钢制立式圆筒型储罐施工指南

钢制立式圆筒型储罐施工指南中国化学工程第三建设公司编制二零零五年十二月一日专业施工技术丛书№A-003-05钢制立式圆筒型储罐施工指南第1页共76页前言钢制立式储罐主要是用来贮存液体物料的容器，在石油、化工、食品等工业领域，国家物质储备及国防战略物质储备领域起到不可替代的作用。近年来，随着国民经济建设的发展，国内各地立式储罐建造又出现了一个高峰期，并且储罐也趋于大型化，结构形式亦趋向于系列化、多样化，相应的先进施工工艺也得到更广泛的应用。为使更多的工程技术人员对储罐施工工艺有个较为深入的了解，特编制本《施工指南》。本《施工指南》主要以国家现行标准GBJ128-90《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》为编制基础，间或参阅了美国石油学会API620、API650等相应规范。本《施工指南》是结合公司数十年的储罐施工经验进行编制的。主要适用于不同容积的各类立式圆筒形储罐（包括拱顶罐、浮顶罐、内浮顶罐及锥形顶罐）的施工，其它类型的诸如多边形罐的施工也可参照。本《施工指南》由公司组织编写，主要编制人罗会田、张兴华,审核人李文尉，审定人杨守全。钢制立式圆筒型储罐施工指南第2页共76页目录前言1概述…………………………………………………………………31.1储罐结构分类……………………………………………………31.2储罐施工方法简介………………………………………………102工程施工依据………………………………………………………113施工部署与组织……………………………………………………124主要施工程序、施工方法和技术要求……………………………154.1总体施工程序及适用范围………………………………………154.2储罐材料验收……………………………………………………334.3预制的一般要求…………………………………………………334.4储罐预制、组装…………………………………………………354.5焊接………………………………………………………………524.6储罐的检验与验收………………………………………………644.7基础沉降观测……………………………………………………704.8施工进度计划……………………………………………………715质量保证措施………………………………………………………726职业安全健康与环境管理…………………………………………777劳动力组合…………………………………………………………888主要施工机索具与计量器具配备…………………………………899施工平面布置………………………………………………………9110双层储罐的结构与施工方法………………………………………93钢制立式圆筒型储罐施工指南第3页共76页专业施工技术丛书专业施工技术丛书的代号有三部分组成，各部分之间用短横线相连。第一部分第二部分第三部分△※※※※※第一部分专业代号：A安装专业J建筑专业F防腐、保温、筑炉专业D电气仪表专业W无损检测专业S公用工程专业T通用工程专业举例说明：A—003—05表示二○○五年出版的第三本安装专业施工技术丛书。年份编号汉语拼音字母表示专业代号顺序编号钢制立式圆筒型储罐施工指南第4页共76页1概述1.1储罐结构分类储罐（主要指钢制立式圆筒形储罐）已广泛用于多领域、多种介质的储存，随着国民经济发展的需要和金属材料、施工技术的改进，单台储罐的容量也随着扩大（目前国内建造的储罐已达到15万m3），结构亦日趋多样化。立式圆筒形储罐按其顶盖结构形式，主要可分为固定顶储罐、浮顶储罐（铝制拱顶的浮顶储罐已有建造）及内浮顶储罐三大类。其具体分类及结构特点见表1.1。表1.1钢制立式圆筒形储罐分类及结构特点类别名称结构型式特点图例固定顶储罐支承式锥顶储罐形态接近于圆锥形表面的罐顶及筒形罐构成，载荷主要由梁和柱及罐壁承担不适于可能发生下沉的地基或地震载荷较大的地区，容积一般大于1000m3见图1.1.1支承式拱顶罐由近似球面的罐顶和圆筒形罐壁构成，其载荷靠支柱和桁架支承于罐壁上自支承式锥顶储罐形态接近于圆锥形表面的罐顶及筒形罐壁构成，锥顶载荷靠锥顶板周边支承于罐壁上一般容积较小见图1.1.2自支承拱顶罐由近似球面的罐顶和圆筒形罐壁构成，其载荷靠拱形罐顶板及肋的结构刚性支承于罐壁上主材消耗小，能承受较高的剩余压力，有利于减少蒸发损失，现阶段化工行业采用最广泛的固定顶储罐见图1.1.3自支承伞形顶罐罐顶是一种修正的圆拱形罐顶，其任何水平剖面都是正多边形，载荷靠拱顶板支承于罐壁上罐顶板易加工安装浮顶储罐双盘式浮顶储罐在贮液面上有一个漂浮的顶盖，随液面的升降上下浮动由于浮顶和密封装置将贮液与大气隔开并且浮顶底部与液面接触减少了贮液在贮存过程中的蒸发损失，浮顶材料消耗大见图1.1.4单盘式浮顶储罐在贮液面上有一个漂浮的顶盖，随液面的升降上下浮动浮顶材料消耗小见图1.1.5内浮顶储罐内浮顶储罐在固定顶储罐内部再加上一个浮动顶盖1、介质蒸发损失小，浮顶较拱顶罐轻2、浮顶结构简单，应用广泛大多应用于易挥发介质的贮存见图1.1.6钢制立式圆筒型储罐施工指南第5页共76页图1.1.1支承式锥顶罐简图锥顶板；2-中间支柱；3-梁；4-承压圈；5-罐壁；6-罐底钢制立式圆筒型储罐施工指南第6页共76页图1.1.2自支承式锥顶罐简图锥顶；2-包边角钢；3-罐壁；4-罐底人孔锥顶；2-包边角钢；3-罐壁；4-罐底图1.1.3自支承式拱顶罐简图透气孔人孔钢制立式圆筒型储罐施工指南第7页共76页中央排水管罐底版密封装置油量导向管转动浮梯泡沫消防包边角钢抗风圈加强圈罐壁图1.1.4双盘式浮顶油罐简图双盘顶钢制立式圆筒型储罐施工指南第8页共76页图1.1.5单盘式浮顶油罐简图泡沫消防转动浮梯油量导向管密封装置罐底版中央排水管抗风圈包边角钢罐壁加强圈浮船单盘板钢制立式圆筒型储罐施工指南第9页共76页沥青砂基础混凝土圈梁罐底板带蕊人孔软密封罐壁高液位报警装置固定罐顶罐顶通气孔泡沫消防装置罐顶人孔罐壁通气孔液面计人孔自动通气阀浮盘人孔浮盘立柱内浮管量油导向管静电导出线图1.1.6内浮顶油罐简图钢制立式圆筒型储罐施工指南第10页共76页罐体量油管浮船人孔支柱角钢125*125*10自动透气阀斜度15：1000斜度15：1000单盘集水坑排水管单盘支柱浮船密封装置浮顶结构示意图钢制立式圆筒型储罐施工指南第11页共76页1.2储罐施工方法简介随着生产的发展和机械设备的更新，大型贮罐的施工工艺技术也在不断提高改进，现阶段的施工工艺有正装法、倒装法两大类。其中倒装法根据采用机具的不同，又分为中心柱倒装法（这种方法耗用钢材较多，所需机具数量也多，施工成本高，只适应小型储罐）；气顶倒装法（缺点是：由于充气顶升工艺是浮动上升不稳定，因操作不当、中途停电、风机故障等容易冒顶，不安全因素较多）、倒链提升倒装法、液压提升倒装法等；正装法分为机械正装法和水浮正装法两种。综上所述，中心柱倒装法和气顶倒装法工艺因本身工艺缺陷已逐步淘汰弃用，目前我公司常用的施工工艺为：倒链提升倒装法、液压提升倒装法、机械正装法和水浮正装法四种。本《施工指南》主要针对以上四种施工工艺进行详细的叙述。2工程施工依据2.1《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》GBJ128-902.2《大型焊接低压储罐设计与建造》APIStd620-20022.3《钢制焊接石油储罐》APIStd650-982.4《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》SH3046-20022.5《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-20002.6《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709-20002.7《建筑钢结构焊接规程》JGJ81-20022.8《石油化工施工安全技术规程》SH3505-20012.8《压力容器无损检测》JB4730-942.10《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-20012.11《现场设备、工艺管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-982.12《大型设备吊装工程施工工艺标准》SHJ515-2003钢制立式圆筒型储罐施工指南第12页共76页3施工部署与组织3.1施工组织机构3.1.1在工程施工现场设置项目队，实行项目队长负责制。施工现场管理按业主或总承包商的有关管理办法及公司《现场管理标准》和《安全卫生与环保管理手册》组织施工。3.1.2施工现场组织机构设置3.1.3管理职能3.1.3.1项目队长管理职责负责项目的施工活动和安全生产及组织施工，调配各种施工资源，指挥现场施工队伍，组织施工计划的制定及其实施。负责施工中的安全管理工作，检查施工活动中安全工作计划的实施情况，发现施工中严重违反安全操作规程现象时，有权立即仃止其施工。组织现场文明施工。3.1.3.2项目技术负责人管理职责全面负责所在项目队的施工技术及质量管理工作，组织现场施工技术管理和对现场技术问题作出决策，组织制定施工组织设计和施工技术方案。负责质量计划的制定及其实施，负责监督现场各项质量管理活动，检查质量保证体系的运行情况及效果。3.1.3.3项目队安全及质量管理负责人负责质量、安全和防火管理、现场质量、安全监督检查、计量管理等业务工作。分公司（项目经理部）项目队长项目队技术管理负责人项目队安全管理负责人项目队质量管理负责人项目队成本管理负责人项目队材料管理负责人铆工岗位组钳工岗位组电焊岗位组起重岗位组钢制立式圆筒型储罐施工指南第13页共76页3.1.3.4项目队材料管理负责人负责零星消耗材料的采购及其保管和供应、施工机具管理等业务工作。3.1.3.5项目队成本管理负责人负责劳资及成本等业务工作3.1.3.6项目队计划、统计及预算等业务工作由项目队技术负责人负责。3.2施工各阶段工作安排根据储罐工程施工特点，可将施工过程初步分成三个阶段，即前期施工准备阶段；施工过程阶段；交工验收阶段。3.2.1前期施工准备阶段工作安排3.2.1.1技术准备技术准备主要包含以下工作：⑴熟悉并进行图纸会审；⑵项目建设地点的自然条件、技术经济条件调查分析；⑶编制施工图预算和施工预算；⑷编制施工组织设计或施工技术方案并进行讲评和技术交底。3.2.1.2进行材料准备、半成品加工准备、施工机具准备、加工工艺的准备等物质条件准备。3.2.1.3建立健全组织体系、质保体系、安保体系；组织施工人员进场；对施工人员进行入场安全教育。3.2.1.4进行施工现场预制场地、生活临时设施的搭建工作。3.2.1.5进行焊接工艺评定工作。3.2.2施工过程阶段施工过程阶段主要抓好方案的实施及过程控制，抓好技措降低成本工作，注意收集、积累原始资料，及时整理、归档。本阶段主要控制内容为：顶盖预制；底、壁板预制；底板铺设、焊接；壁板制作、焊接；罐顶组装、焊接；焊缝射线探伤；底板真空试漏；水压试验；基础沉降观测等。3.2.3交工验收阶段由分公司（项目经理部）质检部门组织对所施工的项目进行内部初步验收，合格后提请业主或总包方有关部门对工程进行验收，办理交工验收手续，并及时整理交工资料、竣工图，提交给分公司（项目经理部）。原始记录随交工资料一同交公司档案室存档。4主要施工程序、施工方法和技术要求4.1总体施工程序及适用范围4.1.1液压提升倒装施工工艺原理及适用范围液压提升倒装施工工艺是我公司的有效发明专利，为了保护公司的知识产权，施工中要注意防止技术扩散。液压提升工艺原理（见图4.1.1.1a，液压提升装置见图4.1.1.1b）钢制立式圆筒型储罐施工指南第14页共76页4.1.1.1液压提升倒装法施工工艺程序先将储罐底板铺设在基础上并用卡具打紧，然后在底板上放出罐壁基准线，依据罐壁基准线组装第一带板并焊接，然后组焊储罐顶板，再在第一带板外侧围第二带板并留一活口，焊接后利用液压千斤顶提升装置将第一带板及顶盖整体提升到与第二带板高度一致，用倒链收紧活口，找正焊接一、二带板环缝及第二带纵缝，再在第二带板外侧围第三带板并留一活口，依次提升直到储罐组装完毕。限位板待装板限位板提升头撑杆胀圈立柱销钉提升杆穿心式液压千斤顶图4.1.1.1液压提升倒装法示意图正装最上一带板正装顶结构或顶板留天窗最上第二带板或正装最上两带板，