临时焊点的处理。
6.5.12依上列有关程序循环进行,逐圈组装,直至将各圈壁板顶升、组焊工作全部完成。
6.5.13组装最后一带壁板时,对于预留出入口的一张板,也应同时组装,但两侧的纵焊缝不焊。
最后一带壁板组焊完成后,用液压提升装置将整个外罐壁提升起,撤去罐壁下的临时支墩,重新将罐体落下,预留出入口周边予以加固。
6.5.14拆除提升装置。
6.5.15焊接壁板与底板间的环形丁字缝。
6.5.16对接接头的壁板应符合下列规定:
(1)底圈壁板相邻两壁板上口水平的允许偏差,不应大于2mm。
在整个圆周上任意两点水平的允许偏差,不应大于6mm;壁板的铅垂允许偏差,不应大于3mm;组装焊接后,在底圈壁1m处,内表面任意点半径的允许偏差13mm.
(2)其他各圈壁板的铅垂允许偏差,不应大于该圈壁板高度的0.3%
(3)壁板对接接头的组装间隙,应符合施工图要求.
(4)壁板组装时,应保证内表面齐平,错边量应符合下列规定:
纵向焊缝错边量,不大于1mm,环向焊缝错边量,任何一点的错边量均不大于1.5mm。
(5)组装焊接后,焊缝的角变形用1m长的弧形样板检查,对接纵缝处形成的角焊缝不应大于0.1s+2mm
(6)组装焊接后,罐壁的局部凹凸变形应平缓,不得有突然起伏,且罐壁的局部凹凸变形应≤13mm.
6.6罐顶附件安装
梯子平台应符合《钢结构工程施工及验收规范》GB50205—95。
罐内部盘管加热器应按照图纸及规范要求进行施工和检验。
6.6.2安装开孔接管,应保证和罐体轴线平行或垂直,接管法兰应保证水平或垂直,螺栓孔的分布应跨中。
6.7储罐的焊接及检验规定
6.7.1储罐的焊接施工通用规定
(1)参加施工的焊工应经考试合格,焊接的材料、位置方法应在考试合格的范围之内。
(2)正式焊接之前,应具备合格的焊接工艺评定。
评定的项目的数量应能全部包含所有的焊接施工内容。
(3)焊接工程师根据焊接工艺评定报告,编制焊接工艺卡(工艺指导书)用于指导焊工作业。
(4)施工用的焊接机具设备应性能完好,经检查合格后投入运行。
(5)焊接材料应按规定保存、烘干、发放、回收。
其保存条件:
相对湿度≥60%;温度≥10℃,设专人烘干、发放、回收。
(6)当出现下列情况之一时,应采取有效的防护措施,方可进行焊接:
雨天或雪天;
手工焊时风速超过8m/s;
焊接环境温度:
普通碳素钢焊接时低于-20℃;低合金钢焊接时低于-10℃;屈服点大于390Mpa的低合金钢焊接时低于0℃;
大气相对湿度在90%以上。
(7)手工焊焊工应配置合格的焊条保温筒,焊条重复烘干的次数不应超过两次。
(8)气体保护焊焊接焊丝应防止生锈,焊接面应清理干净。
6.7.2储罐的焊接施工焊缝返修
(1)经检查出现不合格的焊缝,应由焊接检查员明确标出返修的部位,并将缺陷的性质、程度详细告诉返修的焊工。
(2)同一部位返修次数超过两次时,应由焊接工程师制定返修工艺,并在场指导返修工作。
6.7.3及时做好气象和焊接记录。
6.7.4罐焊缝的无损检测
a)罐底边缘板的每条对接焊缝接头外端300mm,应进行无损检测,不低于JB4730-94Ⅲ级要求为合格,按图纸计算该处检测焊缝长度共计:
6m。
弓型边缘板两侧100mm范围内按(ZBJ74003-88)规定进行超声波检查Ⅲ级要求为合格,并应在坡口表面进行磁粉或渗透探伤。
b)对接罐底板的每条丁字焊缝的根部焊完后,沿焊缝三个方向各300mm均应进表面磁粉探伤Ⅱ级合格。
全部焊完后,再次进行表面磁粉探伤Ⅱ级合格。
c)罐底所有焊接接头在外观检查合格后,要采用真空箱法进行严密性试验,试验负压不得小于0.053Mpa,无渗漏为合格。
d)罐壁纵向焊缝:
每个焊工的每种板厚,在最初的3m内取300mm进行射线检测,以后不计焊工人数按每30m焊缝及其尾数内,任取300mm进行射线检测,所有检测部位中的25%应位于丁字焊缝处。
且每台罐不少于两处。
e)罐壁环向焊缝的射线检测为:
每个焊工的每种板厚,在最初的3m内取300mm进行射线检测,以后不计焊工人数按每60m焊缝及其尾数内,任取300mm进行射线探伤。
上述检查均不考虑焊工人数。
f)底圈罐壁与罐底边缘板焊接完和充水试验后,应对罐内侧角接接头各进行一次磁粉检测,二级合格。
g)储罐加热器管道对接焊缝应进行100%射线检测。
6.8贮罐试验
6.8.1罐底严密性试验
6.8.1.1罐底严密性试验前应清除一切杂物,清除焊缝的铁锈,并进行外观检查。
6.8.1.2采用真空法试漏,真空箱内真空度不低于53KPa。
6.8.2充水试验
6.8.2.1充水试验检验的内容
罐底严密性;
罐壁的强度及严密性;
固定顶的强度、稳定性及严密性;
基础的沉降观测;
6.8.2.2充水条件
充水试验应采用淡水且水温不得低于5°C;
充水试验必须在始终监视下进行,并与土建密切配合,做好基础沉降观测。
充水分四次充到最高液位。
充水时将透光孔打开。
放水前将透光孔打开,以免抽瘪罐。
6.8.3罐壁的严密及强度试验
在充水过程中,应逐条焊缝进行检查,充水到最高液位,保压48小时,如无异常变形和渗漏为合格。
试验中罐壁如有渗漏,立即放水并使水位比渗漏处低300mm以下进行焊接修补。
6.8.4固定顶的严密性试验、强度试验
在罐内水位最高设计液位下1m,将所有的开孔封闭充水,罐内压力达到设计压力后暂停充水,在罐顶表面及焊缝涂肥皂水,未发现气泡、罐顶无异常现象为合格。
6.8.5固定顶稳定性试验:
在充水试验合格后,此时水位为最高操作水位,在所有开孔封闭情况下放水,当罐内压力达到设计负压时,检查罐顶无异常变形为合格。
6.8.6基础沉降
6.8.6.1在注水之前,应在罐底部基础上设置至少12个基础沉降观测点。
6.8.6.2在以下时间进行基础沉降情况的观测及记录:
充水前;
水位达到最大水位的1/4;
水位达到最大水位的1/2;
水位达到最大水位的3/4;
充满水后;
充满水后48小时(48小时内每8小时观测记录记录一次);
罐内水全部放空后。
6.8.6.3当观测到数值较大的基础沉降时,应停止灌水。
同时与基础设计部门和施工部门联系,采取措施,并得到设计部门同意后,方可继续注水。
整个基础的不均匀沉降量不得大于25mm。
在10米弧长范围内,任两点之间的沉降差不得超过13mm,整个罐体周边任意两点之间的沉降差不得大于25mm。
6.9内浮顶及附件安装
罐内附件:
液位计管、人孔、罐体接管应在充水试验前安装完毕,罐内内浮顶为外购件由浮盘生产单位负责安装,安装应在充水试验后进行。
安装浮盘后应进行升降试验升降试验应编制相应施工方案,报监理单位及业主审批。
6.10防腐保温
本工程防腐保温见防腐保温施工方案。
7交工验收
贮罐交工时应通知甲方进行全面的检查和验收,制造单位应提供技术文件资料。
(1)储罐交工验收证明书;
(2)材质证明书;
(3)焊缝射线探伤报告;
(4)焊缝超声探伤报告;
(5)焊缝磁粉探伤报告;
(6)焊缝渗透探伤报告;
(7)储罐罐体组装检查记录;
(8)储罐总体试验记录;
(9)焊缝返修记录;
(10)储罐基础检查记录;
(11)基础沉降观测记录;
(12)竣工图。
8质量控制要点
在本工程所设立的控制点上,要求施工人员做好自检和施工记录,检查人员要作好质量检查并予记录,在每个工序上坚持质量标准,严格检查,确保工程总体质量。
贮罐施工过程主要控制点如下表所示:
序号
名称
检查等级
1
施工方案
B
2
基础验收
B
3
材料检验
B
4
罐底组装焊接
B/C
5
上圈壁板及包边角钢组装及焊接
B
6
拱顶安装焊接
C
7
罐壁配件安装
BC
8
充水试验
A
9
交工验收
A
9安全技术措施及文明施工
(1)所有施工人员,进入施工现场前,都要参加安全教育,施工人员严格遵从有关安全规章制度的规定。
(2)禁火区域内施工时,应按要求办理动火证;施工动火区和易燃易爆区设置防火墙。
(3)在现场施工期间,甲乙双方各派一名安全员,负责整个施工现场的安全监督工作。
(4)所有施工人员,必须服从安全人员的检查和监督。
(5)凡进入施工现场者,必须带安全帽,高空作业必须系安全带,穿防滑鞋,并办理登高作业证,方可登高作业。
(6)罐体在起吊时,要加强组织领导,严格规章制度,分工明确,统一指挥,服从命令,以确保安全和质量。
(7)遇有恶劣天气,风级在六级以上影响安全施工时应停止吊装作业。
(8)所有用电设备应绝缘良好,罐内照明应用安全电压(12V),罐内打磨应用风动砂轮。
罐内使用非安全电压时,施工人员必须穿戴绝缘护具。
(9)施工现场必须做到文明施工,对现场应经常清理,做到人走料净。
(10)防雷接地、消防设施、液位报警器、液位指示器等均见选用说明书。
(11)罐顶人孔安装轴流风机,罐底设置进风道,保持罐内通风良好。
(12)罐内温度过高时,尽力做好防暑降温工作。
(13)罐外起重工具根据实际情况和有关规定选取。
(14)罐内外所有焊接施工产生的焊条头全部在施焊当时集中存放,不可随手丢弃。
(15)其它安全未尽事项应按SHJ505--87、HGJ233--87《炼油、化工施工安全规程》要求进行。
(16)施工现场及职工生活场地应符合职业健康及环境要求
附表:
施工机具一览表
序号
名称
规格
数量
备注
1
硅整流电焊机
ZX6---500
8台
2
逆变电焊机
2台
3
真空泵
SZ—2
1台
4
真空箱
1台
5
真空表
2块
6
角型磨光机
150、125
5个
7
倒链
10T
8个
8
试压泵
4DSY—63
1台
9
吊车
16t,8t
1台
10
碳弧气刨
1套
11
卡环
5t
4个
12
砂轮机
¢180
4个
13
盘尺
50
50米
14
卷尺
5
4米
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