大型原油儲罐浮艙模塊化施工工藝

馬文強

摘 要：本文介紹一種大型原油儲罐單盤浮艙模塊化施工工藝，通過對單盤浮頂?shù)母∨摬捎锰崆邦A(yù)制的方法，一方面保證了浮頂安裝質(zhì)量，一方面縮短了工期，節(jié)約了大量人力物力資源，為大型原油儲罐的浮頂制造提出一種新思路，以期在實際運用中取得良好的效果。

關(guān)鍵詞：大型原油儲罐;單盤浮頂;浮艙模塊化預(yù)制

0 引言

石油作為國家重要的戰(zhàn)略物資，直接關(guān)系著我國的經(jīng)濟發(fā)展、社會穩(wěn)定和國家的安全，而伴隨其發(fā)展的原油儲備庫的建設(shè)也日益受到高度的重視。目前應(yīng)用最為廣泛的是10萬m3單盤浮頂原油儲罐。本文通過自主設(shè)計新型浮頂安裝支架，創(chuàng)造性的采用浮艙模塊化預(yù)制安裝工藝，有效的解決了大型原油儲罐長期以來存在的單盤浮頂鋼板薄、焊縫多、焊接變形控制難的技術(shù)問題，降低了人力物力資源，縮短了工期，極大的提高施工效率。

1 浮艙模塊化預(yù)制

10萬m3原油儲罐單盤浮頂可分為42個邊緣浮艙和1個中央浮艙。本工法采用浮艙模塊化預(yù)制方法，將浮艙底板、頂板、浮艙桁架等按單個浮艙下料預(yù)制并提前進行防腐，然后在預(yù)制場地預(yù)制成形，每個浮艙留一塊頂板作為活口，便于艙內(nèi)檢查。單個浮艙預(yù)制之前，技術(shù)人員需利用CAD軟件進行放樣，得出內(nèi)外環(huán)板弧長及彎曲半徑，然后在預(yù)制平臺上嚴(yán)格按照數(shù)據(jù)設(shè)置工裝，便于預(yù)制時控制內(nèi)外環(huán)板彎曲情況。單個浮艙組裝完成后，浮艙頂板和底板各留出焊接接口和搭接余量，便于浮艙整體吊裝后完成搭接焊接，組裝成形。浮艙預(yù)制完成后，利用角鋼和板條進行局部加固，并焊接吊點以便于吊裝，以免吊裝時發(fā)生變形，加固件待浮艙吊裝完成且組對結(jié)束后再拆除。

2 浮艙模塊化安裝

2.1 浮頂安裝支架組裝

傳統(tǒng)常用的浮頂支架采用套管點焊鐵塊的方法來固定支架并調(diào)整支架高度，這種方法高度調(diào)整并不精確，并且點焊不能保證使用的安全性，鐵塊容易脫落形成安全隱患。公司在傳統(tǒng)浮頂支架基礎(chǔ)上改進，增加絲桿調(diào)節(jié)，利用絲桿來精確調(diào)整高度，不僅具有良好的剛性和安全穩(wěn)定性，而且搭設(shè)及拆除速度快，可重復(fù)利用，節(jié)約成本。支架安裝時，先在罐底板上劃好浮頂下口加強筋的位置線，搭設(shè)臨時葡萄架，將每圈的加強筋放置到位，從罐中心點起呈放射狀搭設(shè)，組立時保持水平，同時浮頂臨時胎架立柱與罐底加斜支撐，調(diào)節(jié)絲杠螺母來確保安裝支架平面度。外側(cè)部分橫梁胎架同罐壁連接定位，同時滿足圖紙設(shè)計的坡度。

2.2 單盤板安裝鋪設(shè)

單盤板的安裝使用人字排板方式，板與板之間進行搭接，一般搭接寬度30mm。用線墜對準(zhǔn)罐底板，在板的中心板上劃中心線，確定浮頂板的中心;鋪板時，從中心開始順次向外鋪設(shè)，考慮到焊接收縮，為保證浮頂?shù)膸缀纬叽纾灏惭b直徑放大60mm。單盤板吊裝時，采用平衡梁6點吊裝，先用吊車把板分若干堆，均勻的存放到浮頂胎架的不同部位，絕不允許集中堆放。每堆存放不得超過2t，吊車落板時要輕穩(wěn)。用人力和滑車配合拖板到位進行安裝。拖板時要人監(jiān)護，防止卡滯和刮在架臺上。單盤板安裝后，只進行定位點焊，點焊注意使各板長邊壓實靠緊，間隙≤1mm。焊接前再進行壓縫點焊。然后進行單盤板下口加強筋組對構(gòu)件，與結(jié)構(gòu)件相重合處的焊縫，要先焊接，焊縫長度300mm左右為宜，焊后真空試漏合格。

2.3 浮艙整體吊裝組對

吊裝之前浮艙要進行預(yù)拼裝，確定各尺寸無誤且拼裝后各項數(shù)據(jù)符合要求才進行安裝。在葡萄架上定位42個浮艙的定位中心線和浮艙內(nèi)外環(huán)板位置。第一個浮艙吊裝就位后調(diào)整位置，與葡萄架點焊固定，然后依次吊裝其他浮艙。每個浮艙吊裝就位后，與前一個浮艙搭接點焊固定，每組對兩個浮艙，就要對中心線位置及內(nèi)外環(huán)板位置進行復(fù)核調(diào)整，保證內(nèi)外環(huán)板圓周度和垂直度符合設(shè)計要求。浮艙全部吊裝完成并且尺寸位置復(fù)核無誤后，進行相鄰浮艙預(yù)留接口之間的組對焊接，使浮艙連接成為一個整體。

2.4 浮頂附件安裝

浮頂附件由浮艙人孔、支柱、集水坑、透氣閥、量油管口、呼吸閥、浮梯軌道、刮臘裝置、密封系統(tǒng)及泡沫擋板等組成，先在罐外進行預(yù)制，待浮頂焊完后，先按照圖紙標(biāo)定的位置進行測量、放線、劃出各個附件的安裝位置線，把浮艙人孔開孔，然后到各個區(qū)域?qū)φ崭№數(shù)装迳蟿澗€位置，準(zhǔn)確確定支柱套管、集水坑、浮頂人孔、透氣閥、量油管口、呼吸閥、浮頂軌道等的位置，確定后進行上述各項的開孔、安裝和焊接。焊接后按設(shè)計要求檢查，合格后再進行刮臘器、一二次密封等附件的安裝。

浮頂支柱安裝時，先調(diào)整其高度。按其設(shè)計高度預(yù)留出200mm調(diào)整量，安裝時由多人同時進行，可用臨時胎架可調(diào)整螺母調(diào)整，安裝支柱用銷子固定在套管上，每根支柱都安裝后，即可拆除浮頂胎架，并從人孔將其導(dǎo)出，架臺拆除后，即可進行浮頂?shù)酌娓鞲郊陌惭b和焊接。

3 浮頂?shù)暮附?/p>

單盤板的焊接采用手工電弧焊的方式進行，使用的焊條為J422。為了減少焊接產(chǎn)生的變形，采用小電流減少熱輸入的方法，盡量將電流控制在90～110A。除密封焊的焊縫需兩遍成形外，在保證質(zhì)量的前提下快速施焊。單盤板焊接按照由外向內(nèi)、先下后上、先短縫后長縫的順序進行。

焊接順序及方法，首先進行1區(qū)單盤板的焊接，然后進行6區(qū)單盤板的焊接：①焊接時，在整區(qū)范圍內(nèi)將焊工均勻分布，分區(qū)對稱同時向同一方向進行焊接;②先在底部依次焊接單盤板與單盤徑向筋、單盤板與單盤環(huán)向筋、單盤板之間焊縫，焊縫全部為間斷焊，每隔200mm焊接50mm;③背面間斷焊完成后，焊接正面單盤板之間焊縫。焊接順序為先焊短縫，后焊長縫。長縫、短縫均為間斷分段焊接，短縫從中間向兩側(cè)退步焊，而長縫沿焊接方向進行退步焊。焊前需要在焊縫兩側(cè)加背杠進行固定;④焊接過程中，如果出現(xiàn)焊接變形，依焊接方向?qū)⒘硪粋?cè)定位焊固定的地方打開，來進行應(yīng)力的釋放;⑤正面焊縫焊完后，再返回背面對間斷焊焊縫進行補滿。

在1區(qū)、6區(qū)焊接過程中，進行浮艙的模塊化安裝與焊接。浮艙焊接過程中，將浮艙外環(huán)板與罐壁連接固定，外環(huán)板與罐壁之間留出25mm收縮余量，即兩者之間間距為225mm。浮艙焊接完畢后，進行單盤邊緣板與浮艙底板的焊接。①單盤邊緣板與浮艙底板的焊接由6名焊工均勻?qū)ΨQ分布進行焊接，焊接采用分段退焊的方式;②邊緣板之間的段焊縫焊接的方向為兩端向中間分兩段退焊，兩根焊條為一分段;③焊接邊緣板下面浮艙一側(cè)的仰焊縫，焊接方向為兩端向中間分兩段退焊。所有仰焊用3.2mm焊條，焊腳高度4mm，兩遍成形;④焊接邊緣板與單盤板之間的環(huán)焊縫，先焊上側(cè)后焊下側(cè)。完成浮艙焊接后，單盤與浮艙即連接為一個整體，此時利用浮艙作為固定拘束點，依次從2區(qū)向內(nèi)焊接，利用焊接收縮和焊接應(yīng)力把單盤拉平。

4 總結(jié)

在大型原油儲罐施工過程中通過對該工藝的實際應(yīng)用，單盤浮頂凹凸度偏差平均在30mm左右，局部點凹凸度不大于35mm，同時與同類工程相比節(jié)約工期約25天，節(jié)約成本20萬元左右，取得了良好的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

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