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4000m3不锈钢贮罐施工方案
1 工程概况及编制说明
1.1 工程概述
本方案适用于贮灌区1台4000m3不锈钢贮罐, 如下表:

序号
名称
内径
材料
重量( 吨)
备注
1
4000m3拱顶罐
Φ21000
00Cr17Ni14Mo2/Q235A.F
126.51

1.2 编制依据及编制说明
GBJ128-90 立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范
HG21502.1～2-92 钢制立式圆筒形贮罐系列
2 施工前的准备
2.1 材料的检查和验收
2.1.1 检查验收标准: 贮罐所用的钢材及焊接材料应符合现行标准的规定并满足图样上的有关要求。
2.1.2 材料的验收:
2.1.2.1 检查材料的质量证明文件, 缺少的项目应进行复验, 无合格证的材料不得使用。
2.1.2.2 检查材料的表面质量, 表面应无严重损伤及表面裂纹、 分层、 重皮等缺陷。
2.2 基础检查验收
2.2.1 基础应符合设计和规范的要求, 并结合土建交工资料进行检查和验收, 做好检查验收记录,基础验收合格后方可安装。
2.2.2 基础中心标高允许偏差: ±20mm, 基础整个平面上的凹凸度允许偏差≤25mm。

3 预制加工
3.1 底板预制
底板预制前应绘制排版图( 如下) , 并应符合下列要求:
底板排板直径应比设计直径大1.5～2/1000。
罐底由中幅板和边缘板组成, 中幅板的宽度不得小于1000mm, 长度不得小于 mm; 边缘板沿罐底半径方向的最小尺寸, 不得小于700mm。
底板任意相邻焊缝之间的距离, 不得小于200mm。
罐底排版图:

3.2 壁板预制
( 1) 壁板预制前应绘制排版图( 如下) , 并应符合下列要求:

各圈壁板的纵向焊缝宜向同一方向逐圈错开, 相互错开的最小距离不得小于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。
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。
( 2) 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。
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。
3.3 顶板预制
(1)拱顶板预制前应绘制排版图( 如下) , 并应符合下列要求:
顶板任意相邻焊缝的间距, 不得小于200mm。
(2)拱顶的顶板下料后, 宜在胎具上拼装成形, 胎具制作成与顶板的拱型方向正好相反, 然后将顶板放在胎具上, 将加强筋焊在顶板上, 焊好后脱胎, 并用弧形板检查, 其间隙不得大于10mm。
顶板排版图:

3.4 其它构件预制
( 1) 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。
3.5 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。
4 贮罐组装焊接
本方案适用于较小容积的贮罐, 采用的施工方法为抱杆提升倒装法。 施工程序为:
底板铺设与焊接─→第二带壁板的组对与焊接─→采用正装法组对第一带壁板─→焊接第一带壁板─→组焊包边角钢─→制作安装罐顶用临时支架─→组焊罐顶板─→安装提升用抱杆─→组焊其余壁板(同时进行焊缝无损检测)─→焊接罐壁与罐底之间角焊缝─→焊接中幅板与边缘板之间焊缝─→安装梯子平台及其余附件─→进行罐底严密性试验─→充水进行罐壁及罐顶严密性试验、 强度试验和稳定性试验(同时进行基础沉降观测)─→防腐─→交工
( 注: 上述”第×带”均按自罐顶向下顺序。)
4.1 罐底板铺设与焊接
4.1.1 在验收合格的基础上划出十字中心线。应使底板和基础接罐底中心与基础中心重合。
4.1.2 罐底板铺设顺序为: 先铺设中心板, 中心板的铺设顺序应自中心向外, 注意确保搭接量, 然后铺设边缘板。
4.1.3 底板拼成整体点焊定位, 点焊长度30～50mm, 间隔300～500mm, 点焊顺序按4.1.4执行。
4.1.4 底板焊接顺序
a) 先焊接中幅板短焊缝, 焊工对称分布, 隔缝跳焊;
b) 焊接中幅板长焊缝, 焊工对称分布, 由中心向外分段退焊;
c) 焊接边缘板的对接缝, 焊工对称分布, 隔缝跳焊;
d) 罐体倒装完毕后, 焊接底圈壁板与边缘板的环形角焊缝, 焊工均匀分布, 沿同一方向分段退焊;
e) 最后焊接罐底中幅板和边缘板的搭接焊缝。
4.1.5 罐底焊接完毕后, 为防止焊接应力过大造成底板凹凸变形, 应用大锤锤击所有底板焊缝, 释放焊接应力。
4.1.6 罐底焊缝的检验按第五章执行, 焊缝的试验按第七章有关条款执行。
4.2 罐壁及罐顶组焊
4.2.1 在底板边缘板上, 每隔3～4米安放一个高300～400mm的支墩, 在支墩上划出最上一带壁板的组装圆周线(考虑罐壁纵缝焊接收缩量), 并在罐内壁支墩上距圆周线30mm处焊上角钢挡块, 以便提升壁板就位时协助找圆。
4.2.2 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, 测量围板几何尺寸, 并把焊缝点焊固定。
4.2.3 最上带壁板纵缝焊接完毕后, 安装包边角钢, 先焊包边角钢的对接焊缝, 角钢与壁板搭接时, 应先焊内部搭接断续角焊缝及外部搭接点焊, 最后等顶盖焊完后, 焊接外部搭连续角焊缝。包边角钢点焊完毕后, 应对罐壁及包边角钢上口找圆, 并符合下列要求:
a)内壁上任意点水平半径允许偏差应符合表4.2.3的要求。每块壁板测两处;
表4.2.3 内径水平半径允许偏差

贮罐直径D( 米)
半径允许偏差( mm)
Φ21
±19

b) 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。
c) 周长偏差不应大于组装圆周线长度的±0.2％。
4.2.4 顶板安装前, 首先检查包边角钢的椭圆度, 并根据排板图等分划线, 点焊罐顶板的顶位挡板, 然后在罐中心设立安装罐顶板的临时支架, 罐顶板应对称的进行组装。
4.2.5 罐顶板焊接顺序
a)先焊内侧的断续焊缝, 后焊外侧的连续焊缝, 焊工由贮罐中心向外分段退焊;
b)外侧的连续焊缝 应先焊环向短环缝 , 再焊径向长焊缝;
c)焊接顶板和包边角钢间的环缝 , 焊工对称均匀分布, 沿同一方向分段退焊。
4.2.6 罐顶成形后, 用弧形样板测量, 间隙不应大于15mm。
4.3 罐体组装
罐体组装时先把胀圈, 抱杆安装、 固定好。
4.3.1 抱杆安装示意如下图。

4.3.1.1 起重量G的确定
计算所需抱杆之前, 应确定最大起重量G( 吨)
G＝G0X(1+K1+K2)
式中: G0--为储罐除底板外所需提升的最大重量, 包括罐顶、 罐壁、 提升过程中已安装的附件及组对用涨圈等全部重量的总和
K1--风载荷系数, 一般可取0.1
K2--不均衡系数, 一般可取0.2
在此罐中取G＝97703 X 1.3＝13078.9Kg。
4.3.1.2 抱杆数量n的确定
当选用10吨倒链时, 抱杆数量n按以下原则确定
①n0≥G总／8
②n0≥Dπ／4
式中: D--储罐直径
取上两式中n0较大者, 由此确定抱杆数量n
①n0≥127.0139/8＝15.88
②n0≥21000π／4＝16.49
在此罐中取n0＝18
4.3.1.3 抱杆总高度H的确定
抱杆有效高度H1应大于最宽一带壁板与提升用倒链最小长度二者之和, 且应保证最宽一带壁板提升到位后, 倒链受力中心线与抱杆中心线之夹角不大于30°
抱杆总高度H=H1+支墩高度h1+抱头高度h2
4.3.1.4 抱杆规格的选定
抱杆一般选用20#钢管制作。在确定钢管规格的过程中, 需认真核算抱杆截面的正应力及抱杆在规定载荷的偏心作用下的整体稳定性。
4.3.2 中心抱杆设在罐底中心位置, 抱杆与罐底之间加垫板, 垫板与抱杆满焊并与罐底板之间点焊。中心抱杆略高于小抱杆, 中心抱杆上口用钢板加固焊牢, 在对称小抱杆方向开孔, 小抱杆与中心抱杆系好绳索具, 各小抱杆之间用角钢连接, 使之形成一个整体。
4.3.3 上数第三带壁板围在罐体外, 并在罐外施焊纵缝, 留一道纵缝活口, 用倒链封闭, 纵缝外侧焊完后, 用倒链控制提升罐体, 组对环焊缝, 每带壁板环缝采用涨圈下移法进行对接。如此往下组装, 其它各带壁板每组装一带做好一次检查记录, 直到最下一带壁板与底板组焊。
4.3.4 罐壁组装时, 应使内壁平齐, 并应符合以下要求。
a) 对接纵缝错边量: 当δ≤10mm时, 错边量≤1mm,
当δ＞10mm时, 错边量≤δ/10, 且≤1.5 mm。
b) 对接环缝错边量: 当上圈壁板δ＜8mm时, 错边量＜1.5mm。
当上圈板δ≥8mm时, 错边量≤δ/5, 且≤2mm。
c)罐壁垂直度偏差不应大于每圈壁板高度的3‰。
4.3.5 罐壁焊接顺序:
a) 围板组装采用点焊固定;
b) 围板外侧纵缝焊接;
c) 罐体提升后, 纵缝内侧分段退焊;
d) 环缝应在上、 下两圈壁板的纵缝焊完后进行, 采取分段退焊, 焊工对称均匀分布;
e) 底圈壁板与罐底边缘板之间的角焊缝。
4.4 其它构件及附属设备的安装
4.4.1 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。
4.4.2 所有配件及附属设备的开孔、 接管、 垫板, 应在贮罐总体试验前安装完毕, 并对开孔补强圈通以0.1MPa压缩空气进行气密性试验。
4.4.3 梯子平台的安装要求, 按《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-95执行。
5 焊接
5.1 焊接工艺
焊接工艺评定按JB4708中焊接工艺评定要求进行, 评定的项目数量应能全部包含所有的焊接施工内容。
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。
5.2 焊工
参加贮罐施工的焊工, 须持有质量技术监督部门颁发的锅炉压力容器焊工考试合格证。合格证项目应与施焊的钢种、 焊接方法和焊接位置相符。
5.3 焊材
5.3.1 焊接采用电弧焊, 焊条牌号不锈钢之间用A002, 不锈钢与碳钢之间用A302。
5.3.2 焊材质量合格证各项数据必须齐全。
5.3.3 焊条由专人负责烘干、 发放、 回收等工作, 并做好记录。
5.4 施焊环境
5.4.1 焊接环境出现下列任一情况时, 须采取有效防护措施, 否则禁止施焊。
a) 风速大于10m/s;
b) 相对湿度大于90％;
c) 雪雨环境;
5.5 焊缝外观检查
5.5.1 全部焊缝应进行外观检验, 表面质量要符合规范JB4730-94焊缝表面质量中Ⅲ、 Ⅳ级焊缝的标准。
5.5.2 焊前应将坡口及其两侧20mm宽度范围内的油污清除干净, 并宜在坡口两侧各100mm宽度内涂上白垩粉,防止焊接飞溅沾附在钢材表面。
5.5.3 焊缝表面不允许有裂纹、 气孔、 咬边、 夹渣和溶合性飞溅等缺陷, 表面不应有急剧的形状变化, 而应平滑过渡。

6 焊缝无损检测
( 1) 壁板纵向焊缝, 每一焊工焊接的每种板厚的最初焊接3m焊缝的任意部位取300mm进行射线探伤, 以后对于每种板厚, 不考虑焊工人数, 在每30m焊缝任意部位取 300mm进行射线探伤。
( 2) 壁板环向焊缝, 每一焊工焊接的每种板厚的最初焊接3m焊缝的任意部位取300mm进行射线探伤, 以后对于每种板厚, 不考虑焊工人数, 在每60m焊缝任意部位取 300mm进行射线探伤。
( 3) 底圈壁板从每条焊缝中取两个300mm进行探伤, 其中一个尽量靠近底板。
( 4) 厚度大于10mm的壁板, 全部丁字焊缝均应进行射线探伤。
( 5) 射线探伤不合格时, 应在该探伤长度的两端延伸300mm作补充探伤, 如延伸部位不合格时, 应继续进行延伸。
( 6) 上述检查按JB4730-94 Ⅲ级合格。
( 7) 未经射线探伤检查的罐壁纵、 环缝对接缝, 全部煤油渗漏试验。
( 8) 底圈壁板与罐底边缘板焊完后, 应对罐内角焊缝进行渗透探伤或磁粉探伤。
7 贮罐总体试验
贮罐的试验应在各部件安装完毕并经检查合格后进行。
7.1 罐底的严密性试验。
7.1.1 罐底严密性试验前应清除一切杂物, 除净焊缝上的油污, 并进行外观检查。
7.1.2 罐底采用真空法试漏, 真空箱内真空度不应低于53Kpa( 400mm汞柱) , 以焊缝不出现气泡为合格。
7.1.3 用真空法试漏检验不到的焊缝, 可采用煤油试漏或渗透检查。
7.2 罐壁、 罐顶的严密性和强度试验。
7.2.1 罐壁的严密性和强度试验均采用罐内充水来检查, 试验用水温不得低于5摄氏度。
7.2.2 充水前, 应将全部透光孔打开, 充水试验应始终在监视下进行, 充水过程要注意观测基础沉降情况, 当基础沉降量超过设计规定时, 必须停止充水, 并检查罐体有无渗水和显著变形。
7.2.3 罐内充水时, 禁止锤击。罐壁中若有渗漏现象, 应将水位降至渗漏处300mm以下修复, 修复后重新充水试漏。
7.2.4 罐体试验时, 应防止由于气候变化造成罐内压力的突然波动, 并随时注意控制压力做好安全措施。
7.2.5 当罐内充水高度超过1m以后, 将所有开口封闭后继续充水, 当罐内空间压力达到设计试验值时, 暂停止充水, 并在罐顶焊缝表面上涂以肥皂水, 若未发现气泡罐顶无异常现象, 则认为罐顶严密性及强度试验合格。
7.2.6 罐顶严密性和强度试验合格后, 当充水高度接近设计最高液位时, 在所有开口封闭的情况下放水, 待负压达到设计试验负压后, 再向罐内充水, 使罐内空间恢复常压, 并将罐顶透光孔打开, 此时, 检查罐顶无残余变形和其它破坏现象, 则认为罐顶的稳定性试验合格。
7.2.7 充水到最高操作液位后, 持压48小时, 如无异常变形和渗漏, 罐壁的严密性和强度试验即为合格。
7.2.8 贮罐放水前, 应将透光孔打开, 以免造成真空把贮罐抽瘪。
7.2.9 贮罐放水时, 放水管口应远离基础, 以防地基基础浸水。
7.3 基础沉降观测
7.3.1 基础沉降观测, 应从向罐内充水时起至罐内充满水后持压48小时后结束。在试压完毕、 放净水后, 还应进行一次观测, 以确定基础的回弹量。
7.3.2 充水应分期充水, 其间按设计规定时间观测。在贮罐基础周围附近设置观测点, 做为罐体下沉时测量的基准。对基础沉降观测结果记录。
8 酸洗钝化及防腐保温
贮罐的所有不锈钢构件, 在焊接完毕, 并经检查合格后, 均需进行酸洗钝化处理。碳钢构件, 在焊接完毕, 并经检查合格后, 需按设计规定进行防腐蚀工作。
9 交工验收
贮罐交工通知甲方验收, 制造单位提供技术文件资料。
交工文件的内容及要求: 当设计文件或建设单位无特殊规定时, 应执行化学工业部HGJ20237中有关规定。