储罐倒装法施工工艺.docx
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储罐倒装法施工工艺
储罐施工工艺
、概述
储罐施工工艺已经很成熟,各个项目根据设计要求和结合自身特点,采用正
装法或倒装法。
我这里介绍倒装法,与正装法相比,不管从安全、质量、工期、经济效益等方面,倒装都有较大的优势。
倒装法操作控制简单、可靠、危险性小,因此已经越来越多的被采用。
我主要介绍常规储罐的采用倒装法的施工工艺。
施工工艺流程
、施工准备
技术准备
贮罐施工前,应具备有施工图和设计有关文件、施工单位编制并经建设单位、监理审批的施工方案、原材料及配件的质量证明书、国家或行业的施工及验收规范。
施工前,有关人员应熟悉图纸及有关技术文件、法规,通过图纸会审,明确贮罐建设工程相关专业配合要求。
贮罐的焊接技术人员应根据相关规范及焊接工艺要求进行焊接施工。
贮罐施工技术人员应根据现场实际情况和施工技术文件,编制有针对性的、切实可行的施工技术方案及作业指导书,并进行相应的技术交底。
明确贮罐安装的质量标准及检验方法,编制质量保证措施,准备各种计量器具及施工记录。
预制加工前要根据图纸、材料规格及施工规范的要求绘制贮罐排版图,经建设单位、监理单位审批后方可作为施工依据。
•罐底排版应考虑下列要求:
1)底板中幅板排版直径应考虑罐底边缘板焊接收缩量比设计直径大-
2/1000。
罐底边缘板外圆直径加收缩量。
2)罐底边缘板宽度按设计图纸尺寸。
罐底由中幅板和边缘板组成,边
缘板的径向宽度不得小于规范要求,在罐壁内侧至中幅板收缩缝之间不得小于
650mm伸出罐壁外侧不得小于50mm并应在圆周方向均匀布置。
做好基础检查验收,基础应符合设计文件和规范要求;做好基础检查验收记录。
基础验收合格具备施工条件,经建设单位同意方可进行罐底施工。
施工现场准备
施工场地应设置:
材料、半成品存放场地;加工场地、办公设施等。
场地应平整,道路应畅通,临时用水、用电线路应按要求敷设。
制作有关检测样板、模板,按规定制作内外弧板,拱顶板模具及角钢圈模
具。
储罐在预制、组装及检验过程中所使用的样板弦长不得小于2m直线样
板的长度不得小于1m测量角焊缝的变形的弧形样板,其弦长不得小于1m
样板采用〜厚度的铁皮制作,周边应光滑、整齐。
并注明部件名称及曲率半径。
制作提升抱杆、涨圈、中心柱伞架、罐顶支撑圈、罐顶预制胎、加固弧板、
卡具、吊装吊耳吊升装置壁板卷弧用胎具等专用器材。
施工预制场地应平整,纵横方向各挖两条排水沟,以方便下雨天雨水的及
时排出,保证雨后及时恢复施工。
施工现场四周铺设一条环向运输道路,路面
中间部分应高出预制场地堆料部分约100mm以满足下雨后吊车、拖车的行走
要求。
预制场内的用电采用埋地电缆,一定要安全可靠,不得破损和绝缘层老化,
在有车辆经过处要用钢套管保护,严格遵守变配电安全操作规程。
施工机具准备按照施工机具计划配备施工机械,并保证机具性能完好,及时填写机械运
转记录。
主要机械设备:
电焊机、卷板机坡口加工机、切割机、烘干箱、X光探伤
机、超声波探伤仪、磁粉探伤仪器、油压机、试压泵、液压顶升装置、真空泵
等,滚板机、半自动切割机按照施工平面布置图进行安装、调试。
主要工具:
气焊工具、磨光机、千斤顶、大锤等。
起重吊装工具:
链式手拉葫芦、索具、卸扣和轧头、钢钎撬棍、起重机、
卷杨机等。
测量及计量器具:
水准仪、钢卷尺、水平仪、直角尺、经纬仪等,所用计
量检测器具齐备,并经检验合格。
施工材料准备贮罐所用的钢板、型材和附件及焊接材料符合设计文件的要求并有质量证
明书,钢材质量证明书中应标明钢号、规格、化学万分、力学性能、供货状态
及材料的标准。
焊条质量合格证明书应包括熔敷金属的化学成份和机械性能;低氢型焊条
还应包括扩散氢含量。
无质量合格证明书的焊接材料不允许使用。
当对质量合
格证明书有疑问时,应对焊接材料进行复验,合格后方可使用。
钢板必须逐张进行外观检查,表面不得有气孔、结疤、拉裂、折叠、夹渣
和压入的氧化皮,且不得有分层,表面质量符合现行的钢板标准。
钢板的表面锈蚀减薄量、划痕深度应符合下表规定:
钢板的表面锈蚀减薄量、划痕深度
序号
钢板厚度(mm)
允许偏差(mm)
备注
1
验收后的钢板作好标记,并按照使用部位、材质、规格、厚度分类存放,
存放过程中,应防止钢板产生变形,所垫木块应保证垂直方向上在一条直线上,
钢板下方严禁用带棱角的物件垫底。
外购、标准件、加工件等均应有材质证明书和合格证。
作业人员参加焊接的焊工应是具有相应资质的持证焊工。
各工种施工人员已到位,无损检测人员应由具有相应资格的人员担任。
三、排板及预制
罐底板排板示意图:
中幅板
边缘板
带弓形边缘板排板示意图
不带弓形边缘板排板示意图
排板及预制要求:
(1)、罐底的排板直径,宜按设计直径放大%%
(2)、弓形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)、中幅板的宽度不应小于1000mm长度不应小于2000mm与弓形边缘板
连接的不规则中幅板最小直边尺寸,不应小于700mm
(4)、底板任意相邻焊缝之间的距离,不应小于300mm
(5)弓形边缘板尺寸偏差:
测量部位
允许偏差
长度ABCD
±2
宽度ACBDEF
±2
对角线之差(AD-BC)
<3
弓形板示意
侧板
排板示意图:
排板及预制要求:
各圈壁板的纵焊缝宜向同一方向逐圈错开,相邻圈板纵缝间距宜为板
底圈壁板的纵焊缝与罐底边缘板的对接焊缝之间的距离,不应小于
300mm
1)罐壁厚度大于12mm接管与罐壁板焊后未进行消除应力热处理时,开
孔接管或补强板外缘与罐壁纵环焊缝之间的距离,应大于焊角尺寸的8倍,且不应小于250mm
2)罐壁厚度不大于12mm或接管与罐壁板焊后进行消除应力热处理时,开孔
接管或补强板外缘与罐壁纵焊缝之间的距离不应小于150mm与罐壁环焊缝之间
的距离,不应小于壁板厚度的倍,且不应小于75mm
(4)罐壁上连接件的垫板周边焊缝与罐壁纵焊缝或接管、补强圈的边缘角焊
缝之间的距离,不应小于150mm与罐壁环焊缝之间的距离,不应小于75mm如不可避免与罐壁焊缝交叉时,被覆盖焊缝应磨平并进行射线或超声波检测,垫板角焊缝在罐壁对接焊缝两侧边缘最少20mm处不焊。
(5)抗风圈和加强圈与罐壁环焊缝之间的距离,不应小于150mm
(6)包边角钢对接接头与壁板纵向焊缝之间的距离,不应小于200mm
(7)直径小于25m的储罐,其壁板宽度不应小于500mm长度不应小于
1000mm直径大于或等于25m的储罐,其壁板宽度不应小于1000mm长度不应
小于2000mm
(8)采用倒装时每带侧板预留100mm在组装焊接完成封口时割除多余部分。
(9)壁板下料尺寸偏差:
测量部位
板长AB(CD)>10m
板长AB(CD)<10m
宽度ACBDEF
±
±1
长度ABCD
±2
±
对角线之差AD-BC
<3
<2
直线度
ACBD
<1
<1
ABCD
<2
<2
壁板示意图
罐顶排板要求:
顶板任意相邻焊缝的间距,不应小于200mm
(4)
加强肋加工成型后,用弧形样板检查,其间隙不应大于2mm
每块顶板应在胎具上与加强肋拼装成型,焊接时应防止变形。
顶板成型后脱胎,用弧形样板检查,其间隙不应大于10mm
四、底板安装
罐底板安装罐底采用带垫板的对接接头时,垫板应与对接的两块底板贴紧,并点焊固
定,其缝隙不应大于1mm罐底板对接接头间隙,设计图无要求时可参照下表:
焊接方法
钢板厚度8(mm
间隙(mm
焊条电弧焊
不开坡口
6
5±1
开坡口
S>6
7±1
气体保护焊
不开坡口
6
3±1
6<§<10
4±1
开坡口
10<§<21
5±1
设计为条形基础的,底板可点焊固定在底部支撑梁上。
罐底板焊接
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带弓形底板焊接示意图
罐底板的焊接,应采用收缩变形最小的焊接工艺及焊接顺序进行。
且宜按下
列顺序进行。
1)中幅板焊接时,先焊短焊缝,后焊长焊缝。
初层焊道应采用分段退焊
法或跳焊法。
2)弓形边缘板的焊接,宜符合下列规定:
1)首先施焊靠外缘300mn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,完成剩余的边缘板对接的焊缝和中幅
板的对接焊缝。
弓形边缘板对接焊缝的初层焊,宜采用焊工均匀分布,对称施焊方法。
罐底与罐壁连接的角焊缝,在底圈壁板纵焊缝焊接完成后施焊,由数
名焊工从罐内,外沿同一方向进行分段焊接。
初层焊采用分段退焊或跳焊法。
罐底板的检验
储罐底板由于是直接安装于基础上,采用传统的探伤及拍片无法进行,
般采用罐底板抽真空的方法进行检验。
五、桅杆设置
底板焊接完成后,进行第一带板(从上往下计)的组对焊接,完成后即须进行倒装桅杆的设置。
开始组装侧板时,须先行设置组对基准,组对基准采用在底板上设置靠码的形式进行。
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靠码
桅杆设置示意图:
罐体靠码示意图
桅杆高度根据侧板高度确定,等于板高+吊具高度—300mm
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立柱在加固时,直径大于20m采用剪刀撑,直径小于、等于20m采用斜支
撑,剪刀撑间隔1跨加设1组,支撑根据现场材料情况采用。
顶部水平拉杆须密闭为整体,在支撑及水平拉杆加设前须检查立柱的垂直度,以尽量垂直为原则。
立柱间距展开尺寸控制在5〜6m为宜。
吊装荷载计算
缆风
吊装用葫芦、索具、缆风绳等的计算:
根据罐体重量确定葫芦、索具、
倒装用短桅杆示意图(短桅杆以©159无缝钢管为例)
200200
倒装用胀圈示意图
胀圈示意图
卡板,5=12〜16
间距2000
胀圈、卡板、方楔安装大样
胀圈、吊耳、托板安装大样
胀圈采用[20槽钢煨制对焊而成,焊接完成后采用样板检查是否符合要求,
胀圈分为四瓣制作,中间预留4个16吨千斤顶顶紧高度(由于胀圈在顶紧时受
力不大,一般采用16t千斤顶完全能满足要求),胀圈每隔2m采用方形卡板与罐体侧板焊接。
千斤顶与胀圈示意:
六、顶盖的安装
安装示意图:
罐顶盖一般呈球状,分为中心板和扇形大板。
因受材距的限制,扇形大板一般需在胎模具上由几块板拼焊而成。
胎模具呈倒置的球面,将待拼装的顶板吊入模具内,用压梁压紧,先拼焊成
扇形大板,然后再装上纵环向加劲肋条,并进行焊接。
弓形大板的焊接采用CO
气体保护焊。
焊后的扇形大板待完全冷却后,松开压梁,从胎模具上拆下。
顶盖的安装是在罐壁上段第1带壁板已安装焊接的条件下进行的。
顶盖安装时,先将中心板安装定位在罐体中部的中心平衡柱顶端上(见示意图中中心支柱、在各1/3位置上在另行设置2根短立柱),标高应比原拱高各增加50mm调整固定后,采用对称吊装的方法,将4块扇形大板安装成“十”字状,再依次将各区域内的扇形大板安装到位。
搭接缝的装配采用卡夹具连接,点焊固定。
对接缝的装配采用直接点焊固定,对接缝须注意预留最后一块扇形板暂不下料,待其余顶板焊接完成后按实际尺寸进行下料制作。
已安装的顶盖的焊接程序为:
先焊接扇形大板间的纵向焊缝,再焊接中心板与各扇形大板内沿间的环缝,后焊接扇形大板外沿与罐壁环形角钢圈间的环缝。
顶盖的焊接一般采用CO气体保护焊,纵向缝施焊时宜由多名焊工采用跳焊法对
称同时焊接;外沿环缝施焊时宜由多名焊工均布,同时沿同一方向焊接。
为了减少顶盖板焊接时产生的下沉,除按方案编制的焊接方法和程序施焊
外,建议所有扇形板间的长纵缝下面增设撑杆,每条长纵缝至少支撑2点。
顶板在设置短桅杆部分预留出lOOOXIOOOmn■的空间,待罐顶提升高度超过桅杆咼度后补设安装完成
安装要求:
(1)固定顶板安装前,应按下表检查罐体包边角钢的半径偏差:
储罐直径D(m
半径允许偏差(mm
D<
±13
±19 45 ±25 D>76 ±32 (2)罐顶支撑柱的垂直度允许偏差,不应大于柱高的%且不应大于1Omm (3)罐顶应按画好的等分线对称组装。 顶板采用搭接的搭接宽带允许偏差 为±5mm 七、罐壁板安装 当底板、第一带壁板、顶盖及工装设置好后,进行整体提升,提升高度为下部壁板的高度,提升后即可进行下部壁板的组对安装工作。 侧板围板时可采用汽车吊进行,汽车吊缺点是须多次移动支车,如多个罐体 壁板 集中,可采用履带吊移动吊装。 侧板吊装为安全考虑必须采用垂直钢板夹进行吊装。 、■■■ I \ w/ \\ IIII 4 吊车 一~~ J丿 罐体基准圆 侧板围板吊装示意图 引弧板 / X^nr'i 、 侧板 同带侧板与侧板组装示意图 同带侧板按要求组对后,为防止在焊接时变形,采用在每条立焊缝上加设 组引弧板,具体要求见上图。 ◎=12~16mm 7-< /? //ibOinr ■< * a03-1520rr 引弧板示意图 引弧板为保持能多次利用,可适当加大,宽度控制在150mn为宜。 板,见下图示意: 在吊车的配合下,按照已排好的壁板顺序依次将壁板吊装就位,一边吊装,一边点焊纵焊缝(留出安装余量的1〜2道纵缝不点焊,用手拉葫芦收紧,直径大于20m预留2道纵焊缝),待其余焊缝全部焊好后,按围板周长切割余量,再 提升组对环缝,在预留活口纵缝左右各1000mm不点焊,等其它环缝焊完后,先 焊接立缝,后焊环缝,再拆除收口葫芦。 在焊接环焊缝时,为保证罐体尽量不出现收腰变形,须加设立向筋后方可 施焊。 立向筋加设示意见下图: 点焊: 上下各3 段,每段50叶 / 米用相同的方法将各带侧板安装直至全部罐侧板安装完毕。 组装要求: (1)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 (2)壁板的垂直度允许偏差,不应大于3mm (3)组装焊接后,壁板的内表面任意点半径的允许偏差,应符合下表规定: 储罐直径D(m 半径允许偏差(mm D< ±13 ±19 45 ±25 D>76 ±32 (4)其他各圈壁板的垂直度允许偏差不应大于该圈壁板高度的% (5)壁板组装时,应保证内表面齐平,错边量应符合下列规定: 1)纵向焊缝错边量: 焊条电弧焊时,当板厚小于或等于10mn时,不应 大于1mm当板厚大于10mm寸,不应大于板厚的倍,且不应大于1.5mm自动焊 时,均不应大于1mm 2)环向焊缝错边量: 焊条电弧焊时,当上圈壁板厚的小于或等于8mm时, 任何一点的错边量均不应大于1.5mm当上圈壁板厚度大于8mm时,任何一点的 错边量均不应大于板厚的倍,且不应大于2mm自动焊时,均不应大于1.5mm (6)组装焊接后,纵焊缝的角变形用1m长的弧形样板检查,环焊缝角变 形用1m直线样板检查应符合下表规定: 板厚S(mm 角变形(mm 12 <12 12<§<25 <10 25>S <8 (7)组装焊接后,罐壁的局部凹凸变形应平缓,不应有突然起伏,且应符 合下表规定: 板厚S(mm 角变形(mm 12 <15 12<§<25 <13 25>S <10 焊接要求: (1)第1带壁板装配完毕后进行竖缝焊接,焊接方法采用CO气体保护焊, 如坡口方向在壁板外侧,应先焊接壁板外侧的两道封底焊(如坡口在内侧焊接顺 序相反),然后对焊缝反面进行挑根,挑根的方法,薄板(SV14)宜采用角向 磨光机,厚板(S>14)可采用碳弧气刨,但刨后应用角向磨光机将刨槽内的渗 碳层和杂物打磨干净。 待内壁各层间焊缝焊完后,再移至罐外焊接尚未焊完的焊 缝,最后按周长的要求切割调整口,并进行焊接。 为了便于环缝的装配,各条竖缝的上下端各留出150mm暂不焊接,待环缝装配后再焊接。 (2)整体提升后采用相同方法围设第2带壁板,在已装配的第2带壁板的 竖缝内面,装上曲率补强板后进行第2带壁板竖缝的焊接,施焊方法同前。 第2带壁板竖缝焊接完,封闭周长后将第1带壁板圈落下与第2带壁板圈进行环缝装配,装配时先用卡夹具连接,待整圈环缝调整好后再点焊固定。 (3)壁板环缝的焊接,采用CO气体保护焊,焊接程序: 先焊外壁的两道封底焊,然后反面进行挑根,挑根方法同前。 焊完内壁的全部焊缝后,再移至罐 外焊完余下的焊缝。 环缝焊接由多名焊工均布同时沿同一方向进行施焊。 壁板其余各带的提升、装配、焊接方法同前。 八、附件安装 储罐的附件安装一般包含楼梯、平台、栏杆、管口、人孔等,安装比较简单、这里就不一一详述。 只是开孔接管须注意以下几点: (1)开孔接管的中心位置偏差,不应大于10mm接管外伸长度的允许偏差, 应为±5mm。 2)开孔补强板的曲率,应与罐体曲率一致。 3)开孔接管法兰的密封面不应有焊瘤和划痕,法兰的密封面应与接管的轴 线垂直,且应保证法兰面垂直或水平,倾斜不应大于法兰外径的1%,且不应大 于3mm法兰的螺栓孔应跨中安装。 九、罐体充水试验 储罐安装完毕后,应进行充水试验,并应检查下列内容: 1)罐底严密性; 2)罐壁强度及严密性; 3)固定顶的强度、稳定性及严密性; 4)基础的沉降观测。 罐底的严密性,应以罐底无渗漏为合格。 若发现渗漏,应将水放尽,对罐底进行试漏,找出渗漏位置并按规定进行补焊。 罐壁的强度及严密性试验,充水到设计最高液位并保持48h后,罐壁无渗漏、 无异常变形为合格。 发现渗漏时应放水,使液面比渗漏处低300mm左右,并按规定进行补焊。 固定顶的强度及严密性试验,罐内水位在最高设计液位下1m时进行缓慢充 水升压,当升至试验压力时,罐顶无异常变形,焊缝无渗漏为合格。 试验后,应立即使储罐内部与大气相通,恢复到常压。 引起温度剧烈变化的天气,不宜做固定顶的强度、严密性试验和稳定性试验。 固定顶的稳定性试验应充水到设计最高液位用放水方法进行。 试验时应缓慢降压,达到试验负压时,罐顶无异常变形为合格。 试验后,应立即使储罐内部与大气相通,恢复到常压。 10mm左右,设一个观察点,点数宜 基础层将观察时,在罐壁下部圆周每隔为4的整倍数,且不得少于4点。 十、采用液压顶升到装法提升罐体简述 液压提升倒装法介于几种施工方法之间,其特点一是适应范围广,理论上可 适用于任意大小的储罐,二是操作控制简单、 可靠、危险性小,因此已经越来越 多的被采用,其主要缺点是目前成套设备价格较贵,设备购置一次性投入较大。 提升机的数量确定 液压提升机的数量一般按下式确定: n=Pmax/Q Pmax=K(PG+P附) n需要液压提升机的数量; Pmax—最大提升重量; PG设备本体最大提升重量; P附---设备附件最大提升重量; Q=液压千斤顶承载能力 K=(安全系数) 液压提升方法: 在先期施工的罐底板上安装数个固定垫墩(400mm高, 间距3-4米), 然后组装第一层壁板和顶盖板,沿罐内壁400mm处均布数台 根据计算确定) 液压提升机,以提升机的滑动托架托住固定在罐内壁的胀圈下部升机的控制柜,集中控制各液压机的动作,液压提升机提升扒杆时,同时也将 操纵液压提 罐体提升,升至下一带壁板高度时,可进行一带壁板组装,然后落下扒杆、 胀圈,再进行下一带提升组装,直到整个油罐倒装完毕。 液压提升前,按照液压提升设备的液压油路图将所有的油路接通,让千斤顶 处于松卡状况,先进行全行程试验2-3次(不加压),再进行额定油压试验,检 查各油路系统 液压顶升桅杆示意 液压设备摆放示意 (除设置液压顶升装置与手拉葫芦方法不同外,其余施工程序与前面详述方 法相同。 )
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