10×104m3鋼制儲(chǔ)油罐浮頂安裝焊接質(zhì)量控制方法

趙文杰 向連和 梁云龍

中國石油管道公司 大慶輸油氣分公司 （黑龍江 大慶 163712）

10×104m3鋼制儲(chǔ)油罐浮頂安裝焊接質(zhì)量控制方法

趙文杰 向連和 梁云龍

中國石油管道公司 大慶輸油氣分公司 （黑龍江 大慶 163712）

介紹了10×104m3鋼制儲(chǔ)油罐浮頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)、焊接工藝、安裝方案及檢測手段的應(yīng)用，尤其是針對(duì)浮頂結(jié)構(gòu)的焊接特點(diǎn)，采取了一系列的質(zhì)量檢查方法和控制措施，為10×104m3雙盤式浮頂油罐的質(zhì)量保證積累了經(jīng)驗(yàn)。

鋼制儲(chǔ)罐 浮頂質(zhì)量控制

為完成國家石油戰(zhàn)略儲(chǔ)備需要，近年來國內(nèi)相繼開展建設(shè)大批大型原油儲(chǔ)罐工程。作為儲(chǔ)罐工程的重要組成部分——浮頂，它的滲漏情況將直接決定儲(chǔ)罐能否正常使用。根據(jù)大慶林源地區(qū)12座10× 104m3原油商業(yè)儲(chǔ)備庫的投產(chǎn)進(jìn)油成功的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了如下的安裝質(zhì)量控制方法。

質(zhì)量控制執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

（1）GB 50128-2005《立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐施工及驗(yàn)收規(guī)范》。

（2）SY 4202-2007《石油天然氣建設(shè)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 儲(chǔ)罐工程》。

（3）SY/T 0319－98《鋼制儲(chǔ)罐液體環(huán)氧內(nèi)防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》。

（4）SY/T 0320－98《鋼制儲(chǔ)罐氯磺化聚乙烯外防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》。

檢查表中沒有列出檢查標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，具體標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值以設(shè)計(jì)施工圖要求為準(zhǔn)。

浮頂施工的工藝流程及施工要點(diǎn)

1 浮頂安裝工藝流程

浮頂臨時(shí)支架搭設(shè)→浮頂及構(gòu)件預(yù)制→浮頂?shù)装灏惭b→浮頂?shù)装搴附印№敶?、桁架及外邊緣板、中間環(huán)板、隔板安裝及焊接→浮頂頂板安裝→浮頂頂板焊接→浮頂支柱安裝→浮船氣密性試驗(yàn)→浮頂防腐。

2 浮頂臨時(shí)支架搭設(shè)

（1）畫浮頂臨時(shí)支架安裝線。

（2）安裝浮頂臨時(shí)支架，先找準(zhǔn)浮頂中心點(diǎn)，按照施工圖設(shè)計(jì)要求向周邊放出各環(huán)艙底標(biāo)高，沿環(huán)向用水準(zhǔn)儀控制水平度，沿軸向控制設(shè)計(jì)坡度同時(shí)控制平整度，臺(tái)架搭設(shè)后，用水準(zhǔn)儀檢查水平度，高度誤差為±10mm。

3 浮頂構(gòu)件預(yù)制

（1）浮頂?shù)装?、浮頂隔板、?cè)板、頂板及泡沫擋板的預(yù)制：用半自動(dòng)氧乙炔火焰切割機(jī)進(jìn)行切割。用角向磨光機(jī)去除邊緣處氧化皮。

（2）船艙鋼結(jié)構(gòu)的預(yù)制。用無齒鋸、砂輪機(jī)或氧乙炔火焰切割下料，然后運(yùn)至安裝現(xiàn)場。

（3）浮頂支柱預(yù)制。浮頂支柱及套管下料，用無齒鋸下料，上部開孔用手持式半自動(dòng)氧乙炔火焰切割機(jī)切割，下料后周邊的表面粗糙度應(yīng)小于Ra= 25um。

（4）船艙人孔預(yù)制。用氧乙炔火焰切割下料，用滾板機(jī)滾圓后，在預(yù)制平臺(tái)上組對(duì)，利用千斤頂將人孔組對(duì)成型，先用指定焊條焊外側(cè)焊道，再焊內(nèi)側(cè)焊道。

（5）中央排水管預(yù)制。浮頂排水管在罐內(nèi)組裝，焊縫處用指定焊條焊接，要求單面焊雙面成型。預(yù)制組裝后，各管段的平直度不得大于8mm，各段長度嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行施工，誤差不得大于±10mm。

4 浮頂安裝

（1）浮頂組成。浮頂為雙盤式，由底板、頂板、桁架、環(huán)板、隔板、浮頂支柱等組成。浮頂組裝是在專用的架臺(tái)上進(jìn)行，在罐底板鋪設(shè)焊接施工完以后，就可以進(jìn)行浮頂架臺(tái)鋪設(shè)。

（2）焊接工藝確定。采用“拘束收縮法”工藝，該工藝主要是將自由收縮變?yōu)榫惺湛s，大大減小了焊后波浪變形。即浮頂?shù)装邃佋O(shè)完成后找平，點(diǎn)焊成一個(gè)整體，在環(huán)板、隔板、桁架等全部安裝固定完成后，浮頂?shù)装灞环指畛梢粋€(gè)個(gè)鋼性的區(qū)域，再進(jìn)行焊接，焊接收縮、焊后的波浪變形限制在固定的區(qū)域，整個(gè)浮頂?shù)某尚湍艿玫胶芎玫谋ＷC。

（3）浮頂?shù)装宓暮附臃椒?。浮頂?shù)装逯苯优c油面相接觸，底板的焊接質(zhì)量直接決定了浮頂是否滲漏。為了保證浮頂不滲漏，對(duì)儲(chǔ)罐浮頂下底板上表面焊接采用φ3.2打底、φ4.0蓋面兩遍成活的焊接工藝，浮頂下底板下表面采用斷續(xù)焊的焊接工藝。

（4）浮頂板的搭接寬度允件偏差應(yīng)為±5mm。

（5）將罐底中心及中心十字線平移到臨時(shí)支架上，首先鋪中心十字線上的單盤板，然后以十字線板為軌道拖板到位，分兩組鋪設(shè)船艙底板，鋪板搭邊量為30mm；船艙底板進(jìn)行n×20（500）點(diǎn)固焊，再進(jìn)行焊接。

（6）浮艙底板安裝完畢后，進(jìn)行浮艙內(nèi)、外側(cè)板及隔板的安裝，然后安裝船艙內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)，先點(diǎn)固焊n×20（400），然后整體焊接。

（7）全部鋼結(jié)構(gòu)焊接完成后，開始安裝浮艙頂板。

5 浮頂附件安裝

（1）浮頂附件包括以下內(nèi)容。浮頂支柱、船艙人孔、緊急排水管、中央排水管、量油管及導(dǎo)向管套筒、通氣閥、呼吸閥、浮頂集水坑等。安裝附件時(shí)，應(yīng)避免支柱與中央排水管等罐內(nèi)構(gòu)件相碰。

（2）支柱墊板和通氣閥墊板安裝在罐底板上，墊板邊緣與底板焊縫應(yīng)錯(cuò)開50mm以上。

（3）所有安裝在浮頂上的附件排列應(yīng)整齊劃一，其中支柱、船艙、人孔、通氣閥、呼吸閥等附件應(yīng)向心安裝。

（4）浮頂內(nèi)、外邊緣板的內(nèi)、外邊緣板對(duì)接接頭的錯(cuò)邊量不得大于板厚的 0.15倍，且不得大于1.5mm；外邊緣板垂直度的允許偏差，不得大于3mm；用弧形樣板檢查內(nèi)、外邊緣板的凹凸變形，弧形樣板與邊緣板的局部間隙不得大于10mm。

6 浮頂板焊接

（1）浮頂板的焊接順序：先短縫后長縫，由中心向周邊進(jìn)行焊接。

（2）浮船內(nèi)外側(cè)板的焊接采用手工電弧焊，焊工均布，同時(shí)沿同一方向進(jìn)行焊接。焊接前應(yīng)打斜支撐防止變形。

（3）浮艙底板、頂板的焊接方法：采取跳躍焊，均布焊工，同時(shí)焊接，先焊接艙內(nèi)焊縫，再焊接艙外焊縫。

（4）頂板焊接采用先短縫后長縫，從中心向周邊，隔一道焊一道；控制焊接變形量，保證浮頂頂板無積水現(xiàn)象。

（5）底板和頂板的焊接變形不應(yīng)大于±50mm。

（6）浮頂?shù)装逶谥е捌渌麆傂暂^大的構(gòu)件周圍300mm范圍內(nèi)，在底板下表面采用連續(xù)滿角焊。

7 浮船氣密性試驗(yàn)

（1）焊縫檢驗(yàn)。浮頂?shù)装宓暮缚p，與浮頂?shù)装褰唤拥蔫旒堋⒏舭寮碍h(huán)隔板處的局部焊縫先進(jìn)行焊道外觀檢查，經(jīng)檢查合格后，再應(yīng)采用真空箱法進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，試驗(yàn)負(fù)壓不得低于53kPa。對(duì)浮艙內(nèi)浮頂支撐套管、集水坑、緊急排水口、環(huán)板及隔艙板的焊縫等部位，應(yīng)用煤油滲漏進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)滲漏應(yīng)及時(shí)補(bǔ)焊，直到合格為止。

（2）船艙檢驗(yàn)。制作一個(gè)專用的氣密試驗(yàn)人孔蓋，對(duì)131個(gè)浮艙逐倉鼓入壓力為785Pa（80mm水柱）的壓縮空氣進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，檢查焊縫的滲漏情況，如有滲漏應(yīng)補(bǔ)焊，補(bǔ)焊后再進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，直到合格為止。

（3）復(fù)檢。在整個(gè)儲(chǔ)油罐進(jìn)行充水試驗(yàn)時(shí)，將所有的浮船人孔打開，復(fù)查浮頂?shù)臐B漏情況，如發(fā)現(xiàn)滲漏立即采取措施補(bǔ)救，直到合格為止。

8 浮頂防腐

（1）焊道表面應(yīng)采用磨料噴射處理，噴射處理無法到達(dá)的區(qū)域可采用動(dòng)力或手工工具進(jìn)行處理。除銹質(zhì)量應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（2）表面處理后，應(yīng)采用干燥、清潔、無油的壓縮空氣將表面吹掃干凈，并應(yīng)盡快實(shí)施底涂。

（3）涂料經(jīng)檢驗(yàn)合格后方能使用。

（4）涂裝間隔時(shí)間，應(yīng)嚴(yán)格按照涂料使用說明書的要求，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)涂敷底漆、中間漆和面漆。

（5）施工中應(yīng)對(duì)每道涂層的濕膜厚度進(jìn)行檢測，保證防腐層的最終漆膜厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

9 浮頂支柱的調(diào)整

沉降試驗(yàn)后再進(jìn)行浮頂支柱調(diào)整。大罐基礎(chǔ)環(huán)梁內(nèi)都是回填材料，這些回填材料不一定能做到均勻一樣的密實(shí)度；在大罐進(jìn)行水壓試驗(yàn)即荷載作用下會(huì)造成基礎(chǔ)不均勻沉降和大罐底板變形，放水后可以發(fā)現(xiàn)原來已經(jīng)安裝的浮頂支柱，在沉降部位的支柱高度不足，這時(shí)及時(shí)調(diào)整浮頂支柱的高度，防止浮頂變形損傷焊縫。

結(jié)論

（1）對(duì)儲(chǔ)罐浮頂下底板上表面焊接采用φ3.2打底、φ4.0蓋面兩遍成活，浮頂下底板下表面采用斷續(xù)焊的焊接工藝，可有效避免浮船發(fā)生滲漏。

（2）嚴(yán)格的焊縫密性檢驗(yàn)，貫穿在焊接施工生產(chǎn)全過程中，將真空箱法，煤油試驗(yàn)和氣密試驗(yàn)及充水試驗(yàn)結(jié)合起來，有效地保證了焊縫質(zhì)量。

[1]中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì).焊接手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社出版,2007.

An introduction is given to the structure characteristics,welding technology,installing scheme and application of detection means about the floating roof of 10×104m3steel oil storage tank.Then according to the welding characteristics of floating structure especially,a series of quality inspection methods and controlling measures have been adopted,which collects some experiences for the quality of 10×104m3oil storage tanks with floating roofs.

steel oil storage tank;floating roof;quality control

張簫鈴

2010-07-08