埋地儲(chǔ)油罐內(nèi)貼鋼板施工技術(shù)

趙帆 張海峰

摘 要：本文以某工程為例，從底板、側(cè)板、頂板三部分，詳細(xì)介紹了埋地式儲(chǔ)油罐內(nèi)貼鋼板由排版、吊裝、臨時(shí)加固到焊接成型的施工技術(shù)，以及施工過程中的質(zhì)量控制要點(diǎn)和措施。

關(guān)鍵詞：支撐結(jié)構(gòu);預(yù)制及安裝;焊接順序;檢驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TE972 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）07-0053-03

0 引言

今年來，埋地式儲(chǔ)油罐因具備結(jié)構(gòu)牢固、容量大、占用的地面空間小、安全性能高等多種優(yōu)點(diǎn)，受到各大建筑設(shè)計(jì)單位的青睞。此種類型的油罐以內(nèi)貼鋼板作為內(nèi)部結(jié)構(gòu)，充當(dāng)儲(chǔ)存油料的罐室，外附防滲混凝土作為防護(hù)。因其固有的結(jié)構(gòu)特，此類油罐施工是自內(nèi)而外的，先進(jìn)行內(nèi)貼鋼板施工，再澆筑外部混凝土結(jié)構(gòu)。如此，混凝土澆筑時(shí)內(nèi)貼鋼板臨時(shí)充當(dāng)了內(nèi)部模板。因混凝土自重及澆筑時(shí)的施工荷載的存在，內(nèi)貼鋼板在后續(xù)施工過程中有受到破壞的風(fēng)險(xiǎn)。因此，內(nèi)貼鋼板施工是該類油罐的施工重點(diǎn)和難點(diǎn)，必須嚴(yán)控制施工質(zhì)量。本文以某工程為例，詳細(xì)介紹埋地式油罐內(nèi)貼鋼板的施工技術(shù)。

1 工程概況

該工程為地下矩形鋼筋混凝土內(nèi)貼壁儲(chǔ)罐，油罐單座容積約為3300m3，內(nèi)設(shè)兩道隔墻，每個(gè)罐室凈尺寸為長(zhǎng)24m、寬12m、高4m;罐體基礎(chǔ)、側(cè)墻及頂板均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，罐體壁板均采用內(nèi)貼鋼板，材質(zhì)為Q235-B，其中底板厚度為8mm，頂板及側(cè)板厚度為14mm，底板與預(yù)埋件焊接固定，壁板及頂板焊接錨鉤與混凝土連接。罐體鋼材結(jié)構(gòu)油罐內(nèi)壁采用036-1/2耐油非導(dǎo)靜電防腐涂料防腐，油罐底板外壁采用環(huán)氧富鋅底漆涂料防腐。

2 工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

油罐施工焊接量大、板材薄，壁板焊接易變形，焊接質(zhì)量要求高，防滲漏要求高、防腐要求高。內(nèi)壁鋼板在預(yù)制場(chǎng)拼板焊接完成后面積達(dá)12m×4m，單片重量約為5.5噸，起重吊裝難度高、拼裝精度要求高。

3 施工流程及工藝

3.1 施工流程

施工準(zhǔn)備→鋼材進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收→鋼材打坡口噴丸除銹→鋼材涂裝→鋼材運(yùn)輸→基礎(chǔ)驗(yàn)收→罐底板鋪設(shè)→罐底焊接、焊縫檢測(cè)、真空試漏→罐壁板組焊→罐壁板焊縫檢測(cè)→罐壁板錨栓焊接安裝→罐壁板起立就位→罐壁板內(nèi)部支撐加固→罐頂搭設(shè)鋪裝平面系→罐頂板鋪設(shè)安裝→罐頂板焊接→附件安裝→充氣試驗(yàn)→檢查驗(yàn)收

3.2 主要施工工藝

3.2.1 底板鋪裝焊接

（1）底板預(yù)制前應(yīng)繪制排板圖，排板尺寸應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)位置及進(jìn)場(chǎng)鋼板尺寸確定。相臨搭接焊縫距離不小于300mm;（2）底板下料尺寸控制長(zhǎng)度為±2mm，寬度為±2mm，對(duì)角線之差為≤3mm，下料后上現(xiàn)場(chǎng)組焊;（3）底板之間搭接間隙≤1mm，搭接接頭寬度60mm，允許偏差為±5mm，。搭接接頭形式如圖1。罐底板組裝完成，局部凹凸變形量用2m靠尺加塞尺檢查，深度不應(yīng)大于變形長(zhǎng)度的1%且不大于15mm;（4）底板鋪設(shè)從低點(diǎn)至高點(diǎn)依次鋪裝，由罐頭端向罐尾端依次鋪設(shè)底板;（5）在下一張底板鋪設(shè)前應(yīng)保證前一塊底板搭接位置間斷焊施焊完畢，搭接縫位置應(yīng)無間隙;（6）為了保證壁板起立位置的平面，兩側(cè)底板邊緣部分應(yīng)由搭接焊接方式過渡為對(duì)接焊接方式;（7）底板鋪裝完成后搭設(shè)側(cè)壁臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)（見圖2），單側(cè)臨時(shí)支撐設(shè)置6道，每道臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)采用三角斜撐結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)桿件為L(zhǎng)100*100*8角鋼，臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)在側(cè)壁板安裝之前安裝，6道臨時(shí)支撐安裝完成后需對(duì)與側(cè)板相連的6道直立柱側(cè)平面度進(jìn)行復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)平面度控制在3mm范圍內(nèi)。

3.2.2 側(cè)壁板預(yù)制及安裝

（1）壁板預(yù)制在鋼板加工場(chǎng)地內(nèi)組拼后均采用埋弧自動(dòng)焊焊接，形成4.5m×12m的分片;（2）在進(jìn)行鋼板放樣時(shí)，應(yīng)考慮鋼板的切割余量。放樣完畢并檢查尺寸，應(yīng)滿足：板長(zhǎng)大于等于10m時(shí)，長(zhǎng)度偏差±2mm，寬度偏差±1.5mm，對(duì)角線之差≤3mm;板長(zhǎng)小于10m時(shí)，長(zhǎng)度偏差±1.5mm，寬度偏差±1mm，對(duì)角線之差≤2mm;（3）各層壁板的縱向焊縫均向同一方向錯(cuò)開，其間距宜≥300mm;（4）底層壁板的縱向焊縫與罐底邊緣板對(duì)接焊縫之間的距離≥300mm;（5）罐壁開孔需增設(shè)補(bǔ)強(qiáng)板，其外緣與罐壁縱向焊縫之間的距離≥150mm;（6）將壁板半成品堆放在專用胎具上，以避免成形后的壁板在搬運(yùn)過程中發(fā)生變形;（7）安裝時(shí)先安裝24米長(zhǎng)度方向側(cè)壁板，再安裝罐頭罐尾側(cè)壁板;（8）罐壁板預(yù)制時(shí)，錨栓在地面完成焊接安裝;（9）吊裝方案確認(rèn)。單片鋼板重約5.5噸，采用90噸履帶吊將側(cè)壁分片依次吊裝就位。用吊杠平衡梁吊裝，吊裝時(shí)分片側(cè)壁設(shè)有4吊點(diǎn)起吊，吊點(diǎn)均布在臨時(shí)支撐H型鋼上，型鋼規(guī)格為H350* 175*7*11mm，吊點(diǎn)處設(shè)有局部補(bǔ)強(qiáng)措施。分片吊裝過程中，采用2臺(tái)90噸履帶吊分別位于罐頭、罐尾兩側(cè)，此時(shí)吊車作業(yè)半徑為28米，經(jīng)過計(jì)算兩臺(tái)履帶吊起吊能力滿足吊裝要求。側(cè)壁板分片吊重示意圖如圖3;（10）各壁板的垂直度允許偏差，不應(yīng)大于5mm;（11）壁板組裝后，焊縫錯(cuò)邊量不應(yīng)大于1mm。罐壁的局部凹凸變形應(yīng)平緩，不得有起伏劇烈，罐壁的局部凹凸變形量用1.5m靠尺加塞尺檢查應(yīng)不大于10mm;（12）組焊完畢后對(duì)每條焊縫進(jìn)行抽真空試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后焊接預(yù)埋錨栓，然后進(jìn)行壁板起立就位;（13）罐體壁板吊裝焊接完畢后，灌壁內(nèi)采用φ48*3.5鋼管制作滿堂支撐架，用于下達(dá)工序施工。

3.2.3 頂板預(yù)制及安裝

（1）頂板預(yù)制前根據(jù)實(shí)際進(jìn)場(chǎng)鋼板情況，按排板圖進(jìn)行排板，檢查放樣無誤后方可下料;（2）頂板下料尺寸控制長(zhǎng)度偏差±1.5mm，寬度偏差±1mm，對(duì)角線之差≤2mm，下料后在現(xiàn)場(chǎng)組焊;（3）頂板安裝前，應(yīng)按圖紙要求復(fù)核罐壁側(cè)板尺寸，在罐室內(nèi)部搭設(shè)臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)，臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)全部由腳手架組成，腳手架尺寸形成頂面鋪裝平面系，平面系坡度按照設(shè)計(jì)要求形成坡度，然后對(duì)鋪裝平面系平面度進(jìn)行復(fù)核，平面系平面度要控制在5mm誤差范圍內(nèi)，依次鋪裝頂板;（4）罐頂板組裝完成后，用1.5m靠尺檢查鋼板局部凹凸變形量，深度≤10mm。

4 油罐焊接技術(shù)要求

根據(jù)施工圖紙要求及施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，側(cè)壁板對(duì)接焊縫現(xiàn)場(chǎng)采用埋弧自動(dòng)焊，焊絲為Φ4，埋弧焊絲為H08A、焊劑為HJ431，其它角焊縫焊接采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊+手工電弧焊，焊絲牌號(hào)ER50-6及THY-51B、焊條牌號(hào)J422。

4.1 一般要求

側(cè)壁板對(duì)接焊縫現(xiàn)場(chǎng)采用埋弧自動(dòng)焊，對(duì)接處打坡口，兩塊鋼板之間間距8-10mm，如圖4所示焊接，正面對(duì)接好并用碼板碼好，鋼板背面貼陶瓷襯墊，然后進(jìn)行CO2打底施焊，打底施焊結(jié)束進(jìn)行第二層施焊，最后用埋弧焊進(jìn)行蓋面。待焊縫冷卻后，去除反面陶瓷襯墊。

4.2 焊接順序

4.2.1 罐體壁板與罐頭、罐尾及底板之間的焊縫（側(cè)板焊接順序示意如圖5）

（1）利用工裝材料對(duì)焊縫進(jìn)行加強(qiáng)支撐，側(cè)壁與罐頭、罐尾角接焊縫每500mm設(shè)置一道加強(qiáng)支撐，側(cè)壁與底板之間的加強(qiáng)支撐每2000mm設(shè)置1道;（2）先焊接側(cè)壁與罐頭、罐尾之間的立角焊縫1，焊角高度為14mm;（3）焊接側(cè)壁板對(duì)接立焊縫2，焊前利用工裝碼板將焊縫碼平加強(qiáng);罐壁的對(duì)接焊如圖6，應(yīng)先焊縱向焊縫①，后焊橫向焊縫②;（4）焊接側(cè)壁與底板之間的角焊縫3，焊角高度為8mm;為便于側(cè)壁角鋼裝焊，先將焊縫5向內(nèi)側(cè)焊接300mm;（5）焊接加強(qiáng)角鋼焊縫4，焊角高度為8mm;（6）焊接罐頭、罐尾壁板與底板之間的角焊縫5，焊角高度為8mm;裝焊加強(qiáng)角鋼焊。

4.2.2 底板焊接（焊接順序示意如圖7）

（1）底板鋪設(shè)前邊緣100mm處打磨干凈，底板安裝后在搭接焊縫上，沿24m方向設(shè)置碼板，每2m設(shè)置1個(gè)，碼板僅底側(cè)與底板焊接;（2）側(cè)壁對(duì)接焊縫、側(cè)壁及頭尾板與底板、加強(qiáng)角鋼與壁板及底板焊縫焊接前先刨除3、4焊縫區(qū)域的定位焊;（3）按圖示順序依次焊接編號(hào)1、2的焊縫，焊角高度為8mm，兩次焊接成型;（4）焊接焊縫3，利用工裝槽鋼對(duì)焊縫4區(qū)域其進(jìn)行約束;（5）依次焊接焊縫3及焊縫4;（6）板焊接完成后，對(duì)其焊縫進(jìn)行真空密性試驗(yàn)，試驗(yàn)真空度不低于-53KPa。

4.2.3 頂板焊接

（1）頂板與壁板之間的內(nèi)側(cè)仰角焊縫采用邊安裝邊焊接的方式進(jìn)行，每安裝完成一塊頂板后將其與壁板之間的焊縫焊接完成，焊角高度為13mm;（2）所有頂板安裝完成后按圖8示意順序依次進(jìn)行焊接，焊角高度為14mm。

4.3 焊縫焊接檢驗(yàn)

（1）首先應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行外觀檢查，檢查前應(yīng)將熔渣、飛濺等清理干凈。

（2）焊縫表觀質(zhì)量應(yīng)符合以下規(guī)定：焊縫表面不得有氣孔、裂紋、夾渣、弧坑和未焊滿等質(zhì)量缺陷。

對(duì)接焊縫咬邊深度≤0.5mm，咬邊的連續(xù)長(zhǎng)度≤100mm，焊縫咬邊的總長(zhǎng)度，小于等于該焊縫長(zhǎng)度的10%。

對(duì)接焊縫的余高（如圖9）：罐底焊縫的余高≤2mm，罐壁焊縫的余高縱向≤1.5mm。

（3）底板三層鋼板重疊部分的搭接接頭焊縫，應(yīng)進(jìn)行滲透檢測(cè)。

（4）對(duì)接壁板焊縫應(yīng)從每條焊縫中任取整條焊縫長(zhǎng)度20%進(jìn)行UT超聲波檢測(cè)。

UT檢測(cè)不合格時(shí)，如缺陷的位置距離端部不足75mm時(shí)，應(yīng)在該端部延伸300mm作補(bǔ)充檢測(cè)，如延伸部位檢測(cè)不合格，應(yīng)繼續(xù)延伸檢測(cè)。

5 油罐充氣試驗(yàn)

油罐用氣體進(jìn)行試壓，試壓區(qū)應(yīng)設(shè)置警戒線。升壓時(shí)應(yīng)緩慢，每升至規(guī)定試驗(yàn)壓力的十分之一時(shí)，保壓時(shí)間應(yīng)不小于5分鐘，對(duì)油泵間罐池封門板所有焊縫進(jìn)行全面檢查，直到升到試驗(yàn)壓力，保壓30分鐘，并在該壓力下對(duì)可見焊縫和連接部位等用肥皂液或其他檢漏液檢查，無泄漏（不起泡）為合格，試驗(yàn)完成后應(yīng)填寫相關(guān)試驗(yàn)記錄。試壓用壓力表要由計(jì)量單位進(jìn)行標(biāo)定合格。

6 結(jié)語

此項(xiàng)埋地式油罐內(nèi)貼鋼板施工技術(shù)思路清晰，組織合理，流程相對(duì)簡(jiǎn)捷，臨時(shí)加固、誤差控制及質(zhì)量保證措施穩(wěn)妥可靠，并設(shè)有嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)環(huán)節(jié)，可保證其施工質(zhì)量及過程的安全性。該項(xiàng)施工技術(shù)對(duì)類似工程施工具有一定的參考價(jià)值。

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