純堿筒倉制安工法.doc

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筒倉施工網(wǎng)絡圖一、前言在大型立式金屬儲罐的施工中，廣泛應用了倒裝法，但受設備的結構型式、設備重量、現(xiàn)場條件等因素的限制，常用的氣體頂升法、中心桅桿倒裝法和群抱抬吊等施工方法，在重量較大、下部附件較多、結構較為復雜、高度與直徑之比較大（H/D2）的筒型儲罐施工中，就不適用了。本工法采用下部正裝、上部倒裝的施工方法。倒裝采用中心桅桿和內環(huán)群抱相結合。由于綜合了各種施工方法的優(yōu)點，所以本工法具有高空作業(yè)少、不需大型起重機械、手段用料少、施工機械設備簡單、受現(xiàn)場環(huán)境條件的影響不大，便于掌握和操作等優(yōu)點（詳見附錄四幾種施工方法的經(jīng)濟技術性比較）。在連云港堿廠純堿筒倉的施工中，采用了本工法，收到了很好的效益。以本工法和純堿筒倉為研究對象的QC成果合理安排施工，提高筒倉制安水平，獲中化總公司第八次成果發(fā)布一等獎。二、施工工藝在大型金屬儲罐施工中，群抱抬吊法是倒裝法常見的一種方法。為了解決儲罐下部附件較多，結構較為復雜、工程量較大的問題，對儲罐的下部采用的是正裝法，這樣便于內部附件的吊裝組對和焊接，改善了工作環(huán)境。純堿筒倉為頭重腳輕結構，且高度與直徑比大于2，因此，一旦群抱中某一點發(fā)生故障，就可能出現(xiàn)筒體的傾倒現(xiàn)象。用纜風繩扶罐頭，在倒裝起吊的過程中，操作較為繁瑣，并且安全性也并不可靠。用中心桅桿來防止筒體的傾斜，操作就比較簡便了，不需每次提升筒體時都要松纜繩，并且可利用中心桅桿來解決因安裝高度不夠，內環(huán)群抱在罐內無法安裝的問題、即罐頂和最上兩帶板的吊裝問題。群抱在罐內安裝后，便可利用內環(huán)群抱抬吊筒體，達到組裝整體儲罐的目的，當儲罐整體組焊完后，拆除群抱和倒裝用的臨時內外鋼平臺，再利用中心桅桿組焊上下活動臨時操作臺，進行罐體的內防腐工作。如圖一所示。三、工藝程序（一）組裝工藝在基礎上焊制裙座及底圈筒體板吊裝在平臺上頂制好的圈梁及十字梁板（下片）組焊十字梁及十字梁腹板吊裝在平臺上預制好的圈梁及十字梁板（上片）吊裝預制好的漏斗組焊下面第二帶筒體板組焊漏斗安裝中心桅桿、搭設倒裝用內外鋼平臺搭設頂板胎具及組焊最上一帶板組焊頂板利用中心桅桿吊裝頂板和最上第一、二帶板安裝內環(huán)群抱利用環(huán)抱抬吊罐體拆除群抱及倒裝用鋼平臺安裝內防腐用上、下活動鋼平臺筒倉的內防腐拆除中心桅桿及活動平臺組焊中心頂板中心頂板焊縫處的防腐筒倉制安結束。（二）桅桿的選擇1、本工法中，中心桅桿是關鍵，它起到了一桿多用的作用。（1）利用中心桅桿起吊頂板和第一、二帶筒體板；（2）起安全防護作用，可防止筒體在倒裝過程中傾斜；（3）用活動平臺的滑道和支承桿，以防止防腐時平臺上下活動碰壞防腐層和平臺的傾斜。在中心桅桿的選擇上，力求選擇直徑較小的鋼管，以便安裝和拆除。根據(jù)上述三種作用中的受力情況，僅對其在起吊頂板和第一、第二帶筒體板的受力情況進行分析，對其穩(wěn)定性進行驗算、計算，吊裝時，應注意桅桿起吊用的吊點不在桅桿的最頂端，其目的是為了盡量減少桅桿的細長比，盡量增加起重量。如圖二所示。2、利用群抱進行倒裝時，在筒體內應設置脹圈，為防止吊耳直接在筒體上，對筒體造成不良影響，下吊耳應焊在脹圈上。吊裝時，脹圈與筒體的接合形式如附圖一所示。（三）其它工藝要求1、倒裝用平臺的安裝高度與正裝的最上一帶筒體板上口平齊，平臺的安裝形式和結構如圖二所示。2、在待圍壁板內側面倒鏈所在位置（群抱位置），把壁板高度劃分成若干等分，并注明數(shù)字做為觀察罐體提升高度的標記。3、外側立縫的蓋面應待內側立縫焊完后再焊。4、內外兩壁板要留出5mm左右的頂升間距。由于待安裝壁板不在本身圓周位置，其周長加大。為了保證周長的實際尺寸，因此，待安裝壁板要保留一道或若干道對稱的立縫不焊。立縫活口處理辦法如圖三所示，圖中兩個倒鏈要稍稍收攏，在待安裝壁板外側上端每隔一定距離（1000mm左右），還要點焊一塊控制上、下兩帶板環(huán)縫對口錯位的限位板，如圖三所示。5、在提升罐體時，標記在待組裝壁板內側的數(shù)字逐漸從壁板下顯露出來。根據(jù)這些數(shù)字統(tǒng)一指揮，嚴格控制倒鏈，使提升速度步調一致。當筒體出現(xiàn)傾斜時，要將低處倒鏈拉緊，高處倒鏈放松，并敲擊振動，使筒體克服摩擦死點恢復平衡。當筒體提升到其下端比待組裝壁板高10mm左右時，使其固定在這一高度，同時收緊待組裝壁板立縫活口倒鏈，利用壁板上的限位板，使上下兩帶壁板環(huán)縫對齊，并將活口立縫點焊牢固。此時，焊工立即沿環(huán)縫均布，采用放松提升倒鏈或者把下面壁板向上撬的辦法，調整兩帶壁板的環(huán)縫對口間隙，實施點焊。點焊長度應予以保證，可每隔300mm點焊30mm長度的焊道。點焊后，按照先立縫、后環(huán)縫的順序，對所有未焊的焊縫施焊。這時罐內剛組裝的壁板立縫也暴露出來，清根后同時焊接。為改善工作環(huán)境，環(huán)縫的清根工作可在罐外進行，即先焊罐內環(huán)縫，后焊罐外環(huán)縫。6、在中心頂板的中心，焊一法蘭短管，通過該孔利用吊籠進行該焊縫處的防腐工作。如圖四所示。7、制做如圖五所示的弧板帶頭壓制胎具。8、由于受施工現(xiàn)場的環(huán)境、條件和吊車行駛道路限制，本工法采用卷揚機進行牽引滑動圍板的配合方法。如圖六所示。卷揚機鋼絲繩在平臺上的改向滑輪要與吊車相對成180，卡鋼板的鋼板卡子要卡在需拉鋼板長度向的四分之一處（不得小于1/4L）。這樣可利用罐體呈圓形的特點，使牽引繩與鋼板卡子卡住的鋼板成環(huán)型線，從而使牽引繩緊緊壓住了鋼板的一角，以防鋼板在滑動時向外傾斜，確保鋼板能緊貼著罐壁順利地朝著需要的方位滑動。為防止鋼板傾倒，還須在固定筒體上焊臨時限位裝置，個數(shù)從90180270不少于6個。（見圖六）（四）焊接工藝本工法對焊接工藝要求如下：1、頂蓋焊接（1）包邊角鋼的焊接順序：應先焊角鋼對接縫，再焊內部搭接角焊縫，最后焊接外部搭接連續(xù)角焊縫。（2）頂板焊接順序a、先焊內側的斷續(xù)焊縫，后焊外部的連續(xù)焊縫；b、連續(xù)焊縫應先焊環(huán)向短環(huán)縫，再焊徑向長焊縫，長縫的施焊由中心向外分段退焊。2、筒體焊接（1）壁板對接焊縫的坡口型式a、壁厚9mm b、壁厚10mmc、環(huán)縫坡口（2）參加筒體焊接的焊工，應均勻分布，并沿同一方向分段倒退焊接。（3）焊接順序a、帶板圍好后，留出活口，其余縱焊縫從外側焊一至二遍，然后起吊筒體，組對環(huán)縫。b、縱焊縫從外側焊夠一定厚度后，方可進行環(huán)縫焊接。c、下帶板的縱焊縫全部焊完后，方可進行環(huán)縫焊接。3、筒底焊接（1）環(huán)形底板在基礎上組對，其對接焊縫墊起15mm，作為反變形量。焊接中密切注意變形量，當接頭達到平整時，停止焊接，剩余焊接量等第一帶板組對完畢后焊接。（2）第一帶板與環(huán)形底板的角焊縫，應有多名焊工均布，先里后外或里外同時分段退焊。（3）圈梁及十字梁上下板的對接焊縫，應盡量在地面焊接，以減少仰焊。當出現(xiàn)仰焊時，應先焊仰焊，再在平焊位置氣刨、焊接。（4）十字梁腹板、筋板的焊縫，應在與圈梁及十字梁下板組對成型后焊接，焊工應對稱分布跳開焊接，不得在一個接點一焊到底，焊接中應密切注意焊接變形，一旦出現(xiàn)問題，立即停止。（5）漏斗焊接時，應十分注意丁字焊縫處的質量。（6）筒底各部焊縫坡口型式。a、環(huán)形底板對接焊縫的坡口：b、圈梁及十字梁上下板與十字梁腹板的坡口形式c、漏斗、錐斗的對接焊縫的坡口形式參考筒體的形式執(zhí)行。d、錐斗與漏斗不等厚對接縫的坡口形式：四、機具設備主要機具設備一覽表序 號名 稱型 號數(shù)量備 注1滾床2530001臺2半自動切割機1003臺3手拉葫蘆HS10（10t）12個2個備用4空壓機9/71臺5手拉葫蘆2t4個6電焊機26KW2臺直流7電焊機12KW10臺直流8油壓千斤頂200t2個9鋼絲繩式手拉葫蘆QY31個10電動角向磨光機10010把11風動砂輪15015把12焊條烘干箱5001臺13焊條烘干箱2501臺14履帶吊15t1臺15觸電保安器12塊16行燈變壓器220V/12V1個17拉力表8t6塊18軸流風機5002臺19卷揚機5t1臺20X光探傷機TX-25051臺21超探儀CTS-221臺五、質量標準（一）工程質量應符合GBJ236-82和HGJ210-83的規(guī)范要求，并參照ACI313-77美國筒倉設計與施工建議中的有關規(guī)定。（二）質量控制流程圖，見附圖六。（三）組裝技術要求及質量控制方法1、組裝前，應對每塊板進行弧度復測，不符合預制要求的重新找，但要防止錘痕。2、為防止焊接裂紋和減少焊接應力，應避免強行組對。3、壁板組裝前，應在底板上劃出第一帶板的組裝圓周線，并沿圓周內側，每隔一定距離點焊定位角鋼，應注意其長度為設計內徑的計算周長加壁板立縫的焊縫收縮量。4、組裝時，應在頂蓋上和組裝的底面上，以離中心300500mm的圓周上，做出23點（互為90o或120o），并在頂蓋上掛一下小于2kg的線墜，使組裝過程中，線墜與理論中心的距離不大于相應組裝高度的壁板垂直度的允差范圍。5、每帶板焊接前和焊接后，必須測量其幾何尺寸，包括周長、水平半徑、凹凸度等，全部合格后作好記錄，方可進行下道工序的施工。6、組裝后，簡體幾何尺寸應滿足下列要求：幾何尺寸允許偏差表序號項 目允 差備 注1筒體高度5/1000為設計高度2水平半徑13mm罐壁任意點3實際周長不大于組裝周長線的0.2/1000每圈壁板側上下兩處4每圈壁板的垂直度偏差不應大于其高度的3/10005局部凹凸度13mm壁板沿水平和垂直方向至少測量兩處6罐頂成形后與樣板的間隙焊前6mm焊后15mm六、勞動組織各主要工序的勞動力組織一覽表 工作項目 人數(shù)（人）工種施工準備漏斗預制預制和正裝倒裝和預制內外防腐掃尾鉚工10715824電焊工441012101212氣焊工234411電工222222探傷工4444起重工6281244油工2262其它用工22542工期（天工（工日）4202882080120027075需耗總工時4483個，工期110天。勞動力平衡表人數(shù)（名） 52人 48人 48人 24人 15人 n10天 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 （天）施工準備部件預制正裝和預制階段倒裝和預制階段內外防腐完善主要工序七、安全措施（一）所有參加施工人員，必須熟悉安裝方案及國家或部頒的有關安全條例，并在施工中嚴格執(zhí)行。（二）在吊裝中，應隨時檢查受力和纜風繩，發(fā)現(xiàn)異常情況立即停止施工，進行檢查處理。（三）倉內照明應采用低壓照明線路，電壓不得大于12V，如采用碘鎢燈照明，倉外電源線路上，必須安裝觸電保護器。（四）應做好接零接地，現(xiàn)場的電源和各線路，應嚴格管理，防止觸電事故。（五）進入容器施工，必須配戴規(guī)定的防護用具，打磨時，應用風動砂輪，如用電動砂輪，則容器外必須接觸電保護器。應做好置換通風等工作，容器外應有專人監(jiān)護，監(jiān)護人員必須堅守崗位。（六）隨時檢查提升用的導鏈，應使其處于良好的使用狀態(tài)。起吊時，應統(tǒng)一指揮。（七）為防止導鏈受力不均，除在待安裝壁板上劃出刻度，在吊裝過程中使罐體各吊點的提升速度一致外，還應每隔一吊點設置拉力計一塊，以便隨時觀測各點受力情況。（八）群抱和中心桅桿在其吊裝過程中，應處于鉸支狀態(tài)。中心桅桿吊完頂板后，應與十字梁（或罐底）焊牢。（九）以筒倉中心為圓心，半徑15m范圍內為安全警戒區(qū)。作業(yè)平臺下，應掛安全網(wǎng)，且應伸出平臺2m。作業(yè)臺上的工具應擺放整齊有序，小型工具材料應用工具袋裝拿，以免掉下傷人，施工現(xiàn)場應設明顯標志，非工作人員不得入內，作業(yè)平臺下嚴禁站人。（十）在安裝過程中，每帶板都應在當天組裝完畢，點固后，放穩(wěn)在組裝平臺上。（十一）應避免在大于4級風的情況下起吊安裝。八、經(jīng)濟分析（一）主要手段用料序號材料名稱規(guī) 格 材 質數(shù) 量用 途1鋼板=20 A3F165m2預制平臺2鋼管抱桿c21910，L=4.5m,20#10根群抱3鋼管抱桿27310，L=20m,20#1根中心桅桿4腳手鋼管Dg32 A3F50根5槽鋼18 A3F250m6槽鋼12 A3F250m7槽鋼10 A3F50m8花紋板=4.5 A3F25m2(二)主要消耗材料的單噸耗量序號材料名稱規(guī) 格單 位數(shù) 量1電焊條T507、4.0Kg11.072電焊條T507、3.2Kg5.043氧氣M32.364乙炔M31.785碳精棒6.0根1.15（三）機械臺班（單噸臺班數(shù)） 序號機械名稱規(guī) 格單 價臺班數(shù) 1卷板機25300096.210.202履帶式起重機15t97.010.623卷揚機5t15.240.624空壓機9/775.120.705電焊機17.704.736電焊條烘干箱5006.540.787X光探傷機TX-250532.160.348超聲波探傷儀CTS-2224.630.789半自動切割機1003.351.13(四)物資管理措施1、材料應符合本公司質量控制手冊規(guī)定。2、所有材料均應有材料合格證，并符合設計文件及有關規(guī)范的要求。3、材料應按不同規(guī)格、材質分類堆放，妥善保管，并做好材料標志的轉移。4、焊接材料應放置在干燥通風的地方。5、實行限額領料制度，根據(jù)計劃監(jiān)督檢查。（五）綜合技術經(jīng)濟分析實踐證明，本工法較其它施工方法，具有機械臺班費少、施工方法簡單，便于操作，手段用料少、施工速度快、安全性較可靠特點。這是因為：1、采用中心桅桿后，吊裝頂板不需要大吊車，并且內防腐不需搭設滿腳手架，這樣施工速度較快，安全性也較好，手段用料相應地也就用的少了。2、采用群抱抬吊法較整體正裝的優(yōu)點是眾所周知的。較氣頂法也具有施工機具簡單，操作方便、安全可靠等優(yōu)點。3、由于采用了下部正裝，上部倒裝的施工工藝，因此，施工環(huán)境較好，安全可靠，機械費用低，手段用料較少，施工速度快，耗工較少。4、由于采用了牽引滑動圍板法，避免了不必要的吊車大幅度帶荷升降、轉桿產生的吊車帶荷大幅度沖擊擺動，相應地減少了多工種交叉作業(yè)時的事故發(fā)生。因為吊車減少了帶荷行走，減少了事故的發(fā)生，減輕了工人的勞動強度，加快了施工進度，提高了工作效率，同時也降低了材料的消耗。九、工程應用實例（一）概述江蘇連云港堿廠和河北唐山堿廠，均有純堿筒倉三臺。其各項參數(shù)如下表所示。筒倉性能參數(shù)一覽表序號名稱性能參數(shù)1規(guī)格h=1000020415（8-30）2總高24450mm3材質16Mn4焊接材料T5075設備凈重161,262Kg6設計規(guī)范參考ACI313-77美國筒倉設計與施工建議及DIN1055西德筒倉設計規(guī)范7驗收規(guī)范GBJ236-82、HGJ210-838焊縫探傷比例縱縫20%，環(huán)縫15%9焊縫探傷合格級別GB3323-82 級10圈梁及十字梁探傷比例全部對接焊縫做100%X射線探傷（二）施工機具的選擇1、抱桿的選擇經(jīng)驗算，中心桅桿選用27310無縫鋼管，材質為20#鋼，受力段桿長L=15m,總長為20m。內環(huán)群抱10根，規(guī)格為21910，桿長為4.5m。2、其它施工機械的選擇詳見第四章主要機具設備一覽表。（三）經(jīng)濟技術分析1、幾種施工方案的經(jīng)濟技術對比表（詳見附錄四）2、連堿筒倉實際效果（1）工程成本為96.5萬元，單噸綜合費用為0.20萬元/噸。（2）實際耗用工時13449個，單噸綜合耗工為27.8個。（3）單臺最短工期110天。此文檔僅供學習與交流附錄一 筒倉施工管理以計劃調度為中心，以勞動定額為依據(jù)，運用項目管理法合理調配標準保證各施工點各專業(yè)力量的平衡勞動力管 理 保證各工序的合格率隨時監(jiān)測各工序的質量技術質量管理嚴格執(zhí)行各工種的安全操作規(guī)程，認真執(zhí)行文明施工管理辦法筒倉施工管理獎罰分明杜絕安全事故，做到工完料凈場地清安 全 及文明施工設備機具管理獎優(yōu)罰劣保證設備的完好率隨時檢修設備，設備機具責任到人，日登記運轉記錄節(jié)約有獎保證施工現(xiàn)場的急需實行限額領料制度，根據(jù)計劃監(jiān)督檢查材 料管 理附錄二：中心桅桿的受力計算及步驟1、初選桅桿的規(guī)格、材質、計算受力段桿長L和桅桿總長L0查表：截面積A，慣性距I 截面系數(shù)W，慣性半徑r，單位桿長重量g2、計算細長比=L/r3、求穩(wěn)定系數(shù)p（1）求穩(wěn)心率=eA/W式中e為偏心距，根據(jù)和查表求得p4、計算正壓力P=P+G/Z+t+S(1)式中P為總計算載荷P=（Q+q）k1.k2式中Q為頂板及第一、第二帶板總重量，q為附加載荷k1為超載系數(shù)，一般取1.11.5k2為動載系數(shù)，一般取1.11.5（2）t 為纜風繩予拉力的垂直分力t=0.7T(n-2)sina式中，n為纜風繩數(shù) a為纜風繩與地面夾角根據(jù)n和a ，可查表求得T（3）S為拉動導纜的總拉力S=nS式中，n為導