储罐倒装法施工工艺
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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:
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:
边缘板
带弓形边缘板排板示意图
中幅板
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:
弓形板示意
侧板
排板示意图:
90 180 270
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长的1/3,且不应小于300mm见图中L。
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
(3) 开孔和罐壁焊缝之间的距离:
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:
罐顶排板要求:
顶板任意相邻焊缝的间距,不应小于 200mm
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。
壁板示意图
(2) 单块顶板本身的拼接,宜采用对接。
(3) (4)
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。
2) 3) 收缩缝的第一层焊接,采用分段退焊或跳焊法。
3) 非弓形边缘板的罐底不宜留收缩缝。
罐体基准圆(内径)
100
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冬 靠码(电焊牢固)
1
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。
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立柱底板(与罐底板满
t
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立柱间距展开尺寸控制在5?6m为宜。
吊装荷载计算
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)
200 200
倒装用胀圈示意图
胀圈示意图缆风
3( 0 159X 4.5
-300 X 200X 16
5 =20
0024
底
杆
桅
至
4根/ 75X8
(b 159X 4.5
短桅杆头部大样短桅杆底部大样
胀圈
千斤顶
罐壁
5
-300 X 300 X
16
300
?/ 75X8
千斤顶
i '--i
h=千斤顶高度
千斤顶
* '
' 千斤顶
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
罐侧板
方楔
肿0
胀圈[20 \\托板-16
0 X 75X 10
间
距2000
1
225
—60
160
I
5^6
吊耳
3=20
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:
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。
六、顶盖的安装
安装示意图:
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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:
(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
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。
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罐体基准圆
侧板围板吊装示意图
引弧板
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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。
壁板
侧板
侧板
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弧度依据罐体直径
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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。
◎ =12~16mm 为保证罐体在下落过程中与下部侧板顺利对接,
在下部罐侧板上加设组装导向
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 < D < 45
± 19 45< D < 76 ± 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
侧板
侧板
匸10槽钢(压条)