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如何确保大型储罐的施工质量

发布日期:2019-04-25 作者: 点击:

储罐

大型储罐的施工是一个系统工程,必须进行全过程管理、全方位控制。目前世界上最大的储罐是沙特阿拉伯建成的20×104m3浮顶罐。为适应石油战略储备的需要,国内石油石化行业正规划和建造大型储罐。我国在掌握了10×104m3浮顶储罐设计施工的基础上,正在开发设计15×104m3浮顶罐。大型储罐工程的施工质量很大程度上决定了油罐的使用状况和使用寿命,直接关系施工企业的经济效益和社会效益。中国石化四建公司在5×104m3与10×104m3浮顶储罐安装施工方面积累了丰富的经验。本文结合现场工作实际,论述分析施工过程特点与难点,采取相应对策从而确保储罐施工质量,对同类工程施工具有借鉴作用。   

材料预制:对于大型储罐,视所处地理位置一般现场预制,可用机械方法(剪板机)切割加工,也可用半自动切割机、数控切割机等进行火焰切割加工。吊板、放置及运输:因板较长,对10×104m3储罐壁板长度达到13000mm,中幅板长近15000mm,因此施工的整个过程中卧置吊装用平衡框,立置吊装用平衡梁,防止在吊装过程中对板造成塑性变形。从底板、壁板到货至安装,一般需要几个月时间,在此期间由于摆放不当安装时可能已造成塑性变形,因此板在堆放时必须垫平,厚板间垫木方,间距控制在2m左右。薄板3~5张板叠放,之间加木方,并且层间木方在同一位置上。同时由于其自重产生的压应力在安装时得不到完全释放而产生变形,因此不宜堆放过高。   

下料:如果采用数控切割机,下料精度及坡口质量会稳定一些。如果是半自动下料,每个人、每台切割机切割出来可能不一样,给组装焊接增加了一定难度,原则上专人画线、专人切割。滚制后的钢板置于胎具存放。尽量采用立胎,防止自重引起的弧度变化。   

滚圆:施工过程中控制变形有一定难度,只能靠工种间相互配合和操作者的责任心。若制作胎具可有效避免天吊与滚板配合不好造成板变形,但却给现场正常施工带来很多困难:一是胎具太长,可能占据位置大。二是影响“压头”施工。   

热处理:大型储罐第一圈进行接管焊接的壁板需进行焊接消应力处理,四建公司自行研制的可拆卸的热处理组装炉能够满足现场实际要求。要防止开孔部位发生变形,焊接和热处理时的加固方法、措施要得当,如果控制不好,一旦产生变形就难以矫正。   

罐底施工:对于5×104m3、10×104m3浮顶储罐,罐底为弓形边缘板一般为14mm、21mm的国产16MnR板、日本产SPV490Q钢板,全部为对接,焊接时易产生单条焊缝角变形和罐底整体变形。一般通过反变形加以控制。带清扫孔的罐底边缘板厚,应多削薄1~2mm避免对口错边,边缘板焊接时一定要均布对称焊接,不能一道焊缝焊完后再焊接其他焊缝,这样会导致边缘板收缩不均匀;罐底上画罐壁组装圆时一定要同一个人尽可能快地一次完成,以免因气温变化引起罐底的热胀冷缩造成罐壁基准圆不准确而影响罐壁的椭圆度。中幅板为8mm与12mm国产Q235A板,施工前进行排板。搭接焊缝施工难度不大,带垫板的对接焊缝易产生焊接变形。首先垫板铺设必须断开留活口增加二次垫板,保证焊接过程中每张板自由收缩。二是打底和盖面焊时分段退焊,薄板不开坡口间隙稍大些(8mm左右),确保打底焊质量。盖面以添加碎焊丝的埋弧焊自动焊方法进行焊接可有效防止变形。三必须加背杠。四在有条件情况下(施工季节天气好、少风雨影响)可采用CO2气体保护焊接也可有效防止变形。 罐壁组装:第一壁板找水平时,一般是在底部垫方销子调整高度。如果整圈水平度找好后,建议在每个销子上点焊挡板,避免施工中壁板振动导致销子移动。另外,根据相关提出的“补偿”工艺(罐底大角缝焊接收缩引起壁板垂直度变化),每节壁板安装时,使其尽可能向里倾(在规范范围内),尽量避免外倾。壁板组装难度不大,如果环缝用砂轮机清根,要求环缝组对时留有2mm间隙,这给组装增加了一些难度。壁板厚度在14mm以下,易出现变形。主要是立缝、环缝部位,影响垂直度(规范要求最大50mm),但主要原因是薄板本身的预制质量不好或在施工及运输过程中变形造成的。   

焊 接罐底焊接:根据试验效果,打底用手工焊和CO2气体保护焊均可。手工焊清渣费时一些,CO2气体保护焊对坡口水分等要求严一些,但清渣容易。打底焊质量一定要好,才能保证碎丝埋弧焊盖面的质量,否则缺陷就留在里面成隐患。   

大角缝焊接:采用手工焊里外封底,埋弧焊填充盖面。现场由于圆周形焊缝,所以平角焊机需另外的装备。焊内侧焊缝时需加侧面定轮,顶在罐壁上,保证焊机沿罐壁行走。焊外侧时,平角焊机能将自身重量吸在罐壁上,使焊机沿罐壁行走,否则只能在每台焊机上增加2块活动平台,焊工用手动来控制焊机行走方向。   

罐壁焊接:目前国内10万立方米罐主体焊接材料都从日本采购。对5万立方米罐施工,立焊尽可能改为气电立焊。值得注意的是滑动铜块一侧板上焊前要清干净,不能有影响滑块移动的焊疤、飞溅等。环缝焊接要靠焊工的熟练操作经验来保证。环缝的焊剂可改为HJ431(比SJ101价格便宜),但一定要求焊剂的颗粒度很小才能保证不出气孔。用碳弧气刨清根后必须用砂轮机磨掉氧化层,对不同强度等级的板材进行必要的磁粉或着色检测。 浮顶施工单盘时,船舱在外面预制好后安装。由于船舱底板坡度较大,一定要做胎具进行预制。单盘的临时支架上表面要保持平整,有环梁、经向加强梁的单盘,临时支架以圆形布置且保证每个环梁的圆周与支架圆周吻合,以环梁和经向梁作为支架的一部分。无环梁经向梁时一般长方形或菱形布置临时支架较简单。单盘铺完后,先检查上表面有无凹陷、凸出加以调整,然后从下部焊接,最后再焊接上面。焊接上面时视具体情况加背杠强制变形。双浮盘结构一般不进行船舱的预制,因为单浮盘的船舱与单盘之间有专门的连接角钢,便于安装。而双浮盘的底面是平整的,船舱与浮盘底板没有专门的连接角钢,相互间的连接要麻烦一些。但进行预制后安放在施工上还是可行的。双盘先铺底层钢板,然后安装隔板、桁架等(事先将安装位置焊接焊完)。再进行底部焊缝和顶部焊缝,最后铺设顶板。在安装双盘时,由于一圈圈的同心圆确定环形隔板的位置,相邻环形隔板之间的径向距离是固定的,所以画同心圆时中心位置确定很重要。保证中心点到罐壁各点位置距离一致,才能避免经向桁架长度调整量少。  

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