上海LNG内罐施工资料-1

上海LNG内罐施工交流资料中国石油天然气第六建设公司

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一概述二主要施工工艺流程三关键工序施工方法描述四施工重点及难点五施工场地的占用六施工用电方案七雨季施工措施八内罐施工HSE措施九主要工序人力方案及施工工期十设备资源投入情况一概述我公司在上海液化天然气接收站工程中承建了1座全容式16.5万m3LNG储罐〔TK0202〕。2007年4月6日合同签定，2007年4月15日开始根底施工，2007年5月15日开始罐体预制工作，竣工日期为2021年4月8日。该LNG储罐根本设计参数如下：设计净容量〔165,000m3〕，设计温度〔-165℃〕，储罐罐壁高〔40520mm〕，罐底至拱顶高〔52623mm〕，设计最高液位〔37385mm〕，最大正常工作液位〔36263mm〕，最小正常工作液位〔1543mm〕，罐内径80m，内罐重量〔1526吨〕，外罐重量〔1186吨〕，储罐总净重3668吨。内罐施工主要包含以下局部：拱顶、铝吊顶施工；罐底衬板、罐壁衬板施工；热角保护层施工；内罐底板、内罐壁板施工；保冷施工及内部接管等。其中敷设于混凝土内壁的壁板称为罐壁衬板；混凝土根底上外表敷设的底板称为罐底衬板；直接盛装LNG介质的Ni9%钢罐体称为内罐；在内罐与罐体衬板之间的Ni9%钢罐体称为热角保护层。在每层罐底和罐壁之间敷设保冷材料。二主要施工工艺流程主要施工工艺流程见以下图预制工作及工卡具制作罐底衬板安装铝吊顶组装铝吊顶轨道梁气顶升基础混凝土施工

PC墙施工承压圈安装罐顶安装安装:土建：

续上页珍珠岩块安装罐壁(PC)衬板安装内罐底底部保冷及底板热角保护顶板、罐壁保冷及壁板热角保护底边缘板及下部保冷混凝土环浇注内罐壁板安装内罐底边缘板安装充水试验封闭PC墙上的临时开口封闭墙衬板和热转角保护安装LNG泵井内罐管线安装封闭内罐壁板上临时开口安装加强圈和顶梁热角保护周边板布置双带板预制热角保护底部保冷及底板珍珠岩填充、氮气置换、预冷却施工转角板制作成型〔2007年7月23日〕Cornerplatefabrication罐底衬板转角板铺设〔2007年9月14日〕installbottomcornerplate罐底衬板铺设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单轨吊车梁制作〔2007年8月24日〕Monorailbeamfabrication承压圈下料〔2007年8月24日〕Materialcuttingforcompressionring三关键工序施工方法描述

1拱顶组装拱顶的安装是LNG罐的重点之一，由于拱顶板外形尺寸较大，其吊装存在一定难度，需要利用250t履带吊。1.1组装方法◆拱顶由弧形梁及顶板组成，采用分块组装。现场分中心拱顶一块，大、小瓜皮型拱顶板各12块，大块拱顶重量18吨，小块拱顶9吨，拱顶板弧长38m多。拱顶板分别在组装胎具上组装焊接后，利用100t履带吊吊至存放胎具上。制作组装胎具2座，存放胎具6座。存放胎具要等分四处分别放置在罐周围，以便吊车站位和吊装。2007年5月23日完成拱顶预制胎具一座〔共两座〕CompleteonesetrooffabricationsupportonMay23rd,2007拱顶型钢下料制作〔2007年5月31日〕Cut&fabricatestructuralsteelforroofbyMay23rd,2007拱顶块铺板焊接〔2007年6月9日〕Fabricatingroofblock拱顶块存放支架制作〔2007年6月9日〕Fabricateroofblocksupport拱顶块吊装移位过程中〔2007年6月9日〕Liftingroofblock拱顶块吊装移位到存放支架〔2007年6月9日〕Liftandmoveroofblocktoitssupport◆在罐内底部衬板上安装临时拱顶组装中心支架一组及沿罐边96个边缘支架。边缘支架与墙体预埋件用型钢连接固定，保证支架稳定，做好等分标记。◆在罐内用25t汽车吊将中心拱顶板吊装至中心支架上。在PC混凝土墙体施工到第四层时〔约16m〕，罐外利用250t履带吊首先将大块拱顶板按十字方向对称吊装到罐内临时组装中心架和边缘支架上，在松吊钩前利用剪式升降机将每块拱顶中间的临时支架顶紧并测量，以保证在同一设计标高处。第一块拱顶块安装〔2007年9月26日〕Roofblockinstallation第一块拱顶块安装就位中〔2007年9月26日〕Firstroofblockinstallation安装拱顶块临时中间支架〔2007年9月26日〕Installintermediatesupport◆十字对称的大块拱顶板安装后，可依次吊装就位其他大块拱顶板，然后依次就位小块拱顶板。◆将拱顶板之间的连接节点组装焊接后，利用土建单位的塔吊铺设剩余的拱顶板并焊接、检验。对称吊装完成4块拱顶块(2007.09.13)Symmetricallyinstall4roofblocks24块拱顶块吊装完成(2021.10.02)

finishinstallationof24roofblocks拱顶剩余板全部安装完成〔2007年10月15日〕Completeroofinstallation单轨吊车梁安装〔2007年10月15日〕Installmonorailbeam1.2影响质量的主要因素以下是拱顶施工中可能会出现的问题，将影响到拱顶安装质量，施工中应加以注意：设计制作的组装胎具和临时支架尺寸不准确，影响拱顶成型；边缘支架位置的底部衬板没有与根底贴紧后就将边缘支架与预埋件固定，影响拱顶的安装标高；临时支架上的等分点不准确，造成每块拱顶之间的间隙不均，甚至无法安装；拱顶中间支架标高测量不准确，造成拱顶中部上下不一，弧度达不到要求；拱顶板焊接顺序选择不对，产生焊接变形；未按要求由下向上进行爬坡焊，造成焊缝外观成型差。2罐顶气顶升罐顶气顶升工序是LNG罐施工的重要里程碑，气顶升工序的完成将是顺利开展罐内施工及确保整体工期的关键。气顶升工艺：罐内铝吊顶在底板上进行组装并用吊杆与拱顶连接紧固后，利用风机将570吨的罐顶〔包含铝吊顶、局部管口附件及配重重量〕顶升到38.767m高度，与PC墙上的承压圈连接固定，详见如下顶升示意图：顶升示意图2.1气顶升施工准备◆平衡装置布置平衡装置包括底部固定块、中心滑轮、导向滚轮、开口滑轮、T形架。◆钢丝绳布置每个T型架布置一根单独的钢丝绳。钢丝绳依次穿过T型架、开口滑轮、导向滑轮、中心滑轮，垂直到罐内与底部固定块连接固定。◆风机系统在临时施工大门处安装风机4台〔其中1台备用〕，配备4台发电机〔其中1台备用〕，配备通风管及风道〔4组〕。◆密封系统密封材料挂在顶板下部靠近PC墙体，并固定牢靠，每块密封材料之间用密封胶带粘接。◆其他准备工作准备好通讯设备、测量工具、组装工卡具等。确定人员组织机构，明确总指挥、测量人员、组装人员、巡检人员、记录员。铝吊顶吊杆安装〔2007年11月10日〕Hangerrodinstallation铝吊顶筋板切割下料〔2007年11月22日〕Aluminumplatecutting铝吊顶铝板焊接〔2007年11月22日〕Weldaluminumplate拱顶接管安装〔2007年11月28日〕Installroofnozzle拱顶接管焊接〔2007年11月28日〕Weldroofnozzle承压圈吊装组对焊接〔2007年12月5日-16日〕fitup&weldofCompressionring临时大门封闭装风机风道〔2007年12月15日〕Installfan&ductforroofairraising气升顶平衡系统安装〔图片1〕

Fixbalancesystem〔2007年12月3日〕气升顶平衡系统安装〔图片2〕

Fixbalancesystem(2007.12.25)气升顶平衡系统安装〔图片3〕

Fixbalancesystem(2007.12.18)气升顶平衡系统安装〔图片4〕

Fixbalancesystem(2007.12.03)气升顶用密封装置安装〔2007年12月21日〕Installsealsystem检查气升顶钢丝绳底部固定块〔2007年12月25日〕Checkwirefixingblock顺利完成预气顶升〔2007年12月26日上午〕Successfullycompletetrialroofairraising顺利完成预气顶升〔2007年12月26日上午〕Successfullycompletetrialroofairraising顺利完成预气顶升〔2007年12月26日上午〕Successfullycompletetrialroofairraising2.2罐顶固定过程所有人员在整个顶升过程服从总指挥命令。罐顶布置8名顶升高度测量人员，得到命令后及时准确的通报顶升高度。在拱顶顶升到位后，风机进行稳压。首先利用72个临时固定夹具将罐顶和承压圈焊接固定，然后由铆工、焊工各24名组对拱顶和承压圈的焊缝，并进行焊接，整圈打底层焊缝焊接完成后，即可停止风机送风，整个顶升过程结束。2.3影响质量和平安的主要因素检查工作不细致，如拱顶与临时组装支架上是否有焊接固定点，必须一一检查和处理；测量人员测量读数不准确，造成反响到指挥台的信息错误，从而下达了错误指令；罐顶承压圈的焊缝角变形较大，造成顶升到位后组装间隙大，增加组装焊接难度。总之，在气顶升这个工序中严格按检查表内容逐项检查并做好消项工作，是非常重要的。顺利完成气顶升〔2007年12月27日上午〕Successfullycompleteroofairraising顺利完成气顶升〔2007年12月27日上午〕Successfullycompleteroofairraising3、内罐壁板安装在外罐衬板、热角保护层安装后进行内罐安装。内罐施工同样是LNG罐施工的重点之一，工作量大，组装、焊接要求高，作为9%Ni钢板，所有对接焊缝需要100%PT和RT检验，这也是施工难点之一。3.1组装方法◆内罐壁板采用罐内搭设操作平台和外挂电动行走小车的正装法进行施工。为了减少罐内工作量，提高罐壁安装效率，采用了双带板安装法，即在罐内安装第1、2、3圈壁板的同时，在罐外将4/5、6/7、8/9圈壁板实行双带板拼接预组装。以下图为内罐壁板安装示意图：由下往上各圈壁板厚度为26.2mm、23.2mm、20.1mm、17mm、14mm、12mm(第6—9圈)双带板预制安装工艺5米以下罐衬板铺设焊接〔2021年1月4日〕InstallationofoutertankLinerplatebelow5m罐衬板制作安装(3块1组)〔2021年1月19日〕Outertanklinerplatefabrication(above5m)罐衬板安装(3块1组)〔2021年3月7日〕installoutertanklinerplate(above5m)内罐边缘板安装焊接〔2021年3月14日〕Install&weldinnertankannularplate内罐双壁板自动焊〔2021年3月29日〕Innertankshellplatefabrication◆利用拱顶边缘安装的轨道梁上的10t电动葫芦及50t汽车吊配合来进行内罐壁板的吊装就位工作。◆每圈壁板在安装前，除了将吊耳、焊缝组对卡具和挂平台卡具事先焊在壁板上外，还要将下圈要安装的每块壁板的位置在该圈板的上部做好标记。◆由于在双带板进罐开始安装的同时，热角保护底板、内罐底板以及下部保冷也在施工，这样就要预留出电动葫芦固定的吊板位置及罐内进车倒运板的区域，利用电动葫芦在轨道梁上圆周方向上的行走来完成每块壁板的安装。待所有壁板安装后，再完善预留位置的底板和保冷施工工作。◆每张壁板上安装两个临时操作平台，同时多制作罐壁的操作平台，便于壁板安装时的相互倒换。5米以下泡沫玻璃保冷块安装〔2021年4月19日〕Installcellularglassblock(below5m)5米以下TCP壁板安装〔2021年4月19日〕InstallationofTCPshellplate(below5m)内罐第一块壁板9%Ni安装〔2021年4月20日下午5点〕Installationofthe1stinnertankshellplate内罐第二圈9%Ni壁板安装〔2021年5月10日〕Installationof2ndinnertankshellplate内罐第三圈9%Ni壁板安装〔2021年6月15日〕

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

bottominsulationinstallation3.2焊接质量控制在整个LNG内罐的施工过程中，9%Ni钢的焊接是质量控制的重点和难点，其自身特殊的物理性能和焊接性能，对施焊焊工的技术水平要求极高，因此应在以下几方面做好质量控制措施：◆焊接环境：由于施工地点在临海地区，海风大，空气湿度大，罐外预制双带板的组装平台四周用彩板围起做好防风措施。同时要注意焊条的保温，焊接作业周围环境湿度超过90%不得进行焊接。◆将坡口20mm范围内的油污、杂质和铁锈等打磨去除干净。◆焊接工艺：9%Ni钢的焊材为镍基合金焊材，其流动性差，润湿性差，容易产生热裂纹，尤其以弧坑裂纹居多，因此要采用短电弧，小电流，快速焊，降低线能量输入，尽量减少接头数量。对于手工电弧焊，特别是线能量输入最大的立焊位置，必须严格控制焊接参数和每根焊条施焊的厚度和长度。对于坡口宽度大于20mm的接头，其填充和盖面应采用多层多道焊，以保证焊缝金属的力学性能。对于环向焊缝，多采用埋弧自动焊。当采用单面焊双面成型的焊接工艺时，根部间隙不得低于1.5mm。◆为控制焊缝角变形产生，双带板的环缝及每圈板的纵缝在使用卡具组对时采取反变形措施,确保最终焊缝角变形量都在允许范围内。3.3影响质量和工期的主要因素焊接环境的影响，如雨后潮湿天气，大风天气；焊缝均需要打磨平滑，根本齐平于母材外表，打磨量大；未按要求进行多道焊接，减少了焊接道数，造成热输入量大产生焊接变形，甚至于返工；工序复杂且要求严格，无法连续作业；工作面小，不能大量投入劳动力。四施工重点及难点

1储罐结构复杂，施工难度大；采用的钢材种类有15种之多；储罐的焊接工艺评定有68项之多，对焊工的技术要求高,焊接工作量大；9%Ni钢焊接性能不好，焊接难度大。2无损检测量大且要求严格,90%的焊缝都要做VT,所有的9%Ni钢焊接都需要做PT及内罐焊缝全部需要RT检测。3罐拱顶工作量大，组装胎具多。储罐罐顶采用瓜皮板预制拼装，从下料到组对焊接所有过程尺寸控制要求特别高，吊装需采用250t吊车。4罐顶螺柱焊的工作量大，52000多颗，需要使用螺柱焊机;5储罐罐顶采用气顶升安装是一个关键控制点，顶升工序复杂，对送风量控制要求高.6壁板的施工需要多种吊装机具，除50t汽车吊进罐吊装外还要使用到电动葫芦及吊篮.7罐体施工区域狭窄，土建、安装相互交叉的工作较多，协调工作量大，对工期有一定影响。8施工工装制作种类多且复杂，技术含量高，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内壁板安装焊接要求特别高，安装及焊接工作量大难度高，对自动焊机的性能要求高拱顶螺柱焊接〔2007年11月6日〕Studboltweldonroofplate预埋件不锈钢螺柱焊〔2007年8月6日〕Studboltweld–S/Sembeddedpart预埋板螺柱焊〔2007年8月18日〕Studboltweld—embeddedplate拱顶安装支架制作〔2007年8月6日〕Temporarysupportfabrication拱顶安装工卡具制作〔2007年8月6日〕Fabricateclips&jigs拱顶安装临时中心支架就位完成〔2007年9月6日〕Installcentralsupport承压圈胎具制作〔2007年8月18日〕Fabricationsupportforcompressionring承压圈组对焊接〔2007年9月16日〕Fitupandweldcompressionring五施工场地的占用由于预制工作量大，双带板预制、存放占地面积大。目前上海LNG罐的现场预制占用场地约为60m×120m，即7200平方，仅满足了根本需求。另外，在拱顶板倒运及吊装期间，罐外混凝土壁向外侧20m四周的的场地要保证平整和压实。六施工用电方案

七雨季施工措施

雨水天气是影响LNG罐施工质量和工期的主要原因之一，罐外的施工在雨水天气根本停止作业。以下主要是对于罐内施工时的雨季施工措施◆在罐底板施工中，雨天禁止焊接作业。在雨水停止后，利用吸水器将底板上较厚的积水抽出，并使用压缩空气对焊缝处吹干后再进行焊接。◆在罐顶未顶升起来之前，防止雨水由罐中心预留铺板处进入罐底板下部，用100mm宽的扁钢按圆周方向进行点焊,缝隙处填充玻璃胶封闭阻止雨水渗入罐底板与根底之间。◆雨天过后，罐内的壁板板身潮湿时可使用氧乙炔焰将施焊区域的水汽烘干。◆施工预留的大、小门洞上方和侧面加防雨檐和挡板，并在门洞口设置防雨蓬布。◆罐顶抽风机安装口处，用钢板制作防雨帽，防止雨水从抽风机口流入罐内。八内罐施工HSE措施

1起重作业◆拱顶板吊装◆壁板的吊装◆其他吊装2高处作业3用电平安4罐内通风、烟尘、照明5打磨作业平安6动火作业平安7罐内的文明施工

九主要工序人力方案及施工工期

序号施工描述施工人数/工种工期(天）铆管工电焊工防腐工火焊工辅助工1罐顶板预制、组对焊接1620

8

652罐底衬板安装、焊接612

1

453罐底衬板真空试漏2

2154螺柱焊接22

1

①预埋板螺柱焊接

2

15

②承压圈螺柱焊接

2

6

③罐顶衬板螺柱焊接

2

355顶板安装工装制作安装63

22206顶板安装、焊接424

267顶板真空试漏31

2208铝吊顶安装、焊接815

329承压圈安装、焊接45

2

3010罐顶开孔接管安装焊接46

1

3011气升顶准备工作63

121512气升顶(预升顶)2626

3

313罐壁衬板安装、焊接66

1

5514热角保护（TCP）保冷铺设

①夹层保冷

12

7

②壁板保冷

16

915热角保护（TCP）部分安装、焊接

①周边板38

110

②边缘板46

8

③盖板46

26

④壁板412

1016内罐边缘板胎具制作/下料切割

17内罐边缘板安装工装制作32

11818内罐边缘板安装、焊接49

719双带板

①工装制作63

1220

②双带板预制、焊接检查64

66220底部保冷铺设

16

5621TCP底板、内罐底板安装焊接412

126022接管安装