何貴全 梁 儀 覃正華 林秋蕙 王慶峰

廣西建工集團(tuán)第二安裝建設(shè)有限公司 廣西 柳州 545006

我國石油化工儲備油庫，多為大型立式圓形內(nèi)浮頂儲罐，是目前油庫最安全的儲油設(shè)備。內(nèi)浮頂儲罐是內(nèi)浮頂漂浮于液面上，使液相無蒸發(fā)空間，可減少85%～90%的蒸發(fā)損失，且通過內(nèi)浮頂阻隔了空氣與儲液的較多接觸，減少火災(zāi)危險發(fā)生的概率。傳統(tǒng)的內(nèi)浮頂儲罐存在安裝分片組裝多、焊縫量大，罐內(nèi)空間受限不利焊接、校正等施工難題[1-4]。因此，在內(nèi)浮頂制作安裝中，通過搭設(shè)臨時微調(diào)平臺，在微調(diào)平臺上組裝焊接內(nèi)浮頂，可有效控制內(nèi)浮頂?shù)膸缀纬叽绾徒M裝變形。將高處作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榈孛娌僮?，避免了高處作業(yè)，提高了安裝精度及內(nèi)浮頂焊縫質(zhì)量。

1 工程概況

廣西永盛石油化工有限公司石化倉儲項目位于欽州市欽州港，項目總占地36 175.76 m2，石化倉儲庫建設(shè)規(guī)模為70 000 m3，包括：建設(shè)3個10 000 m3柴油儲罐，8個5 000 m3儲罐（其中2個汽油儲罐、2個混合芳烴儲罐、2個石腦油儲罐、2個MTBE儲罐），2個1 500 m3消防水罐及其配套的設(shè)施（圖1）。

圖1 項目實況

本項目采用的大型立式圓形儲罐內(nèi)浮頂輔助制作安裝技術(shù)，效果顯著。使內(nèi)浮頂?shù)慕M裝變形得到控制，提高了安裝精度及內(nèi)浮頂焊縫質(zhì)量，降低了安全風(fēng)險，縮短了工期，降低了成本。

2 工藝原理

在傳統(tǒng)的施工工藝上增加一個輔助制作安裝平臺（簡稱：微調(diào)平臺），即在儲罐內(nèi)底板上搭設(shè)一個一定高度的臨時微調(diào)平臺，根據(jù)排版圖確定預(yù)制鋼板組裝的先后順序，依次通過進(jìn)料口安裝的托架（高度與罐內(nèi)微調(diào)平臺一致），用卷揚機拖拽至微調(diào)平臺上相應(yīng)的位置進(jìn)行定位組裝，節(jié)省了罐內(nèi)的有限空間，減少了材料的二次搬運，節(jié)約了吊車臺班。同時，對于內(nèi)浮頂下表面焊縫的焊接，焊工站在作業(yè)平臺下面就可以進(jìn)行焊接作業(yè)。

3 施工工藝流程

施工前準(zhǔn)備→臨時微調(diào)平臺制作組裝→內(nèi)浮頂構(gòu)件放樣、下料預(yù)制→單盤板組裝→單盤板焊接→浮艙底板組裝、焊接→浮艙內(nèi)外側(cè)板、邊緣板等組裝、焊接→浮艙支柱、浮艙頂板安裝、焊接→內(nèi)浮頂附件安裝焊接→導(dǎo)向管安裝→臨時微調(diào)平臺拆除→質(zhì)量檢驗

4 主要工藝操作要點

4.1 臨時微調(diào)平臺的制作組裝

1）微調(diào)平臺制作：微調(diào)平臺由定型化的立柱、可調(diào)頂托、連桿、節(jié)點、支撐等制作組裝而成，立柱由鋼管與可調(diào)頂托組成，連桿由槽鋼加工制作而成，節(jié)點由鋼板及卡扣式固定裝置焊接而成，支撐采用鋼管及角鋼加工制作而成，可調(diào)頂托由螺桿和螺母兩部分組成，這些構(gòu)件可在加工廠完成制作（圖2）。

圖2 微調(diào)平臺結(jié)構(gòu)示意

2）對提前預(yù)制好的平臺各部件進(jìn)行清點、分類擺放，以便安裝選用。

3）測量放線，將臨時微調(diào)平臺立柱定位點用記號筆標(biāo)注，立柱從圓心向外輻射，按照平臺縱向梁長度呈若干個圓周形安裝。

4）安裝平臺縱橫連接梁，檢查每個立柱的穩(wěn)定情況及平臺的整體穩(wěn)定性，對穩(wěn)定性不好的點進(jìn)行局部加固。

5）用水準(zhǔn)儀進(jìn)行標(biāo)高測量，通過調(diào)節(jié)平臺立柱頂部的可調(diào)頂托，調(diào)整平臺內(nèi)各個柱頂點的標(biāo)高誤差，誤差控制在±5 mm以內(nèi)。

6）微調(diào)平臺整體水平度調(diào)整好后，將平臺進(jìn)行全面加固，平臺邊緣與罐壁頂緊，在距離立柱底部200 mm處加連續(xù)剪刀撐，確保微調(diào)平臺的強度、剛度、穩(wěn)定性。

7）微調(diào)平臺搭設(shè)完畢后，經(jīng)檢驗合格并確保安全后，方可進(jìn)行內(nèi)浮頂構(gòu)件的組裝。

4.2 內(nèi)浮頂構(gòu)件放樣、下料、預(yù)制

1）技術(shù)人員按照圖紙設(shè)計要求及材料實際規(guī)格尺寸，用CAD軟件與計算機輔助放樣，確定浮艙底板、單盤板排版圖。

2）進(jìn)行合理的焊接結(jié)構(gòu)優(yōu)化，合理安排焊縫位置，確定每塊鋼板的下料尺寸、安裝位置。

3）下料人員嚴(yán)格按照放樣及排版圖進(jìn)行下料，并對下料的鋼板進(jìn)行標(biāo)號，分類存放。鋼板按比例預(yù)留切割余量3～5 mm。下料時采用等離子切割機下料。下料后用角向磨光機對切割邊緣進(jìn)行打磨處理。

4）浮艙外環(huán)板、邊緣板、頂板、底板、隔艙板的預(yù)制，拼接時采用全熔透對接焊縫，浮艙底板及頂板預(yù)制后，其平面度應(yīng)用直線樣板檢查，間隙≤5 mm。

5）內(nèi)外側(cè)板滾圓要求同壁板，卷好后放在專用胎具上。

6）浮艙進(jìn)行分段預(yù)制，應(yīng)符合下列規(guī)定：浮艙底板、頂板平面度用直線樣板檢查，間隙≤5 mm；浮艙內(nèi)、外邊緣板用弧形樣板檢查，間隙≤10 mm；分段預(yù)制浮艙（圖3）的幾何尺寸允許偏差，應(yīng)符合表1規(guī)定。

圖3 分段預(yù)制浮艙幾何尺寸測量部位

表1 分段預(yù)制浮艙的幾何尺寸允許偏差

4.3 單盤板組裝

1）內(nèi)浮頂各預(yù)制鋼板、構(gòu)件進(jìn)料，根據(jù)排版圖各預(yù)制鋼板、構(gòu)件組裝的先后順序，依次通過進(jìn)料口安裝的托架（高度與罐內(nèi)微調(diào)平臺一致），用汽車吊將預(yù)制鋼板吊到托架上，然后用卷揚機拖拽至微調(diào)平臺上相應(yīng)的位置進(jìn)行定位組裝。

2）首先找出儲罐底板的中心點，并做標(biāo)記，用線墜對準(zhǔn)罐底板中心點，按照單盤板排版圖（圖4）先在臨時微調(diào)平臺確定單盤板中心點，鋪設(shè)排版圖標(biāo)志1的第1塊中心定位板。按圖紙標(biāo)定的方位，畫出2條互相垂直的中心線。按排版圖首先鋪設(shè)單盤板中心板，并在中心板上畫出縱橫中心線，縱橫中心線應(yīng)與罐底中心線重合，在單盤板的中心打上沖眼，并做出明顯標(biāo)記。

圖4 單盤板排版

3）以第1塊中心板為定位板，按照單盤板排版圖向兩邊依序?qū)ΨQ鋪設(shè)第2—29塊單盤板。單盤板接頭形式為搭接，搭接長度為30 mm。

4）單盤板鋪設(shè)完成，以單盤板圓點為中心，畫出弓形外邊緣板的圓周線，然后鋪設(shè)第30—41塊弓形外邊緣板。

5）單盤板安裝定位完成后，經(jīng)檢查確認(rèn)后通過點焊固定，點焊時要注意使各板長邊壓實緊靠，焊接前再進(jìn)行壓縫點焊，然后進(jìn)行正式焊接。

4.4 單盤板焊接

1）單盤板組裝完畢后，經(jīng)檢驗合格并形成記錄。

2）單盤板焊接接頭采用搭接形式，焊接方法采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，采用ER49-1、φ1.2 mm焊絲，或采用手工電弧焊，采用J427、φ3.2 mm焊條。

3）按照單盤板排版圖，先焊底部的間斷焊縫或定位焊縫，后焊單盤板上面的長焊縫。

4）焊接時，先焊短焊縫，后焊長焊縫，由中心向外分段跳焊。始端應(yīng)采用后退起弧法，終端應(yīng)將弧坑填滿。

5）焊接弓形外邊緣板，對接焊縫的初層焊道，采用焊工均勻分布、對稱施焊方法，邊緣板與中幅板之間的收縮縫第1層焊接，采用分段退焊法。

6）鋼板厚度大于或等于6 mm組成的搭接角焊縫，應(yīng)至少焊2遍。

7）單盤板的局部凹凸變形，不能明顯影響外觀及浮頂排水。

4.5 浮艙底板組裝、焊接

1）首先把已下料的浮艙底板拖至臨時微調(diào)平臺上，按照圖紙鋪設(shè)第1塊浮艙底板。

2）以第1塊浮艙底板為基礎(chǔ)，從第1塊浮艙底板開始，向兩邊展開，鋪設(shè)剩余的浮艙底板，浮艙底板接頭形式為搭接。

3）浮艙底板安裝應(yīng)符合下列規(guī)定：浮艙底板平面度用直線樣板檢查，間隙不應(yīng)大于5 mm；浮艙底板鋪設(shè)搭接長度允許偏差為±5 mm。搭接好的浮艙底板點焊固定參數(shù)必須和焊接時的參數(shù)一致。

4）浮艙底板直接與油面接觸，焊接質(zhì)量是影響浮艙是否滲漏的最關(guān)鍵因素，因此，浮艙底板上表面采用手工電弧焊，采用J427、φ3.2 mm焊條焊接，底板下表面采用斷續(xù)焊的焊接工藝。

5）浮艙底板點焊固定完成后方可進(jìn)行焊接，浮艙底板和單盤板的連接在浮艙焊接結(jié)束后進(jìn)行。

6）浮艙底板的焊接方法：采取跳躍焊，焊工均勻分布，同時焊接，先焊接艙內(nèi)焊縫，再焊接艙外焊縫。

7）浮艙底板的焊接順序：采取跳躍焊，焊工在0°、90°、180°、270°位置均勻分布，順時針方向同時焊接，先焊接艙內(nèi)焊縫，再焊接艙外焊縫。

4.6 浮艙內(nèi)外側(cè)板、邊緣板等的組裝、焊接

1）浮船的內(nèi)外側(cè)板下料時，應(yīng)嚴(yán)格控制尺寸偏差并打上組裝控制線（每張板的四角均打上組裝位置線），切割時采用半自動切割機，鋼板邊緣加工面應(yīng)光滑、無熔渣及氧化皮，且不得有分層、裂紋和夾渣等缺陷。

2）船艙外側(cè)板彈性密封連接孔用磁力鉆鉆孔。

3）內(nèi)外側(cè)板滾圓要求同壁板，卷好后放在專用胎 具上。

4）在臨時微調(diào)平臺上鋪好浮艙底板后，再鋪設(shè)浮艙內(nèi)外邊緣板，然后劃出隔板、支撐、加強筋的安裝位置線，按位置線要求進(jìn)行組對焊接。

5）浮頂環(huán)板、外邊緣環(huán)板的組裝，應(yīng)符合下列規(guī)定：浮頂環(huán)板、外邊緣環(huán)板對接接頭的錯邊量不應(yīng)大于板厚的0.15倍，且不應(yīng)大于1.5 mm，對口間隙為2 mm±1 mm；浮頂外邊緣環(huán)板垂直度不應(yīng)大于3 mm；用弧形樣板檢查浮頂環(huán)板、外邊緣環(huán)板的凹凸變形情況，弧形樣板與浮頂環(huán)板、外邊緣環(huán)板的局部間隙不應(yīng)大于10 mm。

6）浮艙進(jìn)行分段預(yù)制，應(yīng)符合下列規(guī)定：浮艙外邊緣環(huán)板垂直度不應(yīng)大于3 mm；浮艙內(nèi)、外邊緣板用弧形樣板檢查，間隙不應(yīng)大于10 mm；浮艙外邊緣環(huán)板與底圈罐壁間隙允許偏差應(yīng)為±15 mm。

7）浮艙安裝點焊固定合格后，采用全熔透焊對浮艙進(jìn)行逐個焊接。

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

9）浮艙邊緣板遵循先焊立縫，后焊角焊縫的原則。

4.7 浮艙支柱及浮艙頂板的安裝、焊接

1）浮艙焊接完成后，依據(jù)圖紙在浮艙底板定位浮艙支柱位置，用氧乙炔火焰割孔。

2）切孔完成，同步安裝浮艙頂板、浮艙支柱。浮艙頂板的搭接長度允許偏差應(yīng)為±5 mm。安裝浮艙時對應(yīng)安裝上浮艙支柱，并在支柱與浮艙底板、頂板接觸位置進(jìn)行滿焊。浮艙頂板的局部凹凸變形，應(yīng)用直線樣板測量，不應(yīng)大于15 mm。

3）浮艙頂板焊接由中心向外依次進(jìn)行，焊工均勻分布，先分段退焊頂板上面的短焊縫，后分段退焊周圍的角焊縫，焊接完成后分段焊接浮艙底板和單盤板連接處。

4）內(nèi)浮頂組裝、焊接后的幾何尺寸應(yīng)符合下列規(guī)定：內(nèi)浮頂外邊緣環(huán)板的半徑允許偏差應(yīng)為±10 mm。內(nèi)浮頂外邊緣環(huán)板焊接完畢后，其垂直偏差應(yīng)為±3 mm；用弧形樣板測量其內(nèi)弧，間隙不應(yīng)大于8 mm。內(nèi)浮頂外邊緣環(huán)板與底圈壁板之間的間隙在安裝位置允許偏差應(yīng)為±10 mm。頂板焊接采用先短縫后長縫，從中心向周邊，隔一道焊一道的方式，控制焊接變形量，保證浮頂頂板無積水現(xiàn)象。

4.8 內(nèi)浮頂附件安裝焊接

1）按照圖紙尺寸定位出“浮艙”人孔、單盤支柱、呼吸閥、單盤人孔位置，并用氧乙炔火焰切割開孔。

2）開孔完成后應(yīng)對附件進(jìn)行點焊固定安裝。

3）點焊固定完成后，附件焊口處打磨干凈，進(jìn)行 滿焊。

4.9 導(dǎo)向管安裝

1）在地面預(yù)制導(dǎo)向管，定位并切割導(dǎo)向管放置口。導(dǎo)向管預(yù)制時，拉線控制導(dǎo)向管平直度。導(dǎo)向管放置口定位后，先切割小孔，拉線控制上下孔位置，確保垂直對齊。

2）導(dǎo)向管預(yù)制完成并定位切割導(dǎo)向管放置口后，進(jìn)行導(dǎo)向管吊裝焊接。

4.10 內(nèi)浮頂臨時微調(diào)平臺拆除

內(nèi)浮頂整體安裝完成后，采用由靠近罐壁人孔的位置從外往里的方式向罐體中心進(jìn)行拆除，遵循“先支的后拆，后支的先拆”的原則，拆除內(nèi)浮頂臨時微調(diào)平臺的構(gòu)件，從罐壁人孔移出。

5 質(zhì)量檢驗

5.1 焊縫檢驗

焊縫外觀檢驗主要檢驗焊件是否變形，有無咬邊、氣孔、夾渣、裂紋等表面缺陷，用焊接檢驗尺測量焊縫余高、焊瘤、錯口等。

5.2 浮船致密性試驗

船艙底板采用真空箱試漏，負(fù)壓值大于53 kPa，船艙內(nèi)外側(cè)板用煤油試漏。浮頂附件與底板用煤油試漏，若發(fā)現(xiàn)滲漏應(yīng)及時修補，直至合格。

5.3 內(nèi)浮頂?shù)纳翟囼?/h3>

在油罐充、放水過程中進(jìn)行，以浮頂升降平穩(wěn)，導(dǎo)向機構(gòu)、密封裝置、自動通氣閥支柱等有相對運動，部件間無卡澀、干擾現(xiàn)象，浮頂與液面接觸部位無滲漏等為合格。

5.4 幾何尺寸檢驗

組裝焊接后檢查內(nèi)浮頂外邊緣環(huán)板半徑允許偏差不得大于±10 mm，內(nèi)浮頂外邊緣環(huán)板垂直偏差為±3 mm，用弧形樣板測量其內(nèi)弧，間隙不應(yīng)大于8 mm，內(nèi)浮頂外邊緣環(huán)板與底圈壁板之間的間隙在安裝位置允許偏差為±10 mm。

6 結(jié)語

大型立式圓形內(nèi)浮頂儲罐由罐底板、內(nèi)浮頂、罐壁板、平臺、樓梯及附件等組成，施工工藝復(fù)雜，尤其內(nèi)浮頂?shù)闹谱靼惭b施工難度大，施工質(zhì)量難以保證。

大型立式圓形儲罐內(nèi)浮頂輔助制作安裝技術(shù)采用微調(diào)平臺制作安裝工藝，結(jié)構(gòu)簡單，無需大型機械加工，用料廣泛。調(diào)節(jié)立柱頂上的頂托螺母調(diào)整微調(diào)平臺的整體水平度，在微調(diào)平臺上組裝焊接內(nèi)浮頂，可以根據(jù)設(shè)計控制內(nèi)浮頂?shù)膸缀纬叽?、整體變形，安裝精度高，同時提高內(nèi)浮頂焊接質(zhì)量，減少返工、返修費用。減少了材料的二次搬運，節(jié)約吊車臺班，施工進(jìn)度快，費用低，同時將高處作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榈孛娌僮?，降低了安全風(fēng)險。

近年來，我公司承建的中石化廣西柳州鷓鴣江油庫隱患改造工程及廣西廣明碼頭倉儲有限公司儲罐擴(kuò)建工程等多個項目儲罐浮頂施工均采用本技術(shù)施工，使施工質(zhì)量、工期得到保證，施工工藝安全可靠、節(jié)約成本，具有很高的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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