内浮顶罐施工方案.docx

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内浮顶罐施工方案

10000m3内浮顶油罐施工方案

目次

1．工程概况

2．施工用主要标准规范及技术文件

3．施工准备

4．施工方法的确定

5．组装工艺及要求

6．焊接及其检验

7．组装质量要求及检验方法

8．质量保证措施

9．安全施工技术要求

10．附件

１工程概况

1.1建设单位：

深能（钦州）实业开发有限公司。

1.2设计单位：

茂名石油化工公司设计院。

1.3工程地点：

广西钦州市港区鹰岭危险品作业区。

1.4工程量：

8台10000m3内浮顶油罐现场制作安装。

1.5主要技术参数：

储罐内径：

φ30000mm

公称容积:

10000m3

计算容量：

11200m3

储存介质：

汽油、柴油

罐壁高度:

15857mm

主体材质:

Q235－A

设计压力：

+1960Pa－490Pa

设计温度：

40℃

设计风压:

700Pa

地震烈度:

7

焊缝系数：

0.9

腐蚀裕度：

1mm

试验压力：

+2200Pa－1800Pa

铝制内浮盘:

WES－φ30000

罐体质量:

221886kg（单台）

２施工用主要标准规范及技术文件

2.1施工图纸及相关技术文件

2.2GBJ128—90《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》

2.3JB4730—94《压力容器无损检测》

2.4GBJ50205—95《钢结构工程施工及验收规范》

３施工准备

3.1现场平台：

现场设置二个预制钢平台，尺寸为6m×12m。

用δ=14mm、材质为Q235－A的钢板铺设。

3.2施工机具的准备及人员配备。

3.2.1需准备的施工机具如下表：

序号

设备名称

规格

单位

数量

备注

1

直流电焊机

26kw

台

8

2

直流电焊机

12~14kw

台

48

3

空气压缩机

0.6m3

台

4

4

空气压缩机

3m3/min

台

1

5

空气压缩机

6m3/min

台

1

6

鼓风机

风量35000m3/h

台

4

风压260mmH2O

7

真空泵

SSZ-2

台

1

8

汽车吊

16t

台

2

9

简易龙门吊

10t

台

1

10

汽车

10t

台

1

11

汽车

5t

台

1

12

叉车

5t

台

2

13

半自动切割机

G-100

台

4

14

烘干箱

300~500℃

台

1

15

恒温箱

150~300℃

台

2

16

保温桶

2kg

个

48

17

角向磨光机

150型

台

8

18

角向磨光机

125型

台

15

19

角向磨光机

100型

台

15

20

风动砂轮机

150型

个

8

21

X光探伤机

3005型

台

2

22

水准仪

台

1

23

钻床

30mm

台

1

24

车床

C20

台

1

25

卷板机

20×2000

台

2

26

手拉葫芦

10t

个

4

26

手拉葫芦

5t

个

20

27

螺旋千斤顶

15t

个

16

28

液压千斤顶

30t

个

1

3.2.2施工人员：

铆工：

40人

电焊工：

48人

气焊工：

8人

起重工：

8人

电工：

2人

架子工：

4人

安全员：

2人

质检员：

4人

技术员：

2人

施工队长：

2人

3.3施工平面布置图见施工组织设计。

3.4施工手段用料准备如下表:

序号

名称

规格

单位

数量

1

组装卡具

胎具

角钢

∠70×70×6

m

160

∠50×50×5

m

30

∠100×100×10

m

40

工字钢

Ⅰ20a

m

90

Ⅰ14

m

30

槽钢

［18a

m

200

［12.6

m

150

圆钢

Ф16mm

m

30

钢板

δ12~18mm

m2

35

δ3~6mm

m2

120

2

运输胎具

槽钢

［12.6

m

80

钢管

Ф89

m

15

3

施工平台

钢板

δ14mm

m2

150

4

钢丝绳

Ф20（16×9）

m

700

3.5材料验收

3.5.1油罐用钢材、配件必须符合设计和规范要求，具有产品质量证明书或检验报告。

3.5.2油罐用钢板应逐张进行外观检查，其表面不得有气孔、裂纹、拉裂、夹渣、重皮现象。

钢板厚度要求：

板厚为6～7mm钢板允许偏差：

－0.6mm；板厚为8mm～18mm钢板允许偏差：

－0.8mm。

3.6基础的验收及中间交接

我方只对基础进行几何尺寸的复验,和甲方进行中间交接。

其具体要求如下:

3.6.1油罐中心标高允许偏差为±20mm。

3.6.2支承罐壁的基础表面,每隔10m弧长内任意两点的高度差≯6mm，整个圆周长度内任意两点的高度差≯12mm。

3.6.3沥青砂层表面应平整密实，无突出的隆起，凹陷及贯穿裂纹。

沥青砂层表面凹凸度的检查方法应为：

以基础中心为圆心，以1/4D、1/2D、3/4D为直径作同心圆，在圆周上分别均分为8、16、24等分点。

同一圆周上的测点其测量标高与计算标高之差≯12mm。

4.施工方法的确定

4.1施工方法：

采用气顶倒装工艺。

先安装油罐底板、最上层罐壁板及罐顶盖，采用被顶升部分的壁板、顶盖及底板形成一个封闭体，借助鼓风机风力作用提升罐体，使下层壁板与上层壁板组对焊接，直至最下层壁板组焊成形。

4.2风压、风量的计算及风机的选型

4.2.1.1经计算每次顶升时所需要的风压、风量值如下表：

序号

顶升层数

顶升重量（t）

风压（mmH2O）

风量（m3/h）

1

10

52

88

27584

2

9

59

100

27908

3

8

69

116

28340

4

7

77

130

28828

5

6

88

148

29452

6

5

101

171

30264

7

4

116

197

31256

8

3

133

225

32440

9

2

152

257

33868

4.2.1.2风机的选择

根据列表计算的最大风量和最大风压值，选择型号为4－72－11N010D的风机能满足要求。

5组装工艺及要求

5.1施工程序框图

5.2组装程序及技术要求

5.2.1罐底板的铺设

5.2.1.1铺板前技术人员必须汇同作业班长、质检员共同对底板进行排板，绘制出排板图，并对每块板进行编号。

要求任意相邻两焊缝间的距离应＞200mm。

5.2.1.2底板铺设前，板下表面应按设计要求涂刷沥青防腐层２遍，但沿板周边50mm不涂刷。

5.2.1.3铺设底板时，按底板排板图及预制时的编号、划线位置及油罐中心线，先组配中心板，然后向两侧序铺设相邻诸中幅板及边缘底板，底板铺设时的实际尺寸应比设计尺寸大35～45mm，以补偿焊缝收缩量。

5.2.1.4在基础上铺设底板时，要考虑最后一块底板在风道口留下不组对，待气顶工作全部结束后再组对。

边缘板的对接焊缝其间隙应是外端小内端大，以防止焊缝焊接收缩而引起的底板变形。

对三组板重叠上层板进行切角，并与下二层板相贴。

5.2.1.5伸缩缝的固定不应使用点焊方法，而应采用装配卡具，待所有焊接工作完毕后才能进行伸缩缝的点焊及其焊缝的施焊。

5.2.2油罐拱顶预制

拱顶系组合件，其纵梁、环梁以及顶板等单体构件放样下料，加强梁按设计图纸的弧度压弯，在顶盖胎具上预制成分片盖板，应注意主梁中心的起拱高度必须与设计相符，拱顶预制时的双曲面胎具的设计需考虑钢板的回弹量。

顶板的拼接采用对接接头形式。

5.2.3第十圈板（顶圈板）和罐顶的组装

5.2.3.1罐底周边标高找平后，在第十圈板装配前在底板上画出该圈板安装直径（留有收缩量，取定直径增大10mm）的圆周标志线，并打上样冲眼，标志线内侧每隔1~1.5m在底板上焊接50×50×8mm的三角形档块作为圈板固定档圈，第十圈板即紧靠其上进行组装。

档块外侧40mm焊接∠50×6mm，L=30~50mm的角钢，便于围板时贴紧上一圈壁板和临时固定外围圈板。

5.2.3.2按围板排板图及编号选好弧度板，组装完后应检查钢板的垂直度、对接头的间隙、错边量、圆弧度，其尺寸偏差应在规定值内。

5.2.3.3以罐底弓形板事先划出的圆周线和拱顶环为基准组对第十圈壁板，为了避免焊缝收缩使半径减小，在罐壁最后闭合封口的立缝予留，待其它立缝焊接后再进行封口切割焊接，然后进行壁板上口与顶环的焊接。

5.2.3.4顶圈板组装完毕，因刚性较差，在每条立缝上均布三块龙门板并点焊牢固，待包边角钢组焊完毕再拆除。

5.2.3.5拱顶的组装

a、在罐底中心立好安装用的临时施工支架，其支架要求刚性较大，不易变形，可用[18a煨制而成。

中间用角钢和Φ159×6钢管支架相连，支架安装后四周用角钢支撑在底板上，增加施工支架刚性。

b、施工支架中心应与罐底中心重合，其支架顶标高要高于设计标高150mm左右，作为安装完毕撒除支架后罐顶中心下垂量。

c、在施工支架上分片组对顶盖板时，要求对称进行吊装，以防重量偏向一侧，造成移位而影响精度。

5.2.4罐壁的倒装

5.2.4.1在第n圈壁板外侧围上第n-1圈壁板，除封口立缝外，其余立缝全部焊完，然后充气顶升第n圈壁板到预定高度，并使第n-1圈壁板与第n圈壁板环缝对接，用同样方法气顶第n-2，……,1圈壁板。

5.2.4.2在每圈壁板组对时必须复测其壁板的垂直度、周长尺寸及上口的水平度，发现问题及时纠正，以使罐壁在焊接后保持竖向垂直，水平度和直径均符合要求。

5.2.4.3第一圈壁板与罐底弓形板组焊时，必须保证其罐体的总垂直度，水平度，并与划好的底板圆周线重合，焊接时应采取适当措施，防止角变形。

5.2.4.4顶升每圈板时在下圈板围板前应在上圈板外表面圆周上均布10个左右位置的观察标志，把壁板外侧高度均分成若干等份（50~100mm间隔即可）从下往上标记1，2，3，…….，以便顶升时罐外人员清楚了解浮升高度和控制上升速度，而且还应在上圈板外侧下口及下圈板外侧上口圆周上均匀画出龙门卡具的安装位置，在顶升前把下圈板外侧上口的眼睛板焊好，以便迅速安装卡具。

5.2.4.5倒装顶升时为防止气顶到位后，收活口时造成上下错口，给点焊组对带来困难，气顶前在下圈板上口圆周均匀点焊挡块，其间距为500~1000mm左右。

5.2.4.6倒装顶升时要防止杂物卡住，罐顶应经常保持清洁。

5.2.4.7组对要求：

a.纵缝错边量：

不应大于板厚的1/10，且不应大于1.5mm。

b.环缝错边量：

当上圈板厚＜8mm时，≯1.5mm；当圈板厚≥8mm时，不得大于板厚的1/5，且不应大于3mm。

c.组焊后的焊缝角变形用1m长的弧形样板检查。

当δ≤12mm时，≤10mm；当12＜δ≤25时，≤8mm。

5.2.5气顶法施工的主要装置

5.2.5.1鼓风装置：

由风机，风道，风门插板，人孔门，U型压差计组成。

由风机向罐内鼓入空气，使罐体浮升，用入口插板门控制风压风量，以掌握上升速度在8～16cm/min以内，为减少压力损失保证风压，风机应尽量靠近油罐以缩短风道，风道截面不应小于风机出口尺寸。

风道转弯处应成弧形，并从罐底下进罐，基础施工时必须在此留出缺口，风道的出风口应高出底板100mm，以防杂物掉入其中。

风门插板、人孔门要求启闭灵活，开关准确，安全可靠，可设计成推拉式。

U型压差计在罐内一端需离风道口2000mm以上距离才能较准确地测量罐内风压，风道端应离开插板门300mm以上。

5.2.5.2胀圈设施

胀圈可增加罐体的环向强度，防止环向焊接变形。

并可用它夹置密封橡胶板，为平衡稳升装置提供支撑点，宜用［18a钢煨制而成。

煨制的弧度与罐体相配，安装和拆除方便灵活，与罐间有足够的张紧力，胀圈分成15段，用拉紧螺丝或千斤顶张紧固定在罐壁上，胀圈之间用上下两块导向板连接，导向板一端焊接，另一端可自由伸缩。

5.2.5.3密封装置

密封装置是充气顶升的关键，密封用的材料厚度为3mm、宽度为300~400mm的橡胶板（长度现场确定）。

密封位置和方法是：

a、罐底边缘板与中幅板的收缩缝，用牛皮纸和浆糊紧贴所有焊缝，缝隙太大处用卡具卡塞橡胶板。

b、罐壁与罐底的角焊缝是在顶升过程用人工沿罐内壁临时放置，依靠罐内的正压将胶皮贴于焊缝处，并用扁钢圈压住密封的胶皮。

c、罐壁间环缝要贴紧卡在胀圈上，除每隔250mm用一般夹子外，每隔2~3m周长用安全卡头夹住，以承受胶皮重量，防止脱落。

d、罐顶透光孔处用肓板、垫片封住。

e、罐壁封口处立缝由罐内正压将胶板压盖住。

f、风道口处和照明电源线管处，依靠罐内的正压用胶皮堵住。

5.2.5.4稳升装置

罐体在顶升过程中由于各种阻力的影响而处于悬浮不稳状态，为使罐体不致发生倾斜偏转和冒顶，尽量减小罐体的椭圆度，必须设置可靠的安全稳升限位装置。

5.2.5.4.1稳升装置由上下滚筒、立柱等组成。

罐内直接设置20个稳升器，每个稳升器上有上下两个滚筒，上滚筒固定在立柱上，壁为轨道，下滚筒固定在胀圈上，以立柱为轨道，上下滚筒的距离以最宽壁板为准，以保证每次升到极限位置时上下滚筒的距离不小于安全尺寸。

5.2.5.4.2为确保稳升装置安全可靠，立柱的安装要求垂直，支撑杆要焊接牢固，上下滚筒加工要符合设计要求。

夹轨轮和胀圈之连接应设计成活动式的螺栓连接，并应有30mm左右的滑移值以便于顶升完毕胀圈的自由下移。

5.2.5.5限位装置

用于控制顶升行程，使升到限定位置时能稳定在预定高度对罐壁进行点焊固定，因此必须设立限位装置，沿罐基础周围设立8个5t手拉葫芦。

5.2.5.6收紧装置

由顶升法工艺的需要，在围板上留有一道活口立缝，当上层板升起到位后，将该道立缝口收紧进行焊接，收紧封口用的收紧装置可采用手链葫芦，由于罐内有压力加之罐壁的倾斜，活口受力较大，经核算在最后五次顶升时由于罐内风压增大需在活口上设置二个10t葫芦，其余四次均在活口上设置二个5t葫芦。

5.2.5.7固定装置

在顶升过程中由于围板间摩擦力较大，将会使外围板也跟随浮升起来，同时产生平面位移。

因此需在外围板下部与底板边缘处每隔3m焊一组固定装置，固定挂环为活动式。

5.2.5.8通讯和照明设施

罐体内外联系用对讲电话机。

照明电源线从风道口引入，电源电缆管宜用塑料管，并严格检查照明器具和电缆，保证绝缘良好。

5.2.6油罐附件及内浮盘安装

5.2.6.1油罐最后一层板气顶就位以后，开始进行盘梯、栏杆及接管法兰等附件安装。

油罐开孔必须先划线定位，经质检员检验无误后，方可进行气割。

开孔补强的曲率应与罐体曲率一致。

5.2.6.2内浮盘安装应在油罐本体充水试验，并进行油罐内壁防腐后进行。

浮顶的组装需安装临时支架，并保证其水平度和与罐体的同心度。

安装完毕的铝浮盘，其边缘板与罐壁板之间的间隙不得大于10mm；当内浮盘漂浮在任意高度时，此偏差不得超过50mm。

内浮盘安装结束后，还需进行升降试验，确保浮盘能自由上下，无卡塞现象。

6焊接及其检验

6.1焊接工艺的确定

油罐主体材料均为Q235－A碳素钢；焊接方法采用手工电弧焊；焊接材料选用E4315（J427）焊条。

梯子平台等附件焊接可选用J422焊条。

焊接工艺参数见附件。

6.2焊接材料的管理

6.2.1焊条的保管

焊条入库时，应按不同类别，型号或牌号分别在不同位置存放,严禁混存。

库内要求通风要良好、干燥。

温度控在10～25℃左右，相对湿度应小于50%，防止受潮变质。

焊条存放时必须垫高，离地面或墙壁应大于0.3米，并应分开堆放，以保证焊条周围空气流通。

6.2.2焊条的烘烤

焊条使用前，必须进行烘烤。

碱性低氢型焊条烘烤温度为350～400℃保温1～2小时；酸性焊条为150～200℃保温1～2小时。

烘干后的焊条应装入恒温箱，随用随取。

焊工使用焊条时，不得直接从高温箱取出以防聚冷产生开裂、脱皮。

6.2.3焊条的领用

焊工领用焊条时，应备有性能完好的焊条保温筒，并根据当班工作量一次领用一个品种的焊条。

当次未用完的焊条应及时回收，重新按规定烘烤后方可使用，重新烘烤次数不得超过两次。

6.3构件焊接

6.3.1底板焊接顺序

6.3.1.1底板焊接时,应先进行弓形边缘板对接焊缝的焊接。

待边缘板铺设后，焊工对称分布隔缝组焊。

在未施焊之前，须将接头处垫高50～60mm以抵消焊后的角变形。

施焊时应由内向外分段进行焊接。

6.3.1.2中幅板搭接缝焊接时，应先焊短缝再焊长缝。

三层板重叠处覆盖的焊缝，每段预留200mm先不焊，待中幅板长、短缝焊毕后，再进行此处的焊接。

长缝焊接时由两人从焊缝中心处向两端同时施焊，所有的长、短缝的打底焊均采用分段焊接。

6.3.2壁板的焊接

壁板焊接时，应先进行立缝的焊接，为控制棱角度在立缝焊接前应先将焊缝的上、下采用弧形板进行刚性固定，焊工对称分布进行焊接。

环缝焊接时，施焊人员必须对称分布、统一焊接规范、统一焊接方向。

所有的立、环向焊缝的打底焊均采用分段焊接。

6.3.3拱顶焊接

6.3.3.1罐顶的焊接顺序

先焊内侧断续焊缝，再焊外侧的连续焊缝。

6.3.3.2连续焊缝应先焊环向的短焊缝，再焊径向的长焊缝。

长缝焊接时，应隔缝由中心向外施焊。

6.3.3.3包边角钢焊接时，焊工应对称分布，沿同方向分段焊接。

6.3.3.4最下圈壁板与弓形边缘板之间的角缝焊接。

该缝焊接时,焊工应对称分布，打底采用分段退焊方法焊接，盖面采用多道焊接。

6.3.3.5罐底边缘板与中幅板之间搭接角缝的焊接

该缝要待壁板与底板之间的角缝焊毕后，再进行组焊。

组焊前，须认真仔细地清除焊缝接头表面缝隙及边缘的油、锈、水、泥沙、金属颗粒等杂物，然后进行定位。

定位焊后再拆除卡具。

焊工对称分布沿周向分段退焊。

6.3.4油罐附件焊接

油罐附件安装焊缝及开孔接管与罐体等构件的焊缝距离必须符合设计说明要求。

焊接时，焊工要认真操作，所有角焊缝的焊脚高度应符合图纸要求。

焊肉饱满、无漏焊、无表面裂纹、气孔、夹渣等缺陷。

成形要美观。

6.3.5焊接修补

6.3.5.1凡属质量检验不合格的焊缝，应按GBJ128－90标准第5.6.1条和第5.6.2条有关规定进行焊接修补。

6.3.5.2焊缝返修前，应分析缺陷产生的原因，并根据产生的原因、性质、大小、部位、深度来决定采用机械方法或是碳弧气刨方法来清除缺陷。

对中厚板焊接产生的面积较大且较深的缺陷，宜采用气刨进行清除，清除深度不得大于板厚的2/3，在此深度清除还未发现缺陷时，应停止清除，进行补焊，补焊完成后，再从反面进行清除修补。

薄板缺陷的清除应采用砂轮机打磨清除。

6.3.5.3焊缝的返修施焊工艺与正式焊接工艺相同，每处修补长度不得小于50mm，返修后的焊缝质量及标准应按原定的探伤方法重新进行检验，且应达到合格标准。

6.3.5.4焊缝返修时，应挑选焊接技术过硬，经验丰富的焊工担任。

同一部位的焊缝返修次数不得超过三次。

如进行三次返修，其返修方案须经工地技术总负责人批准。

6.3.6施焊环境

现场施焊环境如出现下列情况之一时，应采取有效防护措施方能进行施焊。

风速≥8m/s;

相对湿度＞90％;

雨天。

6.4焊接检验

6.4.1焊缝外观质量

焊缝检查前应将熔渣、飞溅用砂轮或钢丝轮清理干净。

外观质量检验应符合下表要求：

名称

受检焊缝及部位

检验质量要求

裂纹、气孔、夹渣、弧坑

所有现场焊接的构件焊缝表面及热影响区

不允许

咬边

油罐对接焊缝接管

深度≤0.5mm,连续长度≤100mm；咬边总长度≤焊缝全长的10%

凹陷

罐壁纵向、环向焊缝

纵缝不允许。

环向焊缝凹陷深度≤0.5mm、连续长度≤100mm,总长度≤焊缝长度的10%

余高

油罐对接焊缝

应符合GBJ128-90标准第6.1.2条规定

接头错边量

油罐对接焊缝

应符合GBJ128-90标准第4.4.2条第四款规定

焊缝宽度

油罐对接焊缝

按坡口两侧各增加1~2mm

焊缝腰高

油罐角焊缝

应符合设计规定

6.4.2焊缝内部质量检验

所有罐内壁板与底板间角焊缝及罐底板三层板重叠处角焊缝及热影响区应进行100%渗透或磁粉探伤，执行标准JB4730－94；

所有罐底板角焊缝及罐体接管加强板角缝应进行严密性检验，按GBJ128－90标准第６.2.3条和6.2.8条进行。

所有罐体的对接焊缝均应按照图纸及GBJ128－90标准第３.2.3条和6.2.4条要求进行X射线照相探伤，其中板厚大于10mm的罐体丁字接头探伤比例为100%。

结果不低于JB4730－94的Ⅲ级。

7组装质量要求及检验方法。

7.1罐体几何尺寸要求如下表：

检查项目内容

质量要求

检查方法

罐底

焊后局部凹凸