一種中小型儲(chǔ)罐罐底維修更換方法

孟振鐸

大慶油田工程建設(shè)有限公司化建公司

一種中小型儲(chǔ)罐罐底維修更換方法

孟振鐸

大慶油田工程建設(shè)有限公司化建公司

針對(duì)某煉油廠4臺(tái)使用多年的1×104m3儲(chǔ)油罐罐底、罐壁底側(cè)被嚴(yán)重腐蝕的問(wèn)題，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)儲(chǔ)罐罐底、罐壁底側(cè)的勘測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，罐底板已經(jīng)多處穿孔而且罐壁底層也已經(jīng)被嚴(yán)重腐蝕減薄?？紤]到以后的安全使用情況，通過(guò)對(duì)罐底修補(bǔ)方案和更換方案的安全性和實(shí)用性分析比較，首先確定了對(duì)腐蝕的罐底板進(jìn)行更換的方案，并通過(guò)對(duì)各相關(guān)方的不同的更換方法意見(jiàn)的收集和分析，在兩種待選更換方案中通過(guò)對(duì)施工難度、施工質(zhì)量要求、安全系數(shù)的對(duì)比和分析，最終選擇了其中一種施工難度小，安全可靠、質(zhì)量能驗(yàn)證的罐底更換形式。施工隊(duì)根據(jù)擬訂的罐底更換方案進(jìn)行了4臺(tái)儲(chǔ)罐的罐底更換，并且最終通過(guò)上水沉降觀測(cè)及對(duì)沉降過(guò)后的罐底的水平度檢測(cè)，均達(dá)到了規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，更換方案取得了令人滿意的效果。

罐底更換；維修；封板；內(nèi)側(cè)邊緣板

大慶油田工程建設(shè)有限公司化建公司在對(duì)某煉油廠儲(chǔ)運(yùn)項(xiàng)目中的原有1×104m3原油儲(chǔ)罐的改造過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)罐底板、角焊縫銹蝕嚴(yán)重并且多處穿孔，通過(guò)對(duì)腐蝕程度、施工安全性、改造后使用質(zhì)量保證的分析，摒棄了對(duì)罐底進(jìn)行修補(bǔ)的方案，確定了對(duì)罐底進(jìn)行更換的方案。

為了在滿足設(shè)計(jì)要求的條件下更便利于施工，業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、施工單位共同提出修補(bǔ)和更換共三種方案，通過(guò)對(duì)比分析各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇了一種操作簡(jiǎn)單、安全可靠、質(zhì)量能驗(yàn)證的更換方案，圓滿地完成了維修任務(wù)，確保了工程的施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。

1 情況介紹

本工程需要更換罐底的儲(chǔ)罐為4臺(tái)1×104m3拱頂罐，原介質(zhì)為輕質(zhì)原油，對(duì)罐內(nèi)進(jìn)行清理后發(fā)現(xiàn)罐底及壁板底部被嚴(yán)重腐蝕，其主要問(wèn)題如下：

（1）罐底支架與罐底焊接處防腐漆嚴(yán)重脫落，周圍底板銹蝕嚴(yán)重，清除鐵銹后平均減薄4～5 mm，多處已被腐蝕穿透，因罐內(nèi)加熱盤(pán)管支架和工藝管支架密集，所以整個(gè)中幅板腐蝕嚴(yán)重。

（2）罐底焊疤清理不到位，有焊疤處大多數(shù)腐蝕嚴(yán)重，基本被腐蝕穿透。

（3）內(nèi)側(cè)大角縫處油漆脫落，雖然也被腐蝕，但腐蝕程度相對(duì)較小。

（4）外側(cè)大角縫100 mm范圍內(nèi)由于雨水浸入造成油漆脫落，腐蝕嚴(yán)重，平均腐蝕厚度達(dá)到5～7 mm。

針對(duì)上述情況，需要對(duì)原有罐底板進(jìn)行改造并且對(duì)大角縫100 mm范圍內(nèi)的壁板進(jìn)行加強(qiáng)保護(hù)。

2 方案

2.1 方案的提出

根據(jù)對(duì)腐蝕程度的分析和總結(jié)，對(duì)罐底進(jìn)行改造提出了兩種方案。

（1）修補(bǔ)方案。對(duì)罐底進(jìn)行清理、除銹，對(duì)罐底做100%的負(fù)壓試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)與人工的目測(cè)，對(duì)缺陷處進(jìn)行補(bǔ)焊修補(bǔ)，對(duì)個(gè)別處進(jìn)行補(bǔ)板修補(bǔ)，對(duì)角焊縫用加強(qiáng)板進(jìn)行加強(qiáng)。

（2）更換方案。對(duì)底板進(jìn)行更換，對(duì)角焊縫上側(cè)80 mm的罐壁同時(shí)加強(qiáng)。

2.2 底板更換原因

（1）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的腐蝕情況，底板和底層壁板底部80～100 mm處腐蝕嚴(yán)重，修補(bǔ)過(guò)程中可能有遺漏，對(duì)后期的使用質(zhì)量無(wú)法100%保證。

（2）在修補(bǔ)過(guò)程中，尤其對(duì)罐底的穿孔處修補(bǔ)、補(bǔ)焊時(shí)，容易在底板和基礎(chǔ)頂面形成局部的密閉空間，存在產(chǎn)生爆炸、火災(zāi)的危險(xiǎn)。

（3）由于底板整體減薄，修補(bǔ)完畢后，在后續(xù)的使用中，使用年限得不到保證。

綜合上述原因分析，為了能保證儲(chǔ)罐在日后使用過(guò)程中的生產(chǎn)安全運(yùn)行，經(jīng)過(guò)項(xiàng)目各方的討論決定采取對(duì)罐底進(jìn)行更換的方案。

3 罐底更換方案的選擇

在確定了對(duì)罐底板進(jìn)行重新更換的方案后，經(jīng)過(guò)研究，現(xiàn)場(chǎng)給出了兩套更換施工方案，并經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、施工、項(xiàng)目安全各專業(yè)的討論，根據(jù)方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行論證分析，最終選擇操作性強(qiáng)的方案。

3.1 方案一

“全換式”罐底更換如圖1所示。

圖1 “全換式”罐底更換

（1）此方案為罐底全部拆除、更換，先將罐底中幅板全部拆除。

（2）在罐壁外側(cè)架設(shè)提升設(shè)備，將罐壁進(jìn)行預(yù)加力，使罐壁與邊緣板對(duì)罐底基礎(chǔ)的壓力變小。

（3）在距離邊緣板80 mm高度處將罐壁進(jìn)行切割。

（4）拆除邊緣板，原罐底板位置處的瀝青砂層向下挖100 mm，全部更換，然后重新攤鋪瀝青砂并且碾實(shí)，攤鋪坡度為10‰[1]。

（5）按照排版圖重新施工罐底板，將罐底與罐壁的角焊縫重新焊接。

（6）罐壁清掃孔標(biāo)高做相應(yīng)的調(diào)整，清掃孔處的底板結(jié)構(gòu)也應(yīng)進(jìn)行特殊處理。

3.2 方案二

“內(nèi)嵌式”罐底更換如圖2所示。

圖2 “內(nèi)嵌式”罐底更換

（1）原罐底板不拆除，直接在原罐底板上攤鋪80 mm的瀝青砂（最薄處）并碾實(shí)，坡度要求10‰。

（2）按照排版圖重新鋪設(shè)新罐底板，新鋪設(shè)的罐底板用封板與原罐壁板連接，封板與原罐壁板的焊接不得強(qiáng)行組對(duì)，封板的曲率應(yīng)與罐壁板的一致，所采用的焊條應(yīng)根據(jù)原罐壁板材料化驗(yàn)結(jié)果來(lái)確定。

（3）封板、原罐壁板、原罐底邊緣板之間用灌漿料填充，要求必須填實(shí)，緊貼封板。

（4）罐壁清掃孔標(biāo)高做相應(yīng)的調(diào)整，清掃孔處的底板結(jié)構(gòu)也應(yīng)進(jìn)行特殊處理。

3.3 方案的比較與選擇

（1）安全性比較。方案一中由于要對(duì)罐底板進(jìn)行切割，雖然切割前可對(duì)罐底板下面已經(jīng)滲透的污油進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理，但避免不了存在油氣空間，如果處理不當(dāng)會(huì)有較大的安全隱患；方案二中由于多了一層瀝青層的隔離，在施工底板的過(guò)程中不會(huì)有不可控的安全隱患存在。所以，從安全角度考慮應(yīng)選擇方案二。

（2）施工難易程度比較。方案一中要先拆除原底板，拆除時(shí)要選擇提升裝置把罐壁進(jìn)行提升，提升機(jī)具的選擇及固定是施工難題，要把拆除的底板運(yùn)出罐外，施工難度大，提升機(jī)具設(shè)備的安全性也受到了限制，罐底的瀝青層更換也增加了工程量；方案二中“內(nèi)嵌式”罐壁施工方案不用對(duì)罐底進(jìn)行改動(dòng)，瀝青砂直接鋪設(shè)，工程量小，工程施工難度也不大，在難度程度上小于方案一。

（3）實(shí)施后的質(zhì)量比較。方案一中罐底板及基礎(chǔ)的瀝青砂全部更換，原罐底或者坑洞全部重新攤鋪瀝青砂，比較密實(shí)，罐底的角焊縫重新焊接，力學(xué)性能符合設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，質(zhì)量上完全滿足質(zhì)量規(guī)范的要求；方案二是在原罐底的基礎(chǔ)上再增加一層瀝青砂及底板，封板的設(shè)計(jì)也沒(méi)有設(shè)計(jì)規(guī)范給予支持，需要實(shí)際的試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，整體的方案需要試驗(yàn)的驗(yàn)證。

（4）經(jīng)濟(jì)性比較。方案一中拆除罐底的施工費(fèi)用與拆除完的鋼材費(fèi)用基本相抵消，但方案一中多出了瀝青砂層拆除及罐體提升的費(fèi)用，其施工費(fèi)用比方案二高出三分之一左右。因此，從經(jīng)濟(jì)性考慮方案二更優(yōu)。

根據(jù)多方的分析論證，充分考慮了安全性和經(jīng)濟(jì)性，并且其使用質(zhì)量可進(jìn)行驗(yàn)證的特點(diǎn)，決定采用方案二更適合此類罐底的更換。

4 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢驗(yàn)

4.1 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

罐底瀝青砂及罐底板的施工應(yīng)按照《立式圓筒形鋼制儲(chǔ)罐施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB 50128—2005）》進(jìn)行施工及驗(yàn)收。

4.2 質(zhì)量保證措施

（1）施工瀝青砂前要對(duì)原罐底的凸起位置進(jìn)行打孔并灌注灌漿料，使底層密實(shí)。

（2）瀝青砂碾壓要密實(shí)，表面平整度要符合規(guī)范要求。

（3）封板的安裝焊接與灌漿料的施工要注重配合，使封板與罐壁角焊縫處的空間充分被填充。

（4）封板與罐壁的夾角要符合方案的要求，施工要求對(duì)對(duì)接焊縫進(jìn)行X射線100%探傷，Ⅱ級(jí)合格。

4.3 質(zhì)量檢驗(yàn)

對(duì)焊件進(jìn)行了外部、內(nèi)部質(zhì)量檢查和焊縫的滲透檢測(cè)，結(jié)果如下：

（1）按規(guī)范要求對(duì)底層瀝青砂的密實(shí)度、平整度進(jìn)行驗(yàn)收檢驗(yàn)。

（2）對(duì)封板角焊縫進(jìn)行了滲透檢測(cè)，符合規(guī)范要求。

（3）經(jīng)過(guò)上水后對(duì)罐底進(jìn)行復(fù)測(cè)，罐底的平整度及變形量符合規(guī)范的要求，灌漿層密實(shí)，封板沒(méi)有明顯的變形，強(qiáng)度及質(zhì)量能滿足使用要求。

5 結(jié)論

施工單位根據(jù)選定的“內(nèi)嵌式”罐底更換方案，完成了4臺(tái)1×104m3儲(chǔ)罐的罐底的更換，在更換過(guò)程中，沒(méi)有發(fā)生安全隱患，施工過(guò)程順利，更換完畢后，通過(guò)上水試驗(yàn)后的檢查，取得了令人滿意的效果，并且順利重新投產(chǎn)使用。

（1）“內(nèi)嵌式”底板更換方案施工簡(jiǎn)便、安全可靠，可對(duì)以后類似儲(chǔ)罐罐底的改造起到指導(dǎo)作用。

（2）在確定使用此方案前，應(yīng)組織對(duì)罐板的腐蝕程度進(jìn)行全面的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查和分析，在確定需要更換的前提下，再建議參考此方案。

（3）“內(nèi)嵌式”罐底更換方案經(jīng)過(guò)水壓試驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用的檢驗(yàn)，質(zhì)量可靠、工期縮短，相對(duì)于全部更換的方案，更加經(jīng)濟(jì)、便捷。

［1］中國(guó)石油化工總公司北京設(shè)計(jì)院．石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)規(guī)范：SH 3046—1992[S]．北京：中國(guó)石油化工總公司，1992：1.

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.10.032

孟振鐸：工程師，2001年畢業(yè)于江漢石油學(xué)院建筑工程專業(yè)，現(xiàn)任大慶油田工程建設(shè)公司化建公司工程一部技術(shù)負(fù)責(zé)人、大慶油田建設(shè)集團(tuán)云南項(xiàng)目部異構(gòu)化項(xiàng)目經(jīng)理，從事現(xiàn)場(chǎng)施工管理工作。

2015-06-10

(0459)6330999、menglingyu9999@163.com