大型 储罐 改造 施工工法.docx
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大型储罐改造施工工法
大型储罐改造施工工法
作者 鄢森军 姚春联 徐军华 宋 鹏 刘富伟
胜利石油化工建设有限责任公司七分公司
1、前言
目前在油田站库内普遍出现各种钢制储罐腐蚀比较严重,急需维修和改造才能保证正常运行的现象,油田在这方面的投资占相当大的比例。
由于储罐结构及工艺原因,储罐腐蚀比较严重的部位是罐底板和罐顶板,因此,储罐改大多数都是更换罐底及罐顶板,同时根据储罐的使用用途和年限更换部分壁板和改造部分内部附件。
如果按照正常的施工方法不能满足设计要求。
本工法以孤东1#联10000m3净化油罐改造施工为例,根据储罐改造部分的特点,介绍了改造储罐正装法和倒装法相结合的施工方法。
该施工方法既保证各施工步骤的连续性,又很好的控制了罐体变形,降低了费用,施工安全性好,可操作性强,易掌握。
2、工法特点
2.1采用正装法和倒装法相结合的施工方法。
2.2采用倒装法进行罐体下部分改造施工,采用正装法进行罐体上部分改造施工。
2.3材料得到充分的利用。
2.4充分利用油罐结构的设计特点,能较好的控制罐体变形。
2.5根据施工计划,合理的安排施工人员数量,可节省人力资源。
3、适用范围
本工法适应于大型储罐的改造工程,适用范围:
5000m3-20000m3的储罐,增加或更换下层壁板、更换罐底板、上层壁板及罐顶。
4、工艺原理
本工法在储罐施工的一般方法的基础上,采用正装法和倒装法相结合的施工方法,先下后上、先内后外的安装工艺,也就是先倒装法更换罐底板及增加的下层壁板,正装法更换上层壁板和罐顶板,然后安装罐附件。
5、工艺流程及要点
5.1
工艺流程(见附图)
5.2
施工准备:
施工现场要做到“三通一平”,材料预制半成品委托要及时准确。
5.3清罐:
用站内热污水进行清罐,达到动火条件。
5.4动火拆除时,应保持罐内良好的通气条件,拆除流程如下:
拆除罐顶及罐外附件
拆除罐内附件
拆除罐底板
拆除时注意如下几点:
①
拆除时,罐顶与罐壁连接的部位余留罐顶板600-800mm不拆除(如图一),余留部分可以对以后更换的罐壁板起到一定的防变形作用和拆除施工安全性。
②
拆除消防管、喷淋管、盘梯,这些附件时,施工人员必须系安全带,重物在切割前需用吊车预吊,防止意外事故发生。
③
罐边缘板的拆除,必须与边缘板的更换同步进行。
11044mm
罐顶保留600—800mm宽
罐壁
罐基础
图一
储罐改造施工工艺流程
施工机具、设备、材料准备
罐底板现场防腐
罐顶及附件拆除
罐内附件拆除
罐底板拆除
罐基础找平
提升装置就位
胀圈安装
提升安装壁板
更换边缘板
罐底板铺设
罐内附件安装
罐内外脚手架搭建
提升装置拆除
保温支撑圈、加固圈、挡雨圈安装
上层壁板安装
保温支撑圈安装
罐顶安装
罐顶附件安装
罐体上水试漏
罐防腐保温
投产
清罐
罐内外脚手架拆除
罐底板防腐
原罐前阀组壁板更换
大罐放水
5.5罐底板更换的施工方法
①先拆除罐底中幅板,铺完部分中幅板,然后进行边缘板的更换。
②更换边缘板时,在切割角焊缝前应先在底圈壁板上安装好胀圈,防止罐变形,保证储罐的椭圆度。
③考虑到施工难度,在切割角焊缝时离罐底板10-20mm高度进行切割,以便于对切割后焊缝处理(开坡口和清除氧化铁)。
④按照预制好的罐边缘板和罐壁板排版图,选择一个适宜位置开始施工,这个位置要保证罐壁板立缝与上层壁板的立缝及边缘板的对接缝的错开量符合GBJ128-90罐体施工规范。
⑤边缘板及罐底中幅板质量检验应与施工同步进行,以免影响下一道工序。
5.6底圈壁板安装
底圈壁板安装时,采用倒装法,利用更换罐底边缘板时,安装的胀圈作为提升受力件,提升工具可以采用倒链或液压举升装置(如图二),施工单位可以根据条件自己选择。
施工时注意如下几点:
①底圈壁板安装前,人孔、清扫孔和罐前阀组处更换的壁板,根据储罐的施工规范,宽度不小于1000mm,长度不小于2000mm。
②提升倒链或液压缸的数量必须经过计算,每个着力点的提升重量为最大提升负荷的50-60%。
③提升板着力点间距不宜过大,应为3—4米,否则,因间距过大,罐壁板因自重量变形量大,新增壁板无法安装组对(如图三)。
④根据罐的直径及重量选择合适的胀圈。
支柱垫板
罐壁
提升胀圈罐壁
提升支柱
罐底板
图二
自重变形
罐壁板
图三
5.7安装罐内附件的同时,应迅速组织人力进行罐内外脚手架搭接(脚手架结构见图四),以免影响下一道工序。
5.8上圈壁板的更换:
更换壁板时,采用正装法,先更换一张,然后沿罐两个方向,同时施工。
施工时注意如下几点:
①更换第一张时,切割旧壁板的尺寸比预制板的尺寸,宽50mm,长200mm。
②高空作业,安全保护措施要做好(如安装安全网和防护网)。
③充分利用保留的原罐壁板、新建的保温支撑圈、挡雨圈、加固圈防止罐壁变形(如图五)。
保温支撑圈角钢或挡雨圈、加固圈
壁板
图五
罐壁更换部分
内外角手架
罐基础
罐体
图四
跳板
5.9罐顶的安装
罐顶安装时,一般都需要托圈(用φ76×3.5,或φ89×4钢管预制的弧管)。
以孤东1#联10000m3罐顶安装为例,由于罐体直径大(φ33556mm,拱顶自重达到64吨,罐顶安装组对时采用两圈托圈。
施工时注意如下几点:
①
为了施工方便及安全,罐顶中心支撑部分,根据拱顶中心顶板的大小,用δ=6mm的钢板,预制一个支撑板,支撑板利用防腐搭的脚手架作为支撑柱。
②
考虑到托圈的稳固性,托圈需用斜拉钢丝绳拴紧固定,托圈立柱用φ114×4焊接管(如图六)。
根据罐直径、罐基础坡度、拱顶弧度计算立柱高度(如图七)。
③每吊装组对一块需组对完点焊完,点焊一定要牢固,使已经组对完的罐顶板形成一个弧形整体,不因罐顶自重而变形过大,因为罐顶形成一个弧形整体后,根据力学原理难以变形。
R
P
M
N
F
D
E
C
A
B
K
LTS
立柱1
立柱2
例如:
计算立柱MC的长度,先测出罐底板的坡度KS的长度,根据相似原理,有MP/KS=FP/FS,计算出MP的长度H1;根据罐顶的弧度计算出BC的长度为H2;根据罐壁的高度(包括罐顶的包边角钢的高度)AF=H3;最后得出MC=H3
+H2–H1。
图七
罐顶托圈
托圈支柱
罐底板
托圈斜拉绳
图六
5.10罐外附件安装:
罐外附件安装待罐顶板焊接完后,应及时进行,以免影响下一道工序。
施工时应先上后下的原则。
5.11罐体上水试验:
由于是大罐是在老基础上施工改造,上水试验时,不需沉降,上水速度可以快一点,如果条件允许,速度为3000--4000m3/d,上水试验时因实验时间短,防腐施工用的脚手架无需拆除重搭。
试验时注意如下几点:
①
上水试漏时,为了缩短上水时间,增加一套临时上水流程或利用站内消防系统。
②上水试验时,需组织人员对焊缝进行仔细的检查,有缺陷的地方及时整改。
5.12罐体防腐保温:
防腐先施工罐体里面,再进罐体外防腐。
防腐施工顺序如下:
罐顶内壁防腐
罐内壁防腐
罐内脚手架拆除
罐底防腐
罐顶外壁防腐
罐外壁防腐
罐壁保温
施工过程中注意以下几点:
①
罐内防腐时,为了保证防腐质量,必须对所有焊疤打磨平整。
②喷砂除锈一定要达到设计要求,验收不和格,不得进行下一道工序。
6、主要施工设备、机具(以10000m3罐为例)
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
硅整流焊机
ZXG-400
台
14
2
胀圈
双根32#槽钢制作
套
1
3
千斤顶
30T
个
6
4
真空泵
2X型旋片式
台
1
5
吊车
16T
台
1
6
吊车
30T
台
1
罐顶安装
9
倒链
10T
个
22
10
倒链
2T
个
16
11
安全网
m2
1000
12
安全带
条
25
13
离心式风机
台
1
通风
14
真空试漏箱
平
台
1
15
真空试漏箱
角
台
1
16
焊接管
φ114×4
米
300
支撑柱
7、劳动组织及安全
7.1劳动组织
采用“项目法”施工管理,项目成员分工要明确,根据施工计划及安排,不同施工阶段合理安排施工人员的数量。
序号
工种名称
单位
数量
职责和权限
1
项目经理
人
1
储罐施工的全面工作
2
现场技术员
人
1
技术、材料管理
3
现场质检员
人
1
施工全过程的质量管理
4
管铆工
人
8
安装、填写工序自检记录
5
起重工
人
1
吊装
6
电焊工
人
14
焊接、负责焊条烘干、发放、填写工序自检记录、施焊记录
7
气焊工
人
4
切割
8
防腐工
人
16
防腐保温
8
司机
人
3
运输
9
其他
人
5
现场保卫、安全
7.2安全措施
7.2.1所有进入联合站的施工人员,必须严格遵守站内安全规定。
7.2.2
动火拆除时,现场必须有专人进行监督和指挥,防止重物滑落伤人,非施工人员不得在施工现场停留。
7.2.3罐内施工,使用砂轮机前,要严格检查砂轮片是否牢固、是否有破损,电缆线是否损坏、漏电等,使用时戴绝缘手套,保护眼镜等。
7.2.4施工人员必须穿戴劳保用品,高空作业必须戴安全带,脚手架上安装防护网和安全网。
重物吊装时,必须有专人指挥。
7.2.5氧气、乙炔瓶必须戴防火帽,间距5米以上,距动火点10米以上,严禁放置在罐内进行施工。
7.2.6罐内作业应有足够的照明及抽风(烟)设备。
7.2.7进入罐内进行防腐作业时,施工人员还必须戴防毒面具。
7.2.8施工区域必须搭建防火隔离墙。
施工现场准备灭火器8瓶。
8、质量控制
8.1质量标准
GB50236--98《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》
GBJ128--90《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》
SY/T0407--97涂装前钢材表面预处理规范
8.2质量保证措施
8.2.1
材料检验:
在施工前,按照施工规范严格的对预制品进行检验,做到材料不合格坚决不安装。
8.2.2
各工种的施工人员应严格遵守本工种的操作规程,严格按照标准、程序、技术要求文明施工。
8.2.3
质量管理人员,要各尽职责加强质量检查,严格质量奖罚制度,做到质量以预防为主,考核为辅的工作方法。
8.2.4
加强罐体防变形措施的实施。
8.2.5
开展群众性QC小组活动,控制好工程产品质量,降低质量成本,提高经济效益和社会效益。
9、效益分析
从经济效益来看(以孤东10000m3罐为例):
①合理的利用利用锥顶罐的罐顶支撑柱预制提升用的提升柱,安装罐壁板时用的挡板、斜角铁、提升板,可节约材料费3万元;
②根据各施工阶段的特点,合理的安排施工人员数量,可节约人工费1万元;
③根据以往的施工经验,施工10000m3以上的储罐,需用30T的吊车配合施工,通过计算起吊重量和使用加长起吊臂的16T吊车,除了在罐顶组对时,使用30T吊车2-3天外,整个施工过程用16T吊车配合施工,节约机械费4万余元。
④根据施工计划,切实做好施工工序的衔接问题,例如,在进行焊接罐底板和施工罐内附件时,安排防腐班搭建罐内外脚手架。
另外,我们在罐体安装时充分、利用防腐用的脚手架,可节省费用4万余元。
从社会效益来看,用正装法和倒装法相结合的储罐改造的施工方法,为以后的储罐改造工程提供了宝贵经验。
10、应用实例
2003年9月,东营稠油末站20000m3罐改造工程;2003年10月,孤东1#联10000m3锥顶罐油罐改造工程,利用正装和倒装相结合的施工方法,经验证明该施工方法是合理的、切实可行的。
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2008-11-2315:
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