1、大型立式圓筒形鋼制儲罐的安裝,,主要內(nèi)容,儲罐基本知識介紹儲罐的液壓提升倒裝法施工技術,儲罐基本知識介紹,儲罐的用途儲罐的種類及其構造儲罐的施工工藝儲罐建設的現(xiàn)狀與發(fā)展,一、儲罐的用途,儲罐在國民經(jīng)濟發(fā)展中起的作用是無可替代的，不僅石油、化工、國防、交通運輸?shù)阮I域，甚至我們的日常生活，均離不開大大小小的儲罐，特別是石油化工企業(yè)，沒有儲罐，就無法生產(chǎn)。金屬儲罐是廣泛應用于油庫儲運系統(tǒng)的重要設備，在油庫建設項目中占面積最大、投

2、資比例最高，其技術經(jīng)濟性能直接影響到項目的總費用、操作費用和投資效益。目前中國是僅次于美國的世界第二大石油消費國 ，目前寧波鎮(zhèn)海、浙江岱山、山東黃島、大連4個戰(zhàn)略石油儲備基地建設的一期工程已經(jīng)全面鋪開，并在加緊建設中 。,二、儲罐的種類及其構造,金屬儲罐的分類儲罐按其所處位置可分為地上罐、半地上罐和地下罐三種。按用途則分為 原油罐、燃油罐、潤滑油罐、污水罐、清水罐，其中油罐有可分為 生產(chǎn)油罐和存儲油罐兩大類。按罐頂?shù)牟煌Y構形式

3、又可分為無力矩頂罐、拱頂罐、錐頂油罐、浮頂罐、內(nèi)浮頂罐、臥式罐等幾種。,,目前拱頂罐及浮頂罐應用最為廣泛，按罐容量有大型和小型的區(qū)別，所謂大型儲罐，是指公稱容積為100～30000m3平底、固定頂（包括帶有內(nèi)浮頂?shù)墓潭斢凸蓿┖凸Q容積為1000~100000m3的浮頂油罐。小型儲罐大多是公稱容積小于100m3的油罐，一般是作為小型容器用的臥式油罐。下面就我國使用最廣、技術發(fā)展日益成熟的拱頂罐、浮頂罐結構予以簡要介紹。,儲罐的構造,拱

4、頂罐的構造拱頂罐是指罐頂為球冠狀，罐體為圓柱形的一種容器，其罐頂由4～6mm的壓制薄鋼板和加強筋（通常用扁鋼和型鋼）構成，或由桁架和薄鋼板構成。拱頂載荷通過拱頂周邊傳遞于罐壁上，這種罐頂可承受較高的剩余壓力，有利于減少罐內(nèi)液體介質的揮發(fā)損耗。拱頂罐除罐頂板的制作較復雜外，其它部位的制作較易，造價較低，故在國內(nèi)外石油化工部門應用較為廣泛。,,1.罐底 罐底由多塊薄鋼板拼裝而成。罐底中部鋼板稱為中幅板，周邊的鋼板稱為

5、邊緣板（邊板）。邊緣板可采用條形板，也可采用弓形板，依油罐的直徑、儲量及與底板相焊接的第一節(jié)壁板的材質而定。2.罐壁 罐壁由多圈鋼板組對焊接而成，罐壁鋼板厚度沿罐的高度自下而上逐漸減小。最小厚度為4～6mm。,,浮頂罐的構造 浮頂罐由浮在罐內(nèi)液體介質表面上的浮頂和立式圓筒形罐壁所構成。浮頂直接浮在液面上，罐內(nèi)儲液量增加時浮頂上升，減少時浮頂下降。在浮頂外緣與罐內(nèi)壁的環(huán)形空間加設隨浮頂一起升降

6、的密封裝置。由于這種罐內(nèi)油品液面始終被浮頂直接覆蓋，從而有效減少了油品的揮發(fā)損耗。 浮頂罐的種類有單盤式、雙盤式和浮子式等。,,單盤式浮頂由環(huán)形頂板和底板、外側板和內(nèi)側板組成一個環(huán)形浮船，在該船體內(nèi)設置徑向隔板將其分隔成若干個獨立的艙室，每個艙內(nèi)設有。筋板及型鋼桁架，起加固作用。浮船內(nèi)側板所包圍的圓形部分是單盤頂板，單盤頂板與船艙通過環(huán)形角鋼相聯(lián)結。每個獨立的船艙頂部都設有一個檢查人孔，以便施工或正常使用時進入艙內(nèi)

7、檢查、維修。由于單盤鋼板較薄，一旦受到強風襲擊或地震時會產(chǎn)生波動，致使它與剛性較大部分相聯(lián)結的焊縫產(chǎn)生破裂，所以規(guī)定要求該部分的焊縫采用雙面焊，大型儲罐還需增加環(huán)形型鋼補強圈。這樣在建造時可以控制單盤板的變形，有利于提高單盤的總體強度，能夠緩和受強風襲擊引起的波動。,單盤式浮頂簡圖,,雙盤式浮頂由上盤板、下盤板和船艙邊緣板組成。在上下兩盤間設有環(huán)形隔板，同時設置徑向隔板將環(huán)形浮艙隔成若干個獨立的環(huán)形艙，即使其中一個艙受到損壞而滲漏，浮

8、船仍能浮升而繼續(xù)工作。每個小船艙上部均設有檢查人孔，可以隨時檢查船艙內(nèi)情況。雙盤的優(yōu)點是浮力大，可耐積雪載荷，而且排水效果良好，由于雙層部分絕熱效果好，罐內(nèi)油料的熱損失很少，油溫60 ℃時熱損失僅為單盤浮頂罐的1/3左右。北方寒冷地區(qū)尤其適合采用雙盤浮頂，例如東北和新疆等地區(qū)。,雙盤式浮頂簡圖,,浮子式也與單盤式構造相似，只是單盤中央部分均布有若干個密封的浮室。單盤式、雙盤式以及浮子式浮頂罐，頂面都裝有浮梯、平臺和欄桿。浮梯可隨浮頂

9、的升降而改變坡度，踏步則始終保持水平狀態(tài)，保證檢修人員上下安全方便。,浮子式浮頂簡圖,+,浮頂罐罐底 浮頂罐的容積一般較大，故其底板結構多為條形排板或丁字形排板。目前，我國已自行設計的50000m3浮頂罐內(nèi)徑達60m, 100000m3浮頂罐內(nèi)徑達80m。罐底焊縫有搭接和對接兩種形式。浮頂罐罐壁 為了保證內(nèi)表面齊平，罐壁均采用對接焊縫，并應將焊縫打磨光滑，以防止劃損浮頂密封裝置。由于浮頂罐上部為敞口，為增加壁板剛度，根

10、據(jù)所在地區(qū)的風載大小，罐壁頂部需設置抗風圈和加強圈。,三、儲罐的施工工藝,最常見的立式儲罐的施工方法有正裝法和倒裝法兩種。以罐底為基準平面，將罐壁板由底圈開始單塊組裝，逐節(jié)向上直到全罐安裝完畢的安裝方法叫正裝法。反之，以罐底為基準平面，先安裝頂圈壁板，然后將已裝壁板吊起（或頂起），為組裝下圈壁板留下施工的位置，待組裝下圈壁板后，再將與其相聯(lián)的壁板向上升起，依次直到底圈壁板安裝完畢，這種施工方法即倒裝法。,,正裝法的施工工藝是： 安

11、裝罐底板 安裝浮頂胎架 安裝浮頂 安裝第二圈、第三圈……壁板 安裝抗風圈、加強圈 安裝附件及配件 （1）底板鋪設應按排板圖施工。 （2）浮船的組裝方法一般是在臨時支架上進行組焊。臨時支架大多做成可調節(jié)式的，可重復利用，支架高度則由空罐時立柱高度確定。 （3）壁板組焊時因作業(yè)面逐漸升高，應采用三角形壁掛腳手架，施工

12、人員在掛腳手架上進行立縫及環(huán)縫的組對及焊接。,,,,,,臨時支架主要由三部分組成，即立柱、橫梁、立柱柱頭，見下圖。立柱為φ60和φ48鋼管套接而成，在罐底按等邊三角形布置，安裝時根據(jù)罐底坡度調整立柱高度,,正裝法的優(yōu)點： 可以充分利用大型吊裝設備，加大預制深度，易于掌握，便于推廣儲罐的自動焊接技術，適用于50000~100000m3浮頂罐。缺點： 要求有較大的施工場地，技術難度大，高空作業(yè)多，不安全。,,由于正裝法高空

13、作業(yè)條件差，施工活動范圍受限制，遠不如在地面上操作方便，因此除了特大型儲罐或特殊結構儲罐采用正裝法外，在普通的立式儲罐施工中多采用倒裝法。倒裝法有中心柱倒裝法、空氣頂升倒裝法、液壓頂升倒裝法等。,,倒裝法施工具有下列優(yōu)點：（1）施工速度快，工作效率高，容易保證質量。（2）避免了高空作業(yè)，不需設置腳手架，施工活動范圍大，而且安全。（3）所需的起重設備及施工工具比較簡單。,四、儲罐建設的現(xiàn)狀與發(fā)展,隨著我國石油進口量劇增，石油儲罐

14、建設得到迅速發(fā)展。1985年我國從日本引進100000m3浮頂罐的設計和施工技術并在秦皇島建造之后，儲罐施工隊伍不斷發(fā)展，但自動焊技術水平和設備國產(chǎn)化程度還不夠高。根據(jù)我國石油及化工企業(yè)的發(fā)展狀況，今后儲罐的發(fā)展方向是大容積、國產(chǎn)化、自動焊（包括與國產(chǎn)鋼材、進口鋼材焊絲匹配以及焊接設備）國產(chǎn)化等。,儲罐的液壓提升倒裝法施工技術,液壓提升倒裝法簡介壁板的液壓提升過程罐底板的焊接罐壁板的焊接,液壓提升倒裝法簡介,倒裝法的施工順序是：

15、罐底、罐頂、上層（第一層）壁板、逐層提升中間各層壁板、下層壁板。這種方法全部地面作業(yè)，不僅安全可靠、工效高、而且節(jié)省了吊車和腳手架費用。罐頂和各層壁板的提升必須用臨時固定的漲圈。漲圈按罐體內(nèi)徑做成若干段，每兩段間用千斤頂或加減絲杠漲緊在罐壁上，并焊接傳力筋板來保證漲圈向罐體的傳力。,,液壓提升系統(tǒng)作為提升動力系統(tǒng)，具有安全可靠，改善勞動環(huán)境降低噪音的優(yōu)點。其原理是：通過液壓油傳輸管路系統(tǒng)將動力傳致各液壓缸，驅動活塞桿上升，帶動提升板將

16、儲罐壁板升高至組對位置。該施工方法是采用專用的液壓頂升裝置和配套的液壓系統(tǒng)，由控制臺操作將已準備好的儲罐上部勻速提升到預定高度，與其下部的一圈壁板進行組對焊接，然后將它們一起頂升到所需的高度，進行與其相聯(lián)的再下面一圈壁板的組焊，依次提升組對下層壁板，直至罐體最下一圈壁板組焊完畢，再進行底層壁板與儲罐底板間的大角縫組焊。,,液壓頂升系統(tǒng)由液壓泵站、液壓頂升裝置、控制臺、供回油環(huán)管等組成。液壓泵站的作用是向各個頂升裝置提供并保持具有一定

17、壓力的液壓油；操作人員通過控制臺操縱動力元件（電機、油泵）、控制元件（調壓閥、換向閥、液控單向閥等），使執(zhí)行元件（液壓缸）處于受控運動狀態(tài)；液壓頂升裝置的作用是頂起已安裝完畢的罐體上部，并能滿足其下部安裝施工要求；供回油環(huán)管的作用是輸送和分配不同流向、不同壓力的液壓油。液壓頂升系統(tǒng)的主要性能指標：驅動功率22KW，額定壓力16MPa，系統(tǒng)最大流量901/min，最高起升速度120mm/min,調速范圍0-120 mm/min。,,倒

18、裝法液壓提升施工的特點（1）液壓提升平穩(wěn)、安全、可靠（2）施工質量有保證（3）設備便于操作，施工環(huán)境好，工效高（4）設備的適應性強（5）工期短、成本低、經(jīng)濟效益好,液壓缸示意圖,壁板的液壓提升,提升前需進行的準備工作①檢查壁板下各邊緣板焊縫是否焊好、磨平，而且要求真空試驗及無損檢測合格。②在邊緣板上畫出壁板內(nèi)圓周線，要考慮到焊接收縮量和罐底坡度來確定罐壁板的放線內(nèi)半徑，按板數(shù)和規(guī)格標出各立縫中心線。,,③焊壁板定位支撐：

19、沿圓周每600mm設一處，定位支撐板到中心的距離用鋼尺測定，各塊之間的高差用水準儀測定，（控制在3mm之內(nèi)）用加墊板的方法調節(jié)。④脹圈準備：漲圈的質量（主要是圓度、撓曲）對壁板有較大影響，制作時應精確校正，滾壓好的槽鋼，在鋼平臺上用火焰加熱輔以千斤頂?shù)姆椒ㄐＵ?，校正合格后焊接成形。用?2槽鋼滾制后焊接而成，段與段之間用加減絲（M72）或螺旋千斤頂（40T）連接。,,液壓提升過程① 28個液壓缸均勻分布在罐底板上，同時安裝脹圈、

20、定位塊、吊升檔板、對口檔板及防磨尼龍板。 起升檔板采用單面焊，每根液壓缸右側500處加一塊。 對口檔板每1米焊一處，定位塊每1米1處，對口檔板與定位塊間隔使用。② 起升時，一人操縱起升，東西南北四個方向各設一人用2米長鋼板尺測量起升高度。并用對講機相互溝通，當起升高度出現(xiàn)偏差時，用對講通知操作人員進行調節(jié)，起升過程中出現(xiàn)較大偏差（≥50mm）時，應停止起升，進行調節(jié)后，再進行起升。當起升高度大于第二圈壁板高度20—30

21、mm時，停止起升。,,組對時先組對立縫，用龍門板調節(jié)立縫間隙并點焊。立縫組對完后，進行環(huán)縫組對，在環(huán)縫間夾鐵皮（厚度等于焊縫間隙），每500mm一處，將上一圈壁板落下，進行組對點焊。環(huán)縫組對時，任何一點的錯邊量均不得大于板厚的2/10，且不應大于3mm。,罐底的焊接,底板邊緣板要先進行外側300mm的焊接，焊接前，將所有的焊道進行點焊固定，在一天內(nèi)全部結束。以20000m3儲罐為例，共24條邊緣板焊縫，安排6名焊工施焊，每人4道縫，焊工

22、均勻布置在環(huán)形邊板上。全部焊工依逆時針在各自起點上同時開始焊接。每名焊工均按照隔縫跳焊法進行施焊。以上工作完成后，底板上剩余的焊道有：邊緣板對接焊道（外側300mm之外），邊板與中幅板的搭接焊道，邊板與壁板角焊縫，這些焊道均需按一定順序要求焊接。,,儲罐罐底焊縫施焊順序,,大角焊縫的焊道對于整個儲罐來講是非常重要的，從儲罐設計方面可以分析出儲罐應力集中于該處。為了保證焊接后邊緣板的變形控制，在焊前必須對整個焊道進行防變形處理（參見下圖

23、）。,,大角焊縫初層焊道必須采用手工焊接。手工焊接時，焊工依周向均勻分布，每名焊工采用順焊退焊。由于打底焊道直接影響整條焊縫質量，所以必須保證熔合良好、無任何缺陷。填充焊接時要注意焊道的最終成型，每層焊道之間熔合良好，并排列整齊。邊緣板和中幅板之間的焊道俗稱龜甲縫，焊接時，將焊道等分，所有焊工沿同樣的方向，采用順焊退焊的方法進行施焊。,大角焊縫現(xiàn)場焊接效果,罐壁板的焊接,壁板立縫采用CO2氣體保護自動立焊機焊接，環(huán)縫采用埋弧自動橫焊機

24、焊接。倒裝儲罐由于壁板是從上層向下層安裝的，所以環(huán)縫組對焊接始終處于底層壁板高度，無高空焊接作業(yè)，施焊條件優(yōu)越。倒裝儲罐由于罐壁板已經(jīng)起升，外口焊接后即進行內(nèi)口焊接，內(nèi)外口由多名焊工同時施焊，并沿周向均布。,,,這些先進的焊接方法大大提高了焊接效率，減輕了焊工負擔。以底板中幅板焊接為例，配置4臺埋弧自動平角焊機，每臺焊機一名操作手，一名配合人員，兩天時間就能完成一臺20000m3儲罐中幅板的焊接任務，而且焊縫成型整齊美觀，這至少是