大型拱顶油罐液压提升倒装法.doc

大型拱顶油罐液压提升倒装法施工工艺（讲义）一.概述液压提升倒装法，是利用液压提升装置，先提升倒装罐体上段（包括第一、二带壁板、顶盖），然后逐带组焊罐体下段各带，依次提升。提升装置采用自锁式液压千斤顶和专用提升架，通过液压控制系统，使液压千斤顶往复运动，达到提升罐体的目的。我公司采用的一般为by160松卡式、分离式提升千斤顶，额定承载能力为160kn,液压行程为100mm。每提升一带板（1.8m）,约用时30分钟，具有生产效率高，措施简单，无高空作业，施工安全等优点。液压提升架在罐内的排列，以沿圆周方向每组间隔56m为宜，提升架与罐内壁的距离，以能保证提升卡头上下运动时无障碍为宜。这样，既保证满足提升能力，又可保证提升的稳定性。例如，我公司在10000m3油罐的倒装施工中，采用16组液压提升用的千斤顶，按以上方法排列布置，其提升能力可达250多吨。对于小于10000m3拱顶罐采用液压提升倒装法时，也可参考采用此工艺方法。二.本施工工艺采用标准为gbj128-90立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范和sh3530-93石油化工立式圆筒形钢制储罐施工工艺标准 三.施工总程序与施工准备1. 施工总程序施工准备基础验收预制部件验收底板铺设第一、二带壁板组焊底板焊接真空试验提升架安装、加固架包边角钢组焊 拱顶支架安装拱顶安装、焊接罐体下段各带组焊、提升附属部件安装底板收缩缝焊接装水试验、基础沉降试验最下一带壁板与底板角焊缝焊接拱顶严密性、稳定性试验防腐刷油竣工验收 关键工序重要工序一般工序注：2.施工准备（1）组织参加施工的各工种人员，熟悉图纸、技术要求以及施工重点、难点的技术措施，质量要求。（2）熟悉和掌握该工程的施工组织设计/质量计划、施工方案。（3）准备相应的施工用的工、卡具，包括吊装卡具、组对卡具、胎具、脚手架、梯子等。（4）施工用的测量工具，如50米盘尺、板尺（1米）、磁力线坠（3米）、水平仪、地规等。 （5）对参加焊接施工的焊工按规定进行培训考核，并准备相应的防护用具。四.基础验收油罐基础验收，主要是对基础的直径、标高、方位、基础表面的锥度及其平整度等外形尺寸进行验收。1.基础的中心标高允许偏差为20mm。2.支承罐壁的基础表面，其高差应符合下列规定：（1）有环梁时，每10m弧长内任意两点的高差不得大于7mm,整个圆周长度内任意两点的高差不得大于13mm。（2） 无环梁时，每3m弧长内任意两点的高差不得大于6mm,整个圆周长度内任意两点的高差不得大于12mm。3.基础平整度是保证罐底安装后平整的重要条件。沥青砂层表面应平整密实，无突出的隆起、凹陷及贯穿裂纹，基础面凹凸度超标时，必须进行处理，可用沥青砂填补并压实，以达到设计及规范要求。平整度可采用画圆法检查，如图-1图-1（1）当油罐直径等于或大于25m时，以基础中心为圆心，以2n (n=1,2,3，4，5) 米为半径（即每圈半径放大2m）画圆，将各圆周分成若干等分，在等分点测出沥青砂层的标高。同一圆周上的测点，其测量标高与计算标高之差不得大于12mm。同心圆的直径和各圆周上最少测量点数按下表规定。检查沥青砂层表面凹凸度的同心圆直径及测量点数油罐直径d(m)同 心 圆 直 径（m）测 量 点 数圈圈圈圈圈圈圈圈圈圈d7645d7625d45d/6d/5d/4d/32d/5d/2d/23d/53d/42d/34d/55d/6888161616242424323240（2）当油罐直径小于25m时，可从基础中心向基础周边拉线测量，基础表面每100m2范围内侧点不得少于10点（小于100m2的基础按100 m2计算），基础表面射线方向拉粉线检查，凹凸度允许偏差不得大于25mm。（3）基础支承罐的圆周表面的水平度一定要按规范要求进行验收，不合格要进行修整，否则将影响罐壁板的垂直度及上口的水平度。五.底板铺设组焊1.罐底的铺设必须在基础验收合格，并经交接后才能进行。施工时先在基础上按标识出的方位画出十字线，并按设计排版图画出每块底板的位置及搭接尺寸。2.罐底板铺设前，在其边缘留50mm不涂刷涂料外，其余均按要求涂刷防腐涂料并经检验合格，方能铺设底板。3.铺设（1）根据排版图在确定了底板的位置及搭接对接量后，首先在中心板上画出清晰的十字线，并在中心和十字线两端部位打好样冲眼（样冲眼的深度0.5mm,并用油漆或白铅油标识），以备安装壁板、拱顶及其它部件时使用。（2）先铺设中心条板，使中心条板上的十字线与基础上的十字线完全重合，不能发生错位现象。再铺中幅板，后铺边缘板。如果底板到货规格与设计排版图有差别时，需办理排版变更手续。由于底板面积大，板薄，焊缝多且长，焊接收缩变形大，所以底板预制时要放大12。4.底板焊接图-2（1）底板铺设完后，调整好搭接量，用角铁楔子等卡具固定好，两层之间的间隙要小于1mm。边缘板与中幅板之间的焊缝、中幅板端部的伸缩缝，不能点焊，应当使用装配卡具进行固定。其目的是不阻碍底板焊接的收缩变形。图-3（2）中幅板的焊接应采用多名焊工对称焊。先焊短焊缝，后焊长焊缝，由内向外焊，即先将每带中幅板焊接为长条，长条板的焊接处于自由收缩状态，然后将每带中幅板按照由内到外的顺序逐带连接起来，采用由内到外分段倒退焊，以减小焊接应力和焊接变形。底板若为搭接焊缝，必须至少焊两遍成型，不能一遍成型。中幅板端部应留500600mm不焊，以便最后调整与边缘板伸缩缝的搭接量，切割不规则的多余部分。焊接顺序如图-2（3）边缘板对接焊缝组对时，宜采用不等间隙（如图-3）外侧间隙e1为67mm ，内侧间隙e2为812mm。焊接时应先焊外侧300400mm部位，采用对称、隔缝跳焊法，为防止产生过大焊接变形，可采用反变形法，将对接缝处用角钢、钢板等垫高3040mm，这样基本可抵消焊接后的收缩变形。图-4（4）边缘板与中幅板的焊接应在底板与壁板的圆周角焊缝焊接后进行。（5）底板焊接时，一定要对焊工进行焊接技术交底，焊接时焊工应均匀对称站位，并使用相同的焊接设备，相同的焊接参数，这样可使底板的焊接变形减到最小。（6）若采用埋弧自动焊或co2气体保护焊，则要正确控制焊接参数，同时还要对焊接过程进行控制，更好地保证焊接质量，提高工效。（7）中幅板的焊接完成后，进行真空试漏，检查底板焊缝。六.壁板与拱顶的组装1 壁板组装（1）画线标识 在底板中幅板焊完后，以中心条板的十字线中心为圆心，分别画出最下一带壁板的内、外侧圆、（必要时可在内侧或外侧50100mm处画出一放大或缩小的检查圆，以便组对壁板检查时用。）拱顶盖板的圆，并画出拱顶支架的组对位置，打上样冲眼，并做出清晰的标识，同时将十字线延长到边缘板上，并与基础中心标识重合。图-4（2）设置支座 壁板组对时，先在底板上沿壁板圆周线设置工字钢支座，如基础上没有可供施工人员出入罐内的缺口，工字钢支座要高一点，可选用40#，支座间距以8001000mm为宜。并用水平仪找平，支座的水平度误差2mm，将底板上的壁板内圆垂直返在支座的平面上，在内侧设置限位挡板，作为组对壁板的胎具，胎具支设好后，要复验几何尺寸，确保壁板的直径 （3）最上一带壁板组对 胎具设置好后，将提升架、拱顶组对支架、胀圈等置于罐内，围最上一带壁板，组对纵缝，并对称留两道活口，组对完成后，要对壁板的垂直度用磁力线坠进行检查，超标时要进行调整，壁板的垂直误差3mm，合格后进行纵缝焊接，纵缝焊接先焊外侧，后焊内侧，纵缝焊完后，盘上下口周长，误差不得大于2mm，切割活口处的多余部分，并使壁板下口紧靠胎具，点焊、焊接活口纵缝。纵缝焊接时要使用防变形弧形板进行固定，防止纵缝棱角变形。（4）第一带壁板纵缝焊接完成，在进行找圆，消除棱角变形的工作后，组对包边角钢圈，包边角钢圈应在地样上校正圆弧，合格后进行安装，对接接头要与壁板纵缝错开500mm以上，且包边角钢分段时最短不得小于1m。（5）包边角钢圈与罐壁组对完成后，要对称检查椭圆度，对椭圆度大的方向要用花杆螺丝或斤不落进行调整，合格后进行焊接。焊接时应先焊对接接头，再焊内侧断续焊缝，最后焊外侧连续焊缝，应采用多名焊工对称、同向、分段倒退法，小规范焊接，防止收缩变形过大。2.提升架与胀圈安装（1）由于液压提升架高于第一带壁板（h=1.8m）所以在第一带壁板与包边角钢组焊完成后，应在罐内安装提升架与胀圈。提升架安装时，要在找正后进行固定，以防止在提升受力时，产生位移和倾斜。示意图如图-5每个提升架固定时要进行找正，垂直误差不大于3mm，钢丝绳紧固受力后，要用绳卡锁死，防止提升后松动。内侧须用2钢管进行斜撑，这样整个提升部分组成一个整体，能保证提升作业时稳定地垂直运动。随着提升重量的增加，应及时检查提升架的垂直度，并进行调整。图-5（2）胀圈在安装前应进行加固，找圆。加固可在槽内加焊加强筋，增加胀圈的刚性，加强筋的距离以每600mm左右一个为宜。校正圆弧时，如有条件可在平台地样上进行校正，这样校正出来的圆弧要更精确一些，能保证壁板的圆弧度。图-6 胀圈校正圆弧加固好后，要焊吊耳，以便装卸胀圈时用。安装时要用卡板、斜铁等卡具，使壁板紧贴在胀圈上，并在提升卡头处增加一块卡板，以保证提升架安全可靠。示意图如下（3）在最上一带壁板及提升架、胀圈安装后，应进行下带壁板的组装，及环缝的焊接。在壁板环缝组对时，通常会遇到由于板的几何尺寸累积误差，造成组对环缝时不能在自由状态下进行，采取强力组对，对壁板的垂直度、椭圆度影响较大，这时，可在壁板纵缝对称设置两道活口，由两组施工人员从中间部位向两端进行环缝点焊，点焊完环缝的一半后，再对称进行另一半环缝的点焊，最后盘圆周长、切割、组对两道活口，这样组对可消除累积误差，不易产生因强力组对、焊接而造成的应力集中，变形过大现象。在以下各带壁板的组对中，均应采用此工艺施工，从而确保罐体的成型质量。（4）在各带壁板组装前要进行几何尺寸复验，圆弧度超标时，可在放置壁板的弧形胎具上，用垫锤（图-8）沿素线方向击打矫形。以保证组装成圆筒后不产生直身现象，组对板端的直头部位，须在纵缝焊接前进行放弧，或压弧矫形。矫正时要防止锤痕过深。壁板在弧形胎具上不易测量对角线尺寸，可在板端1米处测量对角线与板宽，对角线误差大于2mm时，要进行修磨，合格后才能组对，板宽的偏差应在板上做出标识，待组对环缝时在间隙上进行调整。如图-73.拱顶安装拱顶安装应在最上带壁板组装完成，环缝焊接完，并对棱角变形修正合格后进行。（1）拱顶安装应先设置临时支架，按放样图上确定的支架位置、直径、高度进行设置，考虑到拱顶的焊接收缩、自重等因素，拱顶的支架应比设计高度高出5080mm，支架应牢固，有足够的刚性，便于施工人员在拱顶上作业。（2）拱顶吊装时应采用扁担吊装，防止吊装索具角度过大，造成瓜皮板拆损。图-9图-7图-8（3）拱顶组对时，应先在包边角钢上画出四个方位的中心点，将对称的四个方向的瓜瓣先吊装、找正、固定，然后依次铺设其它瓜瓣，所有拱顶板都吊装就位后，调整搭接量，对拱顶板有凹陷的部位，可在下面进行支撑调整后点焊，切忌吊装一块，点焊一块，以免形成凸包或搭接不上的缺陷，造成返工。组装顺序图-9（4）拱顶板焊接时，应先焊内侧的间断焊缝，后焊外侧的连续焊缝，最后焊接与包边角钢的圆周焊缝。焊工应对称分布，隔缝焊接，连续焊缝应采用分段倒退焊或跳焊法。圆周焊缝应对称站位，沿同方向分段焊接，采用小规范焊接，防止变形过大。（5）拱顶焊接完成后，可按设计的方位、尺寸进行人孔接管的安装焊接。量油导向管和防旋转装置的开孔要在罐体安装施工完成后进行。（6）罐体顶部的防护栏杆、平台、螺旋梯的支架等应在罐提升前的低处组焊完成并检验合格。4.壁板安装、顶升（1）壁板安装组对前应按前面提到的检测方法，对每一块壁板进行几何尺寸复验，因壁板下料后，在切割、刨边等加工过程中，可能对板的宽度、长度、对角线等造成误差，检测后对角线的误差要进行打磨修理，宽度误差要做出明显标识，在组对环缝时对间隙进行调整，环缝点焊完成后，对间隙大的部位先进行长肉补焊，再进行正常焊接，这样可避免环缝棱角变形大的缺陷。图-10（2）组对后的壁板可能产生直身（薄板尤其突出）棱角过大等现象，应在上带壁板提升后、该带板点焊完进行矫正。使用大锤进行矫正时，应防止锤痕过深，尽量使用垫板、垫锤，保护外观圆滑平整。锤击时应沿素线方向进行，防止壁板产生扭曲、直身现象。矫正部位如图-10（3）组对环缝应在下带壁板各部矫正合格后进行，避免强力组对，造成应力过大，焊后产生变形。（4）提升时应松开活口处的斤不落，以免摩擦阻力过大影响提升。焊接活口纵缝时，先焊外侧，后焊内侧，内侧应有支撑，防止纵缝凹陷。（5）壁板提升程序装胀圈围下带壁板点焊矫正纵缝盘周长点焊焊接活口环缝焊接落胀圈焊接纵缝外侧提升上带壁板点焊环缝焊接纵缝内侧5.壁板与底板焊接（1）壁板组焊完成后，将罐体整体提升3050mm，拆除支座，清除焊点等障碍物，在画出壁板内侧位置线的底板上间隔8001000mm，点焊上挡板，作为壁板与底板连接的胎具，落下罐体就位，复验无误后，对称点焊圆周角焊缝。图-11（2）焊接壁板与底板圆周角焊缝时，必须采取防变形措施，防止焊后底板拱起。结构如图-11。利用胀圈，压在罐内侧一周的边缘板上，对底板拱起的部位可借助千斤顶压平后固定筋板，待焊完圆周角焊缝冷却后，拆除加固装置。焊接时，焊工应对称布置，沿同一方向分段倒退焊，尽量采用小的焊接规范。这样双管齐下能有效的控制焊接变形。（3）在有船舱式内浮顶油罐的施工中，最下一带壁板的环缝和底板角焊缝，应采用同样的方法找正、点焊。焊接时预留开门位置，待焊完冷却后，按施工方案规定的位置、尺寸进行开门作业，取下开门处的壁板，立放固定在门侧的壁板上，待内部构件安装完成后进行复位。（4）伸缩缝的焊接 伸缩缝焊接时，应先焊接边缘板剩余部分的对接焊缝，后焊边缘板与中幅板的搭接焊缝。底板焊接完成后，做真空试漏检查无泄漏为合格。6.量油导向管、防旋转装置等应从罐顶开孔处吊线坠，找出相应的垂直点后进行定位安装。 七.检查与验收1.焊缝的外观检查，应符合下表 焊缝表面质量及检验方法项目允许值（mm）检验方法对接焊缝咬边咬边深度0.5用焊接检验尺检察罐体各部位焊缝连续长度100焊缝两侧总长度10%l凹陷环向焊缝深度0.5长度10%l连续长度100纵向焊缝不允許壁板焊缝棱角1210用1米长的样板检查12258256对接接头的错边量纵向焊缝101用刻槽直尺和焊接检验尺检查101/10且1.5环向焊缝8（上圈壁板）1.58（上圈壁板）2/10且3角焊缝焊 角搭接焊缝按设计要求用焊接检验尺检查罐底与罐壁连接的焊缝其他部位的焊缝焊缝宽度：坡口宽度两侧各增加12用刻槽直尺和焊接检验尺检查浮顶储罐对接焊缝余高壁板内侧焊缝1纵向焊缝122.012253.0254.0环向焊缝122.512253.5254.5罐底焊缝余高122.012253.02.罐体几何形状和尺寸检查 应符合下表项目允许偏差（mm）检查方法罐壁高度允许偏差5/1000h钢尺测量罐壁铅垂允许偏差4/1000h，且50吊线测量底圈壁板内表面半径允许偏差d12.513钢尺、样板检查12.5d451945d7625d7632罐壁局部凹凸变形2513吊线、样板检查2510罐底局部凹凸变形2/100l且50罐底拉线检查浮顶浮舱顶板局部凹凸变形10用直尺检查单盘板局部凹凸变形不影响外观及浮顶排水目测、充水试验固定顶局部凹凸变形15用弧形样板检查注l为变形总长度。 3.充水试验充水试验前应先检查下列内容：（1）罐底严密性；（2）罐底强度及严密性；（3）固定顶的强度、稳定性及严密性；（4）浮顶及内浮顶的升降试验及严密性；（5）中央排水管的严密性；（6）基础的沉降观测。充水试验应符合下列规定：（1）充水试验前，所有附件及其它与罐体焊接的构件，应全部完工；（2）充水试