1、技術總結 儲罐倒裝施工工藝七冶壓力容器制造有限責任公司 顧祝云一、概述近年來，儲罐倒裝通過各項目的實踐，已經摸索出一套較完整的經驗，與傳統的正裝法相比，不管從安全、質量、工期、經濟效益等方面，倒裝都有較大的優勢。倒裝法操作控制簡單、可靠、危險性小，因此已經越來越多的被采用。本工藝介紹了常規儲罐的施工工藝。2、 施工工藝流程 見下圖表安裝材料機具準備安裝現場平面布置技術質量安全交底半成品檢驗、堆放基礎驗收、放線罐底板安裝、焊接、質量檢驗提升用桅桿、脹圈、吊耳、纜風繩等安裝、調試第1帶罐壁板及頂圈角鋼安裝、焊接（從上到下計），質量檢驗頂蓋中心支撐設置頂蓋預裝配用胎模設置、頂蓋扇形板拼接、焊接、檢驗

2、罐頂蓋安裝、焊接、質量檢驗罐體充水試驗、沉降觀察第二帶倒數第二帶壁板安裝、焊接、質量檢驗最下面一帶壁板安裝、焊接、與罐底板裝配、焊接、質量檢驗罐體其它附件安裝提升設施拆除、清理竣工驗收交工資料整理罐內外清掃三、排板及預制3.1 罐底板排板示意圖： 帶弓形邊緣板排板示意圖 不帶弓形邊緣板排板示意圖排板及預制要求：（1）、罐底的排板直徑，宜按設計直徑放大0.1%0.15%。（2）、弓形邊緣板沿罐底半徑方向的最小尺寸，不應小于700mm。非弓形邊緣板最小直邊尺寸，不應小于700mm.（3）、中幅板的寬度不應小于1000mm,長度不應小于2000mm；與弓形邊緣板連接的不規則中幅板最小直邊尺寸，不應小

3、于700mm。（4）、底板任意相鄰焊縫之間的距離，不應小于300mm。（5）弓形邊緣板尺寸偏差：測量部位允許偏差長度AB、CD±2寬度AC、BD、EF±2對角線之差(AD-BC)3 弓形板示意3.2側板排版示意圖：排版及預制要求：（1）各圈壁板的縱焊縫宜向同一方向逐圈錯開，相鄰圈板縱縫間距宜為板長的1/3，且不應小于300mm，見圖中L。（2）底圈壁板的縱焊縫與罐底邊緣板的對接焊縫之間的距離，不應小于300mm。（3）開孔和罐壁焊縫之間的距離：1）罐壁厚度大于12mm，接管與罐壁板焊后未進行消除應力熱處理時，開孔接管或補強板外緣與罐壁縱環焊縫之間的距離，應大于焊角尺寸的8倍

4、，且不應小于250mm。2）罐壁厚度不大于12mm或接管與罐壁板焊后進行消除應力熱處理時，開孔接管或補強板外緣與罐壁縱焊縫之間的距離不應小于150mm；與罐壁環焊縫之間的距離，不應小于壁板厚度的2.5倍，且不應小于75mm。（4）罐壁上連接件的墊板周邊焊縫與罐壁縱焊縫或接管、補強圈的邊緣角焊縫之間的距離，不應小于150mm，與罐壁環焊縫之間的距離，不應小于75mm，如不可避免與罐壁焊縫交叉時，被覆蓋焊縫應磨平并進行射線或超聲波檢測，墊板角焊縫在罐壁對接焊縫兩側邊緣最少20mm處不焊。（5）抗風圈和加強圈與罐壁環焊縫之間的距離，不應小于150mm。（6）包邊角鋼對接接頭與壁板縱向焊縫之間的距離，

5、不應小于200mm。（7）直徑小于25m的儲罐，其壁板寬度不應小于500mm；長度不應小于1000mm。直徑大于或等于25m的儲罐，其壁板寬度不應小于1000mm，長度不應小于2000mm。 （8）采用倒裝時每帶側板預留100mm，在組裝焊接完成封口時割除多余部分。(9) 壁板下料尺寸偏差：測量部位板長AB(CD)10m板長AB(CD) 10m寬度AC、BD、EF±1.5±1長度AB、CD±2±1.5對角線之差AD-BC32直線度AC、BD11AB、CD22 壁板示意圖3.3罐頂排板要求：（1）頂板任意相鄰焊縫的間距，不應小于200mm。（2）單塊頂板本

6、身的拼接，宜采用對接。 （3）加強肋加工成型后，用弧形樣板檢查，其間隙不應大于2mm。 （4）每塊頂板應在胎具上與加強肋拼裝成型，焊接時應防止變形。 （5）頂板成型后脫胎，用弧形樣板檢查，其間隙不應大于10mm。四、底板安裝4.1罐底板安裝罐底采用帶墊板的對接接頭時，墊板應與對接的兩塊底板貼緊，并點焊固定，其縫隙不應大于1mm。罐底板對接接頭間隙，設計圖無要求時可參照下表：焊接方法鋼板厚度（mm）間隙（mm）焊條電弧焊不開坡口65±1開坡口67±1氣體保護焊不開坡口63±16104±1開坡口10215±1設計為條形基礎的，底板可點焊固定在底部支

7、撐梁上。4.2 罐底板焊接罐底板的焊接，應采用收縮變形最小的焊接工藝及焊接順序進行。且宜按下列順序進行。（1）中幅板焊接時，先焊短焊縫，后焊長焊縫。初層焊道應采用分段退焊法或跳焊法。（2）弓形邊緣板的焊接，宜符合下列規定：1）首先施焊靠外緣300mm部位的焊縫。在罐底與罐壁連接的角焊縫焊完后且邊緣板與中幅板之間的收縮縫施焊前，完成剩余的邊緣板對接的焊縫和中幅板的對接焊縫。2）弓形邊緣板對接焊縫的初層焊，宜采用焊工均勻分布，對稱施焊方法。3）收縮縫的第一層焊接，采用分段退焊或跳焊法。（3）非弓形邊緣板的罐底不宜留收縮縫。（4）罐底與罐壁連接的角焊縫，在底圈壁板縱焊縫焊接完成后施焊，由數名焊工從罐

8、內，外沿同一方向進行分段焊接。初層焊采用分段退焊或跳焊法。4.3罐底板的檢驗 儲罐底板由于是直接安裝于基礎上，采用傳統的探傷及拍片無法進行，一般采用罐底板抽真空的方法進行檢驗。真空箱示意圖：焊縫抽真空示意圖：步驟：先按要求擺放于圖示位置一，真空箱底部采用窯泥密封（也可采用橡膠泥），按圖紙要求進行抽真空試驗，達到要求后擺放于位置二，位置二與位置一搭接焊縫100mm位置，達到要求后擺放于位置三，接焊縫100mm位置，重復上述工作直至全部完成。真空泵與真空箱連接示意：為加快檢驗進度，一臺真空泵可同時配置2臺真空箱，中間采用閥門隔斷，一臺真空箱試驗完成后，移動到下一步做準備，另一臺真空箱接著做試驗。（

9、備注：不能2臺真空箱同時進行試驗）。五、桅桿設置 底板焊接完成后，進行第一帶板（從上往下計）的組對焊接，完成后即須進行倒裝桅桿的設置。5.1開始組裝側板時，須先行設置組對基準，組對基準采用在底板上設置靠碼的形式進行。5.2 桅桿設置示意圖：桅桿高度根據側板高度確定，等于板高+吊具高度300mm立柱在加固時，直徑大于20m采用剪刀撐，直徑小于、等于20m采用斜支撐，剪刀撐間隔1跨加設1組，支撐根據現場材料情況采用。頂部水平拉桿須密閉為整體，在支撐及水平拉桿加設前須檢查立柱的垂直度，以盡量垂直為原則。立柱間距展開尺寸控制在56m為宜。 5.3吊裝荷載計算P總=P壁+ P頂+ P吊具（1）式中：P壁

10、全部壁板重量kg P頂頂蓋重量kg P吊具脹圈、吊索、耳板等重量kg考慮到動荷載、不均衡等因素的影響P總=K1· K2· P總（2）式中：K1動荷載系數，取1.1 K2不均衡系數，取1.15 平均每組短桅桿所受垂直分力P總N垂（3）n式中n短桅桿數量桅桿、葫蘆、纜風繩受力計算桅桿的力圖見上圖1°吊點D的平衡，力圖見上圖2。式中：N垂= N垂 N垂 N拉=（4）C0SN水= N垂tg= （5）桅桿頂端A點的平衡，力圖見上圖3。式中： N拉= N拉（6） Fx=0N纜·C0S=N拉·SinFy=0N桅=N拉·C0S+N纜·Sin

11、桅桿所受的正壓力N桅N桅= N桅+G+t（7）式中：G桅桿上部自重，取72kg t纜風繩預拉力對桅桿產生的壓力桅桿所受的彎矩M=N拉·e1·C0S+N拉·L·Sin-N纜·L·C0S- N纜·e2·Sin·····（8）桅桿強度和穩定性計算 桅桿強度計算M N桅強= + （9）Wj Fj桅桿穩定性計算中部的撓度最大。M N桅穩= + （10）Wm ·Fm以計算結果確定所選桅桿是否安全吊裝用葫蘆、索具、纜風繩等的計算：根據罐體重量確定葫蘆、索具、纜風繩5.4

12、倒裝用短桅桿示意圖（短桅桿以159無縫鋼管為例）5.5倒裝用脹圈示意圖脹圈采用20槽鋼煨制對焊而成，焊接完成后采用樣板檢查是否符合要求，脹圈分為四瓣制作，中間預留4個16噸千斤頂頂緊高度（由于脹圈在頂緊時受力不大，一般采用16t千斤頂完全能滿足要求），脹圈每隔2m采用方形卡板與罐體側板焊接。千斤頂與脹圈示意：六、頂蓋的安裝安裝示意圖：罐頂蓋一般呈球狀，分為中心板和扇形大板。因受材距的限制，扇形大板一般需在胎模具上由幾塊板拼焊而成。胎模具呈倒置的球面，將待拼裝的頂板吊入模具內，用壓梁壓緊，先拼焊成扇形大板，然后再裝上縱環向加勁肋條，并進行焊接。弓形大板的焊接采用CO2氣體保護焊。焊后的扇形大板待

13、完全冷卻后，松開壓梁，從胎模具上拆下。頂蓋的安裝是在罐壁上段第1帶壁板已安裝焊接的條件下進行的。頂蓋安裝時，先將中心板安裝定位在罐體中部的中心平衡柱頂端上（見示意圖中中心支柱、在各1/3位置上在另行設置2根短立柱），標高應比原拱高各增加50mm，調整固定后，采用對稱吊裝的方法，將4塊扇形大板安裝成“十”字狀，再依次將各區域內的扇形大板安裝到位。搭接縫的裝配采用卡夾具連接，點焊固定。對接縫的裝配采用直接點焊固定，對接縫須注意預留最后一塊扇形板暫不下料，待其余頂板焊接完成后按實際尺寸進行下料制作。已安裝的頂蓋的焊接程序為：先焊接扇形大板間的縱向焊縫，再焊接中心板與各扇形大板內沿間的環縫，后焊接扇形

14、大板外沿與罐壁環形角鋼圈間的環縫。頂蓋的焊接一般采用CO2氣體保護焊，縱向縫施焊時宜由多名焊工采用跳焊法對稱同時焊接；外沿環縫施焊時宜由多名焊工均布，同時沿同一方向焊接。為了減少頂蓋板焊接時產生的下沉，除按方案編制的焊接方法和程序施焊外，建議所有扇形板間的長縱縫下面增設撐桿，每條長縱縫至少支撐2點。頂板在設置短桅桿部分預留出1000×1000mm的空間，待罐頂提升高度超過桅桿高度后補設安裝完成安裝要求：（1）固定頂板安裝前，應按下表檢查罐體包邊角鋼的半徑偏差：儲罐直徑D（m）半徑允許偏差（mm）D12.5±1312.5D45±1945D76±25D76&

15、#177;32（2）罐頂支撐柱的垂直度允許偏差，不應大于柱高的0.1%，且不應大于10mm。（3）罐頂應按畫好的等分線對稱組裝。頂板采用搭接的搭接寬帶允許偏差為±5mm。七、罐壁板安裝當底板、第一帶壁板、頂蓋及工裝設置好后，進行整體提升，提升高度為下部壁板的高度，提升后即可進行下部壁板的組對安裝工作。側板圍板時可采用汽車吊進行，汽車吊缺點是須多次移動支車，如多個罐體集中，可采用履帶吊移動吊裝。側板吊裝為安全考慮必須采用垂直鋼板夾進行吊裝。同帶側板按要求組對后，為防止在焊接時變形，采用在每條立焊縫上加設3組引弧板，具體要求見上圖。引弧板為保持能多次利用，可適當加大，寬度控制在150mm

16、為宜。為保證罐體在下落過程中與下部側板順利對接，在下部罐側板上加設組裝導向板，見下圖示意：在吊車的配合下，按照已排好的壁板順序依次將壁板吊裝就位，一邊吊裝，一邊點焊縱焊縫（留出安裝余量的12道縱縫不點焊，用手拉葫蘆收緊，直徑大于20m預留2道縱焊縫），待其余焊縫全部焊好后，按圍板周長切割余量，再提升組對環縫，在預留活口縱縫左右各 1000mm不點焊，等其它環縫焊完后，先焊接立縫，后焊環縫，再拆除收口葫蘆。 在焊接環焊縫時，為保證罐體盡量不出現收腰變形，須加設立向筋后方可施焊。立向筋加設示意見下圖：采用相同的方法將各帶側板安裝直至全部罐側板安裝完畢。組裝要求：（1）相鄰兩壁板上口水平的允許偏差，

17、不應大于2mm；在整個圓周上任意兩點水平的允許偏差，不應大于6mm。（2）壁板的垂直度允許偏差，不應大于3mm。（3）組裝焊接后，壁板的內表面任意點半徑的允許偏差，應符合下表規定：儲罐直徑D（m）半徑允許偏差（mm）D12.5±1312.5D45±1945D76±25D76±32（4）其他各圈壁板的垂直度允許偏差不應大于該圈壁板高度的0.3%。（5）壁板組裝時，應保證內表面齊平，錯邊量應符合下列規定： 1）縱向焊縫錯邊量：焊條電弧焊時，當板厚小于或等于10mm時，不應大于1mm；當板厚大于10mm時，不應大于板厚的0.1倍，且不應大于1.5mm；自動焊時

18、，均不應大于1mm。2）環向焊縫錯邊量：焊條電弧焊時，當上圈壁板厚的小于或等于8mm時，任何一點的錯邊量均不應大于1.5mm；當上圈壁板厚度大于8mm時，任何一點的錯邊量均不應大于板厚的0.2倍，且不應大于2mm。自動焊時，均不應大于1.5mm。（6）組裝焊接后，縱焊縫的角變形用1m長的弧形樣板檢查，環焊縫角變形用1m直線樣板檢查應符合下表規定：板厚（mm）角變形（mm）1212122510258（7）組裝焊接后，罐壁的局部凹凸變形應平緩，不應有突然起伏，且應符合下表規定：板厚（mm）角變形（mm）12151225132510焊接要求：（1）第1帶壁板裝配完畢后進行豎縫焊接，焊接方法采用CO2

19、氣體保護焊，如坡口方向在壁板外側，應先焊接壁板外側的兩道封底焊（如坡口在內側焊接順序相反），然后對焊縫反面進行挑根，挑根的方法，薄板（14）宜采用角向磨光機，厚板（14）可采用碳弧氣刨，但刨后應用角向磨光機將刨槽內的滲碳層和雜物打磨干凈。待內壁各層間焊縫焊完后，再移至罐外焊接尚未焊完的焊縫，最后按周長的要求切割調整口，并進行焊接。為了便于環縫的裝配，各條豎縫的上下端各留出150mm，暫不焊接，待環縫裝配后再焊接。（2）整體提升后采用相同方法圍設第2帶壁板，在已裝配的第2帶壁板的豎縫內面，裝上曲率補強板后進行第2帶壁板豎縫的焊接，施焊方法同前。第2帶壁板豎縫焊接完，封閉周長后將第1帶壁板圈落下與

20、第2帶壁板圈進行環縫裝配，裝配時先用卡夾具連接，待整圈環縫調整好后再點焊固定。（3）壁板環縫的焊接，采用CO2氣體保護焊，焊接程序：先焊外壁的兩道封底焊，然后反面進行挑根，挑根方法同前。焊完內壁的全部焊縫后，再移至罐外焊完余下的焊縫。環縫焊接由多名焊工均布同時沿同一方向進行施焊。壁板其余各帶的提升、裝配、焊接方法同前。八、附件安裝 儲罐的附件安裝一般包含樓梯、平臺、欄桿、管口、人孔等，安裝比較簡單、這里就不一一詳述。只是開孔接管須注意以下幾點：（1）開孔接管的中心位置偏差，不應大于10mm；接管外伸長度的允許偏差，應為±5mm。（2）開孔補強板的曲率，應與罐體曲率一致。（3）開孔接管

21、法蘭的密封面不應有焊瘤和劃痕，法蘭的密封面應與接管的軸線垂直，且應保證法蘭面垂直或水平，傾斜不應大于法蘭外徑的1%，且不應大于3mm，法蘭的螺栓孔應跨中安裝。九、罐體充水試驗9.1 儲罐安裝完畢后，應進行充水試驗，并應檢查下列內容：（1）罐底嚴密性；（2）罐壁強度及嚴密性；（3）固定頂的強度、穩定性及嚴密性；（4）基礎的沉降觀測。9.2罐底的嚴密性，應以罐底無滲漏為合格。若發現滲漏，應將水放盡，對罐底進行試漏，找出滲漏位置并按規定進行補焊。9.3罐壁的強度及嚴密性試驗，充水到設計最高液位并保持48h后，罐壁無滲漏、無異常變形為合格。發現滲漏時應放水，使液面比滲漏處低300mm左右，并按規定進行補焊。9.4固定頂的強度及嚴密性試驗，罐內水位在最高設計液位下1m時進行緩慢充水升壓，當升至試驗壓力時，罐頂無異常變形，焊縫無滲漏為合格。試驗后，應立即使儲罐內部與大氣相通，恢復到常壓。引起溫度劇烈變化的天氣，不宜做固定頂的強度、嚴密性試驗和穩定性試驗。9.5固定頂的穩定性試驗應充水到設計最高液位用放水方法進行。試驗時應緩慢降壓，達到試驗負壓時，罐頂無異常變形