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南京某石油化工厂化工储罐施工方案

文章出处:化工储罐 作者:化工储罐 发表时间:2014-11-20 19:50【

  一、化工储罐施工方案的确定
  大型拱顶化工储罐的主要施工方法有气顶提升倒装法、电动葫芦提升倒装法和液压提升法。对于本项目将采用电动葫芦提升倒装法。
  二、化工储罐施工程序
  1、基础验收
  2、罐底版铺设和焊接
  3、罐顶层圈壁板组装焊接
  4、罐顶安装、涨圈安装
  5、安装提升装置及限位装置
  6、电动葫芦提升罐体
  7、提升到位,安装一层壁板,涨圈下移。再次提升,装下一层壁板,以此类推。具体施工程序见流程

化工储罐施工程序流程
化工储罐施工程序流程
  三、化工储罐施工材料检验
  1、钢板与型材
  ⑴化工储罐用的钢板、型材和附件应符合设计要求,并应有质量证明书,质量证明书中应标明钢号、规格、化学成分、力学性能、供货状态及材料的标准。当无质量证明书或对质量证明书有疑问时,应对材料进行复验。复验项目和技术指标应符合现行国家或行业标准,并满足图纸要求。
  ⑵化工储罐用的钢板,必须逐张进行外观检查,其表面质量,应符合现行的钢板标准的规定。
  ⑶钢板减薄量、表面划痕与钢板实际负偏差之和,应符合钢板厚度允许范围的规定:δ≤4mm,允许偏差为-0.3mm,δ=6~7mm,允许偏差为-0.6mm,δ=8~25mm,允许偏差为-0.8mm。
  ⑷钢板应有标记,切割前应作标识移植,并按材质、规格、厚度等分类存放。存放过程中,应防止钢板产生变形,严禁用有棱角的物体垫底。
  ⑸型钢应按规格存放,存放过程中防止型材变形,并应做标识。
  2、焊材
  ⑴焊接材料(焊丝、焊条等),应有出厂证明书,当无质量证明书或对质量证明书有疑问时,应对焊接材料进行复验,复验合格后方准使用。
  ⑵焊材入库应严格验收,并做好标记。
  ⑶焊材的存放、保管、应符合下列规定:
  焊材库必须干燥通风,库房内不得放置有害气体和腐蚀性介质,焊材库房内温度不得底于5℃,空气相对湿度不得高于60%,并做好记录,焊材存放,应离开地面和墙壁,其距离均不得少于300mm,并严防焊材受潮。焊材应按种类、牌号、批号、规格和入库时间分类存放。
化工储罐施工材料检验
  四、化工储罐基础验收
  1、一般规定
  在储罐安装前,必须按土建基础交接文件对基础表面尺寸进行检查,合格并办理交接检查记录后方可安装。
  2、基础表面尺寸,应符合下列规定:
  ⑴中心线坐标允差±20mm,中心坐标允差±10mm。
  ⑵基础表面径向平整度≤5mm/m,基础表面凹凸度,自中心至周边拉线,应不大于25mm。
  ⑶沿周边平整度不大于1mm/m,且整个圆周上任意两点高度不大于20mm。
  ⑷基础环行墙内径允差±5mm,宽度允差+50mm。
  ⑸基础锥度按土建专业施工图纸,验收合格后方可进行底版的铺设。
化工储罐基础验收
  五、化工储罐预制加工
  1、一般要求
  ⑴化工储罐在预制、组装及检验过程中,所使用的样板应符合下列规定:
  弧形样板的弦长不得小于2m,直线样板的长度不得小于1m,测量焊缝棱角的弧形样板,其弦长不得小于1m,样板宜用0.5~0.7mm厚度铁皮制作,周边应光滑、整齐。为避免变形,可用扁铁或木板加固。样板上应注明工程名称、专职检查员代号、部件及其曲率半径,作好的样板应妥善保管。
  ⑵钢板应平整,在预制前检查钢板的局部平面度,当用直线样板检查时,间隙不应大于4mm,当钢板为卷材时应展平、矫正。
  ⑶号料前,应核对钢板材质、规格,钢板应处于平放位置。
  ⑷在钢板上定出基准线,然后划出长度、宽度的剪切线,经检验合格后,在剪切线打上样冲眼,其深度应小于0.5mm,并用油漆作出标记。剪切线内侧划出检查线,同时在钢板上角处标明储罐代号、排版编号、规格与边缘加工符号。
  ⑸钢板坡口加工应按图样进行,碳钢材料的加工表面应平滑,不得有夹渣、分层、裂纹及熔渣等缺陷。切割后的坡口表面的硬化层应磨除。不锈钢板的坡口加工应在专用刨边机上进行。
  ⑹坡口形式和尺寸,按图样要求或焊接工艺条件确定。纵缝焊接的对接接头的间隙,应为4~6mm,钝边不应大于1mm,坡口宽度,应为16~18mm。
  ⑺壁板应在卷扳机上进行卷制,辊的轴线与壁板长边相互垂直,并随时用样板检查,壁板卷制后应直立于平台上水平方向用内弧形样板检查,其间隙不得大于4mm,垂直方向上用直线样板检查,其间隙不得大于1mm,
  ⑻在卷制大曲率弧板时,应有吊机配合,防止在卷制过程中,使已卷制成的圆弧回直或变形。
  ⑼所有预制构件,应将零部件编号用油漆清晰标出。
  ⑽预制构件的存放、运输,应采取有效措施防止变形,损伤和锈蚀。对罐壁板、边缘板、弯曲构件等,应采用胎架运输、存放。
  2、底版预制
  ⑴底版排版图应符合下列规定:
  底版任意相邻焊缝之间的距离,不得小于300mm,中幅板的宽度不得小于1m,长度不得小于2m,当中幅板采用搭接接头时,搭接宽度不得小于5倍的底版厚度,且不得小于30mm。中幅板与边缘板的搭接宽度,不应小于60mm。
  弓形边缘板尺寸的测量部位及允许偏差应符合下表规定:
化工储罐预制加工
  ⑵弓形边缘板对接接头的间隙,其外侧宜为6~7mm,内侧宜为8~12mm。边缘板对接焊缝下面的垫板与相邻两块边缘板中的一块先点焊定位,且必须与两块帖紧。
  ⑶边缘板沿罐底半径方向的最小尺寸,不得小于700mm。
  3、壁板预制
  壁板排版图应符合下列规定:
  ⑴各圈壁板纵向焊缝向同一方向逐圈错开,其间距宜为板长的1/3,且不得小于500mm,底圈壁板纵向焊缝与罐底边缘板的对接焊缝之间的距离不得小于300mm,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200mm,与环向焊缝之间的距离,不得小于100mm,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,罐壁板宽度不得小于1m,长度不得小于2m。
  ⑵壁板尺寸的允许偏差,应符合下表的规定,其尺寸测量见下表:
尺寸测量表
  4、构件预制
  ⑴加强圈、包边角钢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的0.1%,且不得大于4mm。
  ⑵热煨成型的构件,不得有过烧、变质现象,且其厚度减薄量不得超过1mm。
  六、化工储罐组装
  1、一般规定
  ⑴化工储罐组装前,底版、罐顶、壁板应预制完成并复检合格,将预制件的坡口和搭接部分的泥沙、铁锈、水、及油污等清理干净。
  ⑵拆除组装用的工具卡时,不得损伤母材,钢板表面的焊疤应打磨平滑,如果母材有损伤,应按要求进行修补。
  ⑶化工储罐组装过程中,应采取措施,防止大风等自然条件造成储罐的失稳破坏。
  2、底板铺设
  ⑴底板铺设前,其下表面应涂刷防腐涂料,每块边缘50mm范围内不刷。
  ⑵在基础上划出十字中心线,并将中心部位的底版预先画上基准线,按排版图由中心向两侧铺设中幅板和边缘板。
  ⑶铺设时,宜先铺设中幅板,后铺设边缘板,中幅板应搭在弓形边缘板的上面,搭接宽度不得小于60mm,底版搭接宽度允许偏差为±5mm。重叠部分要除掉砂、垃圾等物。找正后,采用卡具或固定焊固定。中幅板应搭接在弓形边缘上面,搭接宽度可适当放大。搭接接头三层板重叠部分,应将上层底版切角(见下图),切角长度应为搭接长度的2倍,其宽度应为搭接长度的2/3。在上层底版铺设前,应先焊接上层底版覆盖部分的角焊缝。
 
化工储罐组装
  ⑷罐底板下料直径不得小于(1+2/1000)×D设计
  ⑸边缘板与罐壁板相焊接的部位应平滑,对接焊缝应完全焊透,边缘板对接焊缝下的垫板必须与边缘贴紧,其间隙不得大于1mm,并与先铺的定位板定位焊。罐底对接接头间隙,当钢板厚度δ>6mm时,间隙为6~8mm。
  3、罐顶组装
  ⑴化工储罐底版铺设及固定完成后,在其上面划出壁板组装圆周线(其划线尺寸D应比设计直径放大10mm,以作为围板焊缝收缩余量)并打上样冲眼,在组装圆周线上每隔2米左右点焊一个角钢头定位。
  ⑵将现场蒙板吊装至网壳上,从中心向四周均布排开,安装后把钓饵处焊疤打磨干净。
  ⑶按罐顶排版图下料,单片顶板采用对焊焊缝,应符合焊缝间距不小于200mm的规定。
  4、壁板组装
  ⑴壁板组装前,应对预制的壁板进行复检,合格后方可组装,如壁板弯曲过大应修整,同时应释放预制时产生的内应力,当需重新校正时,应防止出现锤痕。
  ⑵新围壁板组焊时,每层都应留有两道对称布置的活口(立焊缝)不施焊,这两道活口待顶升到位后再组焊。
  ⑶提升前,新围壁板上每隔300~400mm焊一挡板(长约200mm),以便于提升后新围壁板组对就位。
  ⑷壁板组装技术要求
  ①相邻两壁板上口的允许偏差,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。
  ②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:当板厚小于或等于10mm时,不应大于1mm,当板厚大于10mm时,不应大于板厚的1/10,且不应大于1.5mm,当上圈壁板厚度小于8mm时,任何一点的错边量均不得大于1.5mm。
  ③组装焊接后,在壁板1m高处,内表面任意点半径的允许偏差不应超过±19mm,其他各圈的铅锤允许偏差,不应大于该壁板高度的0.3%,罐壁环缝对接接头组装间隙为当6≤δ≤15mm时,B=20~+1mm,15≤δ≤20mm时,B=3±1mm。罐壁纵缝对接接头的组装间隙为2~3mm。
  (5)固定装置
  为防止罐体在提升时由于磨擦力将新围的壁板提起来或产生水平位移,需要在新围板的下边等距离地设置若干耳板(这里考虑25组),使新围壁板固定在底板上,结构形式上如下图:
 
 
化工储罐组装
  (6)收紧装置
  除第一层壁板外,对新围的壁板留有两道对称布置、暂不焊的活口,待罐体提升到预定的高度后,用收紧装置将活口收紧,以便进行组对环焊缝和两道活口的立焊缝。
  每道活口的上、中、下各配一付直径为M24(正反扣)的调整螺丝或三只3吨的倒链供收紧活口,待罐体千到预定高度后收紧活口。如下图:
 
化工储罐组装
  (7)罐体提升步骤
  ①首圈带板及罐顶安装完成后,将涨圈置于首圈带板下部300㎜处,涨圈应用斜铁打紧,使之紧贴首圈带板罐壁,做好罐体提升准备。
  ②安装立柱及电动葫芦,立柱尽量靠近罐壁,避免涨圈吊点受较大的径向力而影响罐壁的椭圆度。
  ③安装总控制台。
  ④电动葫芦进行空负荷试提升。
  ⑤调整各电动葫芦使之均匀提升,并保持涨圈水平。
  ⑥储罐提升时,操作人员先以电铃通知施工人员,保持各电动葫芦均衡同步,避免个别动作大幅上升或下降。
  ⑦提升到位后用收紧装置收缩待装壁板,并调整壁板椭圆度、对口错边量等,使其符合技术要求。
  ⑧新装壁板立缝及环缝焊接完成后,将涨圈拆下移到下圈壁板上。
  ⑨重复⑤-⑨安装步骤,直到所有壁板安装结束。
  (8)通讯和照明
  罐体提升时应配对讲机,以保证罐体外联系和协调工作。
  储罐内部照明采用不大于36V的安全电压作为照明电源,用电缆线将安全电源接入罐内。
  七、化工储罐附件安装
  1、罐体的开孔接管,应符合下列要求
  开孔接管的中心位置偏差应≤10㎜,接管外伸长度的允许偏差,应为±5㎜。开孔补强板的曲率,应与罐体曲率一致。开孔接管的法兰密封面应平整,不得有焊瘤和划痕,法兰的密封面应与接管的轴线垂直,倾斜不应大于法兰外径的1%,且不得大于3mm,法兰的螺栓孔,应跨中安装。
  2、随着罐体组装,同时进行旋梯、栏杆和平台的预制安装并且符合施工图纸及GB50205-95《钢结构工程施工及验收规范》要求。
化工储罐附件安装
  八、化工储罐焊接
  1、焊工考核
  从事储罐焊接的焊工要持有劳动部门颁发的锅炉压力容器焊工考试合格证书,且考试试板接头型式、焊接方法、焊接位置及材质等均应与施焊的储罐一致。
  2、焊接工艺评定
  焊接施工前应按《压力容器焊接工艺规程》JB/T4709-92规定进行焊接工艺评定,公司已有适合的合格焊接工艺评定,则可使用已有的焊接工艺评定。
  3、焊接材料
  焊接材料应设专人负责保管,焊接材料的贮存应保持干燥,相对湿度不得大于60%,焊接材料使用前应进行烘干,低氢型焊条说明书进行烘干后,应保持存在100~150°C的恒温箱内,药皮无脱落和明显裂纹。焊工应使用保温筒,焊条在保温筒内不宜超过4小时,超过后应按原烘干制度重新烘干,重复烘干次数不宜超过二次。
  4、焊接环境
  施焊环境出现下列任一情况,且无有效防护措施时,禁止施焊:
  (1) 雨、雪环境。
  (2) 手工焊时,风速超过8m/s。
  5、焊接技术要求
  (1)焊前应清除坡口及坡口两侧20mm范围内的泥砂、铁锈、水份和油污等有害杂质,并应充分干燥。
  (2)定位焊及工卡具的焊接应由合格焊工担任,焊接工艺与正式焊接相同,引弧和熄弧应在坡口内及焊道上,每段定位焊长度为100㎝,间隔300㎝,焊缝高3~5㎜,丁字缝必须定位焊。
  (3)焊接中应注意焊道始端和终端质量,始端应采用后退起弧法,不得在焊件表面上引弧和试验电流。必要时可采用引弧板,终端应将弧坑填满,焊接开始,中途停止,换焊条要快,否则应打磨接头。
  (4) 层焊时层间接头应错开300㎜以上,每层焊道焊完后,应将焊渣清除干净,并用砂轮将焊瘤打磨至与焊层平齐后,方可进行下层焊道的焊接,接头应错开丁字口。
  (5)储罐所有的搭接头,应至少焊两遍。
  6、焊接顺序
  (1)罐底焊接
  ①罐底焊接前检查:对照排板图,确认排板方位是否正确,确认底板搭接量是否符合要求,检查坡口尺寸是否符合要求,合格后办理交接手续,方可施焊。
  ②中幅板的焊接:先焊短焊缝,后焊长焊缝,初层焊道应用分段退焊。在上层底板铺设前,应先焊接上层底板覆盖部分的角焊缝。在焊接短焊缝时,宜将长缝的定位焊铲开,用定位板固定中幅板的长缝,焊接长缝时,焊工应均匀对称分布,由中心开始向两侧分段退焊,焊至距边缘板300㎜停止施焊。
  ③罐底边缘板的焊接:对接焊缝初层焊,宜采用焊工均匀分布、对称施焊方法。首先施焊靠外缘300㎜的部位,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接头施焊前,应完成剩余的边缘板对接焊缝的焊接。收缩缝第一层焊接,应采用分段退焊法或跳焊法。
  ③罐底与罐壁连接的角焊缝焊接,应在底圈壁板纵焊缝焊完后施焊,并由数对焊工从罐内、外(罐内焊工应在前面约500㎜处)沿同一方向进行分段焊接,初层焊道应采用分段退焊或跳焊法。
  (2)罐顶焊接
  为防止焊接应力变形超标,罐顶按下列顺序施焊:
  ①焊接肋条与顶板的连接焊缝,先焊纬向后焊径向,然后焊接内侧的搭接焊。
  ②焊接顶板外侧径向长焊缝,焊工应均匀分布,对称隔缝由中心向外分段退焊。
  ③焊接中心板环缝,再焊顶板与包边角钢的连接环缝,注意焊脚高度不得大于顶板厚度的3/4,罐顶内侧不焊接。
  罐顶成形不应有明显的凹凸,用样板测量,焊接前间隙不大于6㎜,焊接后间隙不大于15㎜。
  (3)罐壁焊接
  ①应先焊纵向焊缝,后焊环向焊缝,当焊完相邻两圈壁板的纵向焊缝,后焊其间的环焊缝焊工应均匀分布,并沿同一方向施焊。当采用手工焊时,应先焊外侧,后焊内侧,在施焊内侧前应清根。
  ②焊接包边角钢时,焊工应对称均匀分布,并沿同一方向分段退焊。包边角钢与壁板搭接时,应先焊角钢对接缝,再焊内部搭接间断角焊缝,最后焊外部搭接续角焊缝。包边角钢自身连接,必须采用全焊透对接接头。
  7、缺陷修补
  ⑴表面缺陷打磨
  深度超过0.5mm的划痕、电弧擦伤、焊疤等有害缺陷,应打磨平滑,且打磨后的钢板厚度不得超出负偏差。
  ⑵缺陷修补
  缺陷深度超过1mm时应采用砂轮清除并进行补焊清除深度不宜大于板厚的2/3。焊缝修补与正式焊接工艺相同,其修补长度不应小于50mm。返修后的焊接接头应按原规定方法进行探伤,并应达到合格标准。
  九、化工储罐检验标准
  1、焊缝质量检查
  ⑴外观检查
  ①焊缝应进行100%外观检查,检查前罐壁上的工卡具、焊疤等应清除干净并打磨平滑。
  ②焊接接头的表面及热影响区不得有熔渣、裂纹、飞溅、气孔、夹渣和弧坑等缺陷。
  ③对接接头咬边深度不得大于0.5mm,咬边连续长度不得大于100mm,对接接头两侧咬边总长度不得超过该焊接接头长度的10%。底圈纵缝咬边应打磨圆滑。
  ④罐壁纵向对接接头不得有低于母材表面缺陷,罐壁环向对接接头低于板材表面凹陷不得大于0.5mm,凹陷的连续长度不得大于10mm,凹陷的总长度不得大于该焊接接头总长度的10%。
  ⑤对接接头的余高应控制在下表规定范围内,角焊接头焊角高度无规定时,取厚件中较薄之厚度,焊缝宽度,应按坡口两侧各增加1~2mm。补强圈的焊角不小于补强圈厚度的70%,不大于补强圈的名义厚度,焊接接头与母材应平滑过渡。
  对接焊缝余高表(mm)
对接焊缝余高表
  ⑵焊缝无损探伤及严密性试验
  无损探伤人员必须持有劳动部门颁发的相应资格证书。
  ①罐底焊缝检验
  所有焊缝应采用真空箱法进行严密试验,试验负压值不得低于53kpa,为合格。
  罐底边缘板,每条对接焊缝的外端300mm范围内,应进行射线探伤。
  底版三层钢板重叠部分搭接接头焊缝和对接罐底版的丁字焊缝的根部焊完后,在沿三个方向200mm范围内,应进行渗透探伤,全部焊完后应进行渗透探伤或磁粉探伤。
  ②罐壁焊缝检验
  纵向焊缝,每一焊工焊接的每种板厚,在最初焊接的3M焊缝的任意部位取300㎜进行射线探伤,Ⅲ级合格。以后不考虑焊工人数,对每种板厚在每30M焊缝及其尾数内的任意部位取300㎜进行射线探伤。探伤焊缝中的25%应位于T型焊接接头部位,且不应少于2处。
  ③底圈罐壁与罐底的T形接头的罐内角焊缝检验
  底圈罐壁与边缘板罐内角焊缝靠罐底一侧的边缘,应平滑过渡,咬边应打磨平滑。
  在罐内及罐外角焊缝焊完后,应对罐内角焊缝进行渗透探伤,在储罐充水试验后,应采用同样方法进行复验。
  ④接管角焊缝和补强板角焊缝检验
  开孔的补强板焊接完成后,由信号孔通入100~200Kpa压缩空气,检查焊缝严密性,无渗漏为合格。
  ④无损探伤方法及标准
  射线探伤按JB4730-94标准中规定的要求进行。凡是射线探伤的焊缝应在竣工资料标明焊缝位置、编号和焊工代号。
  射线检测不合格时,应在该检测长度的两端延伸300毫米补充检测,但缺陷的部位离底片端部75毫米以上者可不再延伸,如延伸部位的检测结果仍不合格时,应继续延伸进行检查。
  渗透探伤标准应按《常压钢制焊接油罐渗透探伤技术标准规定》执行。
  2、化工储罐几何尺寸检查
  ①化工储罐底板几何尺寸检查
  化工储罐底焊接完毕后,局部凹凸变形不应大于变形长度的2%,且不大于50㎜(即±50㎜范围内),如超出时,须将钢板拆除,重新焊接。
  ②化工储罐壁板几何尺寸检查
  焊缝角变形用1m长的弧形样板检查,当板厚δ≤12,角变形≤10㎜,12<δ≤25,角变形≤8㎜。
  壁板的每块板(包括纵、焊缝处)沿水平方向和垂直方向两处,用样板测量罐壁内表面的局部凹凸度应不大于13㎜,局部凹凸变形应沿所测量的长度逐渐变化,不应有明显的凹凸。
  筒体高度允许偏差为筒体设计高度5/1000,罐壁底圈水平半径偏差应不大于设计半径的±19㎜,底圈壁板的垂直度不应大于3㎜㎜,其他各圈壁板的铅垂度为该圈壁板高度的0.3%。
  ③罐体几何尺寸检查
  罐壁高度允许偏差:不应大于设计高度的±0.5%,铅垂度允许偏差:
  不应大于罐壁高度的0.4%,局部凹凸变形应平缓,不得有突然起伏,且不得大于13㎜。
  十、化工储罐质量控制
  为控制施工过程、保证储罐质量符合要求,特设立《储罐组装工序质量控制点》和《质量标准及检验方法》,见下表。
  储罐组装工序质量控制点一览表
储罐组装工序质量控制点一览表
  质量标准及检验方法一览表
质量标准及检验方法一览表
  十一、化工储罐施工使用的计量器具
  为了保证施工用检测器具在允差范围内,保证施工检测精度,对本工程所用检测器具须进行计量(计量有效期内免检)。
  包括:钢盘尺、直尺、焊缝量尺、施工用压力表、电流表、电压表、经纬仪等。
  十二、化工储罐充水试验和沉降观测
  化工储罐建造完毕后,应进行充水试验,并应检查下列内容:
  罐底严密性,罐壁强度及严密性,基础的沉降观测。
  1、充水试验,应符合下列规定:
  ⑴充水试验前,所有附件及其它与罐体焊接的构件,应全部完工:所有与严密性试验有关的焊缝,均不得涂刷油漆。
  ⑵充水试验应用淡水,水温不应低于5℃。
  ⑶充水试验中液压加强对基础沉降的观测,如基础发生不允许的沉降,应停止充水,待处理后,方可继续进行试验。
  ⑷充水和放水过程中,应打开透光孔,且不得使基础浸水。
  ⑸充水试验方法见下表
化工储罐充水试验和沉降观测
  2、基础的沉降观测,应符合下列规定
  在化工储罐罐壁下部圆周每隔10m左右,设一个观测点,点数宜为4的整倍数,且不得小于4点,充水试验时,应按设计文件或规范的要求对基础进行沉降观测。