不銹鋼立式儲罐施工工法1 前言不銹鋼立式儲罐與碳鋼、低合金鋼材質(zhì)的立式儲罐相比，具有更好的耐腐蝕性及潔凈度，更適用于存儲某些化工原料及產(chǎn)品。因不銹鋼材質(zhì)的特殊性，其施工也與碳鋼、低合金鋼材質(zhì)的儲罐存在一定不同，特別是在防滲碳、焊接變形防控及內(nèi)壁表面處理等方面。2006年我公司根據(jù)已往施工項目的成功經(jīng)驗，總結(jié)、開發(fā)的5000m3不銹鋼儲罐施工工法獲石油工程建設(shè)省部級工法，工法編號：SYGF-02-2006。依托我公司于2011年承建的大慶煉化公司丙烯酰胺裝置安裝工程中1000m3不銹鋼立式儲罐的施工，對原工法進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，如使用液壓提升替代手拉倒鏈提升、優(yōu)化壁板焊縫焊接順序、內(nèi)壁表面處理使用手持式機(jī)械拋光和封閉循環(huán)噴淋式酸洗鈍化等。為使工法具備更廣泛的適用性，對原工法5000m3不銹鋼儲罐施工工法內(nèi)容進(jìn)行更新、完善，升級調(diào)整為不銹鋼立式儲罐施工工法。2 特點（1）在罐板卷板時采用帆布包覆輥筒的軟防護(hù)措施，可有效避免壁板表面劃傷。（2）用液壓提升替代手拉倒鏈提升，起升平穩(wěn)、勞動強(qiáng)度降低、工效提高。（3）針對奧氏體不銹鋼材質(zhì)易產(chǎn)生焊接變形的特點，就不同施焊部位分別制定有效的焊接變形防控措施，并對壁板焊接順序進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。（4）內(nèi)壁表面處理創(chuàng)新地采用手持式機(jī)械拋光和封閉循環(huán)噴淋式酸洗鈍化，質(zhì)量更優(yōu)、效率更高。3 適用范圍本工法適用于現(xiàn)場組焊的容積2104m3及以下的不銹鋼立式儲罐的倒裝施工。4 工藝原理本工法為不銹鋼立式儲罐施工的組合工藝，主要包含焊接變形防控工藝、罐體液壓提升工藝、采用手持式機(jī)械拋光和封閉循環(huán)噴淋式酸洗鈍化的內(nèi)壁表面處理工藝等。4.1 焊接工藝圖4-1 行程放大式液壓提升機(jī)示意圖2hh被提升壁板動滑輪鋼絲繩液壓缸柱 塞為有效控制焊接變形，罐底焊縫采取反變形矯正和加裝壓杠等強(qiáng)制措施；罐壁焊縫采取雙面焊，在優(yōu)化焊接順序的同時，通過調(diào)整坡口型式和背面清根量，保證焊縫兩側(cè)填充金屬量相當(dāng)，以消除焊接角變形。4.2 組裝工藝罐體提升設(shè)備采用行程放大式液壓提升機(jī)，如圖4-1所示，根據(jù)動滑輪組原理實現(xiàn)行程放大，達(dá)到縮小提升裝置高度的目的，在施工中不需在罐頂開、補(bǔ)“天窗”。且提升機(jī)采取一機(jī)一泵的設(shè)計方案，提升作業(yè)時既可多機(jī)集中控制，保證提升同步性；又可單機(jī)控制，精確進(jìn)行環(huán)縫組對調(diào)整。4.3 內(nèi)壁表面處理工藝4.3.1 機(jī)械拋光的原理使用拋光輪施加以一定的壓力在不銹鋼表面作高速旋轉(zhuǎn)，使不銹鋼表面產(chǎn)生塑性變形，實現(xiàn)削凸填凹的整平過程，并以高速反復(fù)進(jìn)行，使原表面缺陷被清除，粗糙度降低，變得平滑光潔，可有效防止介質(zhì)物料粘連。4.3.2 酸洗鈍化的原理通過酸洗將不銹鋼表面原有氧化膜腐蝕掉，將鐵及鐵的氧化物優(yōu)先溶解，使不銹鋼表面富鉻，再在氧化劑鈍化作用下產(chǎn)生完整穩(wěn)定的鈍化膜，這種富鉻鈍化膜的電位可達(dá)+1.0V(SCE)，接近貴金屬的電位，可有效提高抗腐蝕的穩(wěn)定性。5 施工工藝流程及操作要點5.1 施工工藝流程圖5-1 施工工藝流程施工工藝流程見圖5-1?？梢姴讳P鋼立式儲罐施工工藝流程與普通碳鋼、低合金鋼材質(zhì)的立式儲罐基本相同，以下著重對不同之處加以敘述，相同之處予以省略、簡化。5.2 操作要點5.2.1 基礎(chǔ)驗收底板安裝前，對儲罐基礎(chǔ)進(jìn)行復(fù)查，核對基礎(chǔ)標(biāo)高、直徑、方位、坡度、表面凹凸度等是否符合設(shè)計及規(guī)范要求。5.2.2 罐體預(yù)制5.2.2.1 排板不銹鋼儲罐壁板板幅（1.5m6m）相對較小，每圈縱向焊縫增加，加上其線膨脹系數(shù)又較大，為此由縱縫焊接形成的圓周收縮量也較大。對縱縫焊接收縮量進(jìn)行準(zhǔn)確估算，是壁板精確排板的前提條件?？v縫焊接橫向收縮量可用下述公式進(jìn)行計算： （式5.2.1）式中：F焊縫橫截面積mm2，mm；板厚，mm。5.2.2.2 切割圖5-2 滾板機(jī)輥筒使用帆布包裹圖5-3 壁板拉運胎具切割平臺與不銹鋼鋼板間用木方或膠皮隔離，以防止板材表面刮傷、滲碳污染。不銹鋼鋼板采用等離子切割，在切割線附近150mm范圍內(nèi)用膨潤土加水配成糊狀物涂刷，可有效防止切割飛濺污染板材。5.2.2.3 卷板為防止不銹鋼鋼板表面在卷板時滲碳污染，原采用鍍鋅鐵皮或薄不銹鋼板包裹滾板機(jī)輥筒，現(xiàn)改進(jìn)為用2層帆布包裹，見圖5-2。這樣，一是帆布比鍍鋅鐵皮或薄不銹鋼板包裹隔離輥筒更簡便易行；二是帆布更為柔韌，可在卷板時避免表面劃傷。帆布表面應(yīng)注意時常清理，避免附著尖銳物。另卷板時，應(yīng)將壁板上有劃痕、表面損傷的一面置于底面，即讓其為罐壁外側(cè)、不與介質(zhì)接觸的一側(cè)。5.2.2.4 存放及拉運預(yù)制完畢的半成品，在存放及拉運過程中，在胎具上包覆鍍鋅鐵皮或墊不銹鋼墊板隔離，捆扎固定采用不銹鋼帶或鍍鋅鐵絲。罐壁拉運必須使用專用胎具，其支架曲率應(yīng)與罐壁一致，以防止變形，如圖5-3。5.2.3 罐體組裝5.2.3.1 防滲碳措施不銹鋼儲罐的組裝與普通碳鋼、低合金鋼材質(zhì)的立式儲罐基本相同，區(qū)別主要在于組裝過程中針對不銹鋼材質(zhì)采取的若干防滲碳措施。（1）鉚工工具的防滲碳措施。鉚工組對使用不銹鋼或木質(zhì)的工具，見圖5-4。圖5-4 鉚工使用的不銹鋼工具和木質(zhì)工具（2）壁板組裝限位支墩。頂圈壁板安裝前，在底板上劃出壁板組裝圓周線，沿圓周均勻布置槽鋼支墩，間距300500mm，上下用不銹鋼墊板隔離，支墩與底板點焊，同時將壁板組裝圓周線引至支墩上面，并在支墩上點焊 60mm高的不銹鋼擋塊，如圖5-5所示。圖5-5 壁板組裝限位支墩設(shè)置（3）脹圈的防滲碳隔離措施見5.2.3.3及圖5-6；提升設(shè)備的防滲碳隔離措施見5.2.3.5及圖5-10。5.2.3.2 罐底組裝（1）底板按排板圖及預(yù)制編號、劃線位置進(jìn)行鋪設(shè)。罐底采用帶墊板的對接接頭，鋪設(shè)時應(yīng)將墊板一側(cè)先與底板分段點焊、貼緊，其縫隙不得大于lmm。（2）底板組對采取“由小塊到大塊”拼裝原則，由儲罐中心向兩側(cè)進(jìn)行，先組焊短焊縫，再組焊長焊縫，且前道焊縫直至組焊完成并冷卻后，方可組焊下道焊縫。組對時按51mm控制焊縫間隙，將墊板另一側(cè)與底板貼緊，在坡口內(nèi)按斷400mm焊200mm進(jìn)行點焊固定。5.2.3.3 頂圈壁板組裝（1）在吊車的配合下，按順序依次將壁板吊裝至限位支墩上就位，全部就位后，以壁板組裝圓周線為基準(zhǔn)，壁板根部用楔子進(jìn)行限位固定，同時調(diào)節(jié)罐壁橢圓度和上口水平度。限位完成后組對縱縫，收尾縱縫暫不組對用手拉倒鏈?zhǔn)站o，待其余縱縫全部組對完畢并上下盤圓后，切割尾板余量，再進(jìn)行收尾縱焊縫的組對。圖5-6 脹圈與罐壁接觸部分用鍍鋅鐵皮隔離圖5-7 包邊角鋼安裝圖5-8 加減絲安裝圖片圖5-9 罐頂頂板收尾縫組焊（2）頂圈壁板組對完畢后，所有縱向焊縫同步施焊，為防止焊接收縮使罐壁周長縮小，造成“卡墩”現(xiàn)象，在收尾焊縫組對時應(yīng)適當(dāng)放大周長。縱縫焊接橫向收縮量按（式5.2.1）計算，頂圈壁板厚8mm，共有7條縱縫，則放大量L=7H=70.270.57788/88.75mm。（3）頂圈壁板所有縱焊縫組對完畢后安裝脹圈，脹圈用200槽鋼制作，中間用10t千斤頂撐緊，與罐壁接觸部分用鍍鋅鐵皮隔離，以防止?jié)B碳，如圖5-6所示。（4）先將頂圈壁板每條縱焊縫頂部100mm進(jìn)行滿焊，然后進(jìn)行包邊角鋼安裝。包邊角鋼安裝時，先將上邊緣與罐壁點焊，然后用自制壓鉗使之與罐壁壓緊，再點焊包邊角鋼下邊緣，如圖5-7所示。（5）包邊角鋼安裝完畢后，安裝加減絲和罐底支撐環(huán)，加減絲一端安裝在罐底支撐環(huán)上，另一端點焊在罐壁頂部，碳鋼與罐壁接觸位置加不銹鋼墊板隔離，如圖5-8所示。通過調(diào)節(jié)加減絲長度可調(diào)整罐壁垂直度。頂圈壁板組裝尺寸經(jīng)驗收合格后，方可進(jìn)行縱縫焊接。5.2.3.4 罐頂組裝1000m3儲罐罐頂較小，可先于地面進(jìn)行組焊預(yù)制。按排板圖將頂板進(jìn)行拼接，組裝時預(yù)留一收尾縫最后組焊，先組焊除收尾縫外的頂板焊縫，然后組焊肋筋，再用吊車將罐頂中心提起，用加減絲調(diào)節(jié)收尾縫間隙，進(jìn)行收尾縫組焊，如圖5-9所示。罐頂預(yù)制完畢后，用吊車吊裝就位，進(jìn)行組焊。5.2.3.5 提升設(shè)備安裝（1）提升設(shè)備選擇和需用數(shù)量計算。提升設(shè)備選用行程放大式液壓提升機(jī)，需用數(shù)量根據(jù)罐體重量和周長兩個因素進(jìn)行計算，選用最大值且為偶數(shù)，其計算經(jīng)驗公式：N （式5.5.1）式中：N提升機(jī)臺數(shù)（若為奇數(shù)則加1），臺；G提升罐體最大重量（含附件，不包括罐底），t；L罐壁周長，m；T單臺提升機(jī)最大提升重量，t。1000m不銹鋼立式儲罐提升罐體最大重量34.6t，周長36.2m，單臺提升機(jī)最大提升重量5t，根據(jù)（式5.5.1）計算，則取N為10臺。（2）提升設(shè)備安裝。提升機(jī)設(shè)備在頂圈壁板圍板前提前置于罐內(nèi)，頂圈壁板和罐頂組焊完成后安裝就位。提升機(jī)沿罐壁均勻布置且必須保證垂直于地面，下墊鍍鋅鐵皮與底板隔離，底座用6塊擋板予以固定；兩根45斜支撐固定在罐底板上，接觸部分用不銹鋼材質(zhì)過渡；提升機(jī)的兩個前滑輪與罐壁相距30厘米，環(huán)形鋼絲繩通過固定在脹圈上的U型卡具與脹圈連接，吊點兩側(cè)焊接不銹鋼檔板。詳見圖5-10。45斜支撐與罐底接觸部分用不銹鋼材質(zhì)過渡吊點設(shè)置圖5-10 提升機(jī)安裝采取的防滲碳措施5.2.3.6 第二圈至最后一圈壁板組裝（1）圍板和縱縫組對。頂圈壁板組焊完畢后，啟動提升裝置將罐體提起約200mm，進(jìn)行第二圈壁板圍板，依次組對縱縫，且必須保證上口水平度（收尾縱縫不組對用手拉倒鏈?zhǔn)站o），同時從收尾縱縫對面起將木楔打緊，使第二圈罐壁與頂圈罐壁貼緊。（2）罐體提升及環(huán)縫組對。收尾縱縫鎖緊后，第二圈罐壁其余縱向焊縫由數(shù)名焊工在外側(cè)同時施焊，施焊完畢后打開鎖緊裝置。啟動提升裝置，提升罐體至1m高度停止，在上圈壁板下沿內(nèi)側(cè)焊接不銹鋼擋板，擋板間隔300mm左右均勻分布。繼續(xù)提升罐體至環(huán)縫組對位置，調(diào)整好環(huán)縫間隙后鎖緊收尾縱縫，使下圈壁板上沿緊貼上圈壁板下沿的擋板。環(huán)縫組對時，收尾縱縫兩側(cè)各1m范圍內(nèi)環(huán)縫先不組對，待尾板多余部分用磨光機(jī)切除并打磨坡口后，再進(jìn)行收尾縱縫和剩余環(huán)焊縫的組對。環(huán)縫組焊完畢后，將脹圈千斤松開，降脹圈降至第二圈壁板最下方，頂緊脹圈。進(jìn)行下一圈壁板圍板、組對、焊接及提升，直至最后一圈。5.2.4 焊接5.2.4.1 焊接工藝概述（1）不銹鋼儲罐罐體焊接采用焊條電弧焊，根據(jù)焊接工藝評定選用A102焊條。（2）小線能量施焊，層間溫度控制在100以下，減少敏化溫度區(qū)間停留時間,避免晶間腐蝕。需要時可強(qiáng)制快速冷卻焊道，方法如下：用海綿吸足水，敷在焊道及熱影響區(qū)，冷卻時勿需敲掉藥皮，以防止水蒸氣侵入焊縫，待冷卻后藥皮自行脫落。（3）罐壁縱向、環(huán)向焊縫采取雙面焊接，與介質(zhì)接觸的內(nèi)側(cè)焊縫最后施焊。（4）針對奧氏體不銹鋼易產(chǎn)生焊接變形的特點，采取有效的焊接變形防控措施。5.2.4.2 罐底焊接罐底焊縫坡口內(nèi)如存有水汽，應(yīng)使用壓縮空氣吹除。為有效控制焊接變形，在罐底施焊時，除應(yīng)遵守“先焊短焊縫，后焊長焊縫；初層焊道應(yīng)用分段退焊或跳焊法”的一般要求外，還應(yīng)采取如下措施：組對完畢后，施焊前，用鍍鋅鋼管墊于焊道墊板下使其隆起23，用木錘輕敲坡口兩側(cè)，作適量角變形焊接完畢，焊道冷卻后，鍍鋅鋼管抽出，如有向上拱起的變形，用木錘敲擊焊道，釋放應(yīng)力，消除變形處理完畢（1）短焊縫點焊固定后作23反變形，以抵消焊后變形量；如反變形量不能完全補(bǔ)償焊后變形，則將反變形量放大，使焊后出現(xiàn)向上拱起的變形，便于焊后用木錘敲擊焊道矯正變形，如圖5-11所示。 圖5-11 短焊縫反變形矯正示意圖（2）罐底長焊縫作反變形后加裝反變形壓杠，強(qiáng)制施加反作用力來抵消焊接變形，如圖5-12所示，反變形壓杠兩端楔入木楔，中間采用不銹鋼墊板與底板隔離。5.2.4.3 罐壁縱縫焊接圖5-12 長焊縫反變形加裝壓杠圖5-13 縱縫內(nèi)側(cè)加弧板防焊接變形（1）縱縫焊接順序。罐壁縱縫采用V型坡口，雙面焊接，先焊外側(cè)后焊內(nèi)側(cè)。因縱縫兩端極易出現(xiàn)外翹變形，造成環(huán)縫T字縫處組對困難，因此可在縱縫兩端各留出150200mm不焊，待環(huán)縫組對完畢后，再與T字縫一起焊接。外側(cè)焊接時，先從罐壁縱縫中間位置向上焊接，再由縱縫下部向中間位置焊接。內(nèi)側(cè)焊接前，先進(jìn)行清根，清根深度控制在板厚的1/31/2間，使內(nèi)外兩側(cè)填充金屬量基本相當(dāng)，以消除焊接角變形；且清根坡口根部應(yīng)保持一定寬度，以避免焊接形成內(nèi)部未融合。（2）縱縫焊接操作手法。采用滅弧焊，焊條與壁板成90，收弧時要慢，填滿弧坑，成月牙型收弧。每次引弧、滅弧時間間隔要控制好，應(yīng)保證上一熄弧點變?yōu)榘导t色前，進(jìn)行下一點引弧焊接，下一焊點壓蓋住上一焊點的3/4，以防止出現(xiàn)熱裂紋及弧坑裂紋。 （3）縱縫焊接防變形措施。頂圈壁板縱縫和每圈壁板收尾縱縫焊接時，應(yīng)在罐內(nèi)側(cè)設(shè)三道弧板進(jìn)行加強(qiáng)，以防止產(chǎn)生焊接角變形，如圖5-13所示。弧板采用10mm厚不銹鋼板制作，與儲罐內(nèi)壁弧度一致，與焊縫接觸處留弧形空隙以便內(nèi)側(cè)焊接時通過。（4）縱縫焊接參數(shù)。見表5-1。表5-1 縱縫焊接參數(shù)表母材材質(zhì)規(guī)格（mm）焊層直徑（mm）電流（A）電壓（V）焊接速度（cm/min）層間溫度（）備注06Cr19Ni10（SUS304）610外側(cè)打底2.570801518810滅弧焊外側(cè)填充、蓋面3.29010020221012100滅弧焊內(nèi)側(cè)封底3.28510020221012100滅弧焊5.2.4.4 罐壁環(huán)縫焊接（1）環(huán)縫坡口型式。儲罐環(huán)縫焊道長，總體收縮量大，受力復(fù)雜，不易控制，焊接角變形量隨板厚的增加增大。根據(jù)板厚情況開設(shè)不同的坡口，板厚8mm時，開單V型內(nèi)坡口；板厚10mm時，開K型坡口。K型坡口在焊縫兩側(cè)熔敷金屬填充量相當(dāng)，有利于消除焊接角變形；且焊縫熔敷金屬填充量小于單V型坡口，可節(jié)省焊材用量。（2）環(huán)縫焊接順序。環(huán)縫采取多層多道雙面焊，先焊外側(cè)后焊內(nèi)側(cè)，外側(cè)焊完后在內(nèi)側(cè)坡口清根。焊工均勻分布，沿同一方向施焊，打底、填充焊道宜采取分段退焊。環(huán)縫的焊接變形主要依靠合理的焊接順序來控制，其具體施焊順序參見表5-2。表5-2 環(huán)縫焊接順序坡口形式焊接順序8mm單V型內(nèi)坡口外側(cè)465213外側(cè)413210mmK型坡口（3）環(huán)縫焊接操作手法。短電弧、少擺動、窄焊道、快速焊、多道焊，運條方向與行走方向成85。（4）環(huán)縫焊接參數(shù)。見表5-3。表5-3 環(huán)縫焊接參數(shù)表母材材質(zhì)規(guī)格（mm）焊層直徑（mm）電流（A）電壓（V）焊接速度（cm/min）層間溫度（）備注06Cr19Ni10（SUS304）610外側(cè)打底2.565801518810連弧焊外側(cè)填充、蓋面3.29011022241012100連弧焊內(nèi)側(cè)封底2.565801518810連弧焊內(nèi)側(cè)填充、蓋面3.29011022241012100連弧焊5.2.4.5 大角縫焊接先焊內(nèi)側(cè)角焊縫，再焊外側(cè)角焊縫。打底焊由數(shù)名焊工沿周向均布同向施焊。5.2.4.6 焊接防滲碳及防飛濺措施（1）為防止焊接作業(yè)過程中滲碳，焊工用刨錘、鋼絲刷、扁鏟皆為不銹鋼材質(zhì)；焊接地線也用不銹鋼板與罐體過渡連接；打磨片、切割片采用鋁基不銹鋼專用產(chǎn)品。（2）為防止焊接飛濺沾污鋼板表面，坡口兩側(cè)150mm范圍內(nèi)用膨潤土加水配成糊狀物涂刷。此方法較使用成品防飛濺劑可節(jié)約大量成本；又克服了涂刷白堊粉干燥后現(xiàn)場飛塵多、易對施工人員眼睛和皮膚造成傷害的缺點。（3）除頂圈壁板外，其余各圈壁板縱縫外側(cè)焊接時，與上圈壁板緊貼。為防止焊接過瘤及飛濺損傷上圈壁板母材，在兩層壁板間塞0.75mm鍍鋅鐵皮進(jìn)行隔離。5.2.5 附件安裝盤梯、平臺、開孔接管等附件安裝在罐體組焊完成后進(jìn)行，注意控制位置及尺寸。5.2.6 充水試驗及沉降觀測（1）充水試驗前所有附件及其他與罐體焊接的構(gòu)件，應(yīng)全部完工，并檢驗合格。（2）充水試驗前對試驗用水進(jìn)行檢測，氯離子含量不超過25mg/L。（3）充水試驗及沉降觀測按GB 50128-2005規(guī)定執(zhí)行。5.2.7 內(nèi)壁表面處理不銹鋼儲罐因其存儲化工原料及產(chǎn)品的特殊性，對其內(nèi)壁粗糙度和耐腐蝕性能有較高的要求，所以應(yīng)對內(nèi)壁進(jìn)行拋光和酸洗鈍化等表面處理。5.2.7.1 拋光處理（1）拋光處理時機(jī)。不銹鋼儲罐采用倒裝法施工，為提高工效，拋光處理應(yīng)在每圈壁板組焊及探傷完成后進(jìn)行。應(yīng)合理安排施工工序，給拋光工序施工留有足夠的時間和空間，使其盡量在每圈罐壁提升前完成，以減少重復(fù)作業(yè)量和高空作業(yè)量。（2）機(jī)械拋光流程。本工法采用手持式機(jī)械拋光，流程為粗拋細(xì)拋精拋。每道工序使用工具及所需達(dá)到的表面粗糙度要求，詳見表5-4。所用工具，見圖5-14。表5-4 拋光各工序使用工具及所需達(dá)到的表面粗糙度要求拋光工序所用工具（材料）工具型號表面粗糙度要求粗拋金剛砂輪80#120#Ra1.2um細(xì)拋金剛砂輪、千葉輪180#Ra1.0um精拋第1遍纖維輪拋光膏240#Ra0.8um第2遍纖維輪拋光膏320#Ra0.5um第3遍布輪拋光膏Ra0.4um圖5-14 拋光所使用的工具（3）拋光操作要點。拋光前要仔細(xì)調(diào)整拋光輪平衡度，否則無法保證拋光質(zhì)量。當(dāng)換用不同型號的拋光輪時，拋光方向應(yīng)變換 4590，這樣前道拋光工序留下的條紋印記即可分辨出來。圖5-15 拋光檢測（4）拋光檢測。檢測采用袖珍式粗糙度檢測儀TR101進(jìn)行，見圖5-15。各部位檢測點數(shù)不得低于設(shè)計要求，檢測值不超過給定值為合格。5.2.7.2 酸洗鈍化（1）酸洗鈍化處理時機(jī)。酸洗鈍化在充水試驗完成后進(jìn)行。酸洗泵加藥槽不銹鋼立式儲罐噴淋裝置圖5-16 酸洗鈍化噴淋裝置噴頭安裝樣式圖5-17 酸洗鈍化系統(tǒng)連接示意圖（2）酸洗鈍化方式及流程。酸洗鈍化采用封閉循環(huán)噴淋方式進(jìn)行，噴淋管線采用與儲罐同材質(zhì)的不銹鋼制作，噴淋頭采用耐酸堿塑料噴頭，噴淋裝置在罐內(nèi)組裝，成十字形，見圖5-16，從罐頂中心的放空口吊起，安裝至指定位置。通過管線將加藥槽、耐酸堿泵和儲罐連接起來，形成閉合的系統(tǒng)，見圖5-17，沖洗用水為系統(tǒng)提供的脫鹽水。流程為：水沖洗堿洗中和、水沖洗酸洗中和、水沖洗鈍化水洗排污。（3）酸洗鈍化各工序操作及檢測要求。見表5-5。表5-5 酸洗鈍化各工序操作及檢測要求工序目的操作步驟檢測項目及合格標(biāo)準(zhǔn)水沖洗清除表面的灰塵及附著物啟動清洗泵連續(xù)向系統(tǒng)注水,當(dāng)水達(dá)到一定的量后停泵,在無泄漏的情況下盡量迅速將水排掉濁度，1次/15min，達(dá)到三級標(biāo)準(zhǔn)（肉眼看不到混濁物；水質(zhì)清澈透明），為合格堿洗去除表面的油脂將堿洗藥劑按配比量隨水溶液通過清洗泵加入到系統(tǒng)中，在循環(huán)清洗過程中用蒸汽加熱；堿洗藥劑：1.5%氫氧化鉀+0.5%磷酸氫二鈉+1%有機(jī)磷鈉+0.5%脂肪醇聚氧乙烯醚+0.5%烷基苯磺酸鈉；溫度：80-850；流速：0.050.5m/s；時間46h中和、水沖洗將堿中和，沖洗掉殘留物質(zhì)將堿洗廢液用（2%硝酸）中和后排掉，然后用清水沖洗至水透明PH值，7，合格酸洗將銹斑、氧化皮等除去，以得到清凈的表面，使利于鈍化處理的進(jìn)行在清洗系統(tǒng)的循環(huán)下，回路內(nèi)掛好腐蝕試片；用清水配含有緩蝕劑的酸溶液，然后將其注入配液槽，再通過清洗泵向系統(tǒng)內(nèi)清洗；酸洗藥劑：6%硝酸+1%酸性緩蝕劑VCAH-IV+2%氯化亞錫+1%氫氟+3%磷酸；溫度：常溫；流速：0.050.5m/s；時間23hH+濃度，F(xiàn)e3+濃度，1次/30min；當(dāng)H+兩次測量值不大于0.2%及Fe3+濃度小于300mg/L時，合格中和、水沖洗將酸中和，沖洗掉殘留物質(zhì)用氫氧化鉀（5%）中和酸洗劑，然后迅速排放，再用清水沖洗至水透明PH值，1次/30min，78，合格鈍化鈍化處理，以保護(hù)金屬表面不生成二次浮銹用燒堿調(diào)清洗液的PH值；藥劑：3%鈍化劑VCD-III；溫度：40600；時間：46h；流速：0.050.5m/s；藍(lán)點檢驗，用1g氰化鉀加3ml（65%-85%）硝酸和100ml水配制成溶液（宜現(xiàn)用現(xiàn)配）。用濾紙浸漬溶液貼附于待測表面或直接將溶液涂于待測表面，14s內(nèi)觀察表面顯現(xiàn)藍(lán)點情況PH值，1次/h，10左右，合格；藍(lán)點檢驗，有藍(lán)點為不合格水洗水洗鐵離子含量達(dá)到要求鈍化后達(dá)到藍(lán)點檢測合格后再進(jìn)行水沖洗，用脫鹽水洗直至鐵離子含量達(dá)到工藝要求Fe3+濃度，1次/h，小于100PPB為合格6 材料與設(shè)備6.1 主要施工機(jī)具、設(shè)備總需要量見表6-1。表6-1 主要施工機(jī)具、設(shè)備清單序號名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1行程放大式液壓提升機(jī)5t臺202卷板機(jī)WII40-2500臺13逆變式弧焊機(jī)ZX7-500S/ST臺124等離子切割機(jī)KLG-200H臺25焊條烘干箱BHY-100臺26水準(zhǔn)儀臺17射線探傷機(jī)臺18風(fēng)速儀臺19紅外測溫儀臺110汽車吊16t臺111汽車吊25t臺112卡車8t輛113螺旋千斤頂 30t臺214手拉倒鏈5t臺415軸流風(fēng)機(jī)1.2KW臺416真空箱1000300200個117真空泵2X-2臺118試壓泵YZ-25臺119坡口機(jī)GD-20臺120空氣壓縮機(jī)XW-0.36/8臺121直流變壓器636V臺622角向磨光機(jī)180臺823角向磨光機(jī)125臺824角向磨光機(jī)180臺625粗糙度檢測儀TR101臺126便攜PH計STARTER 300臺127加藥槽個2酸、堿各1個28耐酸堿泵臺16.2 技術(shù)手段措施用料表6-2 主要技術(shù)手段措施用料清單序號名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1脹圈200槽鋼套32壁板托架100槽鋼、114鋼管套33槽鋼墊敦100槽鋼、6mm不銹鋼板個1204加減絲50圓鋼個245底板壓杠100槽鋼個206加強(qiáng)筋板不銹鋼板150020010mm塊147加強(qiáng)弧板不銹鋼板100040010mm塊21R=52508不銹鋼檔板100200塊1809不銹鋼撬杠30圓鋼L=1000mm根1810不銹鋼刨錘30圓鋼個2011不銹鋼鋼絲刷125/180個20012鋁基切割片125/180片50013銅錘18磅把414木錘16磅把615木楔5050150mm個50016鍍鋅鋼管34m6017膠管2寸m20018鍍鋅鐵皮0.75mmm2100019電纜盤個820溫度/濕度儀-2040個321膨潤土Kg30001000kg/罐22膩子Kg5023酸洗鈍化膏A304不銹鋼鈍化膏Kg9030kg/罐24自動噴水壺4L個325預(yù)制平臺20mm鋼板100002000mm個326金剛砂輪80#120#個若干27拋光片180#個若干28千葉輪180#個若干29纖維輪240#320#個若干30布輪240#320#個若干31直磨棒個若干32合金鋼旋轉(zhuǎn)銼個233不銹鋼支架套134不銹鋼噴淋管線1寸套135塑料噴淋頭1寸個1436試管、燒杯、濾紙等個若干7 質(zhì)量控制7.1 施工主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及驗收規(guī)范表7-1 施工主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及驗收規(guī)范序號標(biāo)準(zhǔn)號標(biāo)準(zhǔn)名稱1GB 50128-2005立式圓筒形鋼制焊接儲罐施工及驗收規(guī)范2NB/T 47014-2011承壓設(shè)備焊接工藝評定3NB/T 47015-2011壓力容器焊接規(guī)程4JB 4730-2005承壓設(shè)備無損檢測5HG/T 4079-2009金屬拋光表面質(zhì)量檢測及評判規(guī)則6ASTM A380-2006不銹鋼零件、設(shè)備和系統(tǒng)的清洗和除垢7.2 質(zhì)量控制措施（1）組建精干高效的項目質(zhì)量管理組織機(jī)構(gòu)，確保質(zhì)量體系的有效運行，強(qiáng)化質(zhì)量監(jiān)檢，對組裝、焊接、拋光、酸洗鈍化等關(guān)鍵工序進(jìn)行重點監(jiān)控。（2）罐體焊接嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝，控制焊接線能量和層間溫度在允許區(qū)間內(nèi)，必要時對焊道采取強(qiáng)制冷卻措施，以減少在敏化溫度區(qū)間的停留時間,避免晶間腐蝕。（3）采取合理的焊接順序及有效的焊接變形防控措施，控制焊接變形量，使之符合GB 50128-2005的要求：罐底組焊后，局部凹凸變形的深度，不應(yīng)大于變形長度的2，且不大于30mm；罐壁組焊后，焊縫角變形不大于12mm，局部凹凸變形平緩，無突然起伏，且不大于15mm。（4）拋光作業(yè)人員培訓(xùn)后上崗，合理安排工序，減少重復(fù)作業(yè)量和高空作業(yè)量，加大拋光工序間粗糙度檢測頻率和檢測點數(shù)，合格后方可進(jìn)入下一工序。（5）酸洗鈍化實施過程中，嚴(yán)格控制酸、堿的配比和各工序的溫度、時間，及時、準(zhǔn)確的進(jìn)行各項檢測，避免出現(xiàn)過洗現(xiàn)象，具體檢測要求詳見表5-5。8 安全措施8.1 起重作業(yè)安全措施（1）操作人員聽從指揮人員的指揮，并及時報告險情。（2）起吊時檢查鋼絲繩、吊物狀況，無異常后，方可起吊。（3）禁止施工人員隨吊物起吊或在吊鉤、吊物下停留。（4）指揮人員配齊哨旗，吊裝時，起重臂下及吊車回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)嚴(yán)禁站人。（5）風(fēng)天吊裝應(yīng)使用攬風(fēng)繩，5級風(fēng)以上禁止吊裝作業(yè)。8.2 用電安全措施（1）設(shè)備接地時要根據(jù)本設(shè)備用電量大小選擇接地線的規(guī)格，嚴(yán)禁超載。（2）所有用電設(shè)備均應(yīng)設(shè)有安全防護(hù)設(shè)施，室外的用電設(shè)備要采取防雨設(shè)施，同時注意保護(hù)設(shè)備電纜，對已損壞的電纜要及時更換。（3）與用電設(shè)備相關(guān)的電焊機(jī)房、鋼平臺、金屬構(gòu)架等都應(yīng)作接零或接地保護(hù)。（4）罐內(nèi)照明應(yīng)使用36V以下安全電壓。（5）施工用的機(jī)械設(shè)備應(yīng)有漏電保護(hù)裝置。8.3 提升設(shè)備使用安全措施（1）施工前應(yīng)根據(jù)罐體重量和周長兩個因素，對提升機(jī)的需用數(shù)量進(jìn)行計算。（2）提升機(jī)應(yīng)沿罐壁四周均勻布置，且必須垂直于地面，其底座務(wù)必固定牢固。（3）提升機(jī)應(yīng)由專人操作，提升過程中應(yīng)注意觀察提升狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停止提升，進(jìn)行調(diào)整。（4）每次罐體提升至0.40.6m高時，應(yīng)暫停，對所有提升機(jī)的受力狀態(tài)和提升高度進(jìn)行一次中間檢查和調(diào)整，以保證提升均勻。（5）提升機(jī)工作時，注意觀察刻度尺使其升降不要到達(dá)極限位置，以免損傷設(shè)備。（6）5級風(fēng)以上不準(zhǔn)提升起罐。8.4 拋光及酸洗鈍化安全措施（1）拋光時，在罐內(nèi)作業(yè)會產(chǎn)生較大的粉塵及噪音，操作人員應(yīng)穿戴好防護(hù)口罩、耳塞、眼鏡、防護(hù)服及其它勞保用品。（2）拋光作業(yè)時，其拋光輪轉(zhuǎn)動方向附近不得有其他作業(yè)人員。（3）接觸酸堿人員應(yīng)穿耐酸、堿工作服，必要時戴防毒口罩。（4）禁止用人抱、肩扛、背馱等方式運輸酸、堿。（5）酸洗鈍化時，應(yīng)在施工區(qū)域懸掛醒目的安全標(biāo)志和警告牌，并用安全警戒繩圍出施工區(qū)，防止無關(guān)人員進(jìn)入施工區(qū)，設(shè)專人進(jìn)行有效監(jiān)護(hù)。9 環(huán)保措施（1）焊條頭、焊渣、用過的拋光輪等各種廢棄物進(jìn)行分類后統(tǒng)一存放、統(tǒng)一處理。（2）射線檢測時作好防護(hù)及警示標(biāo)志，派專人進(jìn)行巡視，避免射線對人的傷害。（3）酸洗鈍化產(chǎn)生的廢液主要是含重金屬的有毒物質(zhì)和易于被細(xì)菌氧化的硝酸鹽等，排放前要對含重金屬的有毒物質(zhì)進(jìn)行分離沉淀，對被細(xì)菌氧化的硝酸鹽進(jìn)行氧化處理，使廢液達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，檢驗合格后，方可排放至指定地點。（4）施工現(xiàn)場嚴(yán)格按照公司QHSE體系運行，減少環(huán)境污染。10 效益分析10.1 社會效益本工法應(yīng)用于大型不銹鋼儲罐的施工，在防滲碳、預(yù)制卷板、罐體液壓提升、焊接變形防控、內(nèi)壁表面處理等環(huán)節(jié)，均制定和形成了較科學(xué)、完善的工藝措施和方法，可在今后類似工程中廣泛予以應(yīng)用，增強(qiáng)了公司技術(shù)儲備和競爭力。且儲罐內(nèi)壁封閉循環(huán)噴淋式酸洗鈍化與涂抹酸洗鈍化膏的傳統(tǒng)方式相比作業(yè)更安全、措施更環(huán)保。10.2 經(jīng)濟(jì)效益應(yīng)用升級、改進(jìn)后的工法施工不銹鋼儲罐，與原工法相比，工效更高，質(zhì)量更優(yōu)，帶來了更好的經(jīng)濟(jì)效益，其費用對比見表10-1。表10-1 單臺1000m3不銹鋼立式儲罐新舊工法費用對比表費用類別/項目升級、改進(jìn)后的工法原工法節(jié)省費用人工費儲罐內(nèi)壁拋光使用手持式電動工具拋光，人工費100元/人.天8人3天0.24萬元。使用鋼絲刷手工拋光，人工費100元/人.天8人10天0.8萬元。0.56萬元儲罐內(nèi)壁酸洗鈍化用噴淋方式進(jìn)行，不再需要人在罐內(nèi)進(jìn)行操作，且不再需要搭設(shè)升降臺，人工費可忽略不計。采用涂抹酸洗鈍化膏方式，人工費200元/人.天6人5天0.6萬元；搭設(shè)及拆除升降臺，人工費100元/人.天4人1.5天0.06萬元。0.66萬元材料費防飛濺措施使用膨潤土，需用量1T單價0.05萬元/T0.05萬元。使用成品不銹鋼防飛濺劑，需用量0.5 T單價4萬元/T2萬元。1.95萬元儲罐內(nèi)壁酸洗鈍化噴淋裝置所需材料費約0.8萬元。（可多次使用）升降臺搭設(shè)所需材料（中心柱、橫臂、吊籃、索具、斜支撐、隔離襯墊等）費用約0.8萬元。（可多次使用）0萬元其他措施費儲罐內(nèi)壁酸洗鈍化防護(hù)費用罐內(nèi)操作人員防化服、面罩、耐酸堿靴等，1700元/套6人1.02萬元；通風(fēng)措施費用，160元/天5天0.08萬元1.1萬元節(jié)省費用合計4.27萬元11 應(yīng)用實例本工法在大慶煉化公司“聚合物擴(kuò)能工程-丙烯酰胺裝置安裝工程”我單位承建的3臺1000m3不銹鋼立式儲罐的安裝施工中得到成功應(yīng)用，施工工期為2011年5月20日至8月15日，經(jīng)參建各方驗收，施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。17