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大型储罐罐体安装集中控制液压提升倒装法

作者:不锈钢储罐 时间:2018-01-23 13:57
集中控制液压提升倒装法进行不锈钢储罐安装 信息摘要:

立式圆筒形钢制焊接储罐安装流程

集中控制液压提升倒装法

不锈钢白酒罐

1. 安装方法

本不锈钢贮罐采用集中控制液压提升倒装法进行罐体安装。具体如下:

(1) 提升系统结构

液压提升系统由液压站、油路管线、提升系统三部分组成,如图所示。

a.液压站

液压站主要由电动机、液压泵、油槽、电磁控制阀等组成。

液压站通过液压泵提供动力液压油,通过电磁控制阀的调控来实现提升系统的升降。液压站体积小,结构简单,易于操作,并且可靠性强,维护、维修方便。

b.油路管线

油路管线采用的是多段高压软管,在使用时根据提升系统的多少增减和组合,管线连接简单、灵活,使用维护方便。

c.提升系统

提升系统由提升架、液压千斤顶、上下卡头三部分组成,系统总高为4000㎜(见图4、图5)。

提升架结构由两根[16槽钢构成;千斤顶为穿心式双作用液压千斤顶,单台千斤顶额定载荷16T,步进行程为100mm;上下卡头为穿心自锁式卡头。系统整体结构简单,几何尺寸小,重量轻,安全可靠。

(2)工作原理

a.液压站由2个液压泵提供动力液压油,经油路管线进入液压千斤顶下油嘴,液压千斤顶顶升带动提升杆、滑动托架顶升背杠,罐体提升(此过程提升系统的上卡头锁死,下卡头松开);

b.液压千斤顶完成一个步进行程(100mm)后,电磁阀换向,液压油经管路系统进入液压千斤顶上油嘴,液压千斤顶反向动作(此时上卡头自动松开,下卡头自动锁死,提升杆、滑动托架以及罐体静止);

c.液压千斤顶复位后,电磁换向阀换向,重复以上过程,反复循环直至完成整个提升过程。

(3)  液压提升机的技术性能

表4  松卡式液压提升机技术参数 

额定

提升力

额定

油管

液压

行程

提升杆

直径

下滑量

油缸

形式

外形尺寸

最大提

升高度

160KN

20MPa

100mm

32mm

<3mm

双作用

260×240×3900

2600

(4)  液压控制柜的选用

表5  BY型液压控制柜技术参数

 

BY—36型

BY—60型

额定压力MPa

20

20

额定流量L/min

36

60

电机功率Kw

15

22

油泵排量ml/r

25

63

外形尺寸mm

1100×831×1060(1200)

1330×950×1100(1260)

质量kg

450

640

出油嘴螺纹

M33×1.5

M33×1.5

回油嘴螺纹

M33×1.5

M33×1.5

按照上表液压控制柜产品说明书的规定,30000m3选用BY-60型液压控制柜的动力站。

(5) 提升系统的设置

 a.30000M3罐体最大提升荷载:

  Pmax= (Q1+Q2)K

  式中:K—摩阻系数,取K=1.15

Q1—罐体最后提升荷载4900KN

Q2—胀圈、龙门板等附加荷载98 KN

Q1=第十一圈~第二圈壁板+加强环+包边槽钢+网壳+蒙皮+罐顶附件+顶部过道和栏杆+加强圈+其它=500000kg

Q2≈10000kg

∴Pmax=(500000+10000)×1.15×9.8/1000= 5747.7 KN

b. 液压提升机数量的确定

n>Pmax/Q

式中:n—液压提升机数量(圆整后取双数)

  Q—液压千斤顶额定承载力160KN

∴n=5747.7/160=35.92个  取n=40个

c. 液压提升机间距确定

为满足罐壁提升起重时,不产生失稳变形及胀圈刚度的需要:b≤4~5.5m

∴D∏/n=44×3.1416/40=3.4m

∴3.4<b,符合要求

(6)  组装注意事项

在罐顶蒙皮铺设完焊接前,根据现场的实际情况,安装液压顶升机。最底层壁板需留一张板纵缝不焊,待环缝组对后在此开大门,撤出倒装机具、运入并安装内浮盘后封闭大门并焊接。

2 罐底组装

基础验收合格后,在基础上确定不锈钢贮罐的0º,90º,180°,270°的位置,作为罐底铺设的基准线。以基础中心和四个方位标记为基准,画十字中心线,并确定基准线做出永久标记。划出底板外圆周线,考虑焊接收缩量,底板外圆直径比设计直径放大 40mm。

具体施工工序:施工准备→罐底放线→罐底边缘板铺设、组对→中幅板垫板铺设→中心线走廊板铺设→两侧走廊板铺设点焊→大角缝组对→收缩缝及剩余罐底焊缝组对。

底板铺设前,其下表面应涂刷防腐涂料,每块底板边缘 50mm 内刷可焊漆。

(1)边缘板铺设:

a. 边缘板铺设时,按 0°→90°、0°→270°、180°→90°、180°→270°的方位进行定位铺设,以确保铺板位置的准确性。铺设时,必须保证组对间隙内大外小的特点,边铺设边用组合卡具固定。

b. 边缘板采用对接形式,在后一块边缘板铺设前,要在前一块边缘板坡口处点焊垫板,边缘板之间不点焊,只用临时卡具固定。坡口型式,根据收缩系数及施工便利,选用外大内小的外坡口型式。对口尺寸及坡口形式如下:

c.弓形边缘板的焊接应先焊外侧 300mm,焊道焊完后,按图纸要求进行射线检测,合格后将焊道壁板位置磨平。 边缘板剩余焊缝以及中幅板与边缘板连接的焊缝,应在罐壁施工完毕,罐底与罐壁大角缝施焊(不允许一次焊接成型,至少两遍成形。)结束后,再进行焊接。焊接时应先焊边缘板对接缝,然后焊收缩缝,收缩缝的初层焊接应由数对焊工均布,沿同一方向跳焊或退焊,以减少应力集中。

(2)中幅板安装

a. 先在罐基础上标记出所有垫板的位置,将垫板铺设到罐底后在进行铺板。

b.铺设中心定位板即水平中心线所在的1#、2#板,如下图:

b.铺设中心定位板后,将上下两侧的1#、3#、4#板进行铺设,再按照从中心向左右两侧的方向进行铺设。同理进行其他部分铺设。

c.中幅板边组对边点焊,点焊时中幅板要与垫板紧贴,间隙控制在 1mm 以下;点焊方式采用隔 200mm焊10mm 的方法进行。

3.蒙皮安装

按罐顶方位图,从罐基础上的轴线标记处引至网壳锥板上,校核正确后分出45°轴线。

蒙皮板按照如下施工顺序进行铺板:先中心,后四周地对称施工,即在圆周三至四个对称点上同时进行同方向的铺板工作。

用吊车铺设罐顶中心板,把中心点移到罐顶板上,校核正确后各标记处拉钢丝线。

铺设罐顶十字中心板,搭接处点焊,罐顶板反面不焊,用拉钢丝线控制铺板的人字头角。

罐顶板铺设自上而下,沿罐顶中心向四周铺设,使网壳均匀受力,防止网壳受力不均产生局部变形。

蒙皮铺设后局部凸凹度较大的部位要进行调整,合格后方可进行焊接。焊接时,网格中心部分的顶板应有相应的支托,以防止施工过程中产生较大的变形。

蒙皮的焊接外部采用满焊,内部采用间断焊,隔300mm焊接100mm;蒙皮与网壳之间不得焊接。

过程质量控制要点:

a. 罐顶板搭接宽度不小于25mm。

b. 罐顶板网壳上的凹凸变形,焊接前采用弧形工装进行临时加固,或用手拉葫芦对凸出部位拉紧,凹陷部位可用液压千斤顶顶出。

罐顶附件和罐顶一起安装完毕后采用煤油作罐顶渗漏检查。

4. 壁板的组装

(1)施工工序

罐壁组对时要严格控制罐体的垂直度和罐体的成型尺寸,其具体工序流程为:准备工作→顶圈壁板组装→包边槽钢安装→网壳安装→蒙皮安装→罐顶栏杆、平台劳动保护安装→罐顶附件安装→提升下面各圈壁板安装。

(2) 施工工艺

本工艺利用液压提升装置先提升倒装罐体上段,然后逐圈组焊罐体下段。提升装置采用自锁式液压千斤顶和专门设计的提升装置,通过液压控制系统,使液压千斤顶往复运动,使提升杆不断上升,从而带动已倒装好的罐体上段上升,直到对接位置的高度。对接组焊后,松开液压千斤顶的锁紧装置,落下提升杆及配套提升装置,在进行下一圈板的提升,依次循环直到罐体完成。

(3)罐壁组装的一般的要求

壁板组装前,应对预制的壁板进行复验,按排版图对号入座,需要校正时,防止出现锤痕。按顶圈壁板安装内半径,在罐底板上划出圆周线及每张壁板上的安装位置线。沿着顶圈壁板安装圆周线,每隔400㎜在内侧焊上挡板,在安装圈外侧60mm处同样焊上挡板,作为组装卡具用限位。

在顶圈罐壁底部组对胀圈,胀圈槽钢选用[28槽钢对接成方钢形状。胀圈与壁板间用自制龙门卡具焊接连接。待一圈壁板提升到位后,割除卡具,用倒链放下胀圈。焊接处用磨光机打磨平整。

壁板纵向焊缝组对,利用底板上焊接内侧挡板限位组装卡具将壁板调整至内壁平齐,然后利用纵缝组对卡具进行间隙调整。组对时应保证内表面齐平。

环向焊缝组对时,用楔子把整个一圈环焊缝对口楔好。在对缝过程中,不点焊固定,整个一圈环焊缝都对好后(内壁平齐),检查变形及装配质量,若发现变形要及时处理(否则焊后将难以矫正,且易产生较大应力),然后再在全内环上同时均匀点焊固定(定位焊缝厚度4~6mm,长度15~30mm,间距100~200mm),焊接第一层焊道采用分段退焊或跳焊法,顺序见图。采用自动焊时,其错边量不应大于1.5 mm。罐壁环向对接接头的组装间隙为:0~1mm。

表6 顶圈壁板的组装允许偏差

项目

允许偏差(mm)

相邻两壁板上口水平度

2

整个圆周上任意两点水平度

6

壁板的铅垂度

3

任意两点半径偏差

±25

 

壁板组装时,应保证内表面平齐,错边量应符合下表要求。

表7  内表面错边量允许偏差(手工焊)

项目

板厚(mm)

错边量允许偏差(mm)

纵向焊缝

δ>10

1/10δ且不大于1.5

纵向焊缝

δ≤10

不大于1

环向焊缝

δ≤8

不大于1.5

环向焊缝

δ>8

1/5δ且不大于2

 

——组装焊接后,罐壁的局部凹凸变形要变形应平缓,不应有突然起伏,且应符合下表要求:

  表8 罐壁局部凹凸变形

板厚(mm)

罐壁局部凹凸变形(mm)

δ≤12

≤15

12<δ≤25

≤13

δ>25

≤10

 

——组装焊接后,纵焊缝的角变形用1米长的弧形样板检查,环焊缝角变形用1米直线样板进行检查,并应符下表所示的要求:

表9 角变形允许偏差

板厚(mm)

角变形(mm)

δ≤12

≤12

12<δ≤25

≤10

δ>25

≤8

 

——罐壁组焊完毕后其总体几何尺寸应符合下表的要求。

表9 罐体总体几何尺寸允许偏差(mm)

序号

检查项目

允许偏差

1

罐壁高度

不大于设计高度的0.5%

2

罐壁垂直度

≤50

3

椭圆度

±19

 

(4) 背杠的设置

考虑液压提升系统底座板的高度,在每圈壁板内侧下口80mm处设置背杠,并用千斤顶顶紧,使其紧贴罐壁,然后用龙门卡具将背杠与罐壁固定。背杠采用[28的槽钢滚制而成。根据罐体直径大小,将背杠分段制作。在背杠的分段连接处采用50吨千斤顶顶紧,也使其紧贴罐壁板。

(5) 第十圈至第一圈壁板组对

提升前检查背杠是否顶紧,龙门卡具是否焊牢,提升装置是否安全可靠。一切准备就绪后,开始提升。提升时由专人集中控制,同步运行。提升过程中应密切注意提升是否平稳正常。发现异常情况,应立即停止提升,查明原因,消除隐患后重新开始提升。提升到约600mm左右高度时,暂停。检查是否同步运行,提升高度是否一致,受力是否均衡,背杠有无变形,提升装置有无异常等。如无问题,可继续提升。如果不同步,则个别调整,直至受力状态,提升高度一致后,再集中控制,同时进行提升。重复上述操作,直至提升到所需高度。

提升到位后,`开始组对壁板的环缝。环缝组对点焊完毕后,焊接环缝外侧焊缝。外口焊完后,里口清根,检查合格后,焊接里口焊缝。里外口均焊完毕,自然冷却到环境温度后,撤下背杠,用提升装置将背杠放下,重新安装到下圈板下口,并顶紧固定好。下圈围板且组对点焊完毕后,焊接纵缝,纵缝焊好后,重复上述检查,提升壁板,重复上述过程,直到罐壁全部安装完毕。

白酒储罐罐壁上的附件(包括盘梯支架)随罐壁提升同步安装焊接,以减少高空作业。盘梯整体预制,不锈钢酒罐罐体组装完后利用吊车分段安装就位。

 (6) 焊缝组对

纵缝组对间隙为3±1mm,壁厚大于10mm时采用双面坡口;壁厚小于或等于10mm时采用单面坡口。

罐壁纵缝组对前,利用横缝组对卡具将壁板调整至内壁平齐,然后利用纵缝组合卡具进行间隙调整。横缝组对间隙为2±1mm,壁厚大于或等于12mm时采用双面坡口;壁厚小于12mm时采用单面坡口。横缝组对在纵缝焊接完成后进行。横缝组对应保证内口平齐,并根据横缝的角变形情况,利用横缝组对组合卡具采取防变形措施。

5 壁板吊装

每张壁板吊装前必须焊接2点吊耳,起吊移动期间必须有溜绳,吊臂旋转范围内严禁站人。吊耳在起吊前必须经过吊车指挥人员检查认可后才可以使用。

6 包边槽钢安装

 包边槽钢在安装前要检查圆弧半径是否与图纸相符,在安装前要进行排版,满足拼接位置与罐壁立缝距离不小于200mm,与罐顶网架支座中心距离不小于600mm,槽钢与壁板和加强肋板、支座焊接满足图纸要求。

7. 镶嵌式不锈钢内浮盘安装

由厂家指导安装

8 附件组装

(1) 开口接管安装

壁板上的开孔应在画线并确定位置和大小无误并经共检后,方可开孔,开孔焊接前,罐壁板加弧板支撑拘束固定,然后将接管组对,待里外口焊完后,再焊接补强板。

罐体的开孔接管,应符合以下要求:

a. 开孔接管的中心位置偏差,不得大于10mm,接管外伸长度的允许偏差为±5mm。

b. 罐顶透光孔、罐壁人孔、清扫孔、进出油管接管口等口径大于DN250以上的开孔补强板的曲率,应与开口位置的罐体曲率一致。

c. 开孔接管法兰的密封面应平整,不得有焊瘤和划痕,法兰的密封面与接管的轴线垂直,倾斜不大于法兰外径的1%,且不得大于3mm,法兰的螺栓孔应跨中安装。

d. 量油导向管的铅垂允许偏差,不得大于管高的0.1%,且不得大于10mm。

e. 在油罐试水压过程中,应调整浮盘支柱的高度。

f. 密封装置在运输安装过程中应做好保护,不得损伤。橡胶制品安装时,注意防火。

(2)加强圈随罐壁安装

加强圈在安装前要复测加强圈的圆弧度和平整度,在预制过程中,对其圆弧度和平整度要严格控制,尽量使偏差最小,加强圈的分段预制也尽可能加长,加强圈在安装过程中,接头处要用外弧样板进行检查,合格后组对焊接接头。

(3)盘梯及平台安装。

盘梯及平台的三角架、垫板按图纸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。

(3)罐顶开口需注意法兰蝶阀、快装蝶阀等配件的预装口的预留。

罐顶需要安装法兰蝶阀、快装蝶阀等配件的预留孔在开孔前,先按照图纸标记处开孔中心位置,再检查开孔位置石油与罐顶蒙皮焊道或者三角型网架相碰,如果开孔位置不符合规范要求,要按所在半径的圆周适当移动距离,待所有开孔位置确定后,画出开孔方位图上报设计、监理和业主确认后在进行开孔。

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