大型双浮盘浮顶油罐内脚手架正装法施工工法

大型双盘浮顶油罐内脚手架正装法施工工法1前言10104m3双盘浮顶原油储罐内角手架正装组装工艺具有简便合理、便于组织机具劳动力、施工费用低等优点。我公司大连西太平洋石油化工有限公司、大连港务局使用该工艺成功施工了四台10104m3原油储罐。施工质量受到业主好评并积累了油罐施工经验。本工法以大连港务局10104m3原油储罐为例介绍大型贮罐的内脚手架正装法。10104m3双盘浮顶原油储罐的简图如下：2、工艺原理21 大型贮罐内脚手架正装法是一种借助罐内壁三角架搭设的脚手架，按先施工底板再自下而上施工壁板，从而完成罐主体组装的贮罐施工方法。22大型贮罐正装即由单张壁板自下而上一次将储罐主体进行拼装成型。在组装每圈壁板的过程中，都必须先安装一张壁板，并以该壁板为起始点向两侧围板，至封闭整圈壁板。23在组装过程中每一圈壁板的垂直度、椭圆度及其他几何尺寸都将作为下一圈壁板安装的基准。24在组装壁板的过程中使用内侧挂壁三角架及跳板搭设的脚手架作为操作作业平台。3、特点及适用范围31工艺方法简单，节省了大型施工机具。避免了复杂的施工组织。32施工过程中充分考虑了焊缝收缩等因素，可以准确的保证施工几何尺寸。33适用范围：5万立方米以上的大型双盘浮顶油罐的施工。4、施工程序及技术要点41 施工程序图uo程序图宽度方向偏差AC、EF、浮顶油罐施MBED 大型油罐底由边缘板和中幅板组成，边缘板由多块板组成外圆内多边形的环状结构，中幅板为由多块板拼成的多边形平板结构，边缘板和中幅板之间通过龟甲缝焊接在一起，构成整个底板。底板和罐壁通过大角焊缝相连，底板的结构由下图示： 底板边缘板材质为SPV490Q,=14mm；中幅板为碳素结构钢Q235A，=11mm。4212底板的施工程序-3缝焊接中幅板焊缝大角缝腐保温工验收制缘板外侧30mm焊焊接边缘板余焊缝组龟甲缝检查验收4213施工中的操作要点（1） 预制、中幅板预制 中幅板下料，加工坡口均使用数控龙门切割机。号料完毕后，用数控切割机将坡口一次切割成型。切割时，先同时切割两长边，再分别切割两短边。切割完毕后用角向磨光机将坡口表面的熔渣、氧化铁等打磨干净。中幅板的坡口型式及预制所D：1.5长度方向偏差AB、CD：2对角线差AD-BC：3直线度：AC、BD：1 AB、CD：2坡口角度偏差：2.5底板铺设、焊接底板预要求的尺寸偏差如下：、中幅板中的周边小板预制中幅板的周边小板使用半自动切割机进行切割，其坡口形式及尺寸偏差要求同其它中幅板。但下料时必须注意将其与边缘板连接方向的尺寸放大100mm，以补偿中幅板焊接使底板收缩造成的径向尺寸减小。如下图：、边缘板预制边缘板切割采用半自动切割机，其外缘半径按图纸计算半径放大30mm，边缘板间对接焊缝间隙外部较内部小3mm下料，边缘板预制的质量要求如下图示：边缘板与中幅板联结部分进行削边处理,加工时采用刨边机进行加工。其形式如下图：（2） 基础验收基础验收应按照立式圆筒形焊接油罐施工及验收规范（GBJ128-90）的有关条款进行验收，并作出详细的基础验收记录，如有不合格部位应待基础验收处理合格后方可进行划线铺设垫板。基础验收过程中，应仔细测量环梁尺寸，检查环梁与沥青基础过度部分应保证圆滑过度，以保证边缘板的平直度。基础沥青表面除保证外观质量外，还应必须对标高进行检查。检查方法为：以基础中心为圆心，以不同半径为同心圆将各圆周分为若干等分，在等分点测量沥青砂垫层的标高。同一圆周的测点，其测量标高与计算标之差不大于12mm。进行测量的同心圆直径和最少测量点数如下表：同心圆直径（m）13.326.74053.366.73240检查圈梁标高，检查数量不少于80点，每10m弧长内任意两点高差不大于6mm；整个圆周内任意两点高差不大于12mm。（3） 放线按施工图确定边缘板安装方位并划线，边缘板外圆划线应按RC=(R+3N/2)1/COSarctgARC:实际放线半径R:图纸设计半径N:边缘板数量A:基础坡度比值RC=（40132+3*40/2）1/COSarctg12=40163mm并以此确定中幅板与垫板安装线并用粉线作出标记。（4） 铺板、铺设垫板按垫板划线铺设垫板后，其中心线应同时标识于垫板上表面，以便于底板中幅板铺设准确无误。垫板铺设前除去表面油污和铁锈，垫板应调平调直，无扭曲、无毛边。垫板的连接形式应按设计图纸。龟甲缝处的垫板，应充分考虑收缩量，预留间隙为30mm。丁字缝处的小垫板与其中一条长垫板点焊，或不焊。垫板与垫板间间隙为1012mm，垫板与其下侧小垫板一侧不点焊，可自由收缩。（如下图）、铺设中幅板中幅板铺设前应认真检查中幅板外观，凹凸变形超出规范要求的应予以修正调直后方可使用。中幅板铺设顺序应从中心向外铺设。铺设顺序如下图所示：铺板时要处理中幅板四面坡口，直至打磨出金属光泽。坡口组对间距46mm。中幅板每两块板为一单元，单元间坡口组对间隙应调整至规范要求范围内，然后用连接板连接。如下图示。坡口组对应用钢板尺检查板材的错边量。错边量允许值为1mm。坡口组对过程应检查原预制钢板的直线度，组对完毕后使之坡口间距均匀统一，在焊接过程中，应随时检查并调整坡口间距，严禁因组对间隙过小，引起的应力集中而产生焊接变形。调整坡口间距时应注意使每张底板都尽量处于自由状态或保持板内为拉应力。铺板时应注意：下图中的2#板铺设前，先调整好1#底板，并点固垫板与1#板，点固焊点长度2530mm，间距350400mm，点固一侧。2#底板铺设完毕并调整至符合坡口间距要求后，再点固2#底板与垫板，点固同一侧，点固焊点长度2530mm，间距350400mm。点固时从中心向两侧进行，点固顺序同底板铺设顺序相同。大板点固时除最中心一块点固两侧外，其余均点固靠近中心一侧。长条板点固时两侧同时进行点固。(1#底板-先铺设的底板, 2#底板-后铺设的底板) 、铺设边缘板以边缘板外圆周线及对接焊缝中心线为基准线铺板，铺设时保证外圆对齐，外侧间隙67mm，内侧间隙812mm。边缘板点固时，先点固垫板与焊缝一侧，待焊接时点固另一侧。边缘板调整组对完后，画出内侧延长线，以待焊接龟甲缝时下料。边缘板上应组装防变形板或进行反变形处理。（5） 焊接及焊接防变形措施、中幅板焊接a、焊接顺序及方法中幅板的焊接应先焊通长缝短缝，后焊中幅板长缝，最后焊接通长缝长缝。焊接采用手工打底自动焊盖面的工艺。通长缝短缝焊接时从中心向两端隔一条缝焊一条缝，打底焊采用分段跳焊法，填充盖面采用碎丝工艺埋弧焊一次焊接成型。焊接前必须做反变形，焊接完成后立即用铁锤锤击焊道，以矫正变形和释放应力。中幅板长缝焊接从中心向两端，以两块板为一个单元进行焊接。（焊接顺序如下图所示,黑色为第一次焊接焊缝顺序，红色焊缝为第二次焊接顺序）打底焊时，一条焊缝采用6-8名焊工同时进行焊接，采用分段、退焊、跳焊焊接方法从中心向边缘施焊；埋弧焊盖面时，每条焊缝一次性从中心向两端进行焊接。焊接完成后立即用铁锤锤击焊道，以矫正变形和释放应力。 通长缝长缝焊接前应先沿通长缝长度方向打背杠，以增加结构刚性，减小焊后变形。焊接时应先焊中心部位两条最长的通长缝，再焊两端较短的通长缝。手工打底焊时，以通长缝长缝中心点为基准，先焊接中心部位通长缝2-3米（即中心先固定），再从中心向两端一条焊缝8-10名焊工同时进行焊接，采用分段 退焊 跳焊焊接方法从中心向边缘施焊。埋弧焊盖面时，先焊接中心部位通长缝2-3米，再从中心向两端每条焊缝分为4-5段，采用退焊的焊接方法进行焊接，总体焊接方向为从中心向两端进行焊接，一条通长焊缝使用两台焊机对称进行焊接（如图示）。焊接完成后立即用铁锤锤击焊道，以矫正变形和释放应力。 4 3 2 1 1 2 3 4 b、手工打底焊工艺要求手工打底焊应严格执行焊接规范,遵守焊接工艺纪律。焊接过程中应采取小焊接电流低电弧电压快焊接速度等工艺手段来控制热输入，减少焊接应力，减少焊接变形。手工焊的打底焊肉高度应保证在5mm左右，同时为防止打底焊起弧处产生气孔，应采用退弧引弧法。手工打底焊正式焊接前，应用钢丝刷或角向磨光机将坡口内的浮锈、脏物清理干净，坡口内的水份应用压缩空气或烤把处理，必须保证在充分干燥的条件下焊接。手工焊使用的焊接材料为J422（4.0）c、自动焊工艺要求自动焊填充盖面采用碎丝工艺。焊接过程中,先向焊道中填充碎丝, 焊道中填充的碎丝保证与底板上表面齐平，焊接过程为保证碎丝的熔化,焊接参数应保持在规定范围内即：电弧电压35-40V，焊接电流600-700A，焊接速度25-35CM/min，焊接线能量为35-55KJ/cm。埋弧焊焊接过程中应注意焊剂充分干燥后方可使用，焊剂散布高度不应过高。手工打底完毕后，如相隔时间较长后进行自动焊焊接，应认真清除坡口内的水份及浮锈。自动焊的轨道应保证与坡口平行，以防止偏离施焊位置。自动焊焊接前，应根据焊缝的间隙选择统一的焊接电流、电压、及走车速度，施焊过程中，不得随意调节，自动焊的焊接缺陷应用手工焊修补，当修补面积较大时，可适当加防变形措施。自动焊的焊接顺序从中心到四周，同手工焊接顺序相同。通长缝焊接时，可在焊缝周围200-300mm内加背杠。环境温度低于-10，不得焊接。埋弧焊使用的焊接材料：焊丝Y-C（4.8）；碎丝YK-C；焊剂YF-15。d、焊后消除应力处理手工打底焊完毕后以及自动焊焊接完毕后，适当采取锤击法消除部分残余应力。、边缘板焊接弓形边缘板的对焊接采用手工焊。先焊其外侧300mm焊缝，打底焊后进行渗透检查，以第二层开始每层错开5070mm，焊接完成，上部磨平，进行磁粉和真空试检查，边缘板对接焊缝的其余部分在大角焊缝焊完后进行，为控制焊接引起的角变形和控制外部的成形，须安装防变形龙门板，并在边缘板外部焊缝处焊接引弧块。焊接过程中防变形夹具的安装方式见下图（与T型接头防变形夹具安装图一致）。、龟甲缝及周边小板剩余焊缝的焊接龟甲缝及周边小板剩余焊缝的焊接应在大角缝、边缘板剩余焊缝焊接完毕，龟甲缝组对完毕后焊接。其中在周边小板对称的四边预留四块小板不焊接，用于排水。边缘板剩余部分对接焊缝焊接,在焊第二层环缝前将卡具拆下进行焊接。焊完后,切割出中幅板周边小板与边缘板的接缝坡口并组对点焊。龟甲缝点焊时，用龙门板加背杠防止焊接变形。龟甲缝打底焊时，分成的均匀8等份，同时焊接。具体的焊接工艺与中幅板焊缝相同。（6）、检查、中幅板焊缝的检查 中幅板焊缝中的T型接头根部焊道焊接完毕后，进行着色检查；每条焊缝焊接完毕并进行外观检查合格后，进行53Kpa的真空试漏，无泄漏为合格。、边缘板焊缝及龟甲缝的检查 边缘板焊缝及龟甲缝的打底焊缝全部进行着色检查；边缘板焊缝外侧300mm进行100%RT检查，JB4730-94级合格；边缘板焊缝其余部分及龟甲缝进行53Kpa的真空试漏，无泄漏为合格。、底板变形检查 底板焊接完毕后，用拉线法对底板局部凹凸变形进行检查不超过50mm。422壁板组焊 十万立方米原油储罐壁板共有九圈，厚度分别为：32mm，27mm，21.5mm, 18.5mm,15mm,12mm,12mm,12mm,12mm；下部七圈的材质为SPV490Q，上部两圈的材质为Q235A。其施工程序在整个油罐施工中占主导地位。4221、预制（1）、下料 壁板下料使用数控自动切割机进行下料，下料及切割坡口应严格控制其几何尺寸。 （2）、滚弧因壁板长度过大，滚板时必须在滚床进板侧设一平胎架，出板侧设一曲率胎架。壁板滚制必须严格控制弧度，特别是壁板端部的弧度。测量壁板的滚制弧度必须在专用胎具上测量。将滚制完的壁板吊起，利用胎具支撑使其滚弧方向处于自由状态。用2m的曲率样板沿滚弧方向测量弧度，间隙不大于4mm，用1m的直线样板沿板宽方向测量，间隙不得大于1mm。（3）、底圈带开口接管壁板预制及热处理、底圈壁板滚弧完毕后,按图纸及排板图要求,号线、开孔、组装开口接管（人孔、搅拌器孔、进出油管等）及开孔补强板。开口接管的中心位置偏差不大于5mm，接管外伸长度允许偏差为5mm，法兰密封面倾斜不大于法兰外径的1%且不大于3mm。补强板安装前进行滚弧，弧度与壁板相同。、为防止焊接接管补强板焊接变形，焊接前应在罐内壁开孔处点焊一定数量的防变形板，待热处理完毕后再拆除，并应在焊接时注意采取合理的焊接顺序。、补强板及接管焊缝的打底焊采用手弧焊，打底焊道完成后进行着色检查，无缺陷后进行其余各焊道的焊接。其余焊道采用药芯焊丝CO2气体保护焊。、接管及补强板焊接完毕后，在消除应力热处理之前对补强板进行气密性试验。试验压力为0.2Mpa。、开孔接管及补强板组焊完毕并检验合格后，对开孔壁板进行整体热处理。随炉处理试板301000300的试板两块。热处理温度为58010，保温时间为100分钟。热处理曲线如下： 热处理完毕后，拆除防变形卡具并打磨光滑。所有热处理完毕的焊缝焊缝进行磁粉检查，JB4730-94，一级合格。信号孔中涂抹润滑油。壁板热处理完毕后再对其内弧用进行样板进行检查。4222、壁板安装 （1）、围第一圈壁板、号壁板位置线在边缘板上号出壁板的安装位置。壁板内侧安装基准线R=40015mm考虑到纵缝的焊缝收缩，R必须满足以下要求：R图纸要求的焊后壁板内径+（1.5第一圈壁板的焊缝数量）/2、点焊壁板安装限位板 沿壁板内侧安装基准线点焊壁板内侧限位板，沿壁板外侧基准线（内侧基准线半径R+第一圈壁板板厚）点焊壁板外侧限位板。每隔1m点焊一限位板，内外交错，立缝两侧100mm处必须有限位板。（如下图） 、围第一圈壁板围第一圈壁板时，通常从0或90、180、270开始，先确定第一张壁板位置并安装第一张壁板。然后从该张壁板开始向两边同时围板。板与板间的纵缝先用两马卡具进行固定，每条纵缝至少需要三套卡具。第一圈壁板围完后，每张板上安装两套丝杠用以调整壁板垂直度。（2）、围第二至九圈板、 第二至九圈板围板的方法与第一圈板基本相同，但是围板前要做好以下准备工作：a、在所要围的壁板上点焊用于悬挂三角架的蝴蝶板（每隔2500mm点焊一个）以及用于组对纵缝的方帽（每侧3个）。点焊位置如下图：b、在下一圈壁板上悬挂三角架，搭设跳板、护栏作为施工用脚手架。c、在距下一圈壁板上口250-300mm处点焊龙门板，每隔1500mm点焊一个，每张壁板上点焊9个。、围板时纵缝通过两马卡具进行固定；环缝使用1.2m的背杠进行固定（如下图）。 在组对第六至第九带板时靠近立缝两侧的背杠应换为长度为2m的长背杠。下侧龙门板在围板前点焊,上侧龙门板在围板时点焊即可。（3）、壁板找正、第一圈壁板找正 第一圈壁板的几何尺寸是否准确对于整个罐体几何尺寸有非常重要的影响，因此必须认真对第一圈壁板进行找正。a、用两马卡具调整坡口的间隙及错边量：错边量1.5mmb、用加减丝杠调整壁板垂直度。 其允许偏差：3mmc、用千斤顶调整壁板上口水平度。相邻两板上口水平高差1mm；整个圆周上口水平高差6mm。在调整上口水平度时，在边缘板下加垫铁，使边缘板与壁板下口间的间隙保持为0。d、第一圈壁板的椭圆度主要通过限位板的准确度来保证。椭圆度20mm。局部椭圆度达不到要求时，可使用方楔子进行调整（如下图）。找正时必须对椭圆度、垂直度、水平度同时进行调整，保证“三度”全部合格。找正完毕后，在壁板内侧每两米点焊一个F支架对壁板进行固定。、第二至九圈壁板找正 在施工中如果第一圈壁板的椭圆度和上口水平度严格控制在允许偏差之内，并且每张壁板的几何尺寸都符合规范要求的情况下，按正常的程序围板，当壁板垂直度和纵缝调整合格后，一般情况下，椭圆度和上口水平度也能达到规范要求。所以，第二至九圈板的找正主要是对垂直度进行调整。每一圈板的垂直度都必须认真调整并做好记录。每一圈壁板的垂直度都将作为下一圈壁板找正的依据。第二至九圈壁板垂直度的调整主要通过调整纵缝的间隙实现。减小纵缝上半部分的间隙使壁板内倾，增大纵缝上半部分的间隙使壁板外倾。当垂直度偏差太大难于调整时，可使用倒链进行调整。找正时每张壁板必须测量三点以上，除保证该张壁板垂直度符合要求外，还应对其下方壁板的垂直度偏差进行修正，保证罐整体垂直度符合要求。垂直度偏差：3/1000板宽；罐壁总体垂直度偏差50mm。 （4）纵缝组对及焊接、组对a纵缝组对从内侧进行。使用两马卡具，通过圆楔子、扁楔子调整纵缝间隙及错边量。组对间隙为4-6mm；错边量不大于1/10板厚，且不大于1.5mm。b纵缝组对完毕后，在内侧点焊4-5块防变形板，防止焊接过程中出现角变形。c因第一、二圈壁板纵缝为双面焊且焊接时先焊接外侧再焊接内侧，为防止焊接时出现角变形，组对时应采取反变形措施。如下图所示： 、焊接a纵缝焊接使用自动立焊机进行焊接。第一圈壁板和第二圈壁板纵缝坡口为双面“X”型坡口，焊接时先焊接外侧再焊接内侧；其他各圈壁板为单面“V”型坡口， 焊接时从外侧进行焊接，一次焊接成型。纵缝坡口形式及焊接层次如下图所示： 为保证焊接时，焊枪导电嘴有足够的操作空间，减少熔敷金属量，纵缝坡口的角度根据壁厚进行变化，壁厚增大坡口角度减小，壁厚减小，坡口角度增大。b、纵缝焊接前，在纵缝底部80-100mm处点焊托底块，焊接时从托底块起弧。第一、二圈壁板焊接外侧时托底块点焊在外侧焊缝，焊接内侧时点焊在内侧。焊接完毕后将托底块去除。c、焊接前壁板顶部要点焊熄弧块，熄弧块坡口形式必须与它下侧的纵缝相同。d、纵缝焊接过程中如果出现断弧现象，重新起弧后会在此处出现焊接缺陷，因此必须将此处用炭弧气刨将缺陷处理干净，再进行补焊。e、自动焊焊接参数如下：焊接电流（A）焊接电压（V）焊速（cm/min）CO2气体流量（L/min）线能量（KJ/cm）350-38038-4011-143060-80焊接时由2-4台焊机对称进行焊接。f、立焊焊接材料：焊接SPV490Q板的焊材：EG-60或DWS-60G（焊丝），L-60或LB-62（焊条）。焊接Q235A的焊材为：EG-1或DWS-43G（焊丝），J422（焊条）（5）环缝组对、焊接、环缝组对 对整圈环缝的错边量、间隙进行调整并点焊，保证内口平齐。环缝允许错边量：2mm；组对间隙要求为0，无法保证时，在自动焊焊接前，必须用手工焊进行封底。 、环缝焊接使用6台自动埋弧横焊机对称分布同时向同一方向进行焊接。先焊接外侧焊缝，再对内侧焊缝进行清根打磨，着色探伤合格后再焊接内侧焊缝。a环焊缝的坡口形式如下图：b焊接工艺参数焊缝编号焊接层次焊接电流（A）焊接电压（V）焊接速度（cm/min）环1外1380-42028-3515-20外2-4450-50028-3520-30内1-4450-50028-3520-30环2外1380-42028-3515-20外2-4450-50028-3520-30内1-4450-50028-3520-30环3外1380-42028-3515-20外2-3450-50028-3520-30内1-3450-50028-3520-30环4外1380-42028-3515-20外2-3450-50028-3520-30内1-3450-50028-3520-30环5外1380-42028-3515-20外2-3450-50028-3520-30内1-3450-50028-3520-30环6外1380-42028-3515-20外2-3450-50028-3520-30内1-2450-50028-3520-30环7外1380-42028-3515-20外2-3450-50028-3520-30内1-2450-50028-3520-30环8外1380-42028-3515-20外2-3450-50028-3520-30内1-2450-50028-3520-30 焊接时注