雙盤式浮頂油罐正裝施工技術(shù)分析

時(shí)間:2022-09-19 11:13:51

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雙盤式浮頂油罐正裝施工技術(shù)分析

摘要:本文介紹了一種大型雙盤式浮頂油罐正裝施工技術(shù),相較于其他傳統(tǒng)施工方法,該技術(shù)采用內(nèi)置腳手架正裝施工工藝,操作簡單、安全系數(shù)高、工程效益高同時(shí)符合能源與環(huán)保要求,可為類似大型雙盤式浮頂油罐安裝工程應(yīng)用提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞:雙盤式浮頂油罐;內(nèi)置腳手架;正裝施工技術(shù)

浮頂油罐是儲(chǔ)存原油、汽油、柴油等介質(zhì)的重要裝置。在多年的工程實(shí)踐中,各施工單位創(chuàng)造和總結(jié)出了多種浮頂油罐安裝技術(shù),其中水浮正裝法就是其中之一,但是該技術(shù)可能會(huì)造成水污染,不符合環(huán)保要求[1]。在大型浮頂油罐中較為常用。本文根據(jù)多年的儲(chǔ)罐施工經(jīng)驗(yàn),形成了一套先進(jìn)、成熟的浮頂油罐正裝施工技術(shù),該技術(shù)相比其他方法具有成本低、進(jìn)度快、易掌握、操作安全可靠等優(yōu)勢(shì),具備明顯的技術(shù)先進(jìn)性和顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

1工程概況

山東煙淄輸油管道華星輸油站改擴(kuò)建工程位于山東省東營市廣饒縣大王鎮(zhèn)永和工業(yè)園區(qū),共包含8座10萬m3鋼制外浮盤儲(chǔ)罐,儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)儲(chǔ)存溫度為50℃,直徑為80m,罐體高度為21.8m,單個(gè)罐體重量為1050t,屬于大型儲(chǔ)罐項(xiàng)目。浮頂油罐可劃分為雙盤式和單盤式兩種,本項(xiàng)目采用雙盤式浮頂油罐結(jié)構(gòu)型式,雙盤式浮頂油罐主要由漂浮在介質(zhì)表面上的浮頂和立式圓柱形罐壁所構(gòu)成,在浮頂外緣與罐壁之間有環(huán)形密封裝置,原油、汽油、柴油等介質(zhì)始終被內(nèi)浮頂直接覆蓋,從而減少揮發(fā)量。浮頂油罐的浮頂直接與大氣接觸,特有結(jié)構(gòu)包括中央排水管、轉(zhuǎn)動(dòng)扶梯、浮頂立柱、自動(dòng)通風(fēng)閥等,雙盤式浮頂原油罐結(jié)構(gòu)示意見圖1。

2正裝施工技術(shù)特點(diǎn)

(1)壁板安裝采用內(nèi)腳手架正裝法,在壁板環(huán)縫下方1m~1.2m處沿罐壁周向搭設(shè)內(nèi)手架,作為上一層壁板的安裝操作平臺(tái),然后在腳手架上進(jìn)行上一層壁板縱縫、環(huán)縫的組焊,內(nèi)設(shè)腳手架安裝簡單且易于操作,節(jié)省大量人工。(2)罐底板焊接利用自制的墊鐵、卡具等,焊接順序按照先焊接邊緣板外側(cè)300mm(其余部分待壁板與罐底之間大角縫焊完后再焊),接著焊接中幅板短縫,最后焊中幅板長縫,中幅板的點(diǎn)焊由中心向外的順序?qū)ΨQ進(jìn)行,收縮縫不點(diǎn)焊,分區(qū)域進(jìn)行焊接,嚴(yán)格按照焊接順序施焊,解決了底板焊接導(dǎo)致的熱變形問題。(3)壁板縱縫、環(huán)縫組焊時(shí),利用自制各種卡具、模具、銷子、龍門卡以及背杠等,調(diào)整壁板水平度、垂直度以及焊縫組對(duì)間隙,解決了弧形壁板因弧度偏差導(dǎo)致的無法組對(duì)、組對(duì)難、組對(duì)間隙以及錯(cuò)邊偏差大,產(chǎn)生密封不嚴(yán)密、浮盤運(yùn)行卡阻的問題。(4)浮盤頂板采用從中心向四周逐漸鋪設(shè)的工藝,鋪設(shè)同時(shí)進(jìn)行頂板與桁架、環(huán)向隔板、徑向隔板的劃焊;頂板焊接從中心向四周先短縫后長縫的施工工藝,解決了因焊接熱應(yīng)力導(dǎo)致的板材變形、浮板頂板不平整、雨水無法順暢排流,嚴(yán)重時(shí)影響浮盤水平度,上下運(yùn)行不暢等問題。

3正裝施工技術(shù)要點(diǎn)

大型雙盤式浮頂油罐正裝施工工藝流程見圖2。正裝圖1雙盤式浮頂原油罐結(jié)構(gòu)示意施工工序主要由基礎(chǔ)驗(yàn)收、罐底組裝、壁板組裝、浮盤施工以及附件安裝五個(gè)步驟組成,現(xiàn)將各個(gè)安裝步驟的主要注意事項(xiàng)進(jìn)行總結(jié)說明。

3.1基礎(chǔ)驗(yàn)收

罐底安裝施工前首先要完成基礎(chǔ)驗(yàn)收工作,根據(jù)GB50128-2014《立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐施工規(guī)范》中相關(guān)規(guī)定,油罐基礎(chǔ)中心標(biāo)高允許偏差為±20mm,環(huán)梁每10m弧長內(nèi)任意兩點(diǎn)的高差≤3.5mm,整個(gè)圓周平均標(biāo)高計(jì)算≤6mm;瀝青砂層表面凹凸度采用同心圓測點(diǎn)法測量各點(diǎn)標(biāo)高,同一圓周上測點(diǎn)的測點(diǎn)標(biāo)高與計(jì)算標(biāo)高之差≤12mm,同心圓直徑及測量點(diǎn)數(shù)要求見表1。

3.2罐底組裝

(1)罐底組裝之前,需要對(duì)底板涂刷防腐涂料,在每塊底板邊緣50mm范圍內(nèi)涂刷可焊性漆;(2)在中幅板上畫出十字中心線及分區(qū)長條中幅板的位置,底板直徑比罐底設(shè)計(jì)直徑放大1.6‰,從而補(bǔ)償焊接過程中產(chǎn)生的收縮量;(3)確定底板的焊接工藝參數(shù):焊接電流約為150A,焊接電壓約為24V,焊接速度約為35cm/min;(4)首先鋪邊緣板,邊緣板對(duì)接縫焊接時(shí)要采取防變形措施(對(duì)接縫的外側(cè)間隙與內(nèi)側(cè)間隙的比值約為0.5),再鋪設(shè)中幅板中心線長條板,然后鋪設(shè)中幅板,最后鋪設(shè)號(hào)碼板。中幅板焊接時(shí)先焊接短縫,再焊接長縫,中幅板的點(diǎn)焊由中心向外的順序?qū)ΨQ進(jìn)行,收縮縫不點(diǎn)焊;(5)底板與壁板間的角縫應(yīng)采取內(nèi)外側(cè)角縫同時(shí)交錯(cuò)同向?qū)ΨQ分段退焊的方式,邊緣板剩余對(duì)接縫及與中幅板連接的大圈收縮縫(龜甲縫)的焊接等到壁板與罐底的大角縫焊完后再進(jìn)行組對(duì)焊接;(6)罐底焊接組裝完成后,利用真空箱進(jìn)行真空試漏,試驗(yàn)時(shí)的負(fù)壓值應(yīng)≥53kPa;(7)罐底焊接完成后的局部凹凸變形深度應(yīng)≤變形長度的2%,同時(shí)≤50mm。

3.3壁板組裝

(1)壁板安裝采用內(nèi)腳手架正裝法,在壁板環(huán)縫下方1m~1.2m處沿罐壁周向搭設(shè)內(nèi)手架,作為上一層壁板的安裝操作平臺(tái),進(jìn)行壁板縱縫、環(huán)縫的組焊;(2)在罐底板上按基準(zhǔn)圓半徑劃出圓周線及第一節(jié)壁板每條立縫的位置線,再以組裝圓周線為準(zhǔn),距離10cm(內(nèi)側(cè))劃出檢查基準(zhǔn)圓,并打上樣銃眼,圍板時(shí)對(duì)號(hào)入座;(3)進(jìn)行第一圈壁板的組對(duì)安裝,組對(duì)完成后用卡具調(diào)好間隙,打上卡碼固定,再用銷子打入卡具間調(diào)整橢圓度,橢圓度合格后用方形銷打入壁板與罐基礎(chǔ)圈梁間調(diào)整水平度,然后用臨時(shí)斜撐調(diào)整壁板垂直度,調(diào)整合格后用卡具固定對(duì)口間隙,用防變形卡具點(diǎn)焊好,最后調(diào)整壁板的錯(cuò)邊和間隙,垂直度用卡碼調(diào)整好后安裝E型板,在底部焊上托底焊,去掉壁板內(nèi)側(cè)與擋板之間的墊板進(jìn)行立縫焊接;(4)第一圈立縫焊接完成后,分別進(jìn)行第二節(jié)、第三節(jié)壁板安裝,壁板內(nèi)側(cè)用背杠固定,然后進(jìn)行環(huán)縫組焊,壁板內(nèi)側(cè)采用掛壁小車進(jìn)行焊接施工;(5)第三節(jié)壁板安裝完畢后,進(jìn)行大角縫的焊接,在第一層壁板與底板間采用防變形支撐[2],大角縫焊前防變形措施見圖3。

3.4浮盤施工

浮盤施工在中幅板組焊完畢后展開施工,與壁板安裝施工分兩條線同時(shí)開展,浮盤施工工藝流程見圖4。首先進(jìn)行浮盤底板鋪設(shè),浮盤胎具采用水平度可調(diào)的專用胎具,胎具由罐底板中心向四周逐漸鋪設(shè),胎具安裝完成后,需要對(duì)水平度進(jìn)行調(diào)整,以保證浮盤底板處于同一水平面上,從而確保浮盤焊接的平整度;浮盤由中心向四周鋪設(shè),板與板之間的搭接寬度為3cm,排版時(shí)浮盤底板半徑比設(shè)計(jì)值放大1/1000,從而可以補(bǔ)償焊接收縮量。其次進(jìn)行桁架、環(huán)向隔板、徑向隔板號(hào)線,先從第四圈開始進(jìn)行桁架、環(huán)向隔板、徑向隔板兩側(cè)各50cm的底板焊接,焊接完成后進(jìn)行真空試漏,焊接質(zhì)量合格后再進(jìn)行桁架、環(huán)向隔板、徑向隔板組對(duì)焊接。最后對(duì)第四圈浮盤底板上下表面進(jìn)行焊接,焊接完成后再進(jìn)行一次真空試漏,按照第四圈的施工順序由外向內(nèi)逐圈進(jìn)行組焊。桁架、環(huán)向隔板、徑向隔板組對(duì)焊接完成后,從中心向四周逐漸鋪設(shè)浮盤頂板,頂板焊接從中心向四周先短縫后長縫的施工工藝。浮盤頂板焊接完成后,需要進(jìn)行浮盤氣密試漏試驗(yàn)。

3.5附件安裝

(1)盤梯安裝。盤梯實(shí)行整體預(yù)制、整體安裝,盤梯中心線水平投影應(yīng)與軌道重合,兩者的偏差應(yīng)≤1cm。(2)接管安裝。罐壁人孔與罐油料進(jìn)出口開孔時(shí),需要在開孔部位的上下兩側(cè)焊上兩道加強(qiáng)弧板,弧板曲率應(yīng)與罐體曲率一致,從而減少焊接時(shí)的變形量;接管的外伸長度偏差≤5mm,中心偏差≤5mm。(3)量油管和導(dǎo)向管安裝。量油管和導(dǎo)向管在安裝時(shí)的垂直度偏差應(yīng)控制在管長的0.1%以內(nèi),且不得大于1cm。(4)密封裝置安裝。密封裝置在安裝過程中不得損傷,同時(shí)橡膠制品應(yīng)注意防火。(5)加強(qiáng)圈和抗風(fēng)圈安裝。加強(qiáng)圈和抗風(fēng)圈焊接時(shí)要采取反變形措施,加強(qiáng)圈、抗風(fēng)圈與罐壁縱縫交叉處應(yīng)將加強(qiáng)圈、抗風(fēng)圈部位切割為弧形小孔避讓焊縫,密封焊接,對(duì)接縫位置墊板盡量貼緊加強(qiáng)圈、抗風(fēng)圈腹板。

4結(jié)語

本次安裝為10萬m3雙盤式浮頂油罐。壁板安裝計(jì)劃工期30天,實(shí)際工期22天,定額預(yù)算總成本152.28萬元,實(shí)際成本137.69萬,節(jié)余率9.6%,節(jié)余額14.59萬元。通過該技術(shù)的實(shí)踐,積累油罐安裝經(jīng)驗(yàn),增強(qiáng)了市場競爭力,為以后承擔(dān)同類工程打下基礎(chǔ),取得了良好的社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn):

[1]楊平.大型浮頂油罐水浮正裝法探究[J].化工管理,2017(19):162-163.

[2]段錫忠,張毅,謝兵,等.雙盤式浮頂原油罐浮頂焊接變形控制新方法[J].天然氣與石油,2012,30(5):83-87.

作者:張松 單位:山西省安裝集團(tuán)股份有限公司