行业解决方案
INDUSTRY SOLUTIONS
大型储罐液压自动提升和自动焊工艺施工组织设计
发布时间：
2022-11-20
1.1 总体施工方案
液压提升倒装自动焊工艺
以20000m3内浮顶罐为例采用液压提升倒装自动焊工艺进行施工，施工工艺流程图如后图所示。
罐底板、罐壁板在本部生产基地进行深度工厂化预制,利用进口的龙门自动切割机,切割下料和坡口加工一次成型。
油罐纵缝和环缝外口采用CO2气体保护自动焊，内口采用CO2气体保护半自动焊；油罐底板采用埋弧焊+碎丝焊。
液压提升倒装自动焊施工工艺流程图
底板预制前应绘制排板图，并应符合下列规定
罐底的排板直径，宜按设计直径放大0.1％-0.2％;
边缘板沿罐底半径方向的最小尺寸，不得小于700mm；
弓形边缘板的对接接头，宜采用不等间隙，外侧间隙宜为6-7mm；内侧间隙宜为8-12mm；
中幅板的宽度不得小于1000mm，长度不得小于2000mm；
底板任意相邻焊逢之间的距离不得小于200mm。
中幅板的尺寸允许偏差应符合下表的规定
|
测 量 部 位 |
允许偏差（mm） |
||
|
板长AB（CD）≥10m |
板长AB（CD）≤10m |
||
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宽度AC、BD、EF |
±1.5 |
±1 |
|
|
长度AB、CD |
±2 |
±1.5 |
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|
对角线之差 |
AD-BC |
≤3 |
≤2 |
|
直线度 |
AC、BD |
≤1 |
≤1 |
|
AB、CD |
≤2 |
≤2 |
|
弓形边缘板尺寸允许偏差：
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测 量 部 位 |
允许偏差（mm） |
|
|
长度AB、CD |
±2 |
|
|
对角线之差 |
AD-BC |
≤3 |
|
宽度AC，BD，EF |
±2 |
|
壁板预制
壁板预制主要为板料检验、切割下料和滚圆三个过程，进行工厂化施工，壁板预制工艺流程如下：
壁板预制前，根据设计要求、施工规范及钢板实际到货规格绘制排板图，报设计及监理单位批准，并应符合下列要求：
底圈壁板纵缝，宜向同一方向逐圈错开，其间距不得小于500mm；
底圈壁板纵向焊缝与罐底边缘板的对接缝之间的间距不得小于200mm；
罐壁开孔接管或开孔接管补强板外缘与罐壁纵向焊缝之间的距离，不得小于200 mm；与环向焊缝之间的距离，不得小于100 mm；
包边槽钢对接接头与罐板纵向焊缝之间的距离不得小于200mm；
壁板宽度为1800mm，长度不得小于6000mm。
壁板尺寸的允许偏差应符合下表
壁板预制后用专用胎具进行存放和运输。
壁板卷制后，应直立在平台上用样板检查。垂直方向用直线样板检查，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。滚制过程中为保证质量，要使用专用引弧胎具，由于立缝自动焊接存在的角变形，所以壁板滚圆时，用样板检查二端弧度时要求预留一定量间隙，保证立缝自动焊完成后，立缝角变形为零。
1.2 油罐安装方案
基础验收
罐底安装施工前首先要完成基础验收工作，主要是对基础的方位、标高、水平度进行复测，重点要保证基础混凝土环梁表面的水平度、环梁径向宽度等，要求沥青砂层表面凹凸度小于规定值，沥青砂层表面应平整夯实,无突出的隆起、凹坑及贯穿裂纹。
在底板铺设前，油罐基础应按基础设计施工图及《立式圆筒形钢制焊油罐施工及验收规范（GB128-90）》的规定进行复查验收，有关技术要求为：
基础中心标高允许偏差为±20mm；
圈梁每10m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；
沥青砂垫层表面应平整密实，无突出的降起、凹陷及贯穿裂纹，其检查方法及技术要求如表所示。
|
油罐直径D(m) |
同心圆直径(m) |
测量点数 |
允许偏差(mm) |
||||
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Ⅰ圈 |
Ⅱ圈 |
Ⅲ圈 |
Ⅰ圈 |
Ⅱ圈 |
Ⅲ圈 |
||
|
37 |
10 |
20 |
30 |
8 |
16 |
24 |
≤12 |
|
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沥青砂层表面凹凸度按下列方法检查：按图在基础上画出测点分布图，用水准仪测量各点标高，同一圆周上测点的测点标高与计算标高之差不得大于12mm。
按设计直径放大0.1%-0.2%计算所得划线半径划出罐底边缘板外圆线，用油漆作好标记，画出中幅板的中心线及分区长条中幅板的位置，全部核对无误后，进行垫板敷设组焊，再开始铺板。
首先铺弓形边缘板，底板不规则板的组对应预先编号，现场按编号组对，底板不规则板铺设后要立即用卡具固定，每张板配置三块卡具，以防焊后变形，如图所示：
铺设中心线长条板时，应把基础上的十字中心线和圆心移至钢板上，作好明显标记，然后铺设罐底中央长条垫板，点固焊接垫板，铺设中幅板，最后铺设扇形中幅板，吊装时用履带吊车将板吊至罐内就位。
罐底板焊接时，先点焊焊接边缘板外侧，再点焊焊接中幅板短缝，后点焊中幅板长缝，中幅板的点焊由中心向外的顺序对称进行，收缩缝不点焊，按焊接顺序要求分区焊接。
边缘板剩余对接缝及与中幅板连接的大圈收缩缝（龟甲缝）等壁板与罐底的大角缝焊完后再进行组对焊接。
边缘板对接焊缝焊接时防变形措如图所示：
罐底焊接完毕后，须作真空试漏，试验负压值不得低于53Kpa。
罐顶安装
罐顶组装程序见下图所示
罐底划线定位
罐顶组装程序图
在罐底板上划出顶圈壁板安装圆，并沿圆周线内侧每隔300mm处点焊一块尺寸为80×60、δ10定位档板，以保证壁板的椭圆度， 顶圈壁板安装示意图
顶圈壁板按排板图进行组装，组装焊接后，其上口水平和铅垂的允许偏差应符合下表。
顶圈壁板组焊允许偏差表
顶圈壁板检查合格后，安装包边角钢。组装前，应在钢平台上，用弧形样板检查其弧度和翘曲度。包边角钢的组焊顺序为：角钢对接缝→内部断角焊缝→外部搭接连续角焊缝。组装焊接后，包边角钢高出壁板的局部允许偏差为±4mm，包边角钢应紧贴壁板，其间隙不应大于2mm。
在第十一、第十圈壁板安装后，进行单层双向子午线穹形网壳的施工。网壳的施工质量应符合《立式圆筒形钢制焊接油罐单层双向午线穹形网壳罐顶施工技术条件》的要求。
顶板组装时，在包边角钢和临时支撑架槽钢圈上，划出每块顶板的位置线，并焊上组装定位挡板。
上顶板时，按轴线两边对称同时进行。
壁板安装
壁板组装前，应对预制的壁板进行复检，合格后方可组装。
组焊第二圈壁板的同时，安装胀圈和液压提升装置。
罐顶组装后，在顶圈、第二圈壁板外侧圈第三圈壁板按排版图，在其中的一条纵缝处留活口，并安装拉紧装置，其余纵缝进行焊接。
均匀布置液压提升架。提升架应设置在平实地方，亦应错开焊道，以免影响射线探伤。液压提升架按需要进行布置。
在液压提升架底部铺设一块δ18垫板，且用水平仪或线锤附测量提升架两个方向的垂直度，找正后与罐底板点焊固定，并用∠80×8作斜撑加固。
在距罐壁板底边缘300mm处，安装[20＃胀圈，用来保证壁板组对的椭圆度及防止罐体提升时发生变形。胀圈与罐壁用龙门卡具、销子及防滑挡板等连接。胀圈安装时，应用水平仪找平，防止提升时罐体倾斜。
安装液压提升装置及液压控制管路，准备就绪后检查所有机具是否正常，然后准备顶升。
启动油压泵进行顶升，当壁板顶升到预定高度后就位，停止提升。收紧拉紧装置，使当圈壁板与上圈壁板对齐，打好塞块，点焊环缝，使壁板固定，再焊接预留收缩缝，然后进行环缝焊接。对罐壁找圆。
重复上述步骤完成其余数圈壁板的组装。
劳动保护及附件安装
a、盘梯制安
在壁板组装的同时，将已预制的盘梯加强板、侧板、踏步及三角架部件焊接在本体壁板相应位置上，待壁板组装完成后，再安装栏杆及其它连接件。
b、接管安装
附件安装前应按设计图纸进行定位划线，并检查其尺寸准确无误后方可开孔。为减少开孔与焊接产生热应力，罐壁人孔与罐顶透光孔开孔作业前，在上下两侧应焊接加强弧板，减少内应力的产生。
附件接管外伸长度的允许偏差为±5mm，接管中心偏差不得大于10mm，开孔补强板的曲率应与罐体曲率一致。
开孔的补强圈焊完后，应检查焊接的严密性，无渗漏为合格。
c、加强圈安装
加强圈组对时，对曲率充分检查一边安装一边调整并考虑到焊接变形，采反变形措施，组对时特要注意防止连接处内凹现象。
油罐充水试验
充水试验应符合下列规定：
充水试验前，所有与严密性试验有关的焊缝，均不得涂漆；
充水试验应用淡水，水温应高于5℃；
充水试验中应加强对基础沉降观侧，在充水试验中，如基础发生不允许的沉降，应停止充水，待处理后，方可继续进行试验；
充水过程中如有异常应立即停止充水，如渗漏则放水至漏水处下缘300mm进行修补，并应重新充水直至合格；
充水和放水过程中，应打开透光孔，且不得使基础浸水；
上水及排水管可用Ф273×7无缝钢管，上水及排水阀门应事先检查合格后再使用。
充水试验应检查下列内容：
罐底严密性试验：在充水试验过程中，观察基础四周，无渗漏为合格。
罐壁强度及严密性试验：充水至最高设计操作液面，保持48小时后焊缝无渗漏，壁板无异常变形为合格。
基础沉降观测：在罐壁下部（距罐底200mm）沿圆周均匀设置一定数量的观测点（20个点），观测罐体沉降情况。观测沉降的基准点设在距离油罐基础5m以外某一点。
每台油罐进水前先进行一次观测并做好记录；然后进行充水，当水位上升到罐高1／2时，停止进水并进行沉降观测，保持24小时后再进行一次沉降观测，并与上次观测到的数据进行对照，计算出实际的不均匀沉降量；若没有超过允许误差，可继续充水至罐高的3／4，再进行观测；当仍未超过允许的不均匀沉降量，可继续充水到最高液位，保持48小时后进行观测，当沉降量没有超过允许误差且比较稳定即可放水，当沉降量有所显著变化，则应保持最高液位，每天进行定期观测，直至沉降稳定为止。
若发生不允许沉降或沉降偏差超过允许偏差值或基础圈梁发生沉降突变、开裂等现象。应立即停止进水，马上通知建设单位、监理单位和设计单位，待处理后方可继续进行。
1.3 储罐焊接施工方案
罐底板的焊接
罐底板分为罐底中幅板与弓形边缘板两部分。罐底中幅板的焊接采用气保护半自动焊打底、碎丝埋弧焊填充、盖面焊接工艺；罐底弓形边缘板的焊接采用气保护半自动焊；罐底中幅板与弓形边缘板之间的大收缩缝的焊接，采用气保护半自动焊打底，碎丝埋弧焊填充盖面的焊接工艺。
先安装弓形边缘板，并焊接边缘板之间对接缝的外侧300mm，电焊工均匀分布在罐边缘上，同时焊接。为防止焊接变形，焊前用弧形板加固。
整个中幅板由4台（组）焊机对称布置，由中心向四周施焊，为防止焊接变形在大板的两端在焊前加防变形卡具。在焊接廊板时在大板一侧用槽钢进行加固，并用4块8T配重压于大板一侧。
等大角缝焊完后，先焊接边缘板内侧其余部分，再焊接与弓形边缘板之间的大圈收缩缝且在焊接前整个龟甲环缝用I12作背杠加固,
罐壁板的焊接
油罐壁板纵缝和环缝的焊接采用CO2气体保护自动横焊和立焊
油罐壁板应先焊纵缝，后焊环缝，焊工应均匀分布，并沿同一方向施焊。
焊接时，应先焊外侧后焊内侧，在施焊内侧前，应清焊根。
焊缝全部焊完后，应用木锤排打，纠正焊缝变形，分散和减小焊接时产生的内应力。
底圈壁板与罐底板之间的T型角焊缝的焊接，应符合下列要求：
焊条采用碱性低氢焊条；
焊接时，宜采用先焊内侧，后焊外侧，数名焊工均匀分布，沿同一方向分布退步施焊，以减少变形；
减少焊接变形能量也是控制变形量的一个有效手段，因此在10000 m3油罐施焊时，采用多道快速焊进行焊接，焊道分布详见图8
图8 “T”型角焊缝图
说明：T型焊缝焊接工艺按1→2→3顺序依次焊接
K1＝δ、 K2＝（1～1.5）＊δ、 h＝δ
罐顶的焊接
先焊内侧间断焊缝，再焊环向肋板接头焊缝，宜采用双面堆角焊，最后焊外侧连续焊缝。对于扇形板拼接长缝宜采用隔缝对称施焊方式，由中心向外分布退焊。
拱顶板与包边角钢的焊接，外侧采用连续焊方式，焊工对称均匀分布，并沿同一方向分布退焊。
1.4 油罐无损检测方案
编制依据
GB50128-2014《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》
JB4730-94《压力容器无损检测》
检测范围
罐底板的检测
对接焊罐底板的丁字焊缝，根部焊道焊完后，在沿三个方向各300mm范围内进行渗透探伤，全部焊完后再次进行磁粉探伤或渗透探伤，结果符合Ⅱ级合格。
罐底边缘板的每条对接焊缝外端300mm范围内，应进行射线探伤，结果符合Ⅲ级合格。
罐壁板的检测
罐壁对接缝应进行射线探伤检查，第一至三圈壁板探伤结果符合Ⅱ级合格，其余壁板符合Ⅲ级合格。
底圈壁板的每条纵缝应取2个300mm进行射线检查，其中一个应靠近底板。
厚度大于10mm的所有罐壁丁字形焊缝均应进行射线探伤检查。
罐壁纵焊缝：每个焊工的每个板厚，在最初的3m内取300mm进行射线检查，以后不计焊工人数每30m焊缝及其尾数内任取300mm进行射线检查，所有探伤部位中的25%应位于丁字缝处。
罐壁环焊缝：每个焊工的每个板厚，在最初的3m内取300mm进行射线检查，以后不计焊工人数每30m焊缝及其尾数内任取300mm进行射线检查。
底圈壁板与罐底边缘板焊接完毕和充水试验后，应对罐内侧角焊缝各进行一次磁粉探伤，检查结果不得有任何裂纹或成排气孔，Ⅱ级合格。
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