膜型油罐建設中的結構優(yōu)化及質(zhì)量控制

郭錦江(空軍后勤部工程代建管理辦公室，北京 100032)

0 引言

現(xiàn)階段，隨著我國社會經(jīng)濟與國防科技發(fā)展，對膜型油罐的需求量正呈現(xiàn)不斷上升的趨勢，對膜型油罐建設的質(zhì)量控制也提出了更高的要求。因此，本文將從膜型油罐建設的質(zhì)量控制現(xiàn)狀作為出發(fā)點展開討論，從施工準備、基礎驗收、施工過程監(jiān)控、竣工驗收4個方面強化施工質(zhì)量，并重點對油罐基礎的質(zhì)量驗收要點進行分析和闡述，對質(zhì)量控制要點進行深入分析。從多方面實現(xiàn)對施工管理的有效控制，進一步提高油罐建設的實用性和高效性，強化結構的安全性和可靠性，促進我國膜型油罐建設的發(fā)展。

1 膜型油罐建設工藝質(zhì)量控制現(xiàn)狀

膜型油罐多設在地下或半地下封閉式鋼筋混凝土結構防護體內(nèi)，罐體鋼板較薄，罐體型鋼骨架與防護體預埋件剛性連接，造價經(jīng)濟且結構穩(wěn)固。由于油罐建造涉及土建和安裝工程交叉作業(yè)多，且罐頂必須在防護體全部施工完畢后才能安裝，罐頂就位焊接空間受限，操作難度大[1]。

近年來，我國在國防科技上取得了長足的發(fā)展，作為一種新型的油品存儲裝置，膜型油罐的需求量也不斷增加。由于膜型油罐的應用范圍十分特殊，且用于存儲液體受到環(huán)境結構以及存放物體性質(zhì)的局限性較大。膜型油罐建設中保證結構強度的穩(wěn)定性以及焊縫、防腐的可靠性十分重要。當前膜型油罐還屬新型設計成果，工程建設中無成熟結構參考，因此建設的過程中面臨著很多問題，例如油罐結構的可靠性、存儲性能、操作使用性能、耐腐蝕性能等，迫切需要進行改善提升。要全面提高質(zhì)量，就必須根據(jù)現(xiàn)場情況進行具體分析，進一步提高膜型油罐建設的科學性和合理性，加大控制力度并實施切實可行的質(zhì)量控制措施，從而有效減少或者避免各種問題的發(fā)生，確保油罐的建設質(zhì)量同時延長油罐的使用壽命。

2 施工質(zhì)量監(jiān)控

2.1 施工前的準備

施工前首先要編制施工方案、質(zhì)量計劃、材料計劃、勞動力計劃、進度計劃等，報業(yè)主、監(jiān)理審批后才能實施。要做好參建員工的培訓，做好全員技術交底工作。特殊工作要持證上崗，焊工應現(xiàn)場考試合格后方可上崗。材料采購必須符合圖紙及國家相關標準，并經(jīng)驗收合格后方可使用。膜型油罐建設前，必須按照實際的需要制定完善的檢試驗計劃和質(zhì)量控制點一覽表，并經(jīng)過討論后各相關單位和部門審核通過，便于后續(xù)質(zhì)量控制和檢查有方可循，為質(zhì)量控制提供強有力的保障。

2.2 基礎驗收、劃線

基礎質(zhì)量是確保油罐安裝的質(zhì)量的前提，驗收工作必須業(yè)主、監(jiān)理、土建、安裝四方到場驗收，在驗收合格的情況下共同簽字確認?；A驗收的主要內(nèi)容如下：基礎表面應清理干凈，上表面鏟平，必要時采用砂輪機打磨清理，每10 m長內(nèi)任意兩點的高度差不得大于6 mm，整個周長度內(nèi)任意兩點的高度差不得大于12 mm，瀝青砂表層應平整密實，無突出的隆起、凹陷及貫穿性裂紋[2]。基礎的劃線主要包括按照圖紙畫出罐中心十字線，以中心線放出罐底板邊緣板安裝位置，劃線采用50 m以上盤尺一次定位軸線上立柱中心點，避免造成累計誤差。

2.3 施工過程監(jiān)控

在膜型油罐建設的過程中，業(yè)主、監(jiān)理、施工三方必須對自己的本職工作予以充分的重視，各司其職，明確自己的工作任務和目標。施工過程中相關人員要加大對施工人員的監(jiān)管力度，現(xiàn)場質(zhì)量檢查要按點及時到位，發(fā)現(xiàn)問題要及時整改，避免發(fā)生返工、停工現(xiàn)象的發(fā)生。同時，施工人員也要提高自身的專業(yè)能力、技術水平和綜合素養(yǎng)，嚴格按照設計圖紙、規(guī)范和方案進行施工作業(yè)，進一步提高作業(yè)的規(guī)范性，避免質(zhì)量問題的發(fā)生。特別是質(zhì)量檢查人員，及時做好各工序質(zhì)量檢查工作并記錄，在確保本工序質(zhì)量合格后方可進入下道工序，同時也要對施工人員的自檢記錄和檢查記錄進行核查確認。

2.4 竣工驗收控制

在膜型油罐建設完成后，相關人員必須進行全面檢查，檢查有無遺漏的部件或未完成的工作；所有的檢驗、試驗工作有沒有完成；檢查設計變更和改進有沒有完成。從而最大程度的排除隱患問題[3]。若在驗收過程中發(fā)現(xiàn)不足和缺陷，必須根據(jù)具體情況制定整改措施，做好質(zhì)量的評定工作，再進行驗收和核實，直至驗收結果無疑漏、偏離和差錯。

3 膜型油罐結構優(yōu)化及質(zhì)量控制要點

3.1 加強對材料、機械、人員的控制

首先，必須從加強材料與機械設備管理的角度出發(fā)，因此儲油罐施工計劃思想必須融入膜型油罐建設中，并按照相關的要求制度選擇相應的材料和機械設備。在材料選擇的過程中，必須在貨比三家、擇優(yōu)選擇的基礎上符合國家相關標準和項目建設標準，對其質(zhì)量證明及合格證件進行重視。材料選擇完畢后也要對材料進行分類和抽檢工作，對于不合格的材料要做出相應的標記，嚴禁投入使用[4]。與此同時，對于膜型油罐建設的設備也要進行定期的維修和養(yǎng)護，保證機械能夠順利作業(yè)，延長機械設備的使用壽命，保障機械設備的正常運行。其次，要從加強人員素質(zhì)管理的角度出發(fā)，加強對工作人員的培訓和管理，在管理的過程中實施人性化的管理模式，建立獎罰分明的制度規(guī)則，從而全方位多層次多角度提高工作人員的能力和素養(yǎng)，并對工作人員進行定期的審核。除此之外，對于儲油罐防腐施工必須予以充分的重視，采用新工藝、新技術、新材料前，必須組織專業(yè)技術人員對操作人員培訓和交底，并將相應的施工方案報批。

3.2 油罐底板的優(yōu)化及質(zhì)量控制要點

底板施工質(zhì)量控制的關鍵是焊縫質(zhì)量及變形控制。底板結構設計采用了雙錐底及中幅板梯形排板對接結構，該結構優(yōu)點是底部積油、水及雜質(zhì)易于清理，底板排板施工較簡單。缺點是焊縫較多，中幅板與邊緣板形成焊縫尖型對接，材料損耗大。

施工過程中對底板優(yōu)化為矩形排版如圖1所示。

圖1 設計底板及優(yōu)化后的底板排版

底板在排版優(yōu)化后質(zhì)量控制要點：一是避免了尖型焊縫對接，消除了應力集中對焊縫質(zhì)量的影響；二是焊縫比圖一排板減少，減少了焊接熱應力的產(chǎn)生，減少了焊接變形；三焊接采用CO2保護焊打底，埋弧自動焊蓋面，并采用對稱間隔施焊，既減少了底板變形又提高了焊接質(zhì)量，同時提高了生產(chǎn)率、降低了成本；四是采用真空試漏法檢查所有焊縫質(zhì)量[5]。

3.3 罐壁的優(yōu)化及質(zhì)量控制要點

膜型油罐的壁板設計結構側板與H型鋼搭接，焊接質(zhì)量難以保證。施工過程中對鋼板與H型鋼連接型式進行優(yōu)化，采用壁板與H型鋼之間對接結構如圖2所示。

圖2 優(yōu)化前后的壁板結構

壁板優(yōu)化后，質(zhì)量控制要點：一是圓弧板的采用數(shù)控下料保證尺寸精度，采用壓制成型樣板檢查控制弧度；二是成型后壁板在胎具上分片組對焊接以保證組對尺寸和控制變形；三是弧板與H型鋼對接焊縫外側用手工電弧焊(或CO2氣體保護焊)，內(nèi)側清根用埋弧自動焊填充蓋面，保證焊縫質(zhì)量較少變形；四是按照規(guī)范要求控制最后一帶板無損檢測要求，對每條縱縫抽取250 mm進行RT檢測，或提高檢測數(shù)量，保證主體焊縫質(zhì)量；五是用水壓試驗來檢測罐壁的強度與焊縫質(zhì)量[6]。

3.4 油罐頂板的優(yōu)化及質(zhì)量控制要點

膜型油罐罐頂設計結構上部為H型鋼拱形框架，型鋼下部位鋼板對接，鋼板與框架之間焊接固定成型，框架結構安裝跨度大產(chǎn)生焊接變形，使得結構梁下翼緣板無法貼合成統(tǒng)一弧面，要同時保證鋼板與鋼結構之間連接及自身對接十分困難。

施工過程中對罐頂進行優(yōu)化：將異形儲罐頂板改成矩形搭接結構進行優(yōu)化，如圖3所示。

圖3 異形儲罐頂板改成矩形搭接結構

頂板優(yōu)化后質(zhì)量控制要點：一是罐頂板的縱向焊縫應向同一方向錯開1/3板長，且不得小于500 mm，保證焊縫間距滿足規(guī)范要求；二是上下搭接焊縫滿焊，保證焊縫的強度及嚴密性；三是鋼板與型鋼之間采用200(300)間斷焊，保證頂板跟型鋼間的連接強度；四是焊接采用分段對稱，低線能量，減少焊接變形；四是用煤油滲漏及負壓檢查頂板焊縫質(zhì)量及頂板與鋼結構之間連接強度和整體剛度[7].

3.5 針對工藝特點實施質(zhì)量監(jiān)控

合理安排罐體與防護庫穿插作業(yè)，合理利用防護庫頂部預埋件，采用多吊點吊裝頂板至拱頂鋼架下緣與骨架貼合、焊接，避免后期只能從操作間門洞倒運入庫，有效解決了防護庫與罐頂凈空不足的難題。防護油庫的施工工藝主要分為防護結構、膜型油罐兩部分[8-10]。在膜型油罐施工工藝中，必須要注意到的是罐體部件預制、基礎驗收、罐底安裝、罐體安裝及罐頂安裝五大類問題。施工工藝中必須要強化罐頂型鋼骨架安裝、罐頂板安裝、罐附件安裝及罐整體試驗。這為提高油罐的質(zhì)量提供了有力保障。

4 膜型油罐建設安裝經(jīng)驗總結

頂板安裝在罐壁和防護結構完成后，在罐內(nèi)搭設移動腳手架安裝作業(yè)平臺，構成每拱的兩段頂板就位與拱形梁進行貼合組對，然后按照從下至上的順序焊接，最后將兩段頂板組對焊接。頂板焊接先短縫后環(huán)向縫，環(huán)向焊縫焊工要均勻對稱分布，由中心向外分段退焊，采用卡具進行反變形，檢測合格后拆除全部腳手架，這樣便于掩體內(nèi)施工。對側壁及底板優(yōu)化后，保證了質(zhì)量，縮短了工期，同時節(jié)約了成本。近年來，該技術在軍民融合供油項目中開始逐步推廣應用，降低了勞動強度，提升了此類油罐的建造水平，社會效益顯著，得到了各方的一致好評[11]。

5 結語

油罐的質(zhì)量是膜型油罐建設的關鍵，關系著膜型油罐建設發(fā)展的可持續(xù)性。膜型油罐是國防工業(yè)建設中必不可少的設施，因此對于膜型油罐建設的加強和改善質(zhì)量就顯得極為重要，對該領域未來的發(fā)展也有著積極的意義和深遠的影響。從當前的情況來看，膜型油罐建設的質(zhì)量控制還存在諸多的不足，影響了油罐的使用性能和使用壽命，只有通過結構優(yōu)化、施工過程管理和控制，才能保證油罐質(zhì)量穩(wěn)步提升。