拱顶罐施工方案知识讲解

拱顶罐施工方案
1 工程概况
东马油脂公司储油罐区共12台油罐，包括4座6000m3立式拱顶油罐；4座3000m3立式拱顶油罐；采用液压顶升装置倒装法进行施工。

6000m3立式拱顶油罐基本参数：
罐壁板为十一带，厚度依次为16、16、16、14、14、12、12、10、10、8、8，材质均为Q235—A；
拱顶为球形顶，拱顶板之间采用搭接形式；罐底采用搭接。

油罐总重212吨。

3000m3立式拱顶油罐基本参数：
罐壁板为八带，厚度依次为12、12、12、10、10、8、8、6，材质均为
Q235—A；
拱顶为球形顶，拱顶板之间采用搭接形式；罐底采用搭接。

油罐总重99吨。

2 编制依据
GB128-90 立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范
招标文件
中国北方设计研究院的设计图纸
3 施工方法及施工程序
3.1 施工方法的选用
大型贮罐的组装有正装和倒装两种方法。

正装的方法，即是由下而上地进行组装，最后安装罐顶的办法。

正装法需要在罐壁的内外两侧搭设大量的脚手架，需要大量的高空作业，危险性大、工效低。

而倒装则是先在地面组装罐顶，再自上而下地进行组装的办法。

与正装法相比，功效得到了大大的提高，高空作业的危险性也大大地降低。

随着工艺的改进和日益成熟，倒装方法已在贮罐施工中占据了主导地位。

根据此工程特点，我方决定采用液压装置顶升倒装法施工。

液压装置顶升倒装法的主要优点：提升平稳、可控性好，质量易于保证，无高空作业，，提安全可靠，可全天候施工，施工环境较好升装置组装方便，可周转使用，工期短，施工成本低，降低劳动强度，提高工效。

该提升装置主要由BY160型步进式液压提升机（额定承载力为160KN，液压行程为100mm）、液压控制柜、高压油管组成。

使用时将多台液压提升机均布于储罐内壁圆周处，用高压油管将液压控制柜油路与各提升机油缸相连组成液压回路。

操作液压控制柜的按钮开关，可集中控制提升器的提升动作，通过提升器的往复运行，使两个单向卡装置交替工作，带动提升杆、活动托架、插板上升，由于插板与临时固定在罐壁上的涨圈连接，从而带动罐上升，实现步进式液压顶升。

当顶升力大于上层罐顶、罐壁自重与已围好的下一圈壁板间的磨擦力时，罐体既沿着围板徐徐上升，顶升至预定位置时，即可按设计要求对壁板间腰缝进行组对、焊接，对接组焊后，卸下提升装置，再进行下一带板的提升倒装。

这样由上至下逐圈液压顶升，直至将罐体壁板组装、焊接完毕。

液压顶升示意图：
3.2 施工程序
罐底铺设焊接→罐第一带壁板的组装焊接→拱顶板的组对焊接→安装液压顶升工具→罐其余壁板的组装与焊接→拆除液压顶升工具→罐最底圈壁板与罐底角焊缝焊接→附件安装→罐底严密试验→罐体充水试验→罐防腐→交工
3.3 施工准备
3.3.1 施工技术准备
对施工图进行三级会审，并做详细记录，施工方案经业主批准且进行详细安全技术交底，施工记录表格齐全。

工程所用材料，均要有合格的质量证明书。

若对材质合格证明书或货物有疑问时须进行复验，无合格证的材料不得使用。

做好基础检查验收工作，基础应符合设计和规范要求，并结合土建交工资料进行检查和验收，做好检查验收记录。

基础验收合格并经业主同意方可进行罐底的施工。

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并经设计单位审核批准。

3.3.2 施工机具准备
按施工机具计划配备施工机械，并保证机具性能完好，机械运转记录随时填写。

3.3.3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。

3.4 储罐的工厂化预制
3.4.1 底板预制
底板预制前应绘制排版图，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，边缘板的径向宽度、在罐壁内侧至罐底搭接缝之间不得小于600mm，伸出罐壁外侧不得小于50mm。

并应在圆周方向均匀布置。

底板任意相邻焊缝之间的距离应大于200mm。

3.4.2 壁板预制
（1）壁板预制前应绘制排版图，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应为下层壁板厚度的5倍。

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；与罐环向焊缝之间的距离不得小于100mm。

（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。

3.4.3 顶板预制
拱顶板预制前应绘制排版图，并应符合下列要求：
顶板任意相邻焊缝的间距，不得小于200mm。

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，
间隙不得大于10mm。

顶板预制图
3.4.4 其它构件预制
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。

热煨成型的构件，不得有过烧、变形现象，其厚度减薄量不得超过1mm。

3.4.5 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。

3.5 基础验收
在罐体组装前结合土建交工文件资料，应对基础表面尺寸进行检查，并应符合下列要求：
基础中心坐标偏差应不大于 20mm；标高偏差应不大于20mm。

罐壁处基础顶面的水平度：环墙表面任意10m弧长应不超过3.5mm。

环墙外径差
不超过8mm。

基础表面任意方向上不应有突起的棱角；从中心向周边拉线测量基础表面凹凸度超
过20mm。

基础锥面坡度：由周边坡向中心，坡度为5%。

清理基础表面的杂物、废料。

基础验收后，应在基础上按图纸的要求，划出纵横中心线及底板圆线，罐底中心应与基础中心重合。

3.6 罐底板的铺设与焊接
3.6.1 基础验收合格后，将底板下表面涂10#沥青两道，每块底板边缘50mm不涂。

才能开始底板铺设。

3.6.2 底板铺设前，应在基础上划出十字中心线，按排版图由中心向四周铺设中幅板和边缘板。

3.6.3 罐底板铺设顺序为：先铺设中幅心板，中幅板铺设时应自中心向外，注意确保搭接量，然后铺设边缘板。

3.6.4 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3.6.5执行。

3.6.5 底板焊接顺序
底板焊接应采用收缩变形最小的焊接顺序进行焊接；尽量确保罐底焊后趋于平整；
a) 先焊接中幅板的短焊缝；
b) 焊接中幅板的长焊缝，由中心向外分段退焊；
C）焊接边缘板的对接缝，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；
e) 最后焊接罐底中幅板和边缘板的搭接焊缝。

底板铺设焊接图：
3.7 罐壁第一带板组焊
注：3.7～3.9节中的“第一带板”，指最高处的一圈板，余类推。

3.7.1 在底板边缘板上，每隔3～4米安放一个高80～100mm的支墩，支墩找平后在支墩上划出罐体内直径组装圆周线，并在罐内壁组装圆周线上焊上角钢挡块，以便提升壁板就位协助找圆。

3.7.2 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，点焊固定。

3.7.3 按焊接工艺的要求，进行罐壁纵焊缝的焊接。

3.8 罐拱顶组装
3.8.1 在顶圈壁板检查合格后，安装包边角钢。

3.8.2拱顶板的安装，按下列程序进行：
（1）在罐内设置三圈组装拱顶的临时支架。

支架的位置应避开拱顶环向筋。

（2）在临时支架上，划出每块顶板的位置线，并焊上组装挡板。

（3）组装纵向筋和环向筋。

（4）拱顶组装时，在轴线对称位置上，先组装四块预制拱顶板，调整后定位好，再组装其余拱顶板，并调整搭接宽度，搭接宽度允许偏差为±5mm。

先焊接拱顶板上部搭角焊缝，最后焊接拱顶内侧间断焊缝。

（5）安装拱顶中心顶板，透光孔、人孔、平台及护栏等。

（6）罐顶板所有接缝在上表面进行焊接，并为连续满角焊。

顶板焊接成形后，用弧
形样板检查，间隙不得大于15mm。

3.9 罐壁组装
3.9.1 拆除罐内的拱顶临时支架，清除罐内、罐顶上的垃圾，继续进行罐壁的组装焊接工作。

3.9.2 安装液压提升工具。

安装位置应尽量靠近壁板内圆周。

（见下图）
3.9.3 安装胀圈和拉杆、插板。

3.9.4 开始组焊围板前，应先在壁板上标划腰缝组装线及其预报线。

3.9.5用吊车将壁板吊至指定部位，边吊装壁板，边点焊立缝。

立缝采用分段倒退焊，焊工均匀分布。

3.9.6 安装围板活口调节装置和围板垂直限位挡块。

3.9.7 召集参与顶升的全体人员，进行严密的组织和明确的分工，交待联系信号和各岗位操作要点及注意事项，然后参与人员方可进入岗位；指挥员组织各岗位负责人对罐内液压顶升装置、罐内、外高压油管管路，罐外液压控制柜各部件，液压泵进行顶升前的检查。

3.9.8 上述工作完毕后，即可进行如下顶升工作。

a. 指挥员通过对讲机询问各岗位上岗和准备情况，各岗位准备完毕并作出回答后，指挥员即可在罐外指挥台发出启动液压泵开始顶升信号。

b. 开始顶升后，各设备监管人员立即记录油泵、电流、电压、温升、油压及液压装置行程情况，及时向指挥员报告。

c. 在顶升罐体离底板100mm左右，进行各部观察、检查。

顶升过程中，随时调平，差异在50mm之内，围板周围外的壁板组装人员可根据情况用锤敲打围板与壁板的重叠处，以减少部分地方较大磨擦力和卡涩现象。

但油压、电机电流、电压超出说明书规定值时，指挥员应发出暂停顶升命令，待查出原因，排出故障后再继续顶升。

d. 当罐体顶升至预定高度一半左右时，围板周围外的壁板组装人员，应打紧外圆找圆角铁楔子，使围板下边缘靠上内圆限位挡块，同时，调节装置操作人员应收紧活口调节装置的下部滑轮组。

升到上部时，上部滑轮组也要适当地收紧。

e. 当罐体顶升到距围板上沿50mm时，暂停顶升，在罐体与围板相切线上方焊紧固，调节用的短角铁卡具。

焊毕，继续顶升，并陆续由下向上插入长角铁卡具，待罐体陆续露出下圆周边时，角铁楔子应迅速打紧并靠好对接缝，同时围板活口装置操作人员收紧活口，将围板活口收到预定的位置，调整环缝错边量，当环缝组装质量符合要求后，指挥员统一下令点环腰缝，焊工则沿罐外环缝对称，同方向，均匀地点焊，同时切割组对活口立缝，经检查合格，卸下
液压装置，拆除环缝组装卡具、活口调节装置。

3.9.9 立缝、环缝焊接时，先焊立缝，后焊横焊缝，罐内立、横焊缝电弧气刨清根后方可施焊。

3.9.10 根据设计要求对焊缝进行外观和无损探伤检查，不合格者应立即进行修补。

3.9.11 对罐壁进行找圆，测量周长、椭圆度、垂直度、水平度等几何尺寸。

3.9.12 落下涨圈，并进行罐内、外临时焊点的处理。

3.9.13依上列有关程序循环进行，逐圈组装，直至将各圈壁板顶升、组焊工作全部完成。

3.9.14 组装最后一带壁板时，对于预留出入口的一张板，也应同时组装，但两侧的纵焊缝不焊。

最后一带壁板组焊完成后，用液压提升装置将整个外罐壁提升起，撤去罐壁下的临时支墩，重新将罐体落下，预留出入口周边予以加固。

3.9.15 拆除液压顶升工具。

3.9.16 焊接壁板与底板间的环形丁字缝。

3.10 罐顶附件安装
3.10.1梯子平台应符合《钢结构工程施工及验收规范》GB50205—95。

3.10.2 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。

3.11 储罐的焊接施工
3.11.1 通用规定
（1）参加施工的焊工应经考试合格，焊接的材料、位置方法应在考试合格的范围之内。

（2）正式焊接之前，应具备合格的焊接工艺评定。

评定的项目的数量应能全部包含所有的焊接施工内容。

（3）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。

（4）施工用的焊接机具设备应性能完好，经检查合格后投入运行。

（5）焊接材料应按规定保存、烘干、发放、回收。

其保存条件：相对湿度≥60%；温度≥10℃，设专人烘干、发放、回收。

（6）当出现下列情况之一时，应采取有效的防护措施，方可进行焊接：雨天及雪天；
风速超过8m/s；
焊接环境温度在90%以上；
相对湿度在90%以上。

（7）焊工应配置合格的焊条保温筒，焊条重复烘干的次数不应超过两次。

3.11.2 焊缝返修
（1）经检查出现不合格的焊缝，应由焊接检查员明确标出返修的部位，并将缺陷的性质、程度详细告诉返修的焊工。

（2）焊缝内部缺陷返修时，如动用碳弧气刨的应打磨后经着色检查，再行补焊。

（3）同一部位返修次数超过两次时，应由焊接工程师制定返修工艺，并在场指导返修工作。

3.11.3 及时做好气象和焊接记录。

3.11.4 罐底板的焊接
底板拼成整体点焊定位，•点焊长度30～50mm，间隔300～500mm，点焊顺序与焊接顺序相同。

罐底板焊接采用手工电弧焊接工艺。

底板焊接顺序
先焊接中幅板纵向搭接焊缝，焊工对称分布，由中心向两端外分段退焊，隔缝跳焊；
焊接边缘板的对接缝，焊工对称分布，隔缝跳焊；
罐体安装完毕后，焊接底圈壁板与边缘板的环形角焊缝；
焊接中幅板环向之间搭接长焊缝，焊工对称分布，由中心向外分段退焊；
e) 最后焊接罐底中幅板和边缘板的搭接焊缝。

3.11.5 罐壁的焊接
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，焊工对称分布；
e) 底圈壁板与罐底边缘板之间的角焊缝。

3.11.6 罐顶板的焊接
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)焊接顶板和承压圈间的环缝时，焊工应对称分布，并沿同一方向分段退焊。

罐顶成形后，用弧形样板测量，间隙不应大于15mm。

3.12 焊缝检查
（1）焊缝表面及热影响区不得有裂纹、气孔、夹渣和弧坑等缺陷。

（2）对接焊缝的咬边深度不得大于0.5mm，咬边的连续长度不得大于100mm。

3.13 焊缝的无损检测
（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，在每60m焊缝任意部位取300mm进行射线探伤，上述检查不考虑焊工人数。

（2）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。

（3）厚度大于10mm的壁板，全部丁字焊缝均应进行射线探伤。

（4）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。

（5）上述检查按JB4730-94 Ⅱ级合格。

（6）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。

（7）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。

3.14 贮罐试验
3.1
4.1 罐底严密性试验
3.1
4.1.1罐底严密性试验前应清除一切杂物，清除焊缝的铁锈，并进行外观检
查。

3.1
4.1.2 采用真空法试漏，真空箱内真空度不低于300mm汞柱，真空试漏检验不到的地方，采用渗透探伤方法检查。

3.1
4.2 充水试验
3.1
4.2.1 充水试验检验的内容
罐底检漏；
罐壁的强度及严密性；
固定顶的强度、稳定及严密性；
地基基础的沉降量。

3．14.2.2 充水条件
水温不得低于5°C；
充水试验必须在始终监视下进行，并与土建密切配合，做好基础沉降观测（见
3.1
4.6
节）。

充水分四次充到最高液位。

充水时将透光孔打开。

放水前将透光孔打开，以免抽瘪罐。

3.1
4.3 罐壁的严密及强度试验
在充水过程中，应逐条焊缝进行检查，充水到最高液位，保压48小时，如无异常变形
和渗漏为合格。

试验中罐壁如有渗漏，将水位降至渗漏外300mm以下修复。

3.1
4.4 固定顶的严密性试验、强度试验
在罐内水位最高设计液位下1m，将所有的开孔封闭充水，罐内压力达到设计压力后暂停充水，在罐顶表面及焊缝涂肥皂水，未发现气泡、罐顶无异常现象为合格。

3.1
4.5固定顶稳定性试验：在充水试验合格后，此时水位为最高操作水位，在所有开孔封闭情况下放水，当罐内压力达到设计负压时，检查罐顶无异常变形为合格。

3.1
4.6基础沉降
3.1
4.6.1 在注水之前，应在罐底部基础上设置至少12个基础沉降观测点。

3.14.6.2 在以下时间进行基础沉降情况的观测及记录：
充水前；
水位达到最大水位的1/4；
水位达到最大水位的1/2；
水位达到最大水位的3/4；
充满水后；
充满水后48小时（48小时内每8小时观测记录记录一次）；
罐内水全部放空后。

3.1
4.6.3当观测到数值较大的基础沉降时，应停止灌水。

同时与基础设计部门和施工部门联系，采取措施，并得到设计部门同意后，方可继续注水。

3.15 防腐保温
贮罐的所有金属构件，在焊接完毕，并经检查合格后，均需按设计规定进行防腐蚀工作。

见防腐方案。

3.16 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。

4 质量控制与检验计划
4.1 质量目标
总目标：优良
焊接一次合格率：> 95%
重大质量事故：0
4.2 质量控制要点
我公司在工程施工中坚持“质量第一”的方针，坚持“用户第一”的服务宗旨，把工程的质量作为头等大事来抓，坚持贯彻执行我公司的质量方针和GB/T19000-ISO9000系列标准，确保工程质量。

在本工程所设立的控制点上，要求施工人员做好自检和施工记录，检查人员要作好质量检查并予记录，在每个工序上坚持质量标准，严格检查，确保工程总体质量。

贮罐施工过程主要控制点如下图所示：
4.3 质量控制措施
4.3.1 组织措施
4.3.1.1 上岗人员必须经过培训，并熟知施工程序和方法，焊工必须有焊接相应位置的合格证。

4.3.1.2 加强对施工人员质量意识的教育，树立以质量求信誉，求效益的观
念。

4.3.1.3 工序之间必须进行自检、互检、专检，上道工序不合格，下道工序拒绝施工。

4.3.1.4 焊工实行焊接工号定岗定位，各负其责。

4.3.1.5 专职质量检查员对施工全过程进行监督检查，对不符合质量要求的作业有权停止施工。

4.3.1.6 推行全面质量管理，定出切实可行的措施预防质量事故的发生，根据施工情况定期开质量分析会。

4.3.2 技术措施
4.3.2.1 严格控制下料，半成品的几何尺寸，有超规范要求必须返工。

4.3.2.2 罐体所有主、辅材必须有质量证明书或复验报告。

4.3.2.3 严格执行焊接工艺。

4.3.2.4 防变形措施
（1）反变形法
将焊件向将要变形的反方向摆放或变形，焊接后与预先做的反变形相抵消，而使焊件达到设计的平整度。

(2) 焊接顺序的调整防变形法，对称受热法
贮罐底板的焊接，由内向外先焊短缝，后焊长焊，对称分段退焊法，贮罐顶板的焊接顺序同贮罐底板的焊接顺序。

（3）加大断面法
罐体环焊缝焊接使用内槽钢胀圈，纵焊缝焊接每带板上、中、下使用三块防变形板。

4.3.2.5 隐蔽工程经甲方和监理公司检查验收后方可进行下道工序施工，并做好隐蔽记录。

4.3.2.6 及时做好施工环境的气象管理，凡有下列情况之一，又无防护措施应停止施工：
下雨；
风速大于8m/s；
相对湿度大于90%。

4.3.2.7 制定贯彻质量奖惩办法。

4.3.2.8 质检部门定期做质量检查，杜绝质量通病发生。