储罐气吹顶升倒装施工工法

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中国石化集团
企业（通用工艺）标准
第四建设公司★静设备工程卷★
FCC/TS04.14-13储罐气吹顶升倒装法通用施工工艺
2006-12-20发布 2007-01-01实施中国石化集团第四建设公司技术处发布
储罐气吹顶升倒装通用施工工艺
1 适用范围
本工法适用于容积为3000m3到10000m3的立式圆筒形拱顶钢制焊接储罐的施
工。

2 引用文件
a）《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》GB50128-2005；
b）《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001；
c）《石油化工立式圆筒形钢制储罐施工工艺标准》SH3530-2001；
d）《承压设备无损检测》JB/T4730.1-2005～JB4730.6-2005；
e）《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-2001；
f）《石油化工施工安全技术规程》SH3505-1999。

3 施工准备
3.1施工图纸审核
3.2到货钢材检验
a）到货钢材及配件必须有出厂合格证、质量证明书；
b）到货钢板表面不得有气孔、裂纹、夹渣等现象。

钢板表面锈蚀深度不得超过
0.5mm；
c）焊接材料应具备合格证明书，当对焊材质量有怀疑时应对焊材成分进行复验；
d）施工用胎具、机具：加减丝、千斤顶、倒链、砂轮机、真空箱、水泵的准备。

4 施工工艺
4.1总体施工方案
a）在现场铺设一个平台，也可选择已有的车间厂房，准备好相关的设备、机具，进行工厂化的预制，对成品和半成品严格检验，为保证现场的安装质量
创造条件；
b）需整体热处理的板采用炉内热处理的方式，不需要整体热处理的管口可在安装完后在现场进行热处理；
c）利用鼓风机进行气吹顶升安装罐壁板，主体安装完成后进行附件的安装和上水试验。

4.2施工工艺流程
施工工艺流程见下页：
b）排版直径一般放大0.1%，罐底排版时，边角异形板与边缘板间留100mm的搭接余量。

中幅板的短边尺寸不得小于700mm，所有相邻焊缝的距离不小于300mm；
c）罐底板的预制可以采用机械加工，也可以采用氧-乙炔焰切割加工。

如采用氧-乙炔焰切割加工，所有罐底板的下料应在平整的胎具上进行，以防止切割下料时板材因受热产生变形；
d）边缘板的对接接头采用不等间隙，一般内侧10mm～12mm，外侧6mm～8mm。

边缘板下料时应预留一张调整板，一端短边暂时不下净料，在安装时现场进行切割；
e）罐底弓形边缘板的尺寸允许偏差和测量部位
罐底边缘板尺寸允许偏差表13-1
f）罐底板中幅板的尺寸允许偏差及测量部位
罐底中幅板尺寸允许偏差表13-2
2.5°
g）所有罐底板在运到现场前，应将罐底板下表面的防腐工作完成，防腐工作不在此叙述。

每张板四周边缘50mm范围内不刷防腐漆，仅涂刷可焊性涂料。

4.4罐壁板的排版与预制
a）罐壁板预制前必须绘制排版图，排版图应符合设计图纸、设计技术条件及施工规范的要求；
b）壁板的画线、切割在专用胎具上进行，下料时壁板必须垫平，不得有波浪型翘起现象。

壁板的下料采用净料法，下料时在长度方向上必须考虑焊缝间隙
和焊接收缩量（采用气电立焊时，焊缝间隙4mm～6mm，收缩量1mm～2mm）；
c）壁板周长尺寸按式1计算：
L=π（Di+δ）+na-nb+Σ△（式1）
式中：L——壁板周长（mm）
Di——储罐内径（mm）
δ——储罐壁厚（mm）
n——壁板数量
a——每条纵缝收缩量（mm）
b——纵缝对接接头间隙（mm）
△——每块壁板长度误差值（mm）
d）按照图纸要求的坡口形式下料，下料后的尺寸允许偏差及测量部位同 4.3中第f）条；
e）壁板滚圆时必须分清内外侧，保证壁板长度方向的中心线与滚板机辊轴轴线垂直。

滚圆后的罐壁板，必须自由立置在专用胎具上，水平方向上用2m弧形
样板检查，间隙不得大于4mm，垂直方向上用1m直线样板检查，间隙不得大
图13-3
于
2mm。

此外，还应测量每张壁板的拱高，其实际拱高与计算拱高的误差不得大于±20mm。

4.5罐顶的预制
4.5.1罐顶板的下料
罐顶板可采用计算法或放样法求出下料尺寸，分块进行预制。

4.5.2顶板预制前应绘制排版图，并应符合下列要求：
a）顶板任意相邻焊接接头的间距，不得小于200mm；
b）单块顶板本身的拼接，采用对接。

4.5.3罐顶的顶板及加强筋应进行成型加工。

加强筋用弧形样板检查，其间隙不得
大于2mm。

顶板预制成形后用弧形样板检查，其间隙不得大于10mm。

每块顶
板应在胎具上与加强筋拼装成型，焊接时应防止变形。

顶板预制胎具简图如图13-4：
罐顶板加工胎具图
图13-4
4.6附件的预制
a）罐顶包边角钢的预制
包边角钢一般用冷煨法加工，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，不得大于超过构件长度的0.1%，且
不得大于6mm。

b）盘梯依据中间平台位置分成2段预制，中间平台单独制作；
c）劳动保护立柱预制成单件，护腰及扶手在现场下料安装；
d）人孔等开孔接管可外委加工、预制厂预制或者在现场下料安装。

4.7胀圈的制作
a）胀圈的外径就是储罐的内径，分段制作。

滚制时要用弧形样板严格检查，样板弦长应大于1500mm，样板和胀圈间的间隙应小于1mm，偏差太大，将影响
罐体的椭圆度，这一点尤为重要；
b）胀圈的主梁一般为[25槽钢，加强板用t=12mm 、材质为 Q235-A的钢板。

其制作简图如图13-5：
图13-5涨圈详图
4.8罐底安装
4.8.1基础验收：储罐安装前会同业主、监理等有关部门进行基础验收，检查基础
的表面尺寸，符合设计图纸及GB50128-2005的相关要求。

a）基础中心坐标偏差不应大于20mm，中心标高偏差为±20mm；
b）罐壁处基础顶面的水平度：环墙上表面任意10m弧长上不应超过±6mm，整个圆周上，从平均标高算起不超过±12mm；
c）基础表面为绝缘防腐层，表面任意方向上应平整密实，无突出的隆起、凹陷及贯穿裂纹，基础表面的凹凸度按照下列方法检查：
d）以基础中心为圆心，以不同直径做同心圆，将各圆周分成若干等份，在等分
点测量标高。

同一圆周的测点，其测量标高与计算标高之差不得大于
12mm 。

同心圆直径和各圆周上最少测量点数按照规范执行。

4.8.2
根据排版图画线，在边缘板的大圆画线时，必须考虑基础的坡度。

简图（如图13-6）及计算公式如下：
R t =R/cos θ
式中：R t ――画线半径mm
R ――罐底排板图半径mm
罐底中心线
组装半径由下式计算：
R
组=（R
内
+R′）/cosθ
式中：R
内
——油罐设计内半径 mm
θ——油罐基础坡度°
R′——油罐壁板焊后沿半径方向的收缩量 mm
R′=na/2π
式中：a--每条焊缝收缩量 mm
n——底圈罐壁板立缝数量。

b）确定组装挡板的安装半径（即焊后罐壁内半径），由下式计算：
R D =R
内
/cosθ
以R
D
为半径点焊挡板，间隔2m一个。

壁板组装时在壁板与挡板间加一厚度为R′的垫板，焊接前，将垫板撤掉。

c）底圈罐壁板的垂直度用可调式斜杠调节，测量采用垂直线坠；水平度用方销子调节，采用水平仪测量；纵缝组对间隙及错边量用组对卡具调节，如图13-8：
d ）
组装完的底圈壁板应检查组对质量，立焊缝间隙为3±1mm ，垂直度偏差要求不大于3mm ，每10m 圆周内上口水平的允许偏差为±2mm ，整圈允许偏差为±6mm ，错边量不大于 1.5mm ，在底圈罐壁1m 高处，椭圆度允许偏差为±32mm ；底圈壁板焊接后，应对垂直度进行二次调整；
e ）
底圈壁板立缝组对检验合格后进行立缝的焊接，一般采用手工电弧焊焊接，先焊接外侧，然后进行内侧清根，再焊接内侧；
f ）
在底圈壁板外侧安装从上向下数的第二圈罐壁板，进行组对和外口的焊接，然后在其上正装顶圈罐壁板，进行组对和外口的焊接、里口的焊接，之后组对这两圈罐壁板间的环焊缝，并进行外口的焊接。

4.10 罐顶安装
4.10.1
包边角钢安装
在顶圈壁板上画好包边角钢的安装位置线，点焊好临时角钢托架，再安装包边角钢，其接口应与壁板之焊缝相互错开200mm 以上。

4.10.2 罐顶临时支架安装
a ） 临时支架包括中心伞柱、中间立柱和托在中间立柱上的环梁；
b ）
中心伞柱用钢管和钢板预制而成，中间立柱用钢管预制而成，滚制后的槽钢圈为环梁，根据储罐的大小来确定中心柱和中间立柱的规格尺寸和高度、槽钢的规格尺寸、槽钢圈的直径及中间立柱和槽钢圈的数量；
c ）
中心伞柱和中间立柱要有一定数量的斜支撑。

第二圈支架梁 第一圈支架梁 斜支撑 图13-10
4.10.3罐顶分块吊装
a）将罐壁包边角钢和中心伞柱对应等分，画出罐顶板的安装位置，用2台吊车对称同时铺设（用1台吊车吊装时也要对称铺设）；
b）单块罐顶板预制成形后整体吊装，吊装时可采用钢丝绳三点吊装，也可用扁担吊装，防止罐顶板变形。

4.10.4罐顶焊接
a）罐顶板的焊缝从外侧点焊,焊接采用小电流、分段退焊，先焊内侧断续焊焊缝，后焊外侧焊缝；
b）内侧断续焊前，用板尺画出焊道位置，确保焊接质量；
c）罐顶板与临时支架之间不得焊接；
d）罐顶板焊完后，安装罐顶中心机盖板；
e）连接每块罐顶板与罐顶中心机盖板之间及每两块罐顶板之间的加强筋。

4.10.5罐顶劳动保护的安装，按照图纸要求安装罐顶劳动保护。

4.10.6罐顶临时支架的拆除罐顶焊接完成后将罐顶临时支架拆除，运到罐外。

4.10.7罐顶开孔接管的安装，按照图纸要求安装罐顶开孔接管。

4.11用气吹顶升法倒装安装其它节罐壁板
4.11.1胀圈的安装
在距底圈壁板上口150mm处安装胀圈（如图13-11）。

胀圈与罐壁用龙门卡
具及销子，防滑挡板等连接。

胀圈用10t螺旋千斤顶胀实(一圈设2～3个千
斤顶为宜)，胀圈千斤顶接头的两侧各用一个龙门卡具与罐壁连接，并用销子
与罐壁打实。

胀圈的安装应保证水平。

图13-11
4.11.2鼓风机的选择和安装
a）风压的计算
Pmax=K
1
×G/F
式中：Pmax—最大浮升压力（mmH
2
O）
K
1
—考虑摩擦力等因素的影响所取的系数，一般取K1=1.2
G—最大顶升重量(kgf)
F—储罐壁的截面积(m2)，F=1/4πD２（D为储罐直径，单位为m）b）风量的计算
Q=[Pmax×V1/P
0+(Pmax+P
)×V2/P
]×60/S×K2
式中：Q—计算最大风量（m3/h）
P 0—大气压力，P
＝0.101325MPa=1.03323×104 mmH
2
O
V1—减去最下一圈罐壁板后储罐的容积（m3）
V2—最下一圈罐壁板所占容积（m3）
S—顶升最后一圈罐壁板的估计时间,一般为15min～30min
K2—泄漏系数,一般为4～5
c）鼓风机的选择
根据计算出的风压和风量值选择鼓风机。

d）根据P=K1×G/F计算出顶升每节罐壁板所需的风压值，供气吹顶升时参考；
e）鼓风机的安装
一般在罐基础环梁处留一个洞口，相应处的罐底边缘板切割一个孔，供风道
从罐外连到罐内，风道的另一头与鼓风机出口相连，在罐外部的风道上设置
一个闸门，供罐内外进出人员使用。

将所选择的鼓风机安装就位，接好电
源，在正式气吹前进行调试和试吹。

4.11.3密封系统的安装
a）罐底板与底圈罐壁板之间的角缝用胶皮密封；
b）罐底边缘板收缩缝处和边缘板与中幅板间的龟甲缝处铺上胶皮密封；
c）底圈罐壁板上口与其外侧罐壁板之间环缝处的密封
在底圈罐壁板上口内侧焊接厚为3mm、宽为200mm的一圈小衬板，用螺栓和
扁铁将密封胶皮固定在小衬板上来密封环缝。

d）罐顶开孔接管要用盲板密封，透光孔处也要用胶皮密封。

4.11.4平衡装置的安装
储罐在顶升过程中处于悬浮状态，由于罐壁间摩擦力的不均匀等因素可能造
成储罐在顶升时发生歪斜或偏转，为保持罐体垂直上升，就需要平衡装置。

用多个3t倒链作为平衡装置，在罐外均匀分布，挂于焊在包边角钢处的吊耳
上，下面与焊在罐底边缘板上的吊耳相连，开始时处于拉紧状态，气吹顶升
后随罐体上升而松链，保持各点受力均匀，使罐体垂直上升。

4.11.5限位装置的安装,在罐内用限位装置限制罐体上升超过预定的高度，防止冒
顶。

4.11.6用气吹顶升法倒装安装其它节罐壁板
a）在已安装的罐壁板外安装从上向下数的第三圈壁板，组对并焊接立缝外口。

预留一道立缝不组对，用上、下两个倒链封紧，在其它立缝外口全部焊接完
后，适当松开倒链，已减小气吹顶升时罐壁板间的摩擦力；
b）所有的准备工作结束后开始气吹顶升，在顶升过程中可以用锤敲击罐壁板以减小罐壁板间的摩擦力，使罐体顺利上升。

到位后稳风，迅速组对环缝，环
缝组对完成后停止鼓风机，停止送风，随后进行上圈罐壁板里口立缝和环缝
的焊接；
c）依次气吹顶升各圈罐壁板。

4.11.7胀圈、鼓风机、密封系统和平衡装置的拆除,罐壁板安装完后，拆除胀圈、鼓
风机、密封系统和平衡装置。

4.11.8大角缝、收缩缝、龟甲缝的组对、焊接
a）在罐外组对、点焊罐底板与底圈罐壁板之间的大角缝，清理干净后进行焊接；
b）大角缝焊接完成后组对、焊接罐底边缘板剩余焊缝，即收缩缝的组对焊接；
c）收缩缝焊完后组对、焊接罐底边缘板与中幅板之间的龟甲缝。

4.12附件安装
4.12.1罐壁开孔接管的安装，按照图纸要求进行罐壁开孔及接管、人孔等的安装。

4.12.2盘梯的安装
a）在罐壁板安装过程中安装盘梯三角架及中间平台；
b）罐壁板施工完毕后分段吊安盘梯，并安装劳动保护。

4.13焊接施工
4.13.1油罐施工前，应组织好焊工培训及考试取证工作，保证有足够数量的合格焊
工。

有成熟的焊接工艺和合格的焊接工艺评定，焊接工艺及焊接材料由焊接
技术人员在实际施工时根据公司工艺评定汇编有效版本选定。

4.13.2罐底焊接
a）边缘板焊接：罐底边缘板对接焊缝采用手工电弧焊，多层多道焊，多名焊工同时焊接时，必须均匀分布；
b）中幅板焊接：中幅板搭接焊缝采用手工电弧焊，至少两遍焊接成型；
c）中幅板焊接遵循先中间后四周，先短缝后长缝的顺序；
边缘板焊接工艺参数（材质：16MnR）表13-3
中幅板焊接工艺参数（材质：Q235-A）表13-4
龟甲缝（中幅板与边缘板间的焊缝）焊接工艺参数（材质：16MnR+Q235-A）表13-5
4.13.3大角缝焊接
a）大角缝焊接采用手工电弧焊，打底焊后全部进行磁粉检查，合格后方可进行盖面；
b）焊接工艺参数如下：
材质：16MnR 板厚：10mm～18mm 焊接位置：平焊
c）大角缝的所有焊缝焊接完毕后，全部进行磁粉检查；
d）上水沉降放水后，应用同样的方法对大角缝进行无损检测。

4.13.4罐壁焊接
a）罐壁立缝全部采用手工电弧焊，焊接材料及工艺参数如表13-7：
表13-7
b）罐壁环缝采用手工电弧焊，焊接材料及焊接工艺参数如下：
表13-8
续表13-8
c）所有立焊缝先焊外侧，内侧用砂轮机清根后检查，清除缺陷后再进行焊接；
d）所有环焊缝先焊外侧，内侧用砂轮机清根后检查，清除缺陷后再进行焊接。

4.13.5罐顶焊接，按照焊接工艺评定执行。

4.13.6其它附件的焊接执行设计图纸和相关标准规范。

4.13.7焊缝修补及返修
对于焊缝修补及返修的焊接，采用手工电弧焊，焊接工艺与正式焊接相同。

4.14充水试验
4.14.1根据施工进度，在罐主体及其附件安装完后连接上水、放水管线，准备充水
试验。

4.14.2充水试验前，确认以下工作已完成：
a）罐底焊接检验完；
b）大角缝组对焊接、检验完；
c）充水部位的所有罐壁焊缝无损探伤检验完，返修完；
d）充水部位的所有附件焊接完，检查完；
e）充水部位的焊缝打磨完；
f）所有与严密性试验有关的焊缝不得涂刷油漆。

4.14.3充水试验首先根据设计要求，设计无要求的，根据施工规范的要求进行。

4.14.4基础沉降观测一般由基础施工单位或甲方指定勘测单位进行。

4.14.5上水试验包括以下内容
a）罐底的严密性：应以充水试验过程中罐底无渗漏为合格；
b）罐壁的强度及严密性试验：应以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；
c）罐顶的强度及严密性试验：罐内水位应在最高设计液位下1m进行缓慢升压，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；
d）罐顶的稳定性试验：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，达到试验负压值时(-120mm水柱)，•罐顶无异常变形为合格。

在检查
合格后应立即使罐内与外界大气相通；
e）基础的沉降观测：具体按照设计要求和土建基础的要求进行。

5 质量标准
5.1质量控制点
表13-9
续表13-9
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续表13-9
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注：A级质量控制点：重要质量控制点，即停检点。

由业主、监理、EPC单位和施工分包方专业人员共同检查确认签证，否则不得进入下道工序施工。

检查不合格应要求施工分包方返修直至合格为止。

部分停检点须按质监站的监督计划书要求经质监站检查合格方可进入下道工序施工。

B级质量控制点：较重要质量控制点。

应由监理、EPC单位和施工分包方专业人员共同检查确认签证，检查不合格应要求施工分包方返修直至合格为止。

C级质量控制点：一般质量控制。

应由施工分包方自行检查，监理、EPC单位专业人员不定期进行抽查。

R：表示此项检验点需作记录。

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5.2
工序质量报检程序
5.3 施工过程质量管理
a ）
在施工过中，严格按照设计要求进行质量管理，对设计未有要求的，严格执行施工规范（《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》GB50128-2005）的要求；
b ） 预制件的加工精度要求十分严格，尤其是罐底边缘板、罐壁板、加强圈、抗风圈、包边角钢等尤为重要，其质量的好坏对总体几何尺寸的影响很大，要严加控制；
c ） 在施工时，不论是罐底施工、罐壁施工，还是罐顶和其它附件的组对施工，严禁强力组对，尽可能使其在自由状态下组对成型；
d ） 应积极采取防变形措施，对于边缘板外400mm 焊接的反变形、大角缝焊接的防变形支架、中幅板长缝焊接安装背杠等均是切实可行的。

对于罐壁立缝，要进行预变形组对，保证焊接后角变形合格，之后才可进行环缝的组对；
e ） 必须严格按照施工程序进行施工，上道工序施工未完或不合格，决不能进行下一道工序的施工。

5.4 总体质量要求：
a ）
储罐整体施工完成后，其总体垂直度偏差应不大于罐壁高度的3‰，且不大于
不合格部位信息
反馈整改
责令整改
50mm；高度允许偏差不大于设计总高的5‰；
b）罐底凹凸度不大于变形量的2%，且不大于50mm；
c）罐顶的施工，局部凹凸变形应采用样板检查，间隙不得大于15mm；
d）在充水试验中，罐底、罐壁应无渗漏，罐顶无渗漏无异常变形，其它附件运行良好。

6 HSE注意事项
a）本工法施工时作业平台一定要按照规范进行架设，操作平台要架设牢固，作业面铺设平稳，护腰、扶手齐全；
b）施工的交叉作业多，增加了施工过程的危险性，施工时各个工种要协调好、配合好，听从统一指挥，认真按照施工程序进行施工；
c）气吹顶升前要进行条件确认，气吹顶升时鼓风机要有专人操作，平衡装置倒链要有专人操作，罐内要有人检查处理密封装置，罐内外要有专人统一指挥；
d）施工中所用的工装卡具比较多，工装卡具一定要摆放好，轻拿轻放，以防伤人；
e）罐内施工要有照明，通风要好，施工用电要符合安全用电的有关规定；
f）吊装作业要有专人指挥，旗、哨齐全，指挥信号明确。

在风力超过6级时，严禁吊装作业；
g）充水试验时，要有专人看管，测量要及时，如发现基础沉降超差或储罐有异常响动，应及时停水，检查处理合格后方可重新上水；
h）装置区内施工，要有防火设施如防火墙、灭火器具等，动火施工手续齐全，做到三不动火；
i）现场注意文明施工，做到工完料净场地清；
j）进入现场施工，必须劳保着装；
k）其它未尽事宜参见《石油化工施工安全技术规程》。

7 质量记录表格
a）大型储罐施工交工技术文件执行《石油化工工程交工技术文件规定》。

b）石油化工工程交工技术文件规定的记录主要如下：
1）隐蔽工程记录 J115
2）热处理报告 J122
3）射线检测报告（一） J123-1
4）射线检测报告（二） J123-2
5）超声波检测报告 J124
6）超声波测厚报告 J125
7）磁粉检测报告 J126
8）渗透检测报告 J127
9）安装检查记录 J128
10）基础复测记录 J203
11）储罐基础允许偏差项目复测记录（一） J206-1
12）储罐基础允许偏差项目复测记录（二） J206-2
13）基础沉降观测记录 J208
14）储罐总体试验记录 J316
15）设备强度和严密性试验记录 J317-A
附加说明：
1、本工艺由中国石化集团第四建设公司技术处提出。

2、本工艺由刘建平起草、张向东审核、技术处复审。

3、本工艺由中国石化集团第四建设公司主管领导批准。

4、本工艺由中国石化集团第四建设公司技术处发布并负责解释。

. .。