1、 中小型雙層金屬結(jié)構(gòu)低溫貯罐倒裝施工工法編制人：冷輝中國石化集團第二建設(shè)公司儲罐工程公司2005年11月 目 錄1.0前言12.0中小型雙層金屬結(jié)構(gòu)低溫貯罐結(jié)構(gòu)形式簡介13.1工藝特點23.2適用范圍24.0施工工藝流程25.0施工工藝45.1 基礎(chǔ)檢查驗收45.2罐底的施工45.2.2內(nèi)罐罐底的施工55.3罐壁的施工55.4罐頂?shù)氖┕?5.4.1外罐頂安裝85.4.2內(nèi)罐頂安裝95.5開孔接管安裝96.0充水試驗106.1充水試驗前的準備工作106.2充水試驗施工措施106.3貯罐的氣密試驗施工措施127.0質(zhì)量控制137.1原材料質(zhì)量控制137.3罐頂安裝技術(shù)要求137.4開孔接管安裝允許

2、偏差137.5沉降觀測質(zhì)量控制148.0施工主要設(shè)備和機具149.0勞動力1610.0安全管理措施1711.0效益分析17 1.0前言為了改變能源結(jié)構(gòu)、改善環(huán)境狀態(tài)，國家十分重視天然氣的開發(fā)和利用。近十年來，液化天然氣(Liquefied natural gas簡稱LNG)開發(fā)已起步和發(fā)展，作為LNG以及化工原料乙烯、丙烯的儲存設(shè)施-低溫貯罐的建設(shè)，也是方興未艾，中小型雙層金屬結(jié)構(gòu)低溫貯罐是低溫貯罐中最常見的結(jié)構(gòu)形式。2.0中小型雙層金屬結(jié)構(gòu)低溫貯罐結(jié)構(gòu)形式簡介低溫貯罐的結(jié)構(gòu)形式如下：3.0工藝特點和適用范圍3.1工藝特點（1）采用倒裝工藝，最大限度地減少了高空作業(yè)，為質(zhì)量控制和安全管理提供了

3、保證；（2）采用倒裝工藝，只有在安裝外罐頂時需要25噸吊車配合，其余的安裝采用16噸吊車配合；（3）倒裝法施工要求焊工群體素質(zhì)高，并及時做好焊縫返修，避免因焊縫返修影響施工進度。3.2適用范圍本工藝適用于30000m3及以下雙層金屬結(jié)構(gòu)低溫貯罐的施工；4.0施工工藝流程罐體施工工藝流程見圖4-1。內(nèi)外罐臨時大門封閉內(nèi)罐充水試驗、沉降觀測外罐氣密試驗罐壁保溫釘施工基礎(chǔ)驗收外罐罐底板鋪設(shè)、組焊、檢驗外罐頂圈壁板組焊外罐罐壁承壓環(huán)組焊外罐頂承壓環(huán)以及主梁副梁組焊外罐頂板鋪設(shè)、焊接液壓頂升外罐，安裝剩余罐壁板及加強圈，開設(shè)外罐大門外罐罐底大角縫、收縮縫組焊內(nèi)罐罐底板組焊、檢驗內(nèi)罐上部第一圈壁板立縫組焊

4、焊液壓頂升倒裝組焊內(nèi)罐壁板及加強圈，開設(shè)內(nèi)罐大門內(nèi)罐罐底保冷層施工在外罐底板上鋪設(shè)內(nèi)罐頂及加強筋并用倒鏈提升就位安裝吊掛罐內(nèi)管線安裝圖4-1雙層金屬結(jié)構(gòu)低溫貯罐倒裝施工工藝流程圖罐頂開孔接管、勞動保護安裝外罐上數(shù)第二圈壁板組焊罐壁保溫棉施工夾層珠光砂施工罐頂保溫棉施工罐內(nèi)清理及封孔185.0施工工藝5.1 基礎(chǔ)檢查驗收儲罐安裝前應(yīng)對基礎(chǔ)的基礎(chǔ)軸線、定位軸線和標高、錨固件進行復測，并辦理中間交接驗收。驗收要求：(1)基礎(chǔ)強度達到設(shè)計要求：(2)基礎(chǔ)周圍回填夯實完畢并合格；(3)基礎(chǔ)的軸線標志和標高基準點準確、齊全；(4)瀝青砂層表面應(yīng)平整密實，無突出的隆起、凹陷及貫穿裂紋；(5)罐底邊緣板下方承

5、臺水平度復測檢查；(6)復測基礎(chǔ)的直徑；(7)鉚固件位置檢查包括檢查錨固件之間的間距以及鉚固件圓周的半徑。5.2罐底的施工5.2.1外罐底的施工(1)基礎(chǔ)放線基礎(chǔ)驗收合格后，以基礎(chǔ)中心點為中心劃出四條十字基準線。（圓周劃出八等份并在基礎(chǔ)做永久標記），再劃出邊緣板安裝位置線。邊緣板安裝位置圓周線要計入邊緣板對接焊縫的收縮量（邊緣板每道焊縫按縱向收縮4-5mm計入）。以放大的直徑劃出安裝基準圓。中幅板以中心條塊為基準劃出安裝位置線。(2)外罐底板敷設(shè)中幅板從中心向四周鋪設(shè)，邊鋪邊找正（搭接量符合要求），中心第一張中幅板鋪設(shè)后應(yīng)將中心點位置及縱橫四個方位線移到中心板上部。(3)外罐底組對、焊接中幅板

6、調(diào)整好搭接量后進行組對點焊，組對點焊應(yīng)使兩搭接板貼合緊密。搭接接頭三層鋼板重疊部分,應(yīng)將上層底板切角。在上層底板鋪設(shè)前,先焊接上層底板覆蓋部分的角焊縫。邊緣板對接縫，每4塊邊緣板先組焊成一體，留四道收縮縫最后焊接。5.2.2內(nèi)罐罐底的施工（1）內(nèi)罐底的結(jié)構(gòu)同外罐底，但內(nèi)罐底高于外罐底500mm。內(nèi)外罐底之間全部為保冷絕熱材料（泡沫玻璃層），內(nèi)罐邊緣板下部為高強混凝土。內(nèi)罐底邊緣板對接焊縫為雙面焊接結(jié)構(gòu)，因此，內(nèi)罐底邊緣板應(yīng)架高鋪設(shè)，以便于焊接仰焊位置。（2）內(nèi)罐底邊緣板應(yīng)在外罐罐底高強混凝土澆注、保養(yǎng)達到強度后安裝。（3）內(nèi)罐底板的鋪設(shè)、組焊、檢驗的要求與外罐底板相同。5.3罐壁的施工5.3.

7、1外罐壁板的組裝外罐壁采用液壓頂升法倒裝，液壓頂升支柱數(shù)量根據(jù)提升重量選取。安裝順序為：首先安裝頂圈壁板，然后安裝罐壁承壓環(huán)、罐頂承壓環(huán)，再安裝外罐頂主梁、副梁，安裝外罐頂板，然后安裝第二及以下各圈壁板。(1)在邊緣板上劃出底圈壁板的安裝基準圓線，在基準圓內(nèi)側(cè)50mm位置劃一個檢查圓。(2）在壁板安裝基準圓的內(nèi)外側(cè)按每隔700mm長度點焊一個70*50*6的擋板。(3）按照圖紙的排板要求順序圍板。相鄰兩塊壁板用組對卡具連接，每道縱縫用4個組對卡具，組對卡具連接的方帽應(yīng)在圍板前劃線焊好。（4）第一圈罐壁板的安裝尺寸檢查檢查罐壁板的組對間隙、錯邊量應(yīng)符合圖樣規(guī)定的要求；檢查罐壁板的上口水平度，每張

8、罐壁板檢查兩點；檢查罐壁板的垂直度，每張罐壁板檢查兩點；檢查罐壁板的直徑，每張罐壁板檢查兩點；檢查合格后交由焊工焊接。（5）承壓環(huán)安裝罐頂承壓環(huán)導向板頂圈壁板圖5-1 承壓環(huán)安裝示意圖罐壁承壓環(huán)外罐頂圈罐壁板安裝焊接完畢后，按照外罐排版圖方位的要求，依次吊裝罐壁承壓板。承壓板組對時采用雙向?qū)虬澹ㄏ尬唬?，沿圓周點焊（每1m左右1個均布），導向板注意避開H型鋼梁的位置。先安裝罐壁承壓環(huán)，再安裝罐頂承壓環(huán)，安裝承壓環(huán)以前，應(yīng)測量外罐壁第一圈壁板的水平度及橢圓度，若橢圓度超標，用水平鋼索調(diào)整達到標準后再安裝承壓環(huán)。在罐頂承壓環(huán)的上表面劃出主梁的安裝位置線。（6）第二圈及以下壁板的組裝第二圈及以下壁板

9、的組裝在上圈壁板縱縫、環(huán)縫焊接完成并檢查合格后進行。壁板圍在上圈壁板外側(cè)，并進行點焊組對縱縫，留一道縱縫暫不組對，采用液壓頂升提升罐體至安裝高度，組焊剩余一道縱縫，焊接完畢后進行環(huán)縫組焊。（7）外罐壁加強圈的施工壁板安裝過程中應(yīng)及時安裝罐壁加強圈，加強圈組裝應(yīng)在同層壁板縱縫及環(huán)縫焊接后并探傷檢驗合格后進行，加強圈分段預制，劃線點焊限位板后進行安裝。（8）外罐壁與罐底大角縫的施工外罐大腳縫組焊在罐壁板組裝焊接后進行，為防止焊接變形在罐內(nèi)側(cè)用臨時支撐加固（L=1.5米，10，間距1.5米。5.3.2內(nèi)罐罐壁的施工內(nèi)罐壁板采用邊柱提升倒裝法施工，內(nèi)罐壁的組裝在內(nèi)罐罐底邊緣板焊焊縫檢驗施工完成后進行。

10、內(nèi)罐壁采用能夠在夾層上部臨時加設(shè)的一圈軌道上行走的移動小車和倒鏈進行圍板。內(nèi)罐壁以及內(nèi)罐加強圈的組裝程序、施工方法均與外罐相同。5.3.3 臨時大門的設(shè)置為了便于施工人員及機具進出儲罐，分別在內(nèi)、外罐壁第一圈壁板上設(shè)置一個臨時大門。內(nèi)外罐底圈罐壁留一張板在組焊底部第一、二圈壁板時，只組對，不焊接，待底圈環(huán)縫焊接完畢后，進行加固處理后將其移開，其空位用做臨時大門，并按照圖紙要求進行加固。罐內(nèi)施工項目全部完成后，利用鏈將用作臨時大門的壁板組裝、焊接、檢驗。5.4罐頂?shù)氖┕ね夤揄斣陧斎Ρ诎?、承壓環(huán)安裝完畢后安裝，內(nèi)罐頂在外罐頂安裝完畢后在外罐底鋪設(shè)焊接，并用倒鏈提升就位，安裝吊掛。外罐頂主要由中心頂

11、環(huán)、主梁、副梁和罐頂板組成。主梁為弧形H型鋼（經(jīng)向），副梁環(huán)型梁（緯向），主梁與副梁連接成整體的罐頂骨架。罐頂骨架兩端分別與中心頂環(huán)和承壓環(huán)連接。內(nèi)罐頂由邊緣板、中幅板、環(huán)形加固圈以及吊掛組成，5.4.1外罐頂安裝（1）外罐頂中心臨時支架的架設(shè)由于外罐頂主要由中心頂環(huán)、主梁、副梁和罐頂板組成。為滿足既能承受中心頂環(huán)的重量又能同時保證四根弧形梁載荷下的強度和穩(wěn)定性。所以應(yīng)設(shè)立中心支架。中心支架由鋼管和角鋼焊接而成，其截面大小為中心頂環(huán)的內(nèi)接正方形，中心支架在外罐承壓環(huán)組裝焊接后，且罐體直徑、橢圓度測量完之后組立，罐頂施工完成之后拆除。（2）罐頂中心環(huán)的安裝罐頂中心環(huán)吊裝到中心臨時支架頂部。按照施

12、工圖紙要求保證中心環(huán)和罐底之間的高度差，將中心環(huán)中心與外罐底中心找正，并保證中心頂環(huán)水平，然后與中心臨時支架點焊固定。并在中心環(huán)上標出主梁的安裝位置線。（3）主梁、副梁的安裝在地面預制平臺先將弧形梁拼接完成，按照已經(jīng)劃好的位置線，首先安裝0°-180°、90°-270°四根弧形梁，其次安裝45°-225°、135°-315°四根弧形梁，再次對稱安裝剩余弧形梁，最后安裝環(huán)形粱。（4）罐頂板的鋪設(shè)按照圖紙要求鋪設(shè)、點焊罐頂板，罐頂板鋪設(shè)時應(yīng)對稱鋪設(shè)，防止受力不均使罐頂主梁產(chǎn)生變形。5.4.2內(nèi)罐頂安裝內(nèi)罐頂在外罐底板上

13、鋪設(shè)焊接，并安裝環(huán)形加強筋，采用10噸倒鏈提升就位，倒鏈的數(shù)量根據(jù)內(nèi)罐頂提升重量確定，內(nèi)罐頂提升就位后及時安裝懸掛裝置。5.5開孔接管安裝接管開孔的劃線按照方位圖的要求，劃完線必須經(jīng)有關(guān)人員檢查合格后方可進行開孔。切割并打磨氧化層后，進行接管安裝。低溫儲罐有液位計套管等接管為從外罐頂穿至內(nèi)罐底的接管，對于此類管線，均分兩段安裝，接口位置留在內(nèi)外罐頂之間，其中下段需在地面拼接，整體吊裝，在地面拼接時，應(yīng)搭設(shè)預制平臺，平臺要求找平，以保證接管在拼接時不變形，管線在接長過程中，要及時用粉線控制管線的直線度。接管吊裝時，先將接管由外罐大門運至罐內(nèi)的相應(yīng)位置，采用50噸吊車將釣鉤從外罐頂通過外罐頂相應(yīng)開

14、孔接管放入罐內(nèi)進行接管吊裝。在下段接管的吊裝過程中，對于公稱直徑較大、重量較重的DN200、DN300的接管，為防止其吊裝過程中的變形以及保證其在行進中的穩(wěn)定性，采用設(shè)置槽鋼軌道的方法，使接管的末端在槽中滑動到其安裝位置。下段接管初步就位后，調(diào)整好其垂直度，分別在內(nèi)罐頂與內(nèi)罐底兩端將其固定，最后安裝上部較短部分的接管。并進行上下兩段的拼裝。液位計套管安裝要求較高，要求管內(nèi)無毛刺，因此接管焊接采用氬弧焊打底，套管上的開孔采用鉆孔加工，并清除毛刺。接管下段吊裝就位后開始安裝焊接與內(nèi)罐壁相連的管支架,安裝順序為由上至下。為保證接管的垂直度和直線度，以及控制管支架的焊接變形，在管支架的位置固定與焊接過

15、程中，須用經(jīng)緯儀對其進行全程監(jiān)控。內(nèi)罐接管支架安裝在吊籠上進行，吊籠通過手扳葫蘆控制其升降。6.0充水試驗6.1充水試驗前的準備工作試驗前，低溫罐所有的安裝、焊接以及無損檢測、罐底真空試漏，以及依照檢查規(guī)范進行的檢查工作應(yīng)全部完成并經(jīng)檢查確認。充水試驗前，所有與嚴密性試驗有關(guān)的焊縫，均不得涂刷油漆。用于試驗的設(shè)備必須準備到位，設(shè)備應(yīng)是完好的，用于上水管道泵、臨時管線安裝完畢。用于計量試驗壓力儀器是透明塑料管，將其綁扎在木條上，并在其旁邊綁扎一個鋼卷尺用以計量液位差。和儲罐連接的工藝管線應(yīng)和罐體脫開，以防儲罐沉將時影響管線。試驗前，貯罐的鉚固件應(yīng)該安裝完畢，但鎖緊塊暫不安裝。6.2充水試驗施工措

16、施充水試驗主要檢查內(nèi)罐的施工質(zhì)量，試驗用水應(yīng)該清潔無污染。上水從業(yè)主提供的水源點接臨時管線，從進泵線開孔處上水，排水直接通過臨時管線排入防火堤內(nèi)的地溝。充水流程圖見圖一。上水過程中應(yīng)控制進水流量應(yīng)不大于380m3/h（0.395m/h），放水時最大流量應(yīng)不大于950m3/h（0.900 m/h），根據(jù)上述上水速度，要求上水壓力大于8kgf/mm2。因此上水管線應(yīng)在低溫罐泵入口位置加設(shè)管道離心泵，要求揚程達30米，流量達400 m3/h。充水試驗過程中，應(yīng)每天記錄充水高度，以測算準確的充水速度。充水高度測量采用人進入內(nèi)罐梯子平臺進行觀測上水前在梯子平臺附近做好的內(nèi)罐壁上的液位標識（200mm/格

17、）。充水過程中應(yīng)始終保持罐頂開孔接管處于開啟位置。充水試驗過程中應(yīng)進行基礎(chǔ)沉降觀測，當發(fā)生較大或不均勻沉降，應(yīng)停止充水，待處理結(jié)束后，方可繼續(xù)進行試驗，充水高度按設(shè)計要求。充水到規(guī)定液位后保持48小時，同時檢查大角縫的嚴密性以及強度。如無滲漏、無異常變形，則說明試驗成功，可以放水。如試驗過程中發(fā)現(xiàn)有滲漏現(xiàn)象，應(yīng)立即放水至液面低于滲漏處300mm以下進行處理，處理完畢后重新上水試驗。貯罐基礎(chǔ)的沉降觀測沉降觀測點應(yīng)沿基礎(chǔ)四周均勻設(shè)置16點，貯罐基礎(chǔ)的沉降觀測應(yīng)在下列幾個時段進行：貯罐安裝完成之后，充水之前；充水水位至設(shè)計液位1/2；充水水位至設(shè)計液位3/4；滿水后24h；滿水48h后；根據(jù)滿水后的

18、沉降量，當沉降大于50mm時，在放水至1/2液位時進行一次沉降觀測。放水完成之后。6.3貯罐的氣密試驗施工措施儲罐充滿水后，應(yīng)將罐體鉚固件鎖緊塊安裝焊接。氣密性試驗采用封閉開孔接管，向罐內(nèi)繼續(xù)充水的方法增壓。在充水試驗至設(shè)計液位，確認內(nèi)罐無異常變形和泄漏后，放水至1/2液位，然后封閉所有外罐開孔接管（在兩個接管上安裝閥門，用以罐內(nèi)卸壓，氣密性試驗過程中，不對安全閥、真空閥進行試驗，因此安全閥、真空閥在設(shè)備開孔接管法蘭處加設(shè)盲板隔離），使用空壓機向罐內(nèi)充氣使罐內(nèi)壓力增大至試驗壓力，穩(wěn)壓60分鐘，無異常變形后卸壓至設(shè)計壓力，采用肥皂水檢驗外罐頂及外罐壁所有焊縫，以無泄露為合格。試驗完成后先利用安裝

19、閥門的兩個開孔接管卸壓，而后打開罐頂開孔接管使罐和大氣相通，而后繼續(xù)放水。試驗過程中如發(fā)現(xiàn)有異?，F(xiàn)象應(yīng)立即泄壓，待處理完畢之后方能重新進行試驗。7.0質(zhì)量控制7.1原材料質(zhì)量控制所有設(shè)備及附件必須符合設(shè)計要求，有出廠合格證和質(zhì)量證明書，低溫鋼板還應(yīng)進行化學成分和力學性能得復驗。7.2罐壁組裝質(zhì)量標準（1）縱縫錯邊量當板厚小于或等于10mm時不大于1mm，當板厚大于10mm時，不應(yīng)大于板厚的1/10，且不大于1.5mm；環(huán)向焊縫錯邊量當上圈板厚小于8mm時，不應(yīng)大于1.5mm，當上圈板厚大于或等于8mm時，不應(yīng)大于板厚的1/5，且不大于mm。壁板縱、環(huán)縫角變形1/2英寸（12.7mm）（注：用3

20、6英寸弧長樣板檢查）。罐底總體不垂直度不大于H，且不大于50mm。壁板各圈的半徑偏差最大不超過19mm。罐壁高度的允許偏差，不應(yīng)大于設(shè)計高度的0.5%，且不應(yīng)大于100mm。7.3罐頂安裝技術(shù)要求（1）內(nèi)、外罐頂板之間均為搭接，檢查搭接量是否符合圖紙要求。（2）內(nèi)外罐頂板的方位必須符合圖紙要求。（3）外罐頂板不應(yīng)有明顯的凹凸變形。（4）內(nèi)罐頂安裝完成后，凹凸度不得大于50mm。（5）內(nèi)罐頂工卡具焊跡打磨平，并按照要求進行MT檢查。7.4開孔接管安裝允許偏差開孔接管安裝位置偏差符合下圖要求。HLL：±5.0mmH：±5.0mm接管組裝偏差符合下面要求：HGYFFGHY偏差：H

21、：+10.0mm，-5.0mm G：+3.0mm，-1.0mm ：±50 Y：15/F1000（人孔），F(xiàn)/1000(接管)罐內(nèi)管線預制后直線度應(yīng)控制在50 mm以內(nèi)，接管安裝后總體垂直度應(yīng)控制在50mm以內(nèi)7.5沉降觀測質(zhì)量控制基礎(chǔ)基礎(chǔ)沉降應(yīng)符合下列規(guī)定每10米周長范圍內(nèi)的沉降差不超過13mm；沿外圍任意兩點的沉降差不超過25mm。如發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)有不均勻沉降，應(yīng)立即放水處理完之后再重新上水。8.0施工主要設(shè)備和機具施工機具、設(shè)備一覽表序號名稱規(guī)格單位數(shù)量1單掛車10T臺12汽車吊16T臺13汽車吊25T臺14空壓機3L10M3/MIN臺15滾板機30×3000臺16剪板機16

22、mm臺17焊條烘干箱450oC-500oC臺18焊條恒溫箱100oC-150oC臺19逆變電焊機ZX7-400BY/S臺1510交流電焊機BX3-320-2A臺1511氬弧焊機NSA4-300臺212半自動切割機臺413無齒鋸400臺114電動磨光機150臺15臺15電動磨光機100臺15臺16臺式電鉆臺117千斤頂10T臺618真空泵臺119液壓頂升系統(tǒng)套120倒鏈10T臺4721除濕機臺1檢測工具一覽表序號名稱型號規(guī)格數(shù)量備注1氧氣表52乙炔表53氬氣表44壓力表1.6-10MPa45萬用表16盤尺50米17鋼卷尺3米108板尺2米19板尺1米210彎尺250×500311水平尺500mm212溫濕度計213磁力線墜5m214焊縫角尺215水準儀DSZ3116漆膜測厚儀117鉗形電流表118經(jīng)緯儀J2219游標卡尺250mm19.0勞動力序 號工 種人 數(shù)1鉚 工162鉗 工23焊 工134起重工45測量工26架子工47其 他10合 計5110.0安全管理措施凡參加施工人員必須身體健康，沒有突發(fā)急?。ǜ哐獕?、眩暈癥等）。特殊工種作業(yè)人員必須持證上崗。進入施工現(xiàn)場必須佩帶好安全防護用品，高空作業(yè)佩帶好安全帶。罐體采用液壓頂升倒裝，每次提升前，應(yīng)檢查提升卡具和罐體得焊接情況，合格方可提升，提升過程中應(yīng)控制罐體水平度，確保罐體偏