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本方案适用于广东东莞九丰LNG工程两台80000m3液化天然气储罐的外罐及内罐施工，详细施工内容包括外罐罐底、壁板、拱顶以及内罐罐底、罐壁、内罐铝吊顶的施工。

API620《大型焊接低压储罐的设计及施工》

ASME规范第Ⅸ卷《焊接和钎焊评定》

中国环球工程公司设计图纸和相关技术资料

广东东莞九丰LNG工程施工任务为两台液化天然气低温储罐，储罐形式都为单包容双层金属结构保冷储罐，储存介质为液化天然气，设计规范为API620高层地下室土方回填施工组织设计，容积为80000m³，外罐材质16MnDR,内罐材质为06Ni9，内罐顶为铝吊顶；此LNG储罐设计参数见表1，结构参数见表2。

表1LNG储罐设计参数表

API62010TH.ADD.2002

表2LNG储罐结构参数表

中幅板以及边缘板与中幅板：搭接

中幅板以及边缘板与中幅板：搭接

边缘板14mm/中幅板6mm

边缘板12mm/中幅板8mm

共12圈，自下至上依次为：22mm、20mm、18mm、16mm、14mm、13mm、11mm、9mm、9mm、9mm、9mm、9mm

共13圈，自下至上依次为：1~5圈18mm，

11~13圈14mm，

罐壁承压环加罐顶承压环

钢构架加蒙皮结构，球形拱顶，半径为48000mm,

本工程由中国寰球工程公司设计，广东顺业石油化工建设监理有限公司监理，中国石化集团第四建设公司承担安装任务。外罐为素材到货，内罐为半成品（下料、坡口加工完毕）到货。

LNG储罐外罐下料、切割、滚弧以及内罐壁板的滚弧施工在中石化四公司预制厂进行，外罐的喷砂防腐施工在现场进行。

（1）LNG低温储罐为双层结构，从材料检查验收、预制、组装、焊接、试验、保冷，施工程序多，交叉作业多，施工中一环扣一环，工期紧，任务重。

（2）内罐罐壁最小板厚仅为9mm，焊接时易产生焊接变形，施工中必须采取有效的防变形措施，保证罐体成形良好。

（3）内罐为06Ni9材质，焊接材料均为镍基焊材，且内罐壁100%RT检测，因此要求焊工群体素质高，施工前必须提前做好焊工培训考核工作。

（4）内外罐材质多，焊接材料品种多，对焊材管理要求严格。

（5）本工程为单包容双层金属结构保冷储罐，受内外罐结构影响现场涉及施工工艺

较多，例如外罐采用倒装法施工，而内罐采用罐壁内挂钢平台正装法施工。

对到货材料的质量证明材料，应按相关材料标准复核其化学成分和力学性能，低温钢还应有低温冲击试验值。内罐材料的测厚按ASME规范要求进行。

低温钢板、钢管、管件和锻件施工前应该对其材料牌号，并进行外观检查，表面不得有裂纹、气泡、缩孔、折叠、夹渣等缺陷，否则应进行消除，缺陷消除处应平滑、无棱角，消除缺陷的深度不应超过材料标准规定的负偏差。

施工前，应及时做好材料报验工作。

低温储罐材料及零部件材质较为特殊、品种规格多、数量大，要保证施工的正常进行，必须抓好材料管理工作，为此将采取如下方法加强材料及零部件的管理工作。

材料及预制件要做好标识，外罐板材下料后必须进行材料标识移植。设专人负责材料预制件、零部件的清点、检验、验收工作。

施工现场设计必要的场所，要做到分类摆放，小件要入房，内罐半成品材料要求防护措施，材料要有醒目的标记。

不锈钢、铝材等施工过程中应避免和碳钢材料接触。

储罐安装前应对基础的基础轴线、标高、地脚螺栓、进行复测，并进行中间交接验收，验收要求：

基础强度达到设计要求：

基础的轴线和标高基准点准确、齐全。

沥青砂层表面应平整密实，无突出的隆起、凹陷及贯穿裂纹。

6.2基础的水平度检查

基础水平度采用水准仪测量，示意图如下：

检测要求如下：半径方向测量点间隔5米，至少测量2点、圆周方向测量点间隔3米，至少测量8点。

合格标准：在制度壁板位置下基础标高允许偏差符合：每9m弧长范围内为±3mm，整个圆周±6.4mm，其余部分表面平整度控制在±13mm以内。

6．3基础的直径和方位检查

检查基础的直径以及0°、90°、180°、270°四个方位，基础的直径应不小于设计值。

6．4地脚螺栓位置检查

施工现场平整、坚实，运输和施工道路畅通，施工机具进入现场。

准备好工装卡具，样板和检测计量器具等，所有检测计量器具必须经过校验合格，并有相应标识。

了解设计采用的标准及施工验收规范，领会设计意图。对施工图汇审所提出的问题及解决方法，以适当的形式进行会签，作为正式文件指导施工。

施工前技术负责人对作业人员进行技术交底，做好施工前的技术培训。

所有预制构件出厂前按设计图纸与标准规范进行检验，并有相应的施工记录和检验报告。对于罐壁板，要同时按放大样、测量拱高、样板三种方法检查。罐壁板用胎具运输，小型预制件采用包装箱或打捆包装运输，并注明预制件的名称、数量等内容。

预制件按安装时间陆续运抵现场，按部件类别运输存放，有明显的标记。

存放过程中要铺垫平整，大件采用扁担吊装防止产生变形。

边缘板之间为带垫板的对接接头，中幅板之间为搭接接头，边缘板与中幅板之间为搭接接头，中幅板的搭宽度为45mm，边缘板与中幅板的搭接宽度为60mm，由于采用对接接头且罐底基础为沥青砂，因此设计不要求罐底下表面进行防腐。

中幅板调整好搭接量后进行组对点焊，组对点焊应使两搭接板贴合紧密。搭接接头三层钢板重叠部分，应将上层底板切角。切角长度应为搭接长度的2倍，其宽度应为搭接长度的2/3。在上层底板铺设前，应先焊接上层底板覆盖部分的角焊缝。

①有关无损检测（探伤）的内容见《焊接技术方案》

②检查组对工卡具留下的焊疤是否打磨，有无裂纹以及凹坑，如有必须补焊。

③焊缝的咬边深度不得大于0.4mm。

④中幅板以及边缘板的焊缝必须进行100%真空试验，真空试验压力不得低于53KPa。

在罐底焊缝全部焊接完毕且无损检验合格后，清除罐底上的杂物，进行罐底板焊缝的真空试漏。试验负压值不低于53kPa，无渗漏为合格，充水试验完毕后再进行一次复验。

真空泵和真空箱上各装1块真空表，压力表表盘直径不小于100mm，抽真空值为0.1Mpa，精度为2.5级；

将真空箱扣在涂有肥皂水的焊道上面，通过真空箱上的透明玻璃，观察焊道表面是否产生气泡，如有气泡产生做好标记，补焊后再次试漏，直至合格；

漏点补焊时，先用砂轮机磨削漏点，缺陷全部清除后，采用手工电弧焊焊接工艺进行补焊，每次补焊长度不小于50mm，补焊后重新进行检验。

5）罐底真空试漏示意图：

内罐底的结构同外罐底，但内罐底高于外罐底650mm，内外罐底之间全部为保冷绝热材料（泡沫玻璃及干砂层），内罐边缘板下部为珍珠岩混凝土预制块。内罐底边缘板对接焊缝为双面焊接结构，因此，内罐底边缘板应架高铺设，以便于焊接仰焊位置。

内罐底边缘板应在外罐罐底珍珠岩混凝土块安装检验合格后安装。

因两罐底之间的保冷材料的特性（不能沾水），其施工必须采取有效的防水措施。内罐底中幅板应在底部650厚保冷层施工后进行。

内罐底板的铺设、组焊、检验的要求与外罐底板相同。

8.5.1承压环的组装

外罐壁采用液压顶升法倒装，首先安装罐壁承压环，再安装外罐顶骨架，安装外罐顶板和内罐顶，然后安装顶圈壁板，安装罐顶承压环，依次倒装剩余各圈壁板。

罐壁承压环组装位置线的确定

在边缘板上划出罐壁承压环的安装基准圆线，安装基准圆以下式计算：

式中：R：罐壁承压环基准圆内半径数据（mm）

r：罐壁承压环图纸内半径

a：立焊缝焊接收缩量（2~2.5mm）

π：圆周率（3.1416）

在基准圆内侧50mm位置划一个检查圆。

在罐壁承压环安装基准圆的内侧按每隔700mm长度点焊一个70×50×6的档板。

①按照图纸的排板要求顺序围板。相邻两块承压环用组对卡具连接，每道纵缝用2个组对卡具，组对卡具连接的方帽应在围板前划线焊好；

②检查罐壁承压环的组对间隙应符合图样规定的要求，错变量不得大于1.5mm；

③检查罐壁板的上口水平度，每张罐壁板检查两点，水平度最大和最小值之间不得大于6mm；

④检查罐壁板的垂直度，每张承压环检查两点，垂直度的允许值为±3mm；

罐顶承压环在罐顶骨架、罐顶板以及顶圈壁板安装完毕后进行安装。

顶圈罐壁板在承压环及外罐顶提升后进行围板，罐体提升后，首先在罐壁承压环

的下端点焊挡板，然后进行围板。

液压顶升设备的有效提升高度必须大于被提升罐壁板的宽度，液压顶升支柱数量应根据提升的最大重量选取，每个液压顶升设备最大提升重量为g吨，液压顶升支柱数量n按下列公式计算：

顶，单台最大起重能力为35吨，提升高度为3.5米。

本工程LNG低温储罐外罐倒装施工液压顶升设备选用35吨千斤顶，最大提升重量为1613吨（重量包括外罐壁板﹢抗压环+加强圈+外罐拱顶+内罐铝吊顶），因此使用60个液压千斤顶完全满足施工要求；

液压顶升设备布置示意图

液压顶升设备均布在罐内距罐壁250mm的圆周上，每个液压顶沿径向使用φ89钢管打两个斜撑以增强液压顶升设备的稳定性。液压顶升设备由于其提升平稳、快捷、安全，已经成为拱顶式大型储罐首选的提升工具。

顶圈罐壁板的安装尺寸检查

检查罐壁承压环以及顶圈壁板的组对间隙、错边量应符合图样规定的要求；

检查罐壁板的上口水平度，每张罐壁板检查两点，任意9米范围内水平度偏差不大于±3mm，整个圆周水平度最大和最小值之间不得大于9mm；

顶部第二圈及以下壁板的组装

顶部第二圈及以下壁板的组装在上圈壁板纵缝、环缝焊接并无损检测合格后进行。壁板围在上圈壁板外侧，并进行点焊组对纵缝，留一道纵缝暂不组对，采用液压顶升提升罐体至安装高度，组对剩余一道纵缝，焊接完毕后对环缝。

罐壁抗风圈、加强圈的施工

抗风圈、加强圈安装前，应复测罐壁椭圆度，调整合格后方可安装。抗风圈、加强圈分段预制，划线点焊限位板（利用加强筋板）。组装应在同层壁板纵缝及环缝焊接后并探伤检验合格后进行。

抗风圈、加强圈在安装前，按设计文件划出其安装位置线，抗风圈、加强圈离环缝的距离不应小于150mm，抗风圈、加强圈遇罐壁纵缝处，应开半圆形豁口，豁口两侧50mm范围内不进行焊接。

外罐壁与罐底大角缝的施工

外罐大角缝组焊在低圈罐壁板组装焊接后进行，为防止焊接变形在罐内侧用临时支撑加固（L=1米，［10，间距1.5米］。大角缝的焊接应符合图纸及标准的要求，焊接详见《焊接方案》。焊接经外观检查合格后进行真空试漏以及气密性试验。

底圈壁板组装后，用于临时出入门的壁板暂不焊接，待出入门加固组装焊接完毕后，开设临时出入门，用于材料及施工机具和人员的出入。出入门的设置方位以及加固措施按施工图纸的要求施工。

8.6.1内罐壁板使用拖板车送入罐内，放置在胎具上，防止因放置时间过长影响壁板的弧度，前3圈内罐壁板可用汽车吊安装，其余壁板用电动葫芦安装，对于06Ni9材质内罐壁板的安装，按以下标准工序进行：

划出内罐壁板安装的内径及向内100mm的基准线；

标出第一圈壁板立焊缝的焊口位置；

在第一圈壁板下口放置3mm垫铁，保持大角缝焊缝根部间距；

在安装直径上安装第一圈壁板。使用立缝卡具将两相邻壁板固定到位，安装4张壁板后，可以开始组焊立焊缝；

使用斜支杠与壁板间销子将壁板找正，检查垂直度；

焊缝根焊道使用后退式方法（从顶部向上1m，然后中间向上1m等）来焊接；

局部抬起板（使用锲形垫铁或螺母），放置6mm垫铁，方便底部立焊缝完全焊接同时也防止立焊缝焊接时与边缘板相焊接；

使用SMAW工艺进行焊接。通过键板夹具调整控制立缝不齐。从外侧完成焊接，然后清根，再从内侧焊接。焊接完成后，取下6mm垫铁，重新放上3mm垫铁；

要严格按照焊接工艺评定进行焊接参数的控制；

在第一圈壁板上安装临时大门处的临时壁板（临时壁板厚度≥16mm，宽度与正式壁板相同）；

安装第二圈壁板，首先按排版图在首圈壁板上标记出第二圈板的起始位置；

第二圈壁板至少安装3张壁板后，使用工装卡具找正立焊缝并点焊；

几何尺寸检查，开始立焊缝焊接；

组对点焊第一圈环焊缝，取下3mm垫铁；

开始第一圈环焊缝焊接；

完成4张壁板的环焊缝焊接后，可以开始安装上一圈壁板；

在第四圈壁板安装、立缝组对合格后，将壁板与边缘底板找正并组装大角缝。在大角缝开始焊接前，在第一圈壁板及边缘板间安装临时斜支撑，防止焊接时边缘板上翘变形；

在第四圈壁板立缝点焊后，开始焊接大角缝，焊接应从内侧开始，然后从外侧清根，再进行外侧焊接。

在内罐壁板安装过程中若不影响施工不需拆除罐壁临时支撑。

大角缝进行100%PT和真空试漏检验。

第一圈壁板安装后，立即安装本圈上的加强筋，有助于保证内罐壁的圆度；

壁板垂直度应≤1/200H，椭圆度为±32mm。

8.6.2内罐壁加强筋安装

操作平台布置应便于加强筋安装、焊接及无损检测；

为了减少高空作业和加快施工速度，在壁板安装前，在单张壁板上安装加强筋，在立缝处预留1.5m长的小段不安装，待该圈壁板安装完、立焊缝完成后，再安装预留的小段加强筋；

最上圈壁板加强筋尺寸较大，要在该圈壁板安装焊接完成后，再逐块吊安。

8.6.3封首圈壁板的临时大门

临时大门处的临时壁板在第一圈及第二圈壁板间的环焊缝焊接后拆除；

罐壁板及罐内的安装工作全部结束后封闭罐壁临时大门；

在临时大门用正式壁板封闭前，应完成整个内罐底真空试漏检验，清除罐内所有无用材料并彻底打扫罐底；

正式壁板的立缝焊接完及无损检测合格后进行环缝点焊和焊接、无损检测；

最后进行封闭大门处罐底板与壁板间大角缝的焊接，进行100%的PT及真空试漏。

8.7罐壁组装质量标准

板厚小于6.4mm时，错变量最大6.4mm，板厚大于6.4mm时，错边量不超过板厚25%或3.2mm中的较小值。

壁板纵、环缝角变量≯8mm；

罐底总体不垂直度≯1/200H（且≯50mm），每张壁板组装时，不垂直度≯4H‰

壁板局部凹凸变形≯13mm。

外罐顶在罐壁承压环安装完毕后安装，内罐顶在外罐顶安装完毕后在外罐底敷设焊接，并用液压顶升使内外罐之间相对高差符合图纸要求后，安装内罐顶吊挂，使内罐顶悬挂在外罐顶主梁上。

外罐顶主要由中心顶环、拱梁、环梁和罐顶板组成。中心顶环、环梁、拱梁均为预制H型钢，现场组装。

外罐顶中心临时支架的架设

为临时安装中心顶环，应设立临时中心支架。中心支架由钢管和角钢焊接而成，其截面大小为中心顶环的内接正方形，高度应根据中心顶环与罐壁之间的高差确定，中心支架在外罐承压环组装焊接后，且罐体直径、椭圆度测量完之后组立，罐顶施工完成之后拆除。

罐顶中心环吊装到中心临时支架顶部。按照施工图纸要求保证中心环和罐壁承压环之间的高度差，将中心环中心与外罐底中心找正，并保证中心顶环水平，然后与中心临时支架点焊固定，并在中心环上标出纵分梁的安装位置线。

10.3外罐顶骨架安装

外罐拱顶骨架首先在罐外空地上组装成片后，使用160吨履带吊车将组焊的分片拱顶结构吊装到罐内进行安装，参照图纸将整个拱顶结构分为24片，其中大片为12片，小片为12片，分片形式如下图所示：

大片重量10.67吨，总计12片

小片重量5.34吨，总计12片

在拱顶骨架吊装过程中首先对称吊装大片结构，然后对称吊装小片结构，成片结构安装完成后利用升降车安装大片结构与小片结构间的环梁，从而完成拱顶结构的全部安装工作。

按照图纸要求铺设、点焊罐顶板，罐顶板铺设时应对称铺设，防止受力不均导致罐顶产生变形。

（1）内罐顶在外罐底上架空铺设，为防止铝浮盘铺设组焊时直接与外罐底板接触，在外罐底板上首先铺设一层薄木块，将外罐底板与铝吊顶板隔开，然后在外罐底上组焊铝吊顶板。

（2）铝吊顶板组焊完成后，组焊分布在铝吊顶上的各圈加强筋；同时同步安装与拱顶梁连接的铝吊顶拉杆。

（3）铝吊顶的拉杆与分布在吊顶板上的各圈加强筋的连接，在外罐第一圈壁板倒装液压顶升到合适高度后，现场按照吊杆与筋板的实际尺寸钻孔后进行螺栓连接，然后随着外罐倒装施工的进行，内罐铝吊顶即被液压顶提升起来。

（1）内、外罐顶板之间均为搭接：内罐铝吊顶中幅板之间的搭接不小于30mm，中幅板与边缘板之间的搭接不小于40mm；外罐拱顶板之间的搭接距离为50mm。

（2）内外罐顶板的方位必须符合图纸要求。

（3）外罐顶安装用样板检查，间隙不得小于15mm（内部控制指标）。

（4）内罐顶安装完成后，凹凸度不得小于50mm（内部控制指标）。

（5）内罐顶工卡具焊迹打磨平，并按照要求检查合格。

9.1罐体开孔接管、人孔安装

罐体开孔接管、人孔安装应符合下表要求：

±1/2°or2.0（*1）

罐顶或罐底中心到接管或人孔和给排水坑的距离（F）

开孔补强板的曲率，应与罐体一致，并设有信号孔。

开孔接管法兰的密封面应完好，不得有径向划痕，法兰的螺栓孔应跨中安装。

除设计文件另有规定外，罐内竖向管线的垂直度允许偏差不得大于管长的1/1000，且不得大于10mm。

膨胀节的固定螺栓在安装过程中不得拆卸，使用前在行拆卸。

抗风圈、加强圈在安装前，按设计文件划出其安装位置线，抗风圈、加强圈离环缝的距离不应小于150mm，抗风圈、加强圈遇罐壁纵缝处，应开半圆形豁口，豁口两侧50mm范围内不进行焊接。

盘梯踏步板宽度应一致，踏步间距应相同，踏步板应保持水平。

低温储罐名牌上应标明内、外罐的主要参数。主要参数包括：设备位号、名称、内、外罐直径、高度、储存介质、温度等。

10.不锈钢材料以及铝吊顶产品防护措施

10.1不锈钢材料防护措施

LNG储罐铝吊顶的吊杆等为不锈钢材料，不锈钢材料被污染后，无论是通过打磨还是通过酸洗，都会对产品的内在质量和观感质量产生影响。因此，对不锈钢材料。重在强化施工过程中的防护，避免不锈钢和碳钢材料在运输、储存、预制、安装时的接触，尤其是对于不锈钢上碳钢附件的切割和焊接，必须采用石棉布等工具盛接或切割火花，绝对禁止切割和焊接的火花直接溅射到不锈钢材料表面。不锈钢材料的制作还应注意下列事项：

（1）不锈钢板不用样冲打眼，而应用易擦洗的颜料做标记。

（2）不锈钢板及构件的吊装应采用吊装带。

（3）不锈钢板在滚板时，对辊子应采取防护措施，可以包牛皮纸或涂刷油漆隔离。

（4）严禁在坡口外引弧，电焊二次线应在被焊件上卡紧GY／T 282-2014 数字电视节目平均响度和真峰值音频电平技术要求.pdf，以免发生打弧或过烧现象。

（5）尽量避免飞溅，焊前可在坡口两侧100mm范围内涂上白垩粉，以免飞溅引起钢板耐蚀性能降低。

（6）焊工使用工具如刨锤、钢丝刷必须是不锈钢材质。

（7）避免不锈钢尤其是坡口和锌元素的接触，包括含锌的构件等。

10.2内罐吊顶材料平基土石方施工组织设计，铝合金板仅为5mm，极易损伤。施工中应进行重点防护：

（1）避免工卡具等物体吊落至铝吊顶，砸伤顶板。

（2）内罐顶安装后外罐顶还需进行切割、焊接等作业时，需采取盛接火花措施。