单盘浮顶储罐施工方案.docx

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单盘浮顶储罐施工方案

工程编号：

文件编号：

方案类别：

一般发放编号：

榆炼150万吨/年常压装置（A）技术改造及配套设施改造工程项目

20000m³原油罐施工方案

编制：

审核：

HSE审核：

批准：

陕西化建工程有限责任公司

2014年3月20日

1、工程概况…………………………………………………………第1页

1.1、主要工程量……………………………………………………第1页

1.2、工程特点………………………………………………………第1页

2、编制说明………………………………………………………第2页

2.1编制依据……………………………………………………第2页

3、适用范围……………………………………………………………第2页

4、施工作业程序及内容…………………………………………第3页

4.1技术准备…………………………………………………………第3页

4.2储罐施工程序……………………………………………………第3页

4.3施工布置………………………………………………………第4页

4.4罐基础验收………………………………………………………第4页

4.5底板预制…………………………………………………………第5页

4.6底板组装…………………………………………………………第5页

4.7壁板预制…………………………………………………………第6页

4.8顶层罐壁组装……………………………………………………第7页

4.9罐壁组装………………………………………………………第8页

4.10罐体壁板吊装…………………………………………………第9页

4.11构件预制……………………………………………………第11页

4.12固定顶预制及组装…………………………………………第12页

4.13浮顶预制及组装……………………………………………第12页

4.14焊接…………………………………………………………第13页

4.15储罐检查及验收………………………………………………第17页

4.16储罐焊接检查及检验…………………………………………第17页

4.17充水实验………………………………………………………第18页

4.18基础沉降观测…………………………………………………第20页

5、施工部署…………………………………………………………第20页

5.1施工准备………………………………………………………第20页

5.2指导思想………………………………………………………第23页

5.3施工原则………………………………………………………第23页

5.4平面布置图……………………………………………………第23页

5.5施工进度及保证措施…………………………………………第23页

5.6保证工期具体措施……………………………………………第24页

6、质量策划及保证措施………………………………………………第25页

6.1质量管理目标…………………………………………………第25页

6.2质量管理机构…………………………………………………第25页

6.3施工前质量控制………………………………………………第26页

6.4施工过程中质量控制…………………………………………第27页

6.5施工资料管理……………………………………………………第28页

7、安全保证措施………………………………………………………第29页

7.1项目安全环境管理目标…………………………………………第29页

7.2职业健康安全管理体系…………………………………………第30页

7.3安全管理岗位职责………………………………………………第30页

7.4安全管理原则……………………………………………………第32页

7.5安全管理依据……………………………………………………第32页

7.6强化全员安全教育………………………………………………第32页

7.7加强安全技术管理………………………………………………第32页

7.8安全生产检查制度………………………………………………第34页

8、文明施工措施………………………………………………………第35页

9、工作危险性分析（JHA）报告…………………………………第36页

150万吨/年常压装置（A）技术改造及配套设施改造工程

20000m³原油罐施工方案

1、工程概况

本项工程为陕西延长石油（集团）有限责任公司榆林炼油厂新建储罐区，地处于陕西省、靖边县榆林炼油厂内。

由北京石油化工工程有限公司设计，监理为四川双正石油天然气监理咨询有限责任公司，陕西化建工程有限责任公司承建新建原油罐组（5306-TK-001C/D）20000m³储罐（带浮舱）2台（坐标为：

A=965.00/B=1235.00）立式储罐（以上罐区坐标值详见陕西延长石油（集团）有限责任公司榆林炼油厂150万吨/年常压装置（A）技术改造及配套设施改造工程总平面布置图）。

1.1主要工程量

序号

储罐位号

数量

单重（kg）

直径

（m）

壁板层数

规格

高度（m）

1

5306-TK-001C/D

2

420000

40

9

20000m³

16.04

1.2工程特点

1.2.1储罐内径大，罐壁板材薄，焊接变形较难控制，必须精心制定焊接工艺及焊接顺序，并严格执行，减小焊接变形；

1.2.2罐板主要材质为Q235B、Q345R，组焊时采用不同的焊接方法及焊接材料；

1.2.3施工现场地处陕西靖边县榆林炼油厂内，风力较强，环境干燥，现场施工及焊接时必须采取一定的防风防火措施。

2、编制说明

本次罐区施工，严格执行国家规范规定，达到图纸及规范的设计要求，满足厂方的使用条件，合同履约率100%，工程合格率100%。

2.1编制依据

2.1.1招标文件

2.1.2北京石油化工工程有限公司所提供储罐安装施工图纸

2.1.3国家现行施工中执行的标准及规范：

2.1.3.1《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》GB50128-2005

2.1.3.2《石油化工立式圆筒钢制储罐施工技术标准》SH3530-2001

2.1.3.3《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2005

2.1.3.4《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》GB50236-2011

2.1.3.5《承压设备焊接工艺评定》NB/T47014-2011

2.1.3.6《承压设备无损检测》JB4730-2005

2.1.4我公司《质量手册》及其支持性文件

3、适用范围

本方案仅适用于榆林炼油厂150万吨/年常压装置（A）技术改造及配套设施改造工程原油罐组（5306-TK-001C/D）20000m³储罐（带浮舱）2台圆筒形立式储罐主体安装、附件安装、无损检测及水压试验，未涉及土建和罐体防腐的施工内容。

4、施工作业程序及内容

4.1技术准备

4.1.1编制施工方案，并报监理、业主及相关方进行审批。

4.1.2由建设单位组织图纸会审，并绘制底板、壁板、浮舱排板图，在施工前报相关部门审批合格。

4.1.3施工前对施工班组进行详细的技术交底，并做好记录。

4.2储罐施工程序：

根据我公司多年来储罐施工积累的经验，按照《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》GB50128-2005和设计要求，现对单台（20000m³）拱顶立式储罐编制了储罐的施工程序，作为储罐罐施工的程序安排，并按程序施工。

施工程序图

施工准备

罐基础检查、验收、放样

边缘板下料铺设、组对、焊接、顶板预制

罐底中幅板铺设、焊接检查

顶层壁板包边角钢、拱顶预制安装

胀圈、桅杆制作、安装

围对下带壁板，纵缝焊接，起吊最上层壁板

壁板环缝焊接，包边角钢、抗风圈安装

围对下一带壁板，纵缝焊接，起吊上一带壁板

壁板安装自上而下安装，重复组焊提升工序

罐壁最后一带板安装完成焊接

大角缝焊接

附件安装

气密、水压试验

4.3施工布置

4.3.1施工设施布置，卷板机就位

4.3.2机具设备进厂及现场水、电连接，配电箱安装

4.3.3制定材料计划，机械设备计划，行政办公用品计划

4.3.4预制现场及预制平台铺设

在施工现场平整2处20×50m的预制场地，下料并预制螺旋盘梯，另搭设2座10×15m现场组装预制钢平台，各平台用道木摆放找平，组对点焊连接成一个整体，平台位置见总平面布置图。

4.3.5沿罐体搭设双排脚手架，铺设钢跳板。

脚手架内侧与罐基础齐平，外侧设高于基础500mm的护栏。

4.4罐基础验收

4.4.1基础中心标高允许偏差为±20mm。

4.4.2有环梁基础，每10m弧长内任意两点的高差不应大于6mm，且整个圆周长度内任意两点的高度不应大于12mm。

4.4.3当罐直径等于或大于25m时，以基础中心为圆心，以不同半径作为同心圆，将各圆周分成若干等分，在等分点测量沥青沙层的标高。

同一圆周上的测点，其测量标高与计算标高之差不应大于12mm。

本次验收均在D/4、D/2、3D/4处取三圈，测量点数分别为8、16、24。

当罐直径小于25mm时，可以从基础中心向基础周边拉线测量，基础表面每100㎡范围内测点不应少于10点（小于100㎡的基础按100㎡计算），基础表面凸凹度不应大于25mm。

4.5底板预制

4.5.1底板下料前，技术员应根据现场材料员提供的所到现场板才尺寸，绘制底板排板图，报监理单位和建设单位确认审批。

4.5.2绘制的排板图作为施工班组下料依据，并应符合下列规定：

1、为补偿焊接收缩量，底板下料时，除保证搭接余量外，宜按底板设计直径D底+罐底坡度影响造成直径增量△D之和，再放大0.1%--0.2%。

2、弓型边缘板沿罐底半径方向的最小尺寸，不应小于700mm，非弓形边缘板最小直边尺寸不应小于700mm。

3、中幅板的长度不应小于2000mm，宽度不应小于1000mm，底板任意相邻焊缝之间的距离不得小于300mm。

4、底板按排板图下料后应用白色记号笔逐一编号，按预制成型的罐底排板图进行标识，清除边缘毛刺，底面除锈，按设计进行防腐，防腐时注意每张板的四周边缘留50mm不涂刷，作为组对搭接的余量。

4.6底板组装

4.6.1底板铺设前，其下表面应涂刷防腐涂料，每块边缘板50mm范围内不刷。

4.6.2根据罐底板的安装方向，在罐底划出十字基准中心线，作为中幅板的安装基准线，以罐基础中心为圆心，考虑坡度影响，划出实际边缘板的边缘组装线。

4.6.3铺设中心底板：

根据基础中心的十字基准线，将中心底板铺设就位，校核其中心与基准中心线是否重合，合格后，将罐中心的十字基准线返到中心底板上。

4.6.4铺设整张中幅板：

中幅板铺设前，根据搭接量在板的四周划出组对基准线，从中心底板各外侧逐张铺设整张的中幅板，按板上基准线控制搭接量。

4.6.5最后铺设与边缘板搭接的小块中幅板，修整其边缘。

4.6.6边缘板与中幅板搭接宽度按图纸要求进行，中幅板搭接宽度为40mm，中幅板与边缘板搭接宽度为60mm，搭接宽度允许偏差为±1mm

4.6.7罐底板搭接接头，三层钢板重叠部分，将上层底极切角，切角长度为搭接长度的2倍，宽度为搭接长度2/3。

4.6.8铺设好的罐底板，在校核其尺寸准确无误后，可采用临时楔铁固定，并可依照焊接顺序对罐底板进行焊接，焊接时边缘板与中幅板之间搭接焊缝不焊。

4.6.9每条焊缝焊接时，按要求进行点固焊，并拆除临时固定楔铁，罐底板铺设完毕，经检查合格后，按要求进行焊接。

4.7壁板预制

4.7.1壁板预制前应按设计、有关规范及到货材料规格绘制排板图，报监理单位和建设单位确认审批，并应符合下列规定：

1、各圈壁板的纵向焊缝宜向同一方逐圈错开，其间距宜为板长的1/3，且不得小于300mm。

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300mm。

3、罐壁开孔接管或开孔接管补强板外缘与罐壁纵向焊缝之间的距离，不得小于250mm，与环向焊缝之间的距离不得小于75mm。

4、包边角钢对接接头与壁板纵向焊缝之间的距离不得小于200mm。

4.7.2壁板尺寸的允许偏差应符合规范GB50128-2005，如下图所示：

壁板尺寸测量部位图

测量部位

允许偏差（mm）

宽度AC、BD、EF

±1.5

长度AB、CD

±2

对角线之差｜AD-BC｜

≤3

直线度

AC、BD

≤1

AB、CD

≤2

4.8顶层罐壁板组装

4.8.1确定罐壁板组装半径R壁

R壁=（Ri+0.5na/π）/cosθ

R壁（20000m³）=（20105+0.5*11*2/3.14）/0.99998=20108mm

式中：

R壁-罐壁板组装半径（mm）

Ri-储罐内半径（mm）

n—最上一层罐壁板的数量（mm）

a—每条焊缝的收缩量（mm），手工焊取2mm

θ—基础坡度夹角（0）

4.8.2以基础中心为圆心，以R壁为半径在罐底板上划出壁板组装圆周线，以R壁为半径划出用于测量垂直、椭圆度的标准圆，每隔500mm作一个标记，并用白色记号笔标识。

4.8.3在组装圆弧内侧每隔500mm点焊一个临时挡板，同时也便于罐壁板找平和施工方便，在底板的组装圆周线上每隔1.5m点焊一槽钢[20#（300mm长），并将其顶面找平。

4.8.4最上一节壁板组装采用净料组对，组装前对预制的壁板尺寸逐张进行复验，合格后进行组装。

4.8.5从选定的基准点开始向两侧围最上一节壁板，每块壁板立缝用电焊点牢固。

4.8.6调整最上一节壁板的垂直度、水平度、立缝间隙及错边量、周长、椭圆度。

4.8.7用2m长的弧形样板检查罐壁板允许偏差：

相邻两壁板上口水平偏差不大于2.0mm，整个圆周上任间两点水平偏差不大于1.0mm；弧形样板间隙不大于3.0mm，椭圆度偏差不大于±10.0mm。

4.8.8检查合格后，在其内壁撑上组对胀圈，并在每条立缝上安装2块弧度板，均布电焊工焊接壁板纵缝。

4.8.9壁板上安装包边角钢，包边角钢分段与罐壁板点焊，为确保包边角钢与罐内壁平齐，利用直线样板检测，间隙小于3mm。

4.9罐壁组装

4.8.1壁板组装前，应对预制的壁板进行复验，合格后方可组装。

需重新校正时，应防止出现锤痕。

4.8.2罐壁组装应符合下列规定：

底圈壁板及壁板对接接头的要求如下：

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的允许偏差，不应大于6mm。

壁板的铅锤允许偏差，不应大于3mm。

组装焊接后，在底圈罐壁1m高处表面任意点半径的允许偏差为±25mm，罐壁环向对接接头的组装间隙为2mm+1mm，罐壁纵向对接接头的组装间隙为2mm+1mm。

4.10罐体壁板吊装

4.10.1吊装参数的确定（以20000m³储罐为例）

罐壁重量：

G壁=200T选用10T电动倒链

实际起重量：

G壁=G壁×β1=200×1.1=220T

β1—不平稳系数取1.1

边柱数量：

n=G实/10×β2=220/（10×0.75）=29.3

选取n=30

β2—倒链安全载荷系数取0.75

每台倒链实际载荷：

G倒=7.5T

吊装间距的确定：

L=πd/n=π×27500/30=2878mm

角钢

由以上计算可知，本油罐采用30个边柱进行吊装，桅杆宜采用219×8的无缝钢管制作，高度为4.3m，距罐内壁约550mm，中心桅杆（主柱）选φ273×8的无缝钢管制作，高度为4m，中心盘用δ=16mm钢板制作，直径为φ1500mm，详见制作图及倒装示意图。

4.10.2缆风绳及卡具的设立

缆风绳采用φ116×19+1钢丝绳作为后背拉力，为便于调整平衡拉力，中心主柱与缆风绳间采用φ24花篮螺栓紧固（L=700mm），边柱与缆风绳间采用2.0T卡环锁紧，抱杆背后用∠63*6角钢支撑，另两柱间采用∠75×75×5角钢连接，使群杆环向成为一个整体，做到起吊时边柱稳固，牢靠，安全。

4.10.3胀圈预制设置

胀圈采用[25a槽钢制成，为增加胀圈强度，可在槽钢内增加适当数量的加强板（每米一个）。

采用六个32T自动控制千斤顶均布将胀圈撑紧。

4.10.4围对罐壁于上圈壁板外，并点焊牢固栓挂壁板两外锁口倒链，找正找圆后，即可开始纵缝处焊缝的焊接，焊完后适量松开锁口倒链，即可开始试吊，用32T千斤顶均布胀圆间并顶紧，后采用30个桅杆（电动倒链）同速进行，所有人员必须听从指挥，同时起吊，当壁板升到1/3板宽时暂停，进行罐四周测量，看是否起吊平衡，不平衡则需调正，平衡后继续起吊，待起吊到板宽2/3，再检查一次是否起吊平衡，调平后继续起吊，升到上圈壁板与下圈壁板还剩下3-5mm时，暂停起吊，在上圈壁板下沿临时点焊均布挡卡，然后继续起吊至上圈板高超过下圈板2-3mm时，停止吊装，此时两锁口处应拉紧四个锁口倒链，进行环缝对接，测量罐体直径，组对环缝时，定位焊间距300mm，长度为50mm，所有丁字焊缝必须定位焊，长度为100mm。

当整个环缝点焊完毕，此时可松开罐内倒链，进行环缝焊接，如此有序进行，至全部壁板吊装完毕。

4.10.5储罐本体组对、吊装、焊接及X射线探伤检验均在本体安装过程中交叉进行，因此各工序要密切配合，上道工序不合格，绝不允许进行下道工序施工。

4.10.6其它各层壁板安装同上，焊后及进将焊疤同步打磨完。

4.10.7罐壁吊装完后，要进一步检查底圈板内径尺寸，确认无误后，方可进行罐壁与底板边缘板的组对与焊接。

但在内外角焊缝焊接前，应在罐壁底圈板与边缘板在罐内圆周用角铁或脚手架管进行45°支撑，支撑间距不大于1.5m，保证罐壁底圈板垂直。

4.10.8上述工序完毕后最后进行罐底边缘板与罐底中幅板的焊接，直至整个油罐组焊完毕。

4.11构件预制

4.11.1包边角钢、槽钢圈、抗风圈等弧形构件加工成型后，用弧形样板检查，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0.1%，且不得大于4mm。

4.11.2盘梯内、外侧板采用半自动火焰切割机下料，在现场平台上分段组对，护栏立柱使用气焊切割下料，扶手使用卷板机滚弧。

盘梯的预制应采用蛟龙式预制，在其胎具上分两节预制组对成型。

4.11.3盘梯预制可按下面公式进行。

1、螺旋线展开半径

内沿：

R1=BL1/（L2-L1）外沿：

R1=R1+B

内（外）测板实长L1（L2）=H2+b12（b22）

式中H—盘梯高度

b1—内侧板投影长度b2—外侧板投影长度

L1—内侧板实长L2—外侧板实长

2、内外侧板计算公式：

b1=π（R+Z+T/2）×a/180

b1=π（R+Z+B+1.5t）×a/180

式中：

R—罐下部外皮半径

Z—罐下部外皮至内侧板内沿距离

B—踏步宽

t—侧板厚

a—盘梯包角，设计给出

4.11.4抗风圈应在第一节壁板提起给后进行组装，根据图样画出抗风圈位置，分段组焊安装，安装完毕后，同时组装立柱、栏杆等平台构件。

4.11.5所有开孔接管中心位置偏差不得大于10mm，接管外伸长度允许偏差应为±5mm，接管开孔边缘距罐壁板纵向焊缝的距离应大于250mm。

4.11.6开孔补强板的曲率，应与罐体曲率一致。

4.11.7开孔接管的密封面应平整，法兰面应与接管轴线垂直，倾斜不应大于法兰外径的1%，且不大得大于3mm，法兰螺栓孔应跨中安装。

4.11.8人孔，清扫口、搅拌器等开口前应在罐内进行刚性加固，焊接不能一次完成，要对称、分次完成，控制局部变形，待焊接完毕后拆除。

4.11.9盘梯支架在罐体吊装同时组焊安装。

4.11.10罐壁板全部焊接后，再焊接下限液位控制口，双金属温度计口，温度变送器口。

4.12固定顶预制及组装

4.12.1固定顶预制前技术员根据现场材料尺寸绘制排版图，并符合下列规定：

1.顶板任意相邻焊缝的间距不应小于200mm。

2.单块顶板本身的拼接，宜采用对接。

4.12.2加强肋加工成型后，用户型样板检查，其间隙不应大于2mm。

4.12.3固定顶支撑柱的垂直度允许偏差，不应大于柱高的0.1﹪且不应大于10mm。

4.12.4顶板应按画好的等分线对称组装，顶板搭接宽度允许偏差为±5mm。

4.13浮顶预制及组装

4.13.1浮顶的预制技术员应根据材料绘制排版图，并符合底板排版的相关规定。

4.13.2浮顶板的搭接宽度允许偏差应为±5mm。

4.13.3外边缘板与地圈罐壁间隙允许偏差为±15mm。

4.13.4浮顶内、外边缘板的组装，应符合下列要求：

1.内、外边缘板对接接头的错边量不应大于板厚的0.15倍，且不应大于1.5mm。

2.外边缘板垂直的允许偏差不应大于3mm。

4.14焊接：

4.14.1焊前准备

1、从事本油罐焊接的手艺电弧焊焊工均具备相应的焊接资格证书，并应在进场前考试合格。

2、焊接设备选取用逆变焊机，ZX-400，焊接材料：

当母材为Q345R时选用J507焊条（E5015），当母材Q235-B时选用J442焊条（E4303），Q345R与Q235-B之间选用J427（E4315）.

3、焊接材料设专人保管，在使用前应按下表的规定进行烘干（烘干温度见下表）和使用，烘干后的焊条应放置于保温筒内，随用随取。

焊条种类

烘干温度

恒温时间

允许使用时间（h）

J422（E4303）

2000C-2500C

1

4

J427（E4315）

3500C-4000C

1-2

4

J507（E5015）

3500C-4000C

1-2

4

4、为规范焊接参数的有效实施，所有焊接极性均采用直流反接。

4.14.2罐底板焊接

4.14.2.1罐底板焊接顺序如下：

罐底铺设→边缘板焊接→探伤→中幅板焊接→罐底与罐壁角焊缝焊接→剩余焊缝焊接

4.14.2.2定位焊及卡具的焊接与正式焊工艺相同，引弧和熄弧都应在坡口内或焊道上，不得在母材上随意打火。

4.14.2.3焊前应检查组对质量，并充分清除坡口面及焊道两侧的泥砂、水、铁锈、油污、氧化物等杂物。

4.14.2.4底板的中幅板焊接形式为搭接角焊，边缘板焊接形式为带垫板的对接焊。

4.14.2.5焊接工艺参数宜采用下表规定

焊缝接头形式

第一层焊

第二层焊

焊接电流（A）

90-120

135-145

焊条直径（mm）

3.2

4.0

4.14.2.6为了有效的控制焊接接头焊接应力，应采限合理的焊接顺序，如下图：

焊接顺序为：

1→2→3→4…直到所有的横向焊缝完：

再按A→B→C→D…的顺序组焊纵向焊缝，在焊单条焊缝时宜采用分段退焊（每段宜采用300cm），分层反向焊的方法，达到消除应力的效果。

4.14.2.7在正式施焊前应先进定位焊，定位焊的长度宜为30-50mm；

4.14.2.8焊接中应保证焊道始端和终端的质量，始端应采用后退起弧法；终端应将弧坑填满，多层焊接时接头应错开。

4.14.2.9边缘板的对接焊，应首选靠外缘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。

4.14.2.10边缘板与中间幅板间的收缩缝，焊接时应采用焊工均分布，对称分段退焊。

4.14.3壁板的焊接

4.14.3.1壁板焊接顺序如下：

围板组对→尺寸检验→焊接纵缝外侧部分→纵缝内侧碳弧气刨（板厚大于14mm）→焊接纵缝内侧部分→焊接环缝外侧部分→环缝内侧碳弧气刨（板厚大于14mm）→焊接环缝内侧部分→内侧焊缝