上海LNG內罐施工交流資料中國石油天然氣第六建設公司

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一概述二主要施工工藝流程三關鍵工序施工方法描述四施工重點及難點五施工場地的占用六施工用電方案七雨季施工措施八內罐施工HSE措施九主要工序人力方案及施工工期十設備資源投入情況一概述我公司在上海液化天然氣接收站工程中承建了1座全容式16.5萬m3LNG儲罐〔TK0202〕。2007年4月6日合同簽定，2007年4月15日開始根底施工，2007年5月15日開始罐體預制工作，竣工日期為2021年4月8日。該LNG儲罐根本設計參數如下：設計凈容量〔165,000m3〕，設計溫度〔-165℃〕，儲罐罐壁高〔40520mm〕，罐底至拱頂高〔52623mm〕，設計最高液位〔37385mm〕，最大正常工作液位〔36263mm〕，最小正常工作液位〔1543mm〕，罐內徑80m，內罐重量〔1526噸〕，外罐重量〔1186噸〕，儲罐總凈重3668噸。內罐施工主要包含以下局部：拱頂、鋁吊頂施工；罐底襯板、罐壁襯板施工；熱角保護層施工；內罐底板、內罐壁板施工；保冷施工及內部接管等。其中敷設于混凝土內壁的壁板稱為罐壁襯板；混凝土根底上外表敷設的底板稱為罐底襯板；直接盛裝LNG介質的Ni9%鋼罐體稱為內罐；在內罐與罐體襯板之間的Ni9%鋼罐體稱為熱角保護層。在每層罐底和罐壁之間敷設保冷材料。二主要施工工藝流程主要施工工藝流程見以下圖預制工作及工卡具制作罐底襯板安裝鋁吊頂組裝鋁吊頂軌道梁氣頂升基礎混凝土施工

PC墻施工承壓圈安裝罐頂安裝安裝:土建：

續上頁珍珠巖塊安裝罐壁(PC)襯板安裝內罐底底部保冷及底板熱角保護頂板、罐壁保冷及壁板熱角保護底邊緣板及下部保冷混凝土環澆注內罐壁板安裝內罐底邊緣板安裝充水試驗封閉PC墻上的臨時開口封閉墻襯板和熱轉角保護安裝LNG泵井內罐管線安裝封閉內罐壁板上臨時開口安裝加強圈和頂梁熱角保護周邊板布置雙帶板預制熱角保護底部保冷及底板珍珠巖填充、氮氣置換、預冷卻施工轉角板制作成型〔2007年7月23日〕Cornerplatefabrication罐底襯板轉角板鋪設〔2007年9月14日〕installbottomcornerplate罐底襯板鋪設Layingbottomlinerplate〔2007年8月3日〕中心圈制作〔2007年7月23日〕Centralringfabrication中心圈制作完成〔2007年8月18日〕Centerringfinish單軌吊車梁制作〔2007年8月24日〕Monorailbeamfabrication承壓圈下料〔2007年8月24日〕Materialcuttingforcompressionring三關鍵工序施工方法描述

1拱頂組裝拱頂的安裝是LNG罐的重點之一，由于拱頂板外形尺寸較大，其吊裝存在一定難度，需要利用250t履帶吊。1.1組裝方法◆拱頂由弧形梁及頂板組成，采用分塊組裝。現場分中心拱頂一塊，大、小瓜皮型拱頂板各12塊，大塊拱頂重量18噸，小塊拱頂9噸，拱頂板弧長38m多。拱頂板分別在組裝胎具上組裝焊接后，利用100t履帶吊吊至存放胎具上。制作組裝胎具2座，存放胎具6座。存放胎具要等分四處分別放置在罐周圍，以便吊車站位和吊裝。2007年5月23日完成拱頂預制胎具一座〔共兩座〕CompleteonesetrooffabricationsupportonMay23rd,2007拱頂型鋼下料制作〔2007年5月31日〕Cut&fabricatestructuralsteelforroofbyMay23rd,2007拱頂塊鋪板焊接〔2007年6月9日〕Fabricatingroofblock拱頂塊存放支架制作〔2007年6月9日〕Fabricateroofblocksupport拱頂塊吊裝移位過程中〔2007年6月9日〕Liftingroofblock拱頂塊吊裝移位到存放支架〔2007年6月9日〕Liftandmoveroofblocktoitssupport◆在罐內底部襯板上安裝臨時拱頂組裝中心支架一組及沿罐邊96個邊緣支架。邊緣支架與墻體預埋件用型鋼連接固定，保證支架穩定，做好等分標記。◆在罐內用25t汽車吊將中心拱頂板吊裝至中心支架上。在PC混凝土墻體施工到第四層時〔約16m〕，罐外利用250t履帶吊首先將大塊拱頂板按十字方向對稱吊裝到罐內臨時組裝中心架和邊緣支架上，在松吊鉤前利用剪式升降機將每塊拱頂中間的臨時支架頂緊并測量，以保證在同一設計標高處。第一塊拱頂塊安裝〔2007年9月26日〕Roofblockinstallation第一塊拱頂塊安裝就位中〔2007年9月26日〕Firstroofblockinstallation安裝拱頂塊臨時中間支架〔2007年9月26日〕Installintermediatesupport◆十字對稱的大塊拱頂板安裝后，可依次吊裝就位其他大塊拱頂板，然后依次就位小塊拱頂板。◆將拱頂板之間的連接節點組裝焊接后，利用土建單位的塔吊鋪設剩余的拱頂板并焊接、檢驗。對稱吊裝完成4塊拱頂塊(2007.09.13)Symmetricallyinstall4roofblocks24塊拱頂塊吊裝完成(2021.10.02)

finishinstallationof24roofblocks拱頂剩余板全部安裝完成〔2007年10月15日〕Completeroofinstallation單軌吊車梁安裝〔2007年10月15日〕Installmonorailbeam1.2影響質量的主要因素以下是拱頂施工中可能會出現的問題，將影響到拱頂安裝質量，施工中應加以注意：設計制作的組裝胎具和臨時支架尺寸不準確，影響拱頂成型；邊緣支架位置的底部襯板沒有與根底貼緊后就將邊緣支架與預埋件固定，影響拱頂的安裝標高；臨時支架上的等分點不準確，造成每塊拱頂之間的間隙不均，甚至無法安裝；拱頂中間支架標高測量不準確，造成拱頂中部上下不一，弧度達不到要求；拱頂板焊接順序選擇不對，產生焊接變形；未按要求由下向上進行爬坡焊，造成焊縫外觀成型差。2罐頂氣頂升罐頂氣頂升工序是LNG罐施工的重要里程碑，氣頂升工序的完成將是順利開展罐內施工及確保整體工期的關鍵。氣頂升工藝：罐內鋁吊頂在底板上進行組裝并用吊桿與拱頂連接緊固后，利用風機將570噸的罐頂〔包含鋁吊頂、局部管口附件及配重重量〕頂升到38.767m高度，與PC墻上的承壓圈連接固定，詳見如下頂升示意圖：頂升示意圖2.1氣頂升施工準備◆平衡裝置布置平衡裝置包括底部固定塊、中心滑輪、導向滾輪、開口滑輪、T形架。◆鋼絲繩布置每個T型架布置一根單獨的鋼絲繩。鋼絲繩依次穿過T型架、開口滑輪、導向滑輪、中心滑輪，垂直到罐內與底部固定塊連接固定。◆風機系統在臨時施工大門處安裝風機4臺〔其中1臺備用〕，配備4臺發電機〔其中1臺備用〕，配備通風管及風道〔4組〕。◆密封系統密封材料掛在頂板下部靠近PC墻體，并固定牢靠，每塊密封材料之間用密封膠帶粘接。◆其他準備工作準備好通訊設備、測量工具、組裝工卡具等。確定人員組織機構，明確總指揮、測量人員、組裝人員、巡檢人員、記錄員。鋁吊頂吊桿安裝〔2007年11月10日〕Hangerrodinstallation鋁吊頂筋板切割下料〔2007年11月22日〕Aluminumplatecutting鋁吊頂鋁板焊接〔2007年11月22日〕Weldaluminumplate拱頂接管安裝〔2007年11月28日〕Installroofnozzle拱頂接管焊接〔2007年11月28日〕Weldroofnozzle承壓圈吊裝組對焊接〔2007年12月5日-16日〕fitup&weldofCompressionring臨時大門封閉裝風機風道〔2007年12月15日〕Installfan&ductforroofairraising氣升頂平衡系統安裝〔圖片1〕

Fixbalancesystem〔2007年12月3日〕氣升頂平衡系統安裝〔圖片2〕

Fixbalancesystem(2007.12.25)氣升頂平衡系統安裝〔圖片3〕

Fixbalancesystem(2007.12.18)氣升頂平衡系統安裝〔圖片4〕

Fixbalancesystem(2007.12.03)氣升頂用密封裝置安裝〔2007年12月21日〕Installsealsystem檢查氣升頂鋼絲繩底部固定塊〔2007年12月25日〕Checkwirefixingblock順利完成預氣頂升〔2007年12月26日上午〕Successfullycompletetrialroofairraising順利完成預氣頂升〔2007年12月26日上午〕Successfullycompletetrialroofairraising順利完成預氣頂升〔2007年12月26日上午〕Successfullycompletetrialroofairraising2.2罐頂固定過程所有人員在整個頂升過程服從總指揮命令。罐頂布置8名頂升高度測量人員，得到命令后及時準確的通報頂升高度。在拱頂頂升到位后，風機進行穩壓。首先利用72個臨時固定夾具將罐頂和承壓圈焊接固定，然后由鉚工、焊工各24名組對拱頂和承壓圈的焊縫，并進行焊接，整圈打底層焊縫焊接完成后，即可停止風機送風，整個頂升過程結束。2.3影響質量和平安的主要因素檢查工作不細致，如拱頂與臨時組裝支架上是否有焊接固定點，必須一一檢查和處理；測量人員測量讀數不準確，造成反響到指揮臺的信息錯誤，從而下達了錯誤指令；罐頂承壓圈的焊縫角變形較大，造成頂升到位后組裝間隙大，增加組裝焊接難度。總之，在氣頂升這個工序中嚴格按檢查表內容逐項檢查并做好消項工作，是非常重要的。順利完成氣頂升〔2007年12月27日上午〕Successfullycompleteroofairraising順利完成氣頂升〔2007年12月27日上午〕Successfullycompleteroofairraising3、內罐壁板安裝在外罐襯板、熱角保護層安裝后進行內罐安裝。內罐施工同樣是LNG罐施工的重點之一，工作量大，組裝、焊接要求高，作為9%Ni鋼板，所有對接焊縫需要100%PT和RT檢驗，這也是施工難點之一。3.1組裝方法◆內罐壁板采用罐內搭設操作平臺和外掛電動行走小車的正裝法進行施工。為了減少罐內工作量，提高罐壁安裝效率，采用了雙帶板安裝法，即在罐內安裝第1、2、3圈壁板的同時，在罐外將4/5、6/7、8/9圈壁板實行雙帶板拼接預組裝。以下圖為內罐壁板安裝示意圖：由下往上各圈壁板厚度為26.2mm、23.2mm、20.1mm、17mm、14mm、12mm(第6—9圈)雙帶板預制安裝工藝5米以下罐襯板鋪設焊接〔2021年1月4日〕InstallationofoutertankLinerplatebelow5m罐襯板制作安裝(3塊1組)〔2021年1月19日〕Outertanklinerplatefabrication(above5m)罐襯板安裝(3塊1組)〔2021年3月7日〕installoutertanklinerplate(above5m)內罐邊緣板安裝焊接〔2021年3月14日〕Install&weldinnertankannularplate內罐雙壁板自動焊〔2021年3月29日〕Innertankshellplatefabrication◆利用拱頂邊緣安裝的軌道梁上的10t電動葫蘆及50t汽車吊配合來進行內罐壁板的吊裝就位工作。◆每圈壁板在安裝前，除了將吊耳、焊縫組對卡具和掛平臺卡具事先焊在壁板上外，還要將下圈要安裝的每塊壁板的位置在該圈板的上部做好標記。◆由于在雙帶板進罐開始安裝的同時，熱角保護底板、內罐底板以及下部保冷也在施工，這樣就要預留出電動葫蘆固定的吊板位置及罐內進車倒運板的區域，利用電動葫蘆在軌道梁上圓周方向上的行走來完成每塊壁板的安裝。待所有壁板安裝后，再完善預留位置的底板和保冷施工工作。◆每張壁板上安裝兩個臨時操作平臺，同時多制作罐壁的操作平臺，便于壁板安裝時的相互倒換。5米以下泡沫玻璃保冷塊安裝〔2021年4月19日〕Installcellularglassblock(below5m)5米以下TCP壁板安裝〔2021年4月19日〕InstallationofTCPshellplate(below5m)內罐第一塊壁板9%Ni安裝〔2021年4月20日下午5點〕Installationofthe1stinnertankshellplate內罐第二圈9%Ni壁板安裝〔2021年5月10日〕Installationof2ndinnertankshellplate內罐第三圈9%Ni壁板安裝〔2021年6月15日〕

Installationof3rdinnertankshellplate內罐底部保冷施工〔2021年6月15日〕

bottominsulationinstallation3.2焊接質量控制在整個LNG內罐的施工過程中，9%Ni鋼的焊接是質量控制的重點和難點，其自身特殊的物理性能和焊接性能，對施焊焊工的技術水平要求極高，因此應在以下幾方面做好質量控制措施：◆焊接環境：由于施工地點在臨海地區，海風大，空氣濕度大，罐外預制雙帶板的組裝平臺四周用彩板圍起做好防風措施。同時要注意焊條的保溫，焊接作業周圍環境濕度超過90%不得進行焊接。◆將坡口20mm范圍內的油污、雜質和鐵銹等打磨去除干凈。◆焊接工藝：9%Ni鋼的焊材為鎳基合金焊材，其流動性差，潤濕性差，容易產生熱裂紋，尤其以弧坑裂紋居多，因此要采用短電弧，小電流，快速焊，降低線能量輸入，盡量減少接頭數量。對于手工電弧焊，特別是線能量輸入最大的立焊位置，必須嚴格控制焊接參數和每根焊條施焊的厚度和長度。對于坡口寬度大于20mm的接頭，其填充和蓋面應采用多層多道焊，以保證焊縫金屬的力學性能。對于環向焊縫，多采用埋弧自動焊。當采用單面焊雙面成型的焊接工藝時，根部間隙不得低于1.5mm。◆為控制焊縫角變形產生，雙帶板的環縫及每圈板的縱縫在使用卡具組對時采取反變形措施,確保最終焊縫角變形量都在允許范圍內。3.3影響質量和工期的主要因素焊接環境的影響，如雨后潮濕天氣，大風天氣；焊縫均需要打磨平滑，根本齊平于母材外表，打磨量大；未按要求進行多道焊接，減少了焊接道數，造成熱輸入量大產生焊接變形，甚至于返工；工序復雜且要求嚴格，無法連續作業；工作面小，不能大量投入勞動力。四施工重點及難點

1儲罐結構復雜，施工難度大；采用的鋼材種類有15種之多；儲罐的焊接工藝評定有68項之多，對焊工的技術要求高,焊接工作量大；9%Ni鋼焊接性能不好，焊接難度大。2無損檢測量大且要求嚴格,90%的焊縫都要做VT,所有的9%Ni鋼焊接都需要做PT及內罐焊縫全部需要RT檢測。3罐拱頂工作量大，組裝胎具多。儲罐罐頂采用瓜皮板預制拼裝，從下料到組對焊接所有過程尺寸控制要求特別高，吊裝需采用250t吊車。4罐頂螺柱焊的工作量大，52000多顆，需要使用螺柱焊機;5儲罐罐頂采用氣頂升安裝是一個關鍵控制點，頂升工序復雜，對送風量控制要求高.6壁板的施工需要多種吊裝機具，除50t汽車吊進罐吊裝外還要使用到電動葫蘆及吊籃.7罐體施工區域狹窄，土建、安裝相互交叉的工作較多，協調工作量大，對工期有一定影響。8施工工裝制作種類多且復雜，技術含量高，需要大量的手段用料。9需要外加工的部件多，加工要求高。10內壁板安裝焊接要求特別高，安裝及焊接工作量大難度高，對自動焊機的性能要求高拱頂螺柱焊接〔2007年11月6日〕Studboltweldonroofplate預埋件不銹鋼螺柱焊〔2007年8月6日〕Studboltweld–S/Sembeddedpart預埋板螺柱焊〔2007年8月18日〕Studboltweld—embeddedplate拱頂安裝支架制作〔2007年8月6日〕Temporarysupportfabrication拱頂安裝工卡具制作〔2007年8月6日〕Fabricateclips&jigs拱頂安裝臨時中心支架就位完成〔2007年9月6日〕Installcentralsupport承壓圈胎具制作〔2007年8月18日〕Fabricationsupportforcompressionring承壓圈組對焊接〔2007年9月16日〕Fitupandweldcompressionring五施工場地的占用由于預制工作量大，雙帶板預制、存放占地面積大。目前上海LNG罐的現場預制占用場地約為60m×120m，即7200平方，僅滿足了根本需求。另外，在拱頂板倒運及吊裝期間，罐外混凝土壁向外側20m四周的的場地要保證平整和壓實。六施工用電方案

七雨季施工措施

雨水天氣是影響LNG罐施工質量和工期的主要原因之一，罐外的施工在雨水天氣根本停止作業。以下主要是對于罐內施工時的雨季施工措施◆在罐底板施工中，雨天禁止焊接作業。在雨水停止后，利用吸水器將底板上較厚的積水抽出，并使用壓縮空氣對焊縫處吹干后再進行焊接。◆在罐頂未頂升起來之前，防止雨水由罐中心預留鋪板處進入罐底板下部，用100mm寬的扁鋼按圓周方向進行點焊,縫隙處填充玻璃膠封閉阻止雨水滲入罐底板與根底之間。◆雨天過后，罐內的壁板板身潮濕時可使用氧乙炔焰將施焊區域的水汽烘干。◆施工預留的大、小門洞上方和側面加防雨檐和擋板，并在門洞口設置防雨蓬布。◆罐頂抽風機安裝口處，用鋼板制作防雨帽，防止雨水從抽風機口流入罐內。八內罐施工HSE措施

1起重作業◆拱頂板吊裝◆壁板的吊裝◆其他吊裝2高處作業3用電平安4罐內通風、煙塵、照明5打磨作業平安6動火作業平安7罐內的文明施工

九主要工序人力方案及施工工期

序號施工描述施工人數/工種工期(天）鉚管工電焊工防腐工火焊工輔助工1罐頂板預制、組對焊接1620

8

652罐底襯板安裝、焊接612

1

453罐底襯板真空試漏2

2154螺柱焊接22

1

①預埋板螺柱焊接

2

15

②承壓圈螺柱焊接

2

6

③罐頂襯板螺柱焊接

2

355頂板安裝工裝制作安裝63

22206頂板安裝、焊接424

267頂板真空試漏31

2208鋁吊頂安裝、焊接815

329承壓圈安裝、焊接45

2

3010罐頂開孔接管安裝焊接46

1

3011氣升頂準備工作63

121512氣升頂(預升頂)2626

3

313罐壁襯板安裝、焊接66

1

5514熱角保護（TCP）保冷鋪設

①夾層保冷

12

7

②壁板保冷

16

915熱角保護（TCP）部分安裝、焊接

①周邊板38

110

②邊緣板46

8

③蓋板46

26

④壁板412

1016內罐邊緣板胎具制作/下料切割

17內罐邊緣板安裝工裝制作32

11818內罐邊緣板安裝、焊接49

719雙帶板

①工裝制作63

1220

②雙帶板預制、焊接檢查64

66220底部保冷鋪設

16

5621TCP底板、內罐底板安裝焊接412

126022接管安裝