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1、 5000t浓硫酸贮罐倒装施工工法(QG15Y-023-2006)立式圆筒形钢制焊接贮罐是能源、化工、冶炼行业中最常见的一种钢制非标设备，罐体施工也是施工中经常遇到的一项工程。根据施工经验，特编制本立式圆筒形钢制焊接贮罐施工工法。某阳谷祥光铜业工程硫酸工段酸库的12台立式圆筒形钢制焊接贮罐。工作介质为98H2SO4，设计压力-5002000Pa，属常压耐腐蚀容器。主体材质为Q235-A，筒体内壁直径16.300m，总高17.136m，锥形罐顶，储罐有效容积2900m3，容重5000t98H2SO4，单台总重约为150t。储罐由8mm厚罐顶、20mm厚底板、24mm、22mm、20mm、18mm
2、、16mm、14mm、12mm、10mm、8mm（各一圈）厚共9圈壁板、接口管等组成。罐体结构见图1。图1罐体结构我公司通过几个安装方案的对比，最终选择利用倒装法施工，施工时分9节倒装。我们对其安装工艺进行总结，在此基础上形成本工法。1 工法特点该工程由于工程量大，制造过程中顶板下料采用扇形互补，壁板下料采用滚动下料方法。安装采用倒装法，用两套工装。一班白天结构准备，一班夜班焊接，形成流水作业。2 适用X围本工法适用于直径在6m以上，直径与高的比约在1:3内，板厚6mm以上的立式圆筒形钢制焊接贮罐。3 工艺原理本工法施工原理是：采用倒装法，将事先卷制好的单片弧形筒体壁板按照从上到下的顺序在现场
3、分节组装成一圈，提升一定高度后，接着组装下一圈，并与上一圈焊接，再提升一定高度，再组装下一圈，依此往复，直到整个筒体现场组装完成。4 施工工艺流程底板组装锥顶支架组装提升装置安装顶圈壁板及顶圈包边角钢组装1、2圈壁板组装胀圈安装提升3圈围板结构焊接检验胀圈放下后安装提升4圈围板结构焊接检验至最后共9圈辅件安装检验。5 操作要点本工程罐体倒装时最大起重量约为120t。在现场共设置16根扒杆，根据起重机械手册每根扒杆立柱取动载荷系数K为1.1，稳定系数K2为1.1后，算出单根立柱的最大起重量P实际受压。 然后用欧拉公式Pcr=EI/()计算P理论受压, 取一端固定，一端自由，保证每根柱两人操作力和
4、场地的需要，算出P理论受压P实际受压取定提升扒杆的直径及材质。本工程计算后取定为：2196，4m，20无缝钢管。罐体壁板下料必须保证每X板的对角线尺寸且展开长以内直径计算。提升时内部提外圈一定安装配好，从工艺上保证贮罐的安装质量。5.1预制储罐在预制过程中按以下规定进行检验：弧形样板的弦长为2m，直线样板长度为1m，测量焊缝角变形的弧形样板的弦长为1m。所有预制构件在保管、运输及现场堆放时应采取有效措施防止变形、损伤和腐蚀。每X钢板在下料前，必须在规定位置按排板图号要求标注编号、长宽及对角线尺寸，以便安装调整。5.2排版硫酸储罐筒体底座、壁板及顶盖应根据图纸设计及所到原材料在电脑上按1:1放样
5、排板。5.2.1底座排板时中幅板宽度为大于1000mm，长度应大于2000mm且保证与相邻焊缝距离大于200mm。边缘板沿罐底半径方向的最小尺寸不小于700mm（如图2所示）。且要保证任意两焊缝之间的距离不小于200mm。图2底板拼板示意为补偿焊接收缩，应考虑筒体底座板的切割直径要比图纸设计直径大0.15/%0.2/%。5.2.2壁板按实际到料尺寸、蓝图壁板尺寸及有关规定同板厚的钢板可采用滚动下料进行排板。排板图绘制原则如下：壁板长度不应小于2000 mm，宽度不应小于1000mm；排板时各圈壁板纵向焊缝向同一方向逐圈错开，其间距以1/3板长为宜，且不得小于500mm。壁板的纵向焊缝与罐底边缘
6、板对接焊缝间的距离不得小于300mm，壁板开孔接管或开孔接管补强板的外缘与罐壁纵向焊缝间距不得小于200mm，与环向焊缝间距不得小于100mm。包边角钢对接接头与壁板纵向焊缝间距不得小于200mm。5.2.3顶板按实际到料尺寸、蓝图壁板尺寸规定按斜边互补原则进行排板(见图3)，并符合顶板任意两条相邻焊缝间距不得小于200mm的规定。图3顶板到料排版示意5.3下料要求 罐底板、壁板和顶板中钢板直线切割用半自动火焰切割机加工，罐顶板和底板边缘板用手动火焰切割加工。切割下料时，要确保断面光洁、美观，气割缝每道留23mm切割余量。切割前应将钢材切割区域表面的铁锈、污物等清除干净。切割后的断口上不得有裂
7、纹和大于1 mm的缺棱，对于切割停火和放炮造成大于2mm的缺棱必须补焊或打磨平整。对部分只能手工气割的断面，切割后须用角向磨光机打磨切口。壁板下料尺寸主要影响罐体的垂直度，且难于处理，下料时应严格控制。5.4组装要点5.4.1底板安装(1)底板铺设前应在基础上划出十字线及立缝定位“0”点，对处于中心的钢板上划上十字线与基础十字线对准，按排板图由中心向四周铺设。由于罐中心向四周方向有散水坡，故中心部位结构注意保证钢板的平整度。中幅板和边缘板在找正检查无误后点焊固定。(2)纵向接头用夹具固定，防止变形和错边。(3)边缘板组对时，垫板与对接的两块边缘板贴紧，间隙不得大于1mm。(4)底板安装完后,局
8、部凹凸变形不应大于变形长度的2%，且不大于50mm，根据开孔方位图把排污管装好。为了人员进出工作方便，与土建配合在底板下基础上预留一供人出入的入口。5.4.2提升装置的设置和吊装(1)提升装置的设置提升装置的16根扒杆垂直于底座均匀分布，见图4。图4 扒杆布置平面扒杆之间设置角钢拉杆和支撑以保证提升装置的稳定性，见图5。注：角钢支撑用505，角钢斜撑用12510，角钢拉杆用808。图5提升装置立面处大样 (提升牛腿及吊环)，见图6。图6I处大样提升牛腿及吊环处大样，见图7。图7处大样(2)提升装置的吊装采用16t 汽车吊分件吊装提升装置。 / 5.4.3顶圈壁板及包边角钢安装(1)首先在安装完
9、成的底座上弹出筒体纵、横轴线，找出中心点，依据中心点在底座上画出圆筒体的内、外圆周线，沿圆周方向相隔400-500mm安装定位挡板，用于固定筒体壁板安装位置。(2)在起升立柱上按规定位置安装加固胀圈。(3)按排板图在底座圆周处标记出壁板的位置,用16t汽车吊将钢板就位,下端靠紧导向定位挡板,上端靠紧胀圈并用钢板间夹具固定,待整圈钢板就位后检查其垂直度和圆度,点焊固定。(4)壁板对口处的间隙采用拉近夹具进行调整。纵焊缝的对口错边量b不大于10S且不大于3mm。 对接纵焊缝处形成的棱角E0.1S+2mm，且不大于5mm，且弦长等于1/6Dg且不小于300 mm的内样板或外样板检查。(5)安装包边角
10、钢,包边角钢应与壁板贴紧,其高出壁板的局部允许偏差为4mm。5.4.4顶盖组装(1)顶盖桁架安装前先根据桁架尺寸在底板做临时支撑.安装时先将桁架下弦连接在壁板与中心立柱上进行螺栓固定。再安装上弦及其他杆件。(2)扇形钢板铺设时为防止变形和错边，焊接前用夹具夹紧再进行施焊。(3)因起升扒杆高出顶盖，扇形钢板铺设到最后在有扒杆的位置进行预留，作为人孔及起升顶盖和壁板安装用。5.4.5罐体起升(1)当最顶层壁板与顶盖组装焊接完成后，在筒节内壁下边缘对应垂直桅杆焊接吊耳及加固胀圈和挡板，16个挡板在筒体内壁沿圆周方向均布。吊耳、桅杆和筒体中心应在同一面上。(2)手动葫芦同时操作，使筒体垂直、平稳起升至
11、相应距离（筒体下边缘距底板大于等于下层筒节壁板高）。5.4.6各节壁板组装当顶盖组装完成后。利用起升装置手动葫芦使组装好的顶盖和顶圈壁板起升至规定高度后进行下一圈壁板的安装。壁板均用16t吊车进行吊装。对接环焊缝处形成的棱角E0.1S+2mm，且不大于5mm，用不小于300 mm的检查尺检查。同一断面上最大直径与最小直径之差E值，不得大于1Dg,当有内件时，按图样要求，对有开孔补强的断面应距补强面边缘10mm以外测量。环向焊缝的对口错边量b应按下列规定：6S10mm时，b20SS10mm时，b10S +1mm5.5现场焊接及焊接检验5.5.1焊接一般要求(1)焊工须持证上岗。所有参加施焊的焊工
12、，必须经过相应的考试，合格后方可施焊相应考试合格的位置焊接。 (2)焊条须按产品说明书及规X进行烘焙。烘干后焊条保存在恒温箱内随用。焊条在现场应放在保温筒内。(3)焊接引弧和熄灭都在坡口或焊道上进行。焊道始端采用后退引弧法，终端将弧坑填满。(4)焊接材料：焊接材料设计为E4301，不合格的焊条禁止使用，不得使用药皮脱落或生锈的焊条和受潮结块的焊剂。焊条和焊剂在使用前应按产品说明书及规X规定的烘焙时间和温度进行烘焙。(5)施焊前，焊工应复查焊件部位的组装和表面清理的质量，表面和坡口内外两侧20mmX围的油、锈及其污垢，必须清理干净且呈现金属光泽。(6)定位焊长度为50-60mm。定位焊所采用的焊
13、接材料型号，应与焊件材质相匹配，定位焊位置应布置在焊道内，并由持合格证的焊工施焊。(7)多层焊宜连续施焊，每一层焊道焊完后应及时清理检查，清除缺陷后再焊。多层焊的层间接头相互错开。(8)焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应查清原因，订出修补工艺后方可处理。(9)焊接完毕焊工应清理焊缝表面熔渣及飞溅物。(10)当焊接环境出现下列任何一种情况时,必须采取有效措施,否则不得施焊：风速:手工焊时10m/s；相对湿度大与90%；下雨或下雪时。5.5.2底板焊接(1)底板焊接 应采用收缩变形最小的焊接工艺及焊接顺序，且在罐壁全部组焊完毕后进行。(2)底板焊接顺序：中幅板焊接、边缘板边缘300mm焊接罐底与
14、罐壁连接角焊缝焊接剩余边缘板焊接边缘板与中幅板焊接。(3)中幅板焊接时，先焊短焊缝，后焊长焊缝。初层焊道采用分段退焊或跳焊法。在焊短焊缝时将长焊缝定位焊铲开，用定位板固定长焊缝。焊接长焊缝时由中心向两端分端退焊，焊至距边缘板300mm时停止施焊。(4)边缘板与中幅板间收缩缝焊接时，采用分段退焊或跳焊法由中心向两端进行施焊。(5)为防止焊接变形在对接接头边缘150mm处焊接加强门形板。5.5.3顶盖焊接先焊短焊缝，后焊长焊缝。采用分段退焊或跳焊法由中心向两端进行施焊。施焊时作业人员应均匀分布。5.5.4壁板焊接壁板组装时应先在罐体内进行均匀点焊。两圈壁板间应先焊纵焊缝，后焊环焊缝。焊环焊缝时工人
15、要求均匀分布同时向同一方向进行退焊。且先焊坡口面，反面用电弧刨清根。罐壁与底座板间角焊缝焊接方法与环焊缝同。5.5.5 焊接检验(1)全部焊缝在检验和总体实验合格前，严禁涂刷油漆，焊缝外观应符合下列规定：焊缝表面质量应符合/T4735-1997钢制焊接常压容器要求。焊缝的表面及热影响区不得有裂纹、焊瘤等缺陷，焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。对称接头焊缝咬边深度不得大于0.5mm，长度不得大于焊缝总长度的10，且每段咬边长度应小于100mm。角焊缝的尺寸应符合设计规定，外形应平滑过度，其咬边深度小于0.5mm。焊角高度无规定时取施焊件中较薄者之厚度。壁板纵向接头不得有低于母材表面的凹陷。壁板环向接头和底板对接接头低于母材表面的深度不得大于0.5mm，凹陷的连续深度不得大于10mm，凹陷的总长度不得大于焊缝总长度的
