(12)发明专利申请
(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 103692095 A(43)申请公布日 2014.04.02
(21)申请号 201310665792.X(22)申请日 2013.12.11
(71)申请人中国化学工程第四建设有限公司
地址414000 湖南省岳阳市八字门开发区桐
子岭北路86号(72)发明人孙韵 唐飞 陈陆初 李红云(74)专利代理机构南京正联知识产权代理有限
公司 32243
代理人卢海洋(51)Int.Cl.
B23K 31/02(2006.01)G01M 3/02(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图4页权利要求书1页 说明书5页 附图4页
(54)发明名称
大型单盘式外浮顶储罐安装施工方法(57)摘要
本发明公开了大型单盘式外浮顶储罐安装施工方法，依次包括如下步骤：预制加工步骤、罐底安装步骤、罐壁安装步骤、浮顶安装步骤和冲水试验步骤。本发明的有益效果是：铺设车辆进出坡道，方便运输车辆及吊车的进出，节省了吊车吊板的时间，缩短底板铺设施工工期；吊车直接在基础上吊装作业铺设底板，节省了租赁费用；采用自动焊机进行焊接，节约了大量的人工费用；壁板与浮顶安装同时进行，并在其间穿插附件安装，缩短了整个储罐的建造工期，在质量、安全及工期上得到了保证，具有较高的应用价值，同时也有明显的社会效益和经济效益。CN 103692095 ACN 103692095 A
权 利 要 求 书
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1.大型单盘式外浮顶储罐安装施工方法，其特征在于：依次包括如下步骤：预制加工步骤、罐底安装步骤、罐壁安装步骤、浮顶安装步骤和冲水试验步骤，
所述罐底安装步骤为：在罐基础上划出中心线和底板外边缘圆周线，按排版图铺设底板；所述罐壁安装步骤为：在底板边缘板壁板位置焊接内外两圈挡板，组装第一圈壁板并用斜撑支撑固定，立缝用夹具定位后采用气电立焊进行焊接，安装内部三角架悬挂平台，作为作业平台，组装第二节壁板并焊接立缝，采用埋弧自动横焊焊接第一节壁板横焊；在第二节壁板上安装内部三角架悬挂平台，依次安装各节壁板；
所述浮顶安装步骤为：浮顶在临时搭设的台架上施工，浮顶全部采用手工电弧焊焊接。2.根据权利要求1所述的大型单盘式外浮顶储罐安装施工方法，其特征在于：所述预制加工步骤包括底板、壁板、浮顶及附件的预制。
3.根据权利要求1所述的大型单盘式外浮顶储罐安装施工方法，其特征在于：所述罐底安装步骤中进行罐底垫板、边缘板和中幅板的划线，以基础中心标准为基准，画出中心线，再确定边缘板外边缘组装半径Rt：Rt=(R+na/2π)/cosθ，
式中：R-边板边缘水平半径；a-每条焊缝收缩量；n-弓形边缘板的数量；θ-基础坡度夹角。
4.根据权利要求3所述的大型单盘式外浮顶储罐安装施工方法，其特征在于：所述边缘板的外弧半径按放大设计半径的0.1%-0.15%，所述垫板长度方向应与边缘板边缘不平行度小于3mm，所述垫板长度方向的中心线与底板对接焊缝长度方向中心线之间的距离偏差小于3mm，所述中幅板焊接采用C02气体保护焊和埋弧碎丝填充焊。
5.根据权利要求1所述的大型单盘式外浮顶储罐安装施工方法，其特征在于：所述罐壁安装步骤中确定壁板安装沿罐底放线斜内径为：R组=（R内+R′）/COSα，
式中：R内-油罐设计内半径；α-油罐基础坡度； R′-油罐壁板焊后半径方向的收缩量；R′=ma/2π；a-每条焊缝收缩量；m-油罐壁板立缝总数。
6.根据权利要求5所述的大型单盘式外浮顶储罐安装施工方法，其特征在于：所述壁板排板时各圈壁板的纵向焊缝向同一方向逐圈错开1/4-1/3。
7.根据权利要求1所述的大型单盘式外浮顶储罐安装施工方法，其特征在于：所述浮顶安装步骤中浮顶组装工序流程为：临时架台搭设、浮顶底板组装焊接、浮顶环板组装焊接、桁架组装焊接、浮顶隔板组装焊接、浮顶顶板组装焊接以及立柱和立柱垫板组装焊接。
8.根据权利要求1所述的大型单盘式外浮顶储罐安装施工方法，其特征在于：所述冲水试验步骤具体过程为：自开始冲水至600mm时，停止冲水对罐底板进行渗漏检查，无渗漏则上水至浮顶刚好浮起，停止冲水对船舱进行渗漏检查，合格后冲水至1/2液位，停止冲水观测一天，冲水至3/4液位，停止冲水观测一天，冲水至设计最高液位保持48小时，经观测符合要求后防水，放水时控制放水速度，液位下降每天不超过3m。
9.根据权利要求8所述的大型单盘式外浮顶储罐安装施工方法，其特征在于：所述底板安装前，事先在环墙外修筑一处4米宽车辆进出坡道，环墙外坡道采用土方修筑，面层铺设石屑，并在靠环墙处用枕木高出环墙铺设。
10.根据权利要求3所述的大型单盘式外浮顶储罐安装施工方法，其特征在于：所述中幅板铺设时汽车吊开到基础上，吊车的支腿位置在已安装好的中幅板上，每个支腿下垫两块长道木。
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说 明 书
大型单盘式外浮顶储罐安装施工方法
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技术领域
本发明涉及一种大型单盘式外浮顶储罐安装施工方法，适用于大型单盘式外浮顶
储罐的制造、安装。
[0001]
背景技术
随着中国经济的高速发展，石油和成品油的需求剧增。我国已成为石油进口大国，石油已成为国家重要的战略物资，它直接关系到我国的经济发展，社会稳定和国家安全，大型立式钢制储罐是石油化工行业非常重要的储运设备。目前我国大型储罐的施工建设进入了一个新的高速发展期。[0003] 因此，大型原油储罐建造的工艺方法，对油罐质量安全及工期具有决定性意义。
[0002]
发明内容
本发明提供一种大型单盘式外浮顶储罐安装施工方法。[0005] 本发明采用的技术方案是：
大型单盘式外浮顶储罐安装施工方法，依次包括如下步骤：预制加工步骤、罐底安装步骤、罐壁安装步骤、浮顶安装步骤和冲水试验步骤，
所述罐底安装步骤为：在罐基础上划出中心线和底板外边缘圆周线，按排版图铺设底板；
所述罐壁安装步骤为：在底板边缘板壁板位置焊接内外两圈挡板，组装第一圈壁板并用斜撑支撑固定，立缝用夹具定位后采用气电立焊进行焊接，安装内部三角架悬挂平台，作为作业平台，组装第二节壁板并焊接立缝，采用埋弧自动横焊焊接第一节壁板横焊；在第二节壁板上安装内部三角架悬挂平台，依次安装各节壁板；
所述浮顶安装步骤为：浮顶在临时搭设的台架上施工，浮顶全部采用手工电弧焊焊接。[0006] 所述预制加工步骤包括底板、壁板、浮顶及附件的预制。[0007] 所述罐底安装步骤中进行罐底垫板、边缘板和中幅板的划线，以基础中心标准为基准，画出中心线，再确定边缘板外边缘组装半径Rt：Rt=(R+na/2π)/cosθ，
式中：R-边板边缘水平半径；a-每条焊缝收缩量；n-弓形边缘板的数量；θ-基础坡度夹角。
[0008] 所述边缘板的外弧半径按放大设计半径的0.1%-0.15%，所述垫板长度方向应与边缘板边缘不平行度小于3mm，所述垫板长度方向的中心线与底板对接焊缝长度方向中心线之间的距离偏差小于3mm，所述中幅板焊接采用C02气体保护焊和埋弧碎丝填充焊。[0009] 所述罐壁安装步骤中确定壁板安装沿罐底放线斜内径为：R组=（R内+R′）/COSα，式中：R内-油罐设计内半径；α-油罐基础坡度； R′-油罐壁板焊后半径方向的收缩量；R′=ma/2π；a-每条焊缝收缩量；m-油罐壁板立缝总数。
[0004]
所述壁板排板时各圈壁板的纵向焊缝向同一方向逐圈错开1/4-1/3。[0011] 所述浮顶安装步骤中浮顶组装工序流程为：临时架台搭设、浮顶底板组装焊接、浮
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说 明 书
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顶环板组装焊接、桁架组装焊接、浮顶隔板组装焊接、浮顶顶板组装焊接以及立柱和立柱垫板组装焊接。
[0012] 所述冲水试验步骤具体过程为：自开始冲水至600mm时，停止冲水对罐底板进行渗漏检查，无渗漏则上水至浮顶刚好浮起，停止冲水对船舱进行渗漏检查，合格后冲水至1/2液位，停止冲水观测一天，冲水至3/4液位，停止冲水观测一天，冲水至设计最高液位保持48小时，经观测符合要求后防水，放水时控制放水速度，液位下降每天不超过3m。[0013] 所述底板安装前，事先在环墙外修筑一处4米宽车辆进出坡道，环墙外坡道采用土方修筑，面层铺设石屑，并在靠环墙处用枕木高出环墙铺设。[0014] 所述中幅板铺设时汽车吊开到基础上，吊车的支腿位置在已安装好的中幅板上，每个支腿下垫两块长道木。
[0015] 本发明的有益效果是：铺设车辆进出坡道，方便运输车辆及吊车的进出，节省了吊车吊板的时间，缩短底板铺设施工工期；吊车直接在基础上吊装作业铺设底板，节省了租赁费用；采用自动焊机进行焊接，节约了大量的人工费用；壁板与浮顶安装同时进行，并在其间穿插附件安装，缩短了整个储罐的建造工期，在质量、安全及工期上得到了保证，具有较高的应用价值，同时也有明显的社会效益和经济效益。附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。[0017] 图1为本发明环墙外坡道示意图。[0018] 图2为本发明图1的A-A剖视图。
[0016]
图3为本发明罐底铺板的的结构示意图。
[0020] 图4为本发明边缘板组的结构示意图。[0021] 图5为本发明点焊方式示意图。
[0022] 图6为本发明底板中幅板焊接顺序示意图。
[0023] 图7为本发明的壁板安装沿罐底放线斜内径示意图。[0024] 图8为本发明的第一节罐壁板安装示意图。[0025] 其中：1、坡道，2、地坪，3、罐基础，4、环墙，5、边缘板，6、垫板Ⅰ，7、调整板，8、间隙，9、中幅板，10、点焊处，11、壁板，12、底板，13、调整杆，14、垫板Ⅱ，15、挡板。
[0019]
具体实施方式
[0026] 如图1-8所示，本发明的大型单盘式外浮顶储罐安装施工方法，依次包括如下步骤：预制加工步骤、罐底安装步骤、罐壁安装步骤、浮顶安装步骤和冲水试验步骤。[0027] 预制加工步骤包括底板、壁板、浮顶及附件的预制，在施工现场附近设立临时预制厂，在预制厂中合理布置各种施工机具设备，将甲方提供的电源、水源引入施工预制厂内。[0028] 所述罐底安装步骤为：在罐基础上划出中心线和底板外边缘圆周线，按排版图铺设底板，所述底板安装前，事先在环墙外修筑一处4米宽车辆进出坡道，环墙外坡道采用土方修筑，面层铺设石屑，并在靠环墙处用枕木高出环墙铺设，防止损坏环墙（如图1和2所示）。
[0029] 由于油罐直径大，单张罐底中幅板的重量约4吨，罐底中幅板铺设时25T汽车吊需
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开到基础上，吊车的支腿位置，应选择在已安装好的中幅板上,每个支腿下垫两块长道木，以避免压坏基础表面的沥青砂层。[0030] 基础检查验收合格后，进行罐底垫板、边缘板和中幅板的划线，以基础中心标准为基准，画出中心线，再确定边缘板外边缘组装半径Rt：Rt=(R+na/2π)/cosθ，式中：R-边板边缘水平半径；a-每条焊缝收缩量；n-弓形边缘板的数量；θ-基础坡度夹角（如图3所示）。
[0031] 以基础中心和四个方位标记为基准，画十字中心线，按排版图进行罐底垫板（包括罐底边缘板和中幅板）放线，边缘板的外弧半径按放大设计半径的0.1%-0.15%确定，进行切割下料成型，底板放线等罐底垫板焊接完成后进行。[0032] 以基础中心为中心，以Rt为半径，依据排板图，划出罐底边缘板各条组装线，沿划线位置铺设垫板，垫板顺序铺设。垫板长度方向应与边缘板边缘平行，不平行度应小于3mm，垫板长度方向的中心线与罐底板对接焊缝长度方向中心线之间的距离偏差应小于3mm，垫板的铺设应留有足够的活口。[0033] 边缘板铺设时，从某一方位开始，向两边进行定位铺设，以确保铺板位置的准确性。边缘板调整板最后安装，按实际情况切割掉多余的部分。铺设时，必须保证组对间隙内大外小的特点（外侧间隙为6—8mm，内侧间隙为8-12mm），边铺设边用组合卡具固定（如图4所示）。
[0034] 中幅板铺设应按从中间往四周的顺序铺设。中幅板边组对边点焊，点焊时底板与垫板要紧贴，间隙控制在1mm以下；点焊方式采用隔200mm焊50mm的方法，点焊时一定要注意，只点焊长边（长边端部约为300—500mm不点焊），且只允许点焊一边，短边不得点焊，点焊后该板所处位置要与排版图相符合（如图5所示）。[0035] 当底板与壁板T角焊缝全部焊接完，即可组对全部的收缩缝，收缩缝焊接完后，首先划线用半自动切割机将中幅板多余的部分切除，再将异型中幅板端部预留的焊缝及中幅板与边缘板间的龟甲缝一起组对，底板的组装全部完成。[0036] 边缘板的焊接采用焊条电弧焊，所有焊工必须均匀分布，按照同一方向同时焊接，保证边缘板焊接收缩均匀；中幅板焊接采用C02气体保护焊+埋弧碎丝填充焊；龟甲缝焊接采用焊条电弧焊封底+埋弧碎丝填充焊，在安装第一圈壁板前，首先进行边缘板外侧300mm焊缝的焊接；罐底中幅板焊接，先焊短缝，后焊长缝，中幅板长焊缝由罐中心焊缝开始依次向两侧焊接，从而预防焊接变形，保证焊接质量（如图6所示）。[0037] 罐壁安装步骤为：在底板边缘板壁板位置焊接内外两圈挡板，组装第一圈壁板并用斜撑支撑固定，立缝用夹具定位后采用气电立焊进行焊接，安装内部三角架悬挂平台，作为作业平台，组装第二节壁板并焊接立缝，采用埋弧自动横焊焊接第一节壁板横焊；在第二节壁板上安装内部三角架悬挂平台，依次安装各节壁板。[0038] 确定壁板安装沿罐底放线斜内径为：R组=（R内+R′）/COSα，式中：R内-油罐设计内半径；α-油罐基础坡度； R′-油罐壁板焊后半径方向的收缩量；R′=ma/2π；a-每条焊缝收缩量；m-油罐壁板立缝总数（如图7所示）。[0039] 罐底板组装完，罐底边缘板对接焊缝外侧300mm全部焊接完，并探伤合格，在边缘板上划出安装半径后，根据罐壁排板图，在圆周上划出第一节壁板每张板的安装位置，并检查第一圈壁板上的开孔位置是否符合设计图纸及规范要求。
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沿组装园电焊组装挡板，根据排版图和防线位置，采用25t汽车吊并使用吊梁进
行壁板的吊装，首先从进出油管口板开始安装，沿逆时针或顺时针逐张排列（也可沿两个方向同时安装），第一张板在内侧加两根调整杆，以后每张板加一根调整杆，相邻两板之间用立缝夹具连接，以进行立缝间隙、上口水平度、弧度及错边等的粗调，壁板组装完成后，按先调整椭圆度，再调整上口水平度，最后调整垂直度的次序来调整三度。椭圆度：用组装挡板及方销子、立缝夹具进行调整。水平度：用方销子或千斤顶调整，垂直度：用调整杆和立缝夹具进行调整，在第一节壁板立缝焊接后，应再次对三度进行检查调整，以作为第二层壁板组装的基准，检查椭圆度用弧板，检查上口水平度用钢卷尺和水准仪，检查垂直度用线锤。[0041] 第二节至第八节壁板安装在已焊接完成的下层壁板检查合格后进行。每节壁板安装顺序为：组装第二带板前在第一带板上搭设一圈内部三脚架悬挂平台作为作业平台，以供第二带组装焊接用；待第二带板焊接完成之后，将三脚架悬挂平台放在第二带板上；以后各层循环进行。在靠近罐人孔处搭设斜梯，以供作业人员上、下作业平台，在浮顶施工时将顶下面的斜梯拆除，安装在浮顶上。各圈壁板的组对为提高工效，减少高空作业，方便安装，其它各圈壁板的组对前，应提前把壁板上的卡具焊接在罐壁内壁。[0042] 立缝组对从内侧进行，组对间隙为5mm，组对好后焊上E型板；所有立缝均采用手工电弧焊和气电立焊相结合的焊接方法；第一节壁板纵缝下部约300mm采用手工焊接，其余各节壁板纵缝下部约50mm采用手工焊。焊前先在壁板顶上点焊两块熄弧板。第一、二圈立缝焊接分两次成型，先焊外侧，后焊内侧,两台焊机对称分布，朝同一方向自下而上进行焊接。
[0043] 所述浮顶安装步骤中浮顶组装工序流程为：临时架台搭设、浮顶底板组装焊接、浮顶环板组装焊接、桁架组装焊接、浮顶隔板组装焊接、浮顶顶板组装焊接以及立柱和立柱垫板组装焊接，浮顶在临时搭设的台架上施工，浮顶全部采用手工电弧焊焊接；
浮顶组装在浮顶临时支架上进行。在罐底根据支架图划出临时支架立柱的位置，立柱的位置尽可能避开浮船支柱的位置；临时支架的组装从中心向四周进行，中间部分采用菱形网状排列，相邻支架由横梁连接组成三角形。边缘部分沿罐壁向内300mm组装一道环形支架，环形支架用角钢和中间部分支架相连；调整临时支架，使其船舱支撑面在同一个平面上；临时支架的高度比船舱底板正式高度增加150mm。[0044] 按照排板图及设计要求安装边缘浮舱，铺设浮顶板，从中心向四周铺设，边铺设边进行点焊；浮顶焊接顺序参照罐底的焊接顺序；浮顶板的焊缝焊完，真空试漏和煤油试漏完，安装中央浮舱板，顶板铺设时及时焊接仰焊部分的焊缝，减少封闭后船舱内的焊接作业。中央浮舱顶板的铺设顺序同浮顶板。
顶附件包括船舱人孔、支柱、集水坑、透气阀、量油管口，呼吸阀，浮梯轨道，刮腊现
场、密封系统、浮顶人孔及中央排水管等组成，在罐外预制好的附件，待浮顶焊完后，先按照图纸标定的位置进行测量、放线、划出各个附件的安装位置线，开船舱人孔，然后到各个区域对照浮顶顶板上划线位置。准确确定支柱套管，集水坑，浮顶人孔、透气阀、量油管口、呼吸阀、浮顶轨道等的位置，确定后进行上述各项的开孔，安装和焊接。焊接后按设计要求进行检查合格，再进行刮腊密封等附件的安装，以及浮顶中央排水管的安装和焊接。[0046] 浮顶立柱安装时，先调整其高度。按其设计高度预留出200mm调整量，安装时由多人同时进行，可用临时架台可调整螺母调整，安装支柱，用销子固定在套管上，每根立柱都
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安装后，即可拆除浮顶架台，并从人孔将其导出，架台拆除后，即可进行浮顶底面各附件的安装和焊接。
[0047] 浮顶支柱的再调整是在充水试验时，再放水过程中进行。其调整方法是放水至水位比浮顶最底位置高出300mm时停止放水，调整各个立柱的实际需要长度。[0048] 包边角钢、盘梯及平台、浮梯、量油管及平台，这些构件在平台上预制。盘梯分两段安装，盘梯平台整体安装，量油管平台整体安装，浮梯预制成两段，其中一段留出300mm调整量，待量油管平台和浮顶上的轨道安装完后，实测其尺寸，然后把转动浮梯组对起来，预制浮梯时注意起拱度，组对后，浮梯整体吊装，吊装时注意防止弯曲和变形。[0049] 盘梯及平台的三角架、垫板、按图纸尺寸随着罐壁的安装而安装，并且焊接完善。安装盘梯时用吊车吊起第一段放在三角架上找正定位，焊接固定。下段盘梯安装后，安装盘梯的中间平台，并将盘梯中间平台的扶手、栏杆等安装焊接完。罐壁包边角钢安装焊接完。[0050] 量油管安装要求位置准确，与抗风圈孔配合恰当，连接可靠。 量油管上部平台安装完，下部支撑定位。导向现场安装后，进行量油管的安装，量油管预制成整体，注意其平直度一定要达到要求，安装时注意其垂直度达到标准要求。[0051] 所述冲水试验步骤具体过程为：自开始冲水至600mm时，停止冲水对罐底板进行渗漏检查，无渗漏则上水至浮顶刚好浮起，停止冲水对船舱进行渗漏检查，合格后冲水至1/2液位，停止冲水观测一天，冲水至3/4液位，停止冲水观测一天，冲水至设计最高液位保持48小时，经观测符合要求后防水，放水时控制放水速度，液位下降每天不超过3m。[0052] 铺设车辆进出坡道，方便运输车辆及吊车的进出，节省了吊车吊板的时间，缩短底板铺设施工工期；吊车直接在基础上吊装作业铺设底板，节省了租赁费用；采用自动焊机进行焊接，节约了大量的人工费用；壁板与浮顶安装同时进行，并在其间穿插附件安装，缩短了整个储罐的建造工期，在质量、安全及工期上得到了保证，具有较高的应用价值，同时也有明显的社会效益和经济效益。
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