10000M3油罐充气顶升施工方案.doc
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1、 10000M3 油罐充气顶升 施 工 方 案 目 录 1 概述 2 编制依据 3 施工准备 4 充气顶升倒装法原理 5 施工装置 6 施工程序及技术要求 7 质量控制措施 8 质量控制点 9 安全控制措施 10 施工进度计划 11 劳动力需用量计划 12 施工机具需用量计划 13 施工手段用料计划 附图 1:施工平面布置图(略) 附图 2:罐体施工排板图(略) 1概述 10000M3 油罐现场组装,有正装和倒装两种方式,大型贮罐通常采用倒装, 倒装又分群抱吊装、充气顶升、卡扣式液压顶升等施工方法。我们选用充气顶 升倒装法,其优点是:无高空作业,工程质量和安全有保证,工期短,不使用 大吊车、抱
2、杆和卷扬机等设备,降低劳动强度,提高工效。 油罐结构及主要技术数据如下: (1) 油罐类型:立式圆筒形钢制拱顶油罐 (2) 设计装油容积:10000M3 (3) 罐内设计允许剩余压力:正压为 2KPa 负压为-250Pa (4) 罐内设计试验压力:正压为 2.4KPa 负压为 -300Pa (5) 油罐主体材质:Q235B (6) 几何尺寸及重量: 罐底直径:28120mm 罐壁顶圈直径: 28000mm 罐壁高度: 17820mm 罐顶拱高: 3242mm 罐体总高: 21062mm 总耗钢量:195t (7) 筒体焊接形式:对接 2编制依据 (1) 施工图 (2) 立式圆形钢制焊接油罐施工
3、及施工及验收规范 GBJ128-90 (3) 石油化工剧毒、易燃、可燃介质管道施工及验收规范 SHJ20501-97 (4) 钢结构工程施工及验收规范 GB5020595 (5) 工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范 HGJ22991 (6) 工业设备及管道绝热工程施工及验收规范 GBJ126-89 3施工准备 3.1 施工技术准备 (1) 对施工图进行三级会审,并有详细记录,施工方案业经批准且进行详细安 全技术交底,施工记录表格齐全。 (2) 工程所用材料应符合现行标准的规定,并满足施工图的有关要求,均要有 合格证明书,若对材质合格证明书有疑意时,须进行复验,无合格证的材 料不得使用。 (
4、3) 做好基础检查验收工作。 (4) 预制加工前要根据材料及施工规范的要求确定排板图。 3.2 施工机具准备 按施工机具计划配备施工机械,并保证机具完好,机械运转记录随时填 写。 3.3 施工现场准备 施工场地布置:材料、半成品存放场地;加工场地、办公设施、场地平 整、道路畅通、水、电线路敷设等。 4充气顶升倒装法原理 充气顶升倒装法安装油罐,就是借助罐体本身结构条件,利用薄橡胶板等 进行密封和鼓风机向罐内充气顶升罐体的可能性,再设置一些辅助装置,然后 向罐内充气。由图 1 可知,当罐内空气顶升力 N 大于被顶升的上层罐体自重 G 和罐壁板与已围好的下一圈壁板间的摩擦力 F 时,罐体即沿着围板
5、徐徐上升, 顶升到预定的位置时,即可按设计要求进行壁板间腰缝的搭接,这样由上至下 逐圈充气顶升、组装和焊接,直至将罐体壁板组装焊接完毕。 5施工装置 充气顶升倒装法施工装置由鼓风装置、密封装置、平衡稳升装置、限位成形 装置、活口调节装置、通讯信号装置以及排烟装置所组成。充气顶升法安装 总示意图见图 2。 图 2:油罐充气顶升法安装总示意图 5.1 鼓风装置 鼓风装置主要作用是鼓风充气、控制风量风压、确保被顶升的罐体有适当的 顶升速度。其主要由离心鼓风机、蝶阀、帆布接头、风道及人孔所组成。 5.1.1 离心鼓风机 离心鼓风机是充气顶升施工的动力设备,其规格型号的选择主要根据在充 气顶升油罐和最大
6、重量时所需的风压、风量两个参数,根据实践经验加以修正。 5.1.2 蝶阀 蝶阀主要有三个作用:(1) 当启动风机时应处于关闭状态,以防启动电流 过大而烧坏电动机;(2) 控制调节充入罐内的风量和风压;(3) 当罐体被顶升时, 若突然停电,可立即关闭关闭蝶阀,以防罐内空气从风道泄漏过快而造成罐体 突然下降。 5.1.3 帆布接头 帆布接头主要有两个作用,简化风机现场安装的找正工作;风机和罐体的 各自振动互不影响。 5.1.4 风道及人孔 风道是充气到罐内和操作人员进出罐内的通道;人孔是操作人员进出罐内 的必经之门。风道断面尺寸的选择,主要是根据风压,风量进行计算,并考虑 操作人员进出罐内的方便,
7、确定为 759759mm。 5.2 密封装置 密封装置主要作用是防止罐体充气顶升时大量漏气,以确保罐内达到顶升 所需要的风量和风压。密封装置主要由胶皮板、弹簧卡、腻子和靠缝断续焊组 成。 罐体容易大量漏气而需要密封的地方为: (1) 围板与壁板间的环形缝处。其密封方法是将胶皮板上端用弹簧卡卡在槽钢胀 圈下翼上,而下端自垂贴在围板上;若上胀圈与壁板间间隙过大而将造成环 缝大量漏气时,则可用压板靠小间隙或将间隙用腻子密封。 (2) 围板与底板间的环形丁字缝处。其密封方法可用压块将胶皮板压贴在此处。 (3) 底板的中幅板与边弧板间预留焊缝处。其密封方法可采取靠缝后进行一遍断 续焊,但必须在罐体壁板与
8、底板间的丁字环形焊缝焊接前将此断续焊缝铲开, 以防罐体产生较大的焊接变形。 (4) 围板活口处,其密封方法同围板与壁板间的环形缝处的密封方法一样。 5.3 平衡稳升装置 平衡稳升装置主要作用是:防止罐体在充气顶升时因罐体壁板与围板间摩 擦力不均匀而产生罐体较大的倾斜,从而确保罐体平衡并顺利地上升。 平衡稳升装置共设 8 组并均布在壁板的周圈上,主要由立柱、倒链和标尺 组成,每组容许荷载不超过 5 吨。 5.4 限位成形装置 限位成形装置主要作用是控制罐体充气顶升高度,满足罐体组外形符合设 计要求,以防事故的发生。 限位成形装置由限位拉杆、胀圈、内圆限位角铁、外圆找圆角铁楔子、腰 缝组对角铁楔子
9、以及围板垂直限位角铁等组成。 5.4.1 限位拉杆 限位拉杆的作用是保证罐体充气顶升到预定高度后不再上升,防止发生冒 顶事故和确保壁板与围板对接的尺寸。 限位拉杆选用外限位拉杆,共设 16 组。其均布在壁板周圈外的底板和壁板 上,并要求同平衡装置的位置均匀相错。据计算,每组限位拉杆允许最大负荷 仅为 1626Kg,故仍选用 T225 限位拉杆。其他部件和安装的临时焊缝允许负 荷均应大于 1626Kg。 5.4.2 胀圈 胀圈有两个作用:一是增加被顶升罐体壁板下端的刚性,成为内胎,以利 于腰缝的组对和找圆,防止腰缝焊接时有过大的变形,确保罐体有较好的造形; 二是充分利用胀圈下翼固定密封装置的胶皮
10、板。 胀圈主要由 24#槽钢、TQ-10 千斤顶、索具眼板等组成。每套胀圈分 16 小 节 8 大段,每段 10 米左右;各段间设一千斤顶,利用千斤顶将胀圈胀紧在罐体 壁板下端;为了确保下移胀圈的安全和方便,在胀圈上翼设置索具眼板,当充 气顶升一圈壁板后,利用平衡稳升装置的倒链挂住索具眼板而下移胀圈;为了 防止在充气顶升过程中发生胀圈下落事故,为了缩小胀圈与壁板间的间隙并减 少该处漏风量,故在壁板周圈上设置适当数量的卡板,将胀圈卡在壁板上。 5.4.3 内圆限位角铁 其作用主要是确保罐体壁板直径符合设计要求。 内圆限位角铁沿壁板内圆圆周基本均布地焊在底板上,其间距一般为 1.5m 左右,在围板
11、活口处可适当增设两个。 5.4.4 外圆找圆角铁楔子 外圆找圆角铁楔子主要作用是打紧角钢楔子,使围板与内圆限位角铁靠紧, 以保证罐体各圈直径符合设计要求。 外圆找圆角铁楔子沿围板外圆圆周外围 60mm 处,将其短角铁基本均布地 焊在底板上,各个间距一般在 2.5m 左右,在围板活口处可适当增设两个。 5.4.5 腰缝组对角铁楔子 腰缝组对角铁楔子主要作用是保证壁板与围板间的腰缝对接质量。 腰缝组对角铁楔子的短角铁在腰缝组对时,布焊在腰缝周圈的壁板上,其 设计间距为 1m,但实际设置时,可根据腰缝缝隙大小情况适当增减。 5.4.6 围板垂直限位角铁 围板垂直限位角铁的主要作用是在罐体充气顶升过程
12、中,若发生壁板与围板 间摩擦力局部过大时,可防止因围板被带离底板而将胶皮板吹出罐外。 围板垂直限位角铁均布在围板外围圆周上,其上角铁焊在围板下端,下角 铁及加固板焊在底板上。其间距一般为 2m 左右,在围板活口处可适当增设两 个。 5.5 活口调节装置 活口调节装置的作用主要是便于围板周圈的放松和收紧。 两组活口调节装置基本对称地设置,其设在围板的活口竖缝上。根据计算, 一个活口上的调节装置承受最大负荷约为 15212Kg,故确定每个围板活口上设 两组活口调节装置。每组活口调节装置由两个 10 吨两轮滑子,15.5 钢丝绳, 一个 3 吨倒链和相应的索具眼板所组成。但第 1 次至第 4 次充气
13、顶升中,一个 活口上的活口调节装置所受负荷仅为 3828-4558Kg,故可在每个围板活口上设 两组活口调节装置,每组可由 1 个 3 吨倒链和相应的索具眼板组成。 5.6 通讯信号装置 通讯信号装置的主要作用是在充气顶升过程中,确保罐内外各个岗位上的 密切配合。 通讯信号装置主要由声光信号和测压系统所组成。声光信号系统又由电铃 红绿黄灯、电话、扩大机话筒扬声器三个部分组成。这三个部分除有 4 个扬声 器和附属的 4 组红绿黄灯置于罐的四周外,其他设施和两组红绿黄灯置均分别 设于罐内、罐外的两个指挥台上。 电铃和红、绿、黄灯的使用规定为:响铃看灯,红灯为停止充气顶升,绿 灯为充气顶升,黄灯为稳
14、压停升。操作中若有异常应用扩大机话筒进行联系, 然后由总指挥做出决定,并立即组织相应的行动。 测压系统由两个 U 形压力计组成。其中一只用于测定罐内压力值,它的作 用是调整离心鼓风机风量风压的依据,即主压力计;另一只用于测定风机蝶阀 前的压力计,它的作用是在充气顶气前检验风机蝶阀前、后风压值,即检验风 机和积累技术数据。 5.7 排烟装置 排烟装置主要由轴流风机、锥形体和接筒等组成,并设置于罐顶透气孔的 管座上。 排烟装置的作用为:一是充气顶升后,罐内大量电弧气刨清根和焊接时, 拉开其锥形体,并开动其轴流风机进行排烟,以改善罐内的劳动条件;二是在 充气顶升前,并闭其锥形体,停开其轴流风机,在达
15、到此处密封的目的。 6 施工程序及 技术要求 6.1 施工程序 拱顶储罐充气顶升倒装法施工工艺流程 底板 焊 接 罐体 预制 基础 验收 罐底板 铺设 顶圈壁 板组装 包边角 钢组装 拱顶 组装 围下圈 壁板 充气顶 升顶圈 壁板 中间各 圈壁板 组对 底圈 壁板 组装 充水强 度正负 压试验 纵缝 焊接 包边角 钢焊接 拱顶 焊接 纵缝 焊接 环缝 焊接 纵环缝 焊接 与底板 角焊缝 焊接 防腐保温 临时拱 顶支架 组 装 鼓风 机风 道等 安 装 密封限 位平衡 装置 下圈 封 口 各圈 封 口 沉降观测 无损检测无损检测设备检查临时拱顶 支架拆除 水平,椭园 垂直检查 探伤边板 渗透探伤
16、 几何尺寸 检查 收缩 口焊 接 交 工 验 收 6.1.1 罐体预制加工,所有主、辅材均要有材质合格证或复验报告,下料按排板图 进行。 6.1.2 验收基础,并在基础上放划纵横中心线及底板外圆线。 6.1.3 检验、校形底板、壁板和顶板;组焊顶板径向和环向筋。 6.1.4 底板、壁板和顶板喷砂除锈刷底漆。 6.1.5 向罐位点输送底板,底板防腐处理后组焊底板,并测量底板和调正边弧板 的标高。 6.1.6 在底板上放罐纵横中心线,顶圈板的内圆线,以及组装罐顶的胎模柱设置 点。 6.1.7 向罐位输送壁板,其内外面刷油各两遍。 6.1.8 向罐位点输送顶板,其上下面刷油各两遍,并将其分堆叠放在将
17、搭设的脚 手架外圈位置的底板上。 6.1.9 设置中心井字形胎模框架柱,置入平衡稳升装置、胀圈和限位拉杆;设置 内圆限位角铁、设置外圆找圆短角铁、胎模柱组焊顶圈壁板以及加强环;搭设 罐内脚手架,组焊罐顶顶板。 6.1.10 拆除脚手架、胎模柱、清除罐内、罐顶上的垃圾,组焊原缓装的一块罐 顶扇形板。 6.1.11 安装罐顶附件、踏步和栏杆;安装排烟装置,并对其进行检查和试车。 6.1.12 安装鼓风装置和 U 形压力计。 6.1.13 安装通讯信号装置的声光信号系统。 6.1.14 安装胀圈 和内限位拉杆。 6.1.15 安装平衡稳升装置。安装后要在罐内、外相应位置的壁板上按序编号, 以便在充气
18、顶升中按号指挥。 6.1.16 在壁板上标划腰缝组装线及其预报线;组焊围板。 6.1.17 安装围板活口调节装置和围板垂直限位角铁。 6.1.18 安装密封装置。 6.1.19 进行罐顶气密性试验,最大试验压力不得大于 850Pa。 6.1.20 罐顶板内、外各涂刷各两遍油漆。 6.1.21 召集参与充气顶升的全体人员,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,然后参与人员即可进入岗位;指挥员组 织各岗位负责人进行全面检查,合乎要求后即可关闭风道上的人孔盖。 6.1.22 上述工作完毕后,即可进行如下充气顶升工作。 a. 指挥员通过声光信号系统询问各岗位上岗和准备情
19、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风机和充气信号。 b. 管理动力开关的电工与风机手联系后,即可启动风机;同时另一名电工测量、 记录电动机的电流和电压,并要观察电动机的运行和温升情况。 c. 当风机动转达到全速后,风机手即可开启蝶阀,以预定的风压值往罐内充气; U 形压力计观测员观测、记录罐内风压值,并指挥风机手调节蝶阀开启度, 以确定罐内预定的风压值。 d. 始升:罐体从零升至 300mm 高的区段内,应按始升阶段的预定风压值控制 风压;同时,围板周圈外的壁板组装人员,开始用锤敲打围板与壁板的重叠 处;平衡稳升装置操作人员,开始控制罐体平衡上升;当罐体被顶升到
20、100 至 200mm 高时,罐内密封人员要立即将胶皮板整理和提铺到丁字环形缝的 合适位置上,并用压块压好。 e. 中间顶升:罐体顶升高度自 300mm 至距预定顶升高度尚有 300mm 的区段内, 应按中间顶升阶段的预定风压值控制风压;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,使用板下边缘 靠上内圆限位角铁;同时,活口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。 f. 稳升:罐体顶升到自距预定高度 300mm 至腰缝组装预报线区段内,应按稳 升阶段预定风压值控制风压,使罐体缓慢上升;同时,手拉平衡稳升装置的
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