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20000m3甲醇儲罐現(xiàn)場安裝與焊接

文檔作者：曹專文檔來源：中國化學(xué)工程第十六建設(shè)有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年02月28日
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工程技術(shù)I E＆C Technol ogy
20000m3甲
曹專
中國化學(xué)工程第十六建設(shè)有限公司湖北宜昌443000
摘要通過對20000m3立式鋼制圓筒形拱頂儲罐( 內(nèi)浮頂拱頂儲罐) 在現(xiàn)場制作、安裝及焊接過程進行分析，結(jié)合液壓頂
升設(shè)備在工程中的應(yīng)用，制定了大型立式鋼制儲罐的施工工藝及焊接要求，并在工程中成功進行了應(yīng)用。所有焊接
均采用手工電弧焊，在焊接的過程中，壁板，中幅板通過采用分段退焊，邊緣板通過采用隔縫對焊的方法，嚴(yán)格控制
了焊接過程中出現(xiàn)局部變形的現(xiàn)象，保證了大型儲罐現(xiàn)場的焊接質(zhì)量。
關(guān)鍵詞拱頂儲罐安裝焊接
中圖分類號TE97 文獻標(biāo)識碼B 文章編號1672—9323( 2012) 05—0033—08
大型立式鋼制儲罐是石化行業(yè)非常重要的儲運設(shè)備，越來
越多地應(yīng)用于石油化工、煤化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的儲運。預(yù)制、
組對、焊接是儲罐施工過程中主要的施工工序，對儲罐的施工質(zhì)
量具有決定性意義。儲罐的類型有很多，但在各類化工企業(yè)的建
設(shè)中，主要應(yīng)用的是立式鋼制圓筒形拱頂儲罐和浮頂儲罐。本文
以伊東集團內(nèi)蒙古東華能源有限責(zé)任公司120萬t ／a甲醇項目
中20000m3立式鋼制圓筒形拱頂儲罐( 內(nèi)浮頂拱頂儲罐)為例，
談一下大型立式鋼制儲罐現(xiàn)場安裝要點及焊接方法。
1拱頂儲罐的結(jié)構(gòu)及安裝
20000m3立式鋼制圓筒形拱頂儲罐( 內(nèi)浮頂拱頂儲罐)按照
容積分，屬于大型立式鋼制圓筒形儲罐；主要受壓元件的材料為
Q345R和Q235B，材質(zhì)厚度最小的為6=8mm，最厚的為
6=20r am；單臺儲罐全容為24233m3、直徑為42．17m(外徑)、高
度為23．248m；整個儲罐由罐底、罐壁和罐頂及附件等部分構(gòu)
成。
1．1拱頂儲罐的結(jié)構(gòu)
1．1．1罐底
儲罐底部主要由邊緣板和中幅板組成。中幅板的材質(zhì)為
Q235- B，厚度為8r am，中幅板之間采用搭接的形式焊接；邊緣
板的材質(zhì)為Q345R，厚度為12r am，邊緣板之間采用對接的形式
焊接，邊緣板對接縫下采用60*6的扃鐵作為墊板；中幅板與邊
緣板之間也采用搭接的形式焊接。依據(jù)儲罐的設(shè)計要求，邊緣板
確定為弓形板( 見圖1) 。
延垂7 、P g-, 1 一lq f
圖1 20000 m3儲罐弓形邊緣板示意圖
1．1．2罐壁
依據(jù)設(shè)計要求，本儲罐的罐壁共有十帶板組成，底層第一帶
到第五帶壁板的材質(zhì)為Q345R，厚度為5=20r am到
6=12mm；第六到第十帶壁板的材質(zhì)為Q235- B，厚度均為
6=10r am。罐壁板間主要采用的是對接焊縫形式，第一帶壁板
底部與罐底板間采用角接焊縫形式，雙面連續(xù)焊接。
1．1．3罐頂
罐頂由網(wǎng)殼與蒙皮組成。整個儲罐的拱形罐頂骨架全部由
網(wǎng)殼桿件現(xiàn)場組裝完成，然后再在網(wǎng)殼上安裝厚度為5m的扇
形蒙皮板，各扇形蒙皮板之間采用搭接焊縫焊接。
1．2拱頂儲罐的安裝
大型立式儲罐主體安裝方法有正裝法和倒裝法兩種。正裝
法是指以罐底為基準(zhǔn)平面，罐壁板從底層第一帶開始，逐塊逐帶
向上安裝。倒裝法是指以罐底為基準(zhǔn)平面，先安裝頂圈壁板和罐
頂，然后自上而下，逐圈壁板組裝焊接與頂起，交替進行，直到底
圈壁板安裝完畢。
拱頂儲罐安裝國內(nèi)普遍采用倒裝法。在實際應(yīng)用過程中，倒
裝法有中心柱提升、空氣頂升、手動倒鏈起升、電動倒鏈群起升、
液壓提升等多種倒裝法。在以往的施工過程中采用較多的是中
心柱提升和手動倒鏈起升。近年來，隨著各種新的施工工藝不斷
應(yīng)用和推廣，液壓提升倒裝法正在逐步使用，極大地加快了工程
的整體施工進度。本次儲罐的安裝采用液壓頂升法進行施工。
1．2．1拱頂儲罐的安裝工序
材料計劃一施工方案及技術(shù)交底一繪制排版圖及下料一預(yù)
制成型一運至安裝現(xiàn)場一基礎(chǔ)驗收一罐底板防腐一罐底中幅板
與邊緣板的鋪設(shè)一罐底邊緣板和中幅板分別焊接及焊縫檢測一
頂層第一帶壁板組焊及焊縫檢測一液壓提升裝置安裝一提升頂
層第一帶壁板和組焊第二帶壁板及焊縫檢測一罐頂及頂部附件
石油化工建設(shè)2012．05 I 33
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E&amp;amp;C Technol ogy I 工程技術(shù)
安裝一提升第一、二帶壁板和罐頂一安裝第三帶至最后一帶壁
板及各層壁板焊縫檢測一拆除液壓提升裝置一焊接大角縫一焊
接弓形邊緣板和中幅板之問的龜甲縫一無損檢測一盤梯及接管
等附件安裝一充水試驗一竣工驗收及交工。
1．2．2拱頂儲罐安裝前的準(zhǔn)備
( 1) 儲罐制作選用的材料( 鋼板、鋼管及其它型鋼) 、附件、設(shè)
備等必須具有相應(yīng)的合格證明書并符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，
鋼板和附件上應(yīng)有清晰的產(chǎn)品標(biāo)識，表面不得有凹坑、麻點等缺
陷。鋼板表面局部減薄量、劃痕深度與鋼板實際負(fù)偏差之和，不
應(yīng)大于相應(yīng)鋼板標(biāo)準(zhǔn)允許負(fù)偏差值。當(dāng)無質(zhì)量證明書或?qū)|(zhì)量
證明書有疑問時，應(yīng)進行復(fù)驗，合格后方可使用。
( 2) 在正式施工前，技術(shù)人員必須編制好相應(yīng)施工方案，并
向施工班組做好技術(shù)交底。根據(jù)施工圖和施工規(guī)范繪制壁板、底
板排板圖和排料圖，在排板圖中給每塊壁板編號。排板圖包括：
罐體直徑、各層壁板尺寸、每塊壁板編號、罐體附件安裝位置、槽
鋼圈、角鋼圈的組裝對接接頭位置、邊緣板的對接接頭位置等。
1．2．3拱頂儲罐的預(yù)制
儲罐在預(yù)制前要根據(jù)圖紙半徑制作弦長不小于2m的弧形
樣板，弧形樣板應(yīng)使用鍍鋅鐵皮制作；每次用完后應(yīng)注意保管，
防止變形；鋼板下料采用火焰半自動切割機切割，鋼板邊緣加工
面應(yīng)平滑，不得有夾渣、分層、裂紋及熔渣等缺陷；火焰切割坡口
產(chǎn)生的表面氧化層，應(yīng)打磨干凈。
1．2．3．1底板預(yù)制
底板預(yù)制應(yīng)符合以下規(guī)定：
( 1) 罐底排板，其邊緣板外徑按設(shè)計直徑放大0．1％，在實
際操作中，中幅板直徑放大0．2％，在焊接中幅板與邊緣板間的
收縮縫前將幅板余量切除；
( 2) 邊緣板沿罐底半徑方向的最小尺寸，不得小于
700mm；非弓形邊緣板不得小于700mm；
( 3) 中幅板的寬度不得小于1000mm，長度不得小于
2000mm；
(4)底板任意相鄰焊縫之間的距離，不得小于300mm；
( 5) 罐底板應(yīng)平整，局部凹凸度用直線樣板檢查，其間隙不
應(yīng)大于5r am；
( 6) 中幅板的尺寸偏差：長度偏差：4- 1．5r am；寬度偏差：
±i mm；對角線偏差：≤2r am；直線度偏差：≤2r am；
( 7) 弓形邊緣板的尺寸偏差：長度允差±2ram；寬度允
差_4- 2mm；對角兩對角線之差≤3r am；
底板排版圖( 如圖2) 。
1．2．3．2壁板排版
壁板排板應(yīng)符合以下規(guī)定：
( 1) 各圈壁板的縱向焊縫宜向同一方向逐圈錯開，其間距
宜為板長的1／3，并且不得小于300r am；
(2)底圈壁板的縱向焊縫與罐底邊緣板對接焊縫之間的距
離，不得小于300mm；
(3)罐壁開孑L或接管補強板外緣與罐壁縱環(huán)焊縫之間的距
34 J 石油化工建設(shè)2012．05
邊緣
扳
l ／4底扳排版圖
圖2底板排版圖
離應(yīng)大于焊角尺卡的8倍且不得小于250mm，罐頂過渡板的對
接焊縫與罐壁板的對接焊縫之間距離不得小于300mm；
( 4) 壁板上連接件的墊板周邊焊縫與壁板縱焊縫或接管補
強圈的邊緣角焊縫之間的距離，不應(yīng)小于t 50 Fi l m，與罐壁環(huán)縫
之間的距離不應(yīng)小于75 mm，如不可避免與罐壁焊縫交叉時，
被覆蓋焊縫應(yīng)磨平并進行射線或超聲波檢測，墊板角焊縫在罐
壁對接焊縫兩側(cè)邊緣最少20r am不焊。
壁板排版圖( 見圖3) 。
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圖3壁板排版圖
1．2．3．3壁板下料
壁板采用半自動切割機進行放線切割下料，壁板預(yù)制不留
調(diào)整板，一次下凈料，預(yù)制一圈壁板的累計誤差等于零，這樣預(yù)
制，有利于保證罐體整體幾何尺寸，采用這種方法，要求預(yù)制精
度高。壁板尺寸允許偏差應(yīng)符合( 表】、圖4) 。
表1壁板尺寸允許偏差( 板長AB=9．5m)
r ——=————一一
測量部位一允許偏差mm
寬度AC、8D、EF ±1
長度AB．CD ±1．5
對角線之差I(lǐng)A旺BcI ≤2
AC、BD ≤1
l 直線度
AB、CD ≤2
壁板坡VI 型式及尺寸要符合圖樣的要求；罐壁板尺寸允許
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><< C ， D
圖4壁板預(yù)制圖
偏差應(yīng)符合設(shè)計技術(shù)文件規(guī)定；本次施工過程中，壁板縱、環(huán)縫
坡口加工應(yīng)滿足( 圖5) 要求。
f：10M等璧蓐焊接點詳圖誓>l omm不等罄厚焊接點詳圖
抖側(cè)
罐壁縱焊縫詳圖( §：I Omm)
60。
圖5壁板焊接詳圖
1．2．3。4壁板卷制
壁板滾圓前，在滾床上放入壓頭板將壁板兩端進行預(yù)彎曲，
在卷制的過程中，要及時控制好卷板機卷制弧度，使用事先預(yù)制
好的弧形樣板隨時抽查壁板弧度( 見圖6)。
檢查樣板滾板機
圖6壁板成形示意圖
為避免成型后的壁板在搬運過程中發(fā)生變形，應(yīng)將壁板半
成品堆放在專用胎具上，胎具采用[ 20槽鋼制作( 見圖7) 。
巨i 垂三重重虱一
圖7壁板運輸胎具制作圖
1．2．4拱頂儲罐的安裝
1．2．4．1底板安裝
( 1) 對儲罐基礎(chǔ)進行復(fù)查，按平面圖的方位，在基礎(chǔ)上放出
十字線、安裝軸線及標(biāo)高線，弓形邊緣板按每條焊縫4r am的收
縮量進行放大( 直徑放大約0．1％) ，中幅板直徑放大0．2％，并注
意在儲罐安裝過程中不得損壞基礎(chǔ)。
( 2) 底板的下表面進行噴河砂除銹(除銹質(zhì)量等級應(yīng)達到
Sa2．5) ，經(jīng)甲方、監(jiān)理共檢合格后立即涂刷第一道環(huán)氧底漆，應(yīng)
注意每塊板的邊緣50ram的范圍內(nèi)不刷，待漆層表面實干后涂
刷第二道環(huán)氧底漆，待第二層底漆的漆層實干后，應(yīng)立即涂刷第
一層、第二層丙烯酸聚氨酯面漆，直到漆層實干后經(jīng)三方共檢合
格，再填寫隱蔽記錄并經(jīng)甲方、監(jiān)理方簽字認(rèn)可后方可用于底板
的鋪設(shè)。
( 3) 按排版圖在罐底中心板上劃出十字線，十字線與罐基
礎(chǔ)中心線重合，在儲罐中心板的中心打上樣沖眼，并作出明顯的
標(biāo)記。
( 4) 按排版圖由罐底中心板向兩端逐塊鋪設(shè)中間一行中幅
板，從中間一行開始，向兩側(cè)逐行鋪設(shè)中幅板，每行中幅板應(yīng)由
兩側(cè)依次鋪設(shè)。鋪設(shè)過程中應(yīng)先鋪設(shè)中幅板，后鋪設(shè)邊緣板。中
幅板應(yīng)搭接在邊緣板的上面，搭接寬度為60mm，中幅板之間
的搭接寬度為40r am，底板的搭接寬度允許偏差為-+-5r am。
( 5) 搭接接頭三層鋼板重疊部分，應(yīng)將上層底板切角。切角
長度應(yīng)為搭接長度的2倍，其寬度應(yīng)為搭接長度的2／3。
1．2．4．2拱頂安裝
該儲罐罐頂分兩部分，一部分是鋼網(wǎng)殼，為定型產(chǎn)品，即大
型三角型儲罐頂蓋網(wǎng)殼，成套購買安裝，不需焊接；一部分是鋼
制蒙皮加肋焊接拱頂，拱頂支于罐壁頂槽鋼支座上，支座鋼板安
裝在頂層壁板上緣。
網(wǎng)殼安裝在頂圈壁板安裝完成并報驗合格后進行，安裝流
程( 見圖8) 。
l廠苧—堡—塑三—墮—H]塹廠鯊—璺—堡莖—!—!『—__]1廠里—塞望—．—堡—壅—墮]l
I
廠——————主——————1廣————————————]廠————————————] 1塑翌塑堊I _— 一生堡鲞鏖H莖壅竺堅I
圖8網(wǎng)殼安裝流程圖
( 1) 網(wǎng)殼桿件的組裝應(yīng)由下而上對稱進行，局部超前不得
多于一圈，當(dāng)支座節(jié)點及周邊桿件全部安裝完，可將支座螺栓固
定緊，但支座節(jié)點板與邊梁暫不焊接，便于組裝過程中進行調(diào)
整。
(2)桿件組裝過程中嚴(yán)禁使用氣焊烘烤、重錘擊打等手段；
局部不易安裝時，應(yīng)用調(diào)整周圍節(jié)點高差的方法進行調(diào)整；桿件
組裝四至五圈時，曲面已基本成型，底座也自動找圓，此時應(yīng)將
支座節(jié)點板與邊梁焊死。
( 3) 全部組對完畢之后應(yīng)對球面曲率有明顯誤差的節(jié)點進
行調(diào)整，直到肉眼觀察球面曲率平滑為止，將節(jié)點螺栓擰緊；組
石油化工建設(shè)2012．05 35
{
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E＆C Te chnol ogyl 工程技術(shù)
對后網(wǎng)殼支座任意點直徑允許偏差為±D／1000( D為網(wǎng)殼底面
的直徑) 。
( 4) 安裝蒙皮板時，應(yīng)從罐頂板中心向外鋪設(shè)，蒙皮板之間
采用搭接的形式焊接，任意相鄰焊縫間距不得小于200r am，蒙
皮板外表面的搭接縫要連續(xù)焊接。內(nèi)表面與桿件不得焊接，蒙皮
板與圈梁連接的邊緣處，焊縫高度不得超過蒙皮板厚度的3／4。
1．2．4．3壁板安裝
20000m3立式鋼制拱頂儲罐壁板安裝時采用液壓提升倒裝
法施工。
液壓提升倒裝法施工原理：在儲罐底板及頂層壁板安裝完
畢之后，再安裝液壓提升裝置：在安裝頂升裝置的同時，要在壁
板內(nèi)壁安裝脹圈，用于罐體提升。
液壓提升倒裝法施工采用的是半自動監(jiān)控液壓頂升裝置，
系統(tǒng)有電機、泵、電磁換向閥、液控單向閥、節(jié)流截止閥、油箱、油
管、松卡式千斤頂及相關(guān)部件組成。提升架與松卡式千斤頂組成
的提升機均勻分布在罐壁周圍，當(dāng)油泵供油時，壓力油從下油咀
進入缸體內(nèi)，在油壓的作用下．活塞上升將提升桿帶著負(fù)載向上
舉起，在活塞升滿一個行程后油泵停止供油，負(fù)載停止上升，完
成提升過程?；赜蜁r，壓力油從上油咀進入，在油壓的作用下，活
塞回程，液壓油從下油咀排出，至此，完成一個提升過程。如此往
復(fù)循環(huán)，千斤頂將提升桿帶著重物不斷提升，直至完成一個階段
的提升工作。
儲罐液壓提升系統(tǒng)包括脹圈組件、液壓提升機、液壓控制系
統(tǒng)等( 見圖9) 。
B——一提升扦泣柱＼ ．峙 —、、～
疑k §帶教～一
l 形板～～
豇升鉤頭一
圖9儲罐液壓系統(tǒng)組成
脹圈組件安裝如下：
( 1) 拱頂安裝完畢后，在頂層壁板內(nèi)下緣處安裝脹圈組件，
脹圈至壁板下緣口的距離視液壓提升機的尺寸而定；脹圈組件
用于罐體的撐圓和罐體的提升，組件包括脹圈和千斤頂；
( 2) 在現(xiàn)場鋼平臺上放脹圈l ：1大樣，檢查其圓弧度，整節(jié)
脹圈與大樣偏差不得超過3r am；
( 3) 拱頂安裝完畢后，在頂層壁板內(nèi)側(cè)下緣劃出脹圈及其
定位卡具的安裝定位線，每節(jié)脹圈設(shè)四個卡具，在相鄰兩脹圈擋
板之間放置一臺l Ot 千斤頂，放置好后同時頂緊6臺千斤頂，直
36 1石油化工建i 殳2012．05
至脹圈與壁板貼緊為止，脹圈組件即安裝完畢。
液壓提升裝置安裝如下：
( 1) 脹圈組件安裝完畢后進行液壓提升機的安裝；本次施
工單臺儲罐安裝時選用30臺16t 的液壓千斤頂。油缸為單級油
缸，液壓行程為100±3r am，最大額定油壓為16Mpa。
圖10提升裝置布置圖
( 2) 安裝時，先在儲罐底板邊緣板上劃出提升裝置的安裝
定位線，其應(yīng)均勻分布在圓周上( 見圖10)。將提升立柱的底座
墊板均勻擺放在罐底邊緣，并在靠近罐壁板的位置，將提升立柱
直立于墊板上，根據(jù)實際情況調(diào)整好提升裝置的位置，待位置調(diào)
整垂直后，：腎其底座板與墊板、儲罐底板組立并進行定位焊。
( 3) 高壓軟管的組裝：高壓鋼管進油環(huán)路與電磁換向閥之
間、高壓鋼管回油環(huán)路與油缸頂部回油閥之間，通過三通用高壓
軟管連接成油路。
( 4) 高壓總軟管( 升、降軟管) 連接：升壓軟管連接液壓站出
油口和升壓環(huán)形高壓鋼管三通人油口；降壓軟管連接液壓站入
油口和降壓環(huán)形高壓鋼管三通出油口；各軟管的連接口處，不得
有滲漏油現(xiàn)象。
在各項準(zhǔn)備工作完成之后，在底板上畫出頂圈壁板的內(nèi)徑
圓，同時在內(nèi)側(cè)100mm處畫出安裝基準(zhǔn)線；根據(jù)畫線確定的位
置點焊臨時內(nèi)外擋板，以限制罐壁的位置。
組對頂圈壁板時，在壁板焊縫的間隙、錯邊量、垂直度，橢圓
度等符合要求后，點焊壁板的預(yù)留縫之前，應(yīng)用盤尺測量壁上、
下口的周長，確保相等，誤差不得大于2r am；在縱縫的內(nèi)側(cè)安裝
3～5塊弧形加強板，以防止焊接產(chǎn)生角變形，外側(cè)點焊防波浪
變形豎背杠，然后再進行焊接。
組對頂部第二至底圈壁板時，各圈壁板的組對工藝與頂圈
壁板的組對工藝相同。組對時，用吊車、托盤將壁板吊裝，運輸?shù)?
位，然后調(diào)整好壁板的安裝位置。所安裝的壁板上部和下部均用
角銷楔緊，使其與首層壁板貼緊。相鄰兩塊板之問的對接縫間隙
調(diào)整好后進行組立焊，調(diào)整好后仍然用弧形板固定，以防止焊接
時產(chǎn)生變形。間隙嚴(yán)格按圖紙要求進行調(diào)整。在組對中應(yīng)注意以
下事項：
( 1) 弧形板與壁板之間的組立焊焊點長度為10r am，焊點
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間距200r am，組立焊時只焊上部角焊縫，下部不焊。每條縫的
上、中、下部各設(shè)置弧形板一塊，上部距壁板頂面40r am，下部距
壁板底面200mm。
( 2) 弧形板材質(zhì)盡量與壁板材質(zhì)相同，圓弧半徑與罐壁內(nèi)
側(cè)半徑相同，材料厚度為12mm，長800～1000mm，寬140mm，
可用邊角料制作。
(3)壁板圍設(shè)時，留兩條活口，活口應(yīng)均勻分布在罐壁圓周
上；活口搭接部分長度100～200r am；活El 收口時，采用活口收
緊裝置進行施工，活口收緊裝置由手拉葫蘆和掛耳組成，設(shè)置在
活口兩側(cè)沿水平方向，具體安裝尺寸( 見圖11) 。
出】
圖1 1活口收緊裝置安裝示意圖
(4)單圈壁板組對、焊接完畢之后，在罐體提升之前，為了
調(diào)整環(huán)縫對接間隙和錯邊量，每帶壁板都必須安裝限位擋板，限
位擋板包括內(nèi)擋板和外擋板。限位擋板安裝時沿罐壁一周每隔
l m設(shè)置一個( 見圖12) ；擋板組立焊接時，焊縫高度不小于
8mm，焊縫表面不得有氣孔、夾渣等缺陷。
圖12限位擋板安裝示意圖
整圈壁板全部組對完畢應(yīng)符合以下要求：
( 1) 相鄰兩壁板上口水平的允許偏差不應(yīng)大于2mm，在整
個圓周上任意兩點水平的允許偏差不應(yīng)大于6mm；
( 2) 壁板的垂直允許偏差不大于3mm；
( 3) 縱向焊縫的錯邊量：當(dāng)板厚≤10mm時，不應(yīng)大于
l mm；當(dāng)板厚≥10mm時，不應(yīng)大于板厚的0．1倍，且不應(yīng)大于
1．5ram。
(4)環(huán)向焊縫的錯邊量(任意點)，不大于板厚的0．2倍，且
不大于2r am。
1．2．4．4內(nèi)浮頂?shù)陌惭b
( 1) 浮頂組合件裝入罐內(nèi)之前應(yīng)在罐外的平臺上進行預(yù)組
裝，檢查組裝后的效果及幾何尺寸、各連接部位是否合適，如發(fā)
現(xiàn)有質(zhì)量問題應(yīng)及時通知生產(chǎn)廠家進行處理。
( 2)內(nèi)浮頂要在儲罐內(nèi)部防腐工作施工完畢及罐體附件
( 如：人孔、補強圈、接管、排污槽等) 安裝完畢之后才能進行組
裝。
( 3) 內(nèi)浮頂安裝時，所有組合件全部通過罐體人孔運入罐
內(nèi)，所有運進罐內(nèi)的組合件均應(yīng)做好保護，在組裝浮頂組合件
前，應(yīng)熟悉浮頂組裝規(guī)范、組裝說明及設(shè)計要求。
( 4) 浮頂安裝前應(yīng)將罐內(nèi)壁的焊縫打磨平整，焊縫兩側(cè)的
焊渣、飛濺清理干凈，滿足內(nèi)浮頂安裝的條件，在罐內(nèi)組裝的過
程中，所有組合件均應(yīng)按照生產(chǎn)廠家的組裝說明書進行組裝。
( 5) 浮頂?shù)乃羞B接部位應(yīng)連接牢固，連接牢固后盤面應(yīng)
平整，其組裝后的幾何尺寸和罐內(nèi)壁的幾何尺寸偏差均應(yīng)在設(shè)
計允許的偏差范圍內(nèi)。
( 6) 與導(dǎo)向裝置和罐壁接觸部位的密封裝置的密封情況應(yīng)
符合設(shè)計要求。
( 7) 組裝后浮盤的所有限位支柱應(yīng)全部落到罐底板上，不
允許有限位支柱懸空或虛落，最后檢查盤面的平整度是否符合
設(shè)計要求。
1．2．4．5罐壁附件安裝
儲罐附件包括罐頂附件、盤梯組件、罐壁加強圈、液位計、溫
度計安裝管、進油口、出油口、人孑L、罐外液位計安裝孑L等。
( 1) 盤梯安裝
儲罐壁板安裝到第五層時進行盤梯的安裝，盤梯組件包括
平臺、中問轉(zhuǎn)向臺、支撐架、踏步側(cè)板、踏步和欄桿等。盤梯分為
兩段，每段都事先預(yù)制好。
(2)罐壁加強圈安裝
加強圈預(yù)制必須要準(zhǔn)確，其曲率同相應(yīng)壁板的外圓半徑相
同，這樣與罐壁組焊在一起，還起到調(diào)整罐壁橢圓度的作用。因
此，為保證其安裝精度，卷制后用弧形樣板進行檢查，其誤差不
得大于1．5mm，有超差的必須進行調(diào)整。
安裝前，在壁板上劃出安裝定位線，然后按排版圖安裝。加
強圈安裝點固焊后，先焊加強圈與筋板間的焊縫，接著焊接加強
圈間的焊縫，多名焊工均勻分布進行對稱焊接。采用跳焊和分步
退焊法進行焊接，最后由多名焊工均勻分布，同一方向，同時開
始焊接加強圈與罐壁板的角焊縫。
( 3) 液位計、溫度計安裝管安裝
儲罐拱頂安裝前將液位計、溫度計安裝管組件吊至罐內(nèi)，待
儲罐壁板安裝完畢后在儲罐底板上按施工圖進行組裝。
(4)其它附件安裝
其它附件按施工圖進行安裝。
2拱頂儲罐的焊接
儲罐施工對焊接的質(zhì)量要求是：焊接強度要達到設(shè)計要求，
焊接變形控制在規(guī)定范圍之內(nèi)，焊縫外觀及內(nèi)在質(zhì)量符合設(shè)計
標(biāo)準(zhǔn)等。
由于該儲罐體積較大、儲存物料特殊(精甲醇) 且罐底與基
石油化工建設(shè)2012．05 137
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礎(chǔ)完全接觸沒有任何空隙，焊縫一旦出現(xiàn)缺陷，一方面不易找出
缺陷部位，另一方面對缺陷的返修也非常困難，且返修邦位焊縫
金屬機械性能嚴(yán)重下降，一般不允許多次重復(fù)返修。同時局部返
修可能引起罐體變形，對罐體直線度和垂直度造成影響。因而要
求焊縫盡量一次焊接成功，這樣對焊工操作技能要求相當(dāng)高。
2．1焊接材料
在20000m，立式鋼制拱頂儲罐焊接的過程中，16MnR板材
之間的焊接均采用低氫鈉型焊條，牌號為E5015( J 507) ；16MnR
與Q235一B板材間的焊接采用低氫鋼型的E4315( J 427)焊條；
Q235- B板材間的焊接采用鈦鈣型的E4303( J422) 焊條( 見表
2) 。
表2儲罐焊接焊條選用一覽表
20000m3儲罐I E50( J 507) l E431 5( J427) | E4303( J 422)
焊條必須有專人負(fù)責(zé)保管、烘烤、發(fā)放，并按說明書進行烘
干和使用( 見表3) 。
表3焊條烘干和使用表
； 渺蠖鎏瀣甏囊爹蘸疊．I 畿讖懣霪黢、鼉曩z蕊黌鏃憊毫|
甏鍵睡鬻囂躐甏
E501 5( J507) 350～400 1～2 4 ≤2
贛獺。蟄每瞞?、罄姆謄、§∞| | | 鑊姆| i 毫@j | | {j | l j 鏊I | 簿| | 曩
E4303( 1422) 100～150 O．5～1 8 ≤3
烘干后的焊條，應(yīng)保存在100～150+C的恒溫箱中，隨用隨
??；焊接時應(yīng)嚴(yán)格按焊接工藝規(guī)范進行，不得隨意變動焊接工藝
參數(shù)(見表4)。
表4底板手工電弧焊焊接工藝參數(shù)表
【焊材型號直徑／mm+ j 魄漉／A一- 電壓歲攀t 謄篡餐霉
J 422 3．2 1D0～130 21～23 8～15
J a22 謦◇ ?囊黲謦囊黲214峨一26 簪j 鑊每凈輛毒毫
J 427 3。2 160～190 Z3～28 1Q～14
J427| 蠢?| |4．÷0 i | j 22．0。"-24 ，0 譬薯：。2．7j -- 32≯j ，≯愛系嗲毒『『≮
焊接方法：儲罐底板、壁板及頂板焊接全部采用手工電弧焊
焊按。
2．2底板的焊接
2．2．1底板焊接順序
酋先焊接短焊縫，然后焊接中長焊縫，再次焊接大?？p，最
后焊接龜甲縫。初層焊道應(yīng)采用分段退焊或跳焊法。
2．2．2中幅板焊接
罐底中幅板為搭接焊縫。采用焊條電弧焊施焊；短焊縫焊接
時，從中間焊縫往兩邊焊縫擴散焊接；長焊縫焊接時，從長焊縫
中心向兩側(cè)分段退焊，所有焊工均勻分布焊，沿同一方向等速、
等參數(shù)、同步施焊，最終底板變形量應(yīng)符合規(guī)范要求。
2．2．3邊緣板焊接
應(yīng)先焊靠外緣300r am部位的焊縫，在焊接的過程中要留
38 l 石油化工建設(shè)2012．05
出兩條對接縫作為收縮縫，收縮縫要等底圈壁板與邊緣板大角
縫焊完后再施焊。
弓形邊緣板焊接時應(yīng)采取反變形措施，可將焊接部位墊高
20～25r am，根據(jù)變形情況在完成焊接前可拆除，該方法應(yīng)靈活
運用；邊緣板對接焊縫的初層焊道填充完牛之后，將外緣靠進壁
板300r am處的焊道蓋面完畢，其余待底板龜甲縫等焊縫全部焊
接完畢之后再進行蓋面。焊接時，由罐內(nèi)向外施焊，采用隔縫對
稱施焊法，焊工對稱均布。
2．2．4罐底與罐壁連接的大角焊縫的焊接
大角縫應(yīng)在壁板焊縫全部焊接完、龜甲縫焊接前進行施焊；
手工電弧焊施焊時，先焊內(nèi)側(cè)焊縫，后焊外側(cè)焊縫，采用分段退
焊法，焊工對稱均布，沿同一方向施焊。在大角縫焊接的過程中，
底板中幅板和邊緣板之間的龜甲縫要事先點焊牢固，待大角縫
焊接完畢之后，再挎點焊部位磨開，重耘組對焊接。
為了防止底板焊接過程中出現(xiàn)凸凹等變形現(xiàn)象，在中幅板
每條焊縫焊接前，沿焊縫長度方向用槽鋼、楔子、千斤頂?shù)裙ぞ?
對所要焊接的焊縫進行烈性加固，待焊接完畢后再拆除( 見圖
13) 。
卡具
圖13焊縫加固
2．2．5中幅板焊縫的焊接
中幅板通長焊縫的各條焊縫按隔條焊接的原則進行施焊。
焊前先進行加固，短焊縫用楔子等卡具加固。中長焊縫兩端各用
1塊厚為20mm的鋼板墊起，補償焊接過程中產(chǎn)生的收縮變形。
然后將焊縫均分為均等的幾段，每段由1名焊工打底，按分段退
焊、隔段跳焊的方法進行，長度為400r am，嚴(yán)格控制焊工的焊接
速度及焊接工藝參數(shù)。
2．2，6底板檢驗
底板焊接完經(jīng)無損檢測后，依照規(guī)范及設(shè)計規(guī)定要做真空
試驗。
2．3壁板的焊接
( 1) 壁板焊接順序：先焊縱焊縫，后焊環(huán)焊縫。焊完相鄰兩
圈壁板的縱焊縫后，再焊其間的環(huán)焊縫；先焊外側(cè)焊縫，后焊內(nèi)
側(cè)焊縫，在焊接內(nèi)側(cè)前，所有焊道必須清根( 使用碳弧氣刨清根
并砂輪打磨) 。
( 2) 壁板焊接采用退焊減應(yīng)法進行焊接。壁板環(huán)縫焊接時，
將整條環(huán)縫均分幾段，每段由1名焊工施焊，所有焊工均勻分布
在四周，沿同一方向按分段退焊的方法進行，嚴(yán)格控制焊工的焊
接速度及焊接工藝參數(shù)。
( 3) 壁板縱焊縫、環(huán)焊縫焊接完畢后，用氣割割去弧形板，
將焊疤清理干凈。當(dāng)有較大的弧坑時，應(yīng)進行補焊，然后磨平；在
焊接過程中，同一部位返修不宜超過二次，若超過二次須經(jīng)技
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術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)；壁板焊接之后，應(yīng)保證相臨兩塊板的上口水平
偏差為2r am，整個圓周上任意兩點水平的允許偏差為3r am。
( 4) 為防止焊縫角變形，除應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝外，應(yīng)做好
防變形措施。發(fā)現(xiàn)焊縫局部出現(xiàn)凸凹、收腰等現(xiàn)象時，要立即停
止焊接，用碳弧氣刨刨出變形部位，然后采用千斤頂、斜支撐、龍
門卡具等對變形部位進行校正，校正完畢之后再進行焊接。
( 5) 底圈壁板組焊完畢后，其兒何尺寸應(yīng)符合(表5) 的規(guī)
定。
表5底圈壁板幾何尺寸允許偏差表
檢查項目允許偏差Cr am)
相鄰兩壁板上口水平偏差2
卜整個禽周生任意兩點的；9c平偏差分
垂直度3
罐壁內(nèi)表面任意點的半徑偏差±19
立縫錯邊量1．5
環(huán)縫錯邊曩2
其它各圈壁板組焊完畢后，幾何尺寸應(yīng)符合( 表6) 的要求。
表6其它各圈壁板幾何尺寸允許偏差表
存號檢蠻項目允許偏差(mm)
1 其它各圈壁板垂直度≤0．3％H
6≤12
≤12
2 角變形12<6≤2S ≤10
6>2S ≤8
3 縱縫錯邊量≤0． 1 6且≤1．5mm
4 環(huán)縫錯邊量≤0．2 6且≤2mm
6≤12 ≤15
5 局部凹凸度1 2口§≤25 ≤13
6口25 ≤10
( 6) 焊縫的外觀檢查和修補( 見表7) 。
表7焊縫的外觀檢查和修補
缺稿種類修補要求修補方法
未成形部分應(yīng)清根，然后采
未成形部分
用手工焊修補
焊縫成形不良焊縫寬度小于8r am時
不良的部分用碳弧氣刨去
余高小于1m時除，然后采用手工焊修補．修
補的焊縫長度不小于50r am
余高大于5m時
較小的焊瘤采用砂輪拇磨一
焊瘤焊瘤去除較大焊瘤用碳弧冀鍘清理詹
豫鸝麓熟鼷
咬邊咬邊深度大于0．5m時咬邊的部分用手工焊修補
打個氣孔采用砂輪打磨并用
孔徑大于0．5m的單個手工焊修補
表面氣孔
氣孔，密集型氣子L 密集型氣孔采用碳弧氣刨去
除，再用手工焊修補
采用砂輪和碳藤氣窘g塞滁裂
裂紋裂紋去除紋，并萊取藿氆饕器傷，耩戮鑲
裝瞧箍蘧褥姆獠| l
( 7) 每帶壁板焊接完畢之后，焊縫要按設(shè)計規(guī)范的要求，按
照規(guī)定的探傷比例進行X光探傷。
2．4質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
2．4．1幾何形狀和尺寸要求
儲罐組裝焊接后，其幾何形狀和尺寸，應(yīng)符合下列規(guī)定：
( 1) 罐壁總高度的允許偏差，不應(yīng)大于設(shè)計高度的0．5％；
(2)罐壁鉛垂的允許偏差，不應(yīng)大于罐壁高度的0．4％，且
不得大于50r am；
( 3) 罐壁橢圓度：任何最大直徑一最小直徑≤平均直徑的
1％，同時，從據(jù)罐底300mm處量取，最大半徑一最小半
徑≤±19mmi
(4)罐底焊接后，其局部凹凸變形的深度，不應(yīng)人于變形長
度的2％，且不應(yīng)大于50mm；
(5)罐底和罐壁上的工卡具焊跡應(yīng)清理干凈，焊疤應(yīng)扣‘磨
平滑。
2．4．2無損檢測要求
依據(jù)設(shè)計施工圖的要求，儲罐底板、壁板及其附件焊接完
畢之后，要依據(jù)畿承壓設(shè)備無損檢測》JB／T4730的要求對焊接部
位進行無損檢查，檢查比例應(yīng)符合以下要求：
( 1) 罐底的邊緣板，每條焊縫外端300r am，應(yīng)進行射線檢
測。底板三層鋼板重疊部分的搭接接頭根部焊道焊完后，在沿焊
縫三個方向各200mm范圍內(nèi)，應(yīng)進行滲透檢測，全部焊完后，應(yīng)
進行滲透檢測或磁粉檢測。
( 2) 底圈壁板，應(yīng)從每條縱焊縫中任取2個300mm進行射
線檢測，其中一個位置應(yīng)靠近底板。其它各圈的縱焊縫，每個焊
工焊接的每種板厚，在最初焊接的3m焊縫的任意部位取
300r am進行射線檢測，以后不考慮焊工人數(shù)，對每種板厚在每
30m焊縫及其尾數(shù)內(nèi)的任意部位取300mm進行射線檢測。
( 3) 環(huán)向?qū)雍缚p，每種板厚在最初焊接的3m焊縫的任
意部位取300mm進行射線檢測。以后對于每種板厚，在60m焊
縫及其尾數(shù)內(nèi)的任意部位取300mm進行射線檢測，上述檢測不
考慮焊工人數(shù)。
(4)底圈壁板與底板的大角焊縫，在罐內(nèi)及罐外角焊縫焊
完后，應(yīng)對罐內(nèi)角焊縫進行磁粉檢測或滲透檢測，在儲罐充水試
驗后，應(yīng)用同樣的方法進行復(fù)驗。
( 5) 以上檢測要求達到Ⅲ級或Ⅲ級以上合格。
3結(jié)論
實踐證明，大型立式儲罐在施工的過程中，立縫焊接的各項
參數(shù)大于環(huán)縫焊接參數(shù)，所以在整個儲罐焊接質(zhì)量控制中，主要
控制過程應(yīng)放在壁板的立縫上。焊接時要防止因咬肉、未熔合及
夾渣等缺陷而引起的角變形超標(biāo)的現(xiàn)象，杜絕因角變形超標(biāo)而
導(dǎo)致材料由塑性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔训默F(xiàn)象發(fā)生。
在環(huán)縫的焊接過程中，影響環(huán)縫焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素有焊
接工藝．焊接順序、焊工水平、組對間隙及其大小( 間隙均勻且為
2r am)、坡口形式及角度等。本次施工的儲罐，壁板厚度≤10mm
時，環(huán)縫坡口采用單邊坡口；壁板厚度>10mm時，環(huán)縫坡口采
用雙面不對稱坡口；焊接順序為先焊環(huán)縫外( 下轉(zhuǎn)43頁)
石油化工建設(shè)2012．05 39
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對其他存在可能較大漏氣的各類開孔也采取密封措施，如
承臺、罐壁上的排水孔／管，拱頂上管嘴和鋼纜繩的穿孔等。
為保證升頂初期的檢查，設(shè)在儲罐臨時洞口的人員出入門
也要進行專門的設(shè)計，進出雙門密封，保證氣密。
5．3風(fēng)壓和風(fēng)量的計算
氣升頂前，需要進行升頂壓力的核算，計算需要的風(fēng)量和風(fēng)
壓，配備符合能力的風(fēng)機。首先要計算升頂總重重和載荷分布，
包括拱頂、吊頂、拉桿、內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)走道平臺、欄桿、管嘴、工具等
的重量及分布，有的工程公司為了后續(xù)吊頂上的工作方便，習(xí)慣
將后期吊頂上施工需要的材料、設(shè)備都同時升頂，這樣對氣升頂
的風(fēng)壓和風(fēng)量計算就要求非常全面和精確。
5．3．1風(fēng)壓的計算
上浮風(fēng)壓P，包含上浮靜壓力和浮力損失：
P=P1+P2
式中：P，——上浮靜壓力，P。=W／A；
P廠～升頂過程的浮力損失；
w——升頂?shù)目傊亓?，包含拱頂、吊頂及各類附屬設(shè)施和材
料的總和；
A——拱頂?shù)耐队懊娣e。
由于升頂過程中摩擦力的影響，升頂運行中存在一定的風(fēng)
壓損失，主要包括密封材料與外罐壁的摩擦和送風(fēng)設(shè)備及管道
的風(fēng)壓損失等。
在確定升頂風(fēng)壓的計算中，我們通常會根據(jù)經(jīng)驗采取按
1．1～1．2的總安全調(diào)整系數(shù)來適當(dāng)放大上浮壓力數(shù)值，或細(xì)分
風(fēng)壓損失分量，考慮不同材料的摩擦系數(shù)和接觸面積來詳細(xì)計
算。
5．3．2風(fēng)量的計算
升頂所需風(fēng)量Q，同樣需要考慮正常體積風(fēng)量和損失風(fēng)量：
( 上接59頁)
側(cè)，外側(cè)焊完清根后，再焊環(huán)縫內(nèi)側(cè)。這樣的焊接順序保證了環(huán)
縫施焊后，其角變形在設(shè)計和GB50128- -2005要求的范圍內(nèi)。
在焊接的過程中，通過使用碳弧氣刨和磨光機聯(lián)合清根，使焊后
焊縫的清根工作比較容易，清根徹底，保證了焊縫間隙，因而減
少了未熔、夾渣、氣孔等焊接缺陷的發(fā)生。
這次施工，通過使用液壓頂升設(shè)備，極大地加快了整個工程
的施工進度，節(jié)省了大量的人力、物力，降低了施工成本，同時也
保障了整個工程的施工安全。通過本次施工，積累了大量的大型
立式鋼制圓筒形拱頂儲罐( 內(nèi)浮頂拱頂儲罐)在制作、安裝過程
Q=Q1+Q2
式中：Q?！ｓw積風(fēng)量；
Qz——升頂過程的損失風(fēng)量。
Ql =A十V十t
式中：V——常規(guī)的的升頂速度( v=0．15～0．2m／r ai n) ；
A——拱頂?shù)耐队懊娣e；
t ——升頂?shù)念A(yù)計持續(xù)時間；
Q2=n{Ql
式中：n——經(jīng)驗系數(shù)，決定于密封質(zhì)量的狀況，通常取0．3～
0． 4左右。
6結(jié)語
( 1) 對于大型LNG儲罐拱頂制造安裝，氣升頂具有其他施
工方法不可替代的優(yōu)勢，具有廣闊的發(fā)展前景和推廣意義；
( 2) 通過對大型LNG儲罐升頂技術(shù)的研究和實施，國內(nèi)設(shè)
計、施工單位完全可以掌握其核心技術(shù)并推廣。
(3)成功的氣升頂需要：符合設(shè)計的儲罐尺寸、良好的密封
系統(tǒng)、正確的平衡控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)、完備的監(jiān)控和科學(xué)指揮系
統(tǒng)、合理配備的風(fēng)機、電源及備用系統(tǒng)、成熟的銷接和固定方法、
全面的HSE、應(yīng)急措施以及良好的施工組織。
參考文獻
1 Eur opean Commi t t ee f or s t andar di zat i on．Deser t and manuf ac—
t ur e of s i t e bui l t ，ver t i ca l ，cyl i ndr i cal 。f l at —bot t ome d st eel t anks f or
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3日本燃?xì)鈪f(xié)會．LNG地下儲罐指南[ s 1．JGA指一107—02，2002
( 收稿日期：2012- 08-13)
中各個工序( 如：預(yù)制、組裝、吊裝、焊接等) 的第一手資料，為今
后儲罐的施工提供了可靠的參考價值。
參考文獻
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2《立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計規(guī)7勘GB50341—2003
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5做壓提升設(shè)備說明書》
( 收稿日期：2012- 07- 06)
石油化工建設(shè)2叭2，05 1 43

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