金 健

（中海油安全技術(shù)服務(wù)有限公司，天津 300450）

0 引言

LNG（液化天然氣）儲罐是LNG 接收站中的重要組成部分，大型LNG 低溫儲罐按結(jié)構(gòu)可分為單容罐、雙容罐、全容罐3 種類型，目前普遍采用的是全容罐的結(jié)構(gòu)類型。其儲罐罐體呈內(nèi)、外兩層結(jié)構(gòu)。外罐罐壁為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，上有金屬拱頂，拱頂上部分層澆筑混凝土。儲罐外罐壁內(nèi)側(cè)有一層防潮板（碳鋼材料，通過預(yù)埋件貼在外罐壁內(nèi)側(cè)并進行密封焊接）、約5 m 高角保護。內(nèi)罐罐底由3 層鋼板及保冷層組成，最下層底板為碳鋼防潮層，中上兩層底板為9%Ni 鋼，防潮板與中間包之間鋪設(shè)泡沫玻璃磚保冷層。內(nèi)罐罐壁為9%Ni 鋼，頂部有鋁合金吊頂，鋁合金吊頂通過吊桿與外罐拱頂骨架連接，鋁合金頂上部有保冷層，內(nèi)外兩層罐壁間填充珍珠巖保冷材料。罐壁無管口，所有管線都由罐頂開孔與罐內(nèi)連通。由于其材料的多樣性、工藝的復(fù)雜性、技術(shù)的特殊性，所以需對LNG 儲罐安裝工程施工重點與難點進行分析，提出有效措施，從而達到提高LNG 儲罐施工質(zhì)量的目標(biāo)。

1 全容立式圓筒形LNG 儲罐工程質(zhì)量控制重點

LNG 儲罐建設(shè)包含樁基施工、混凝土施工、鋼筋施工、管道安裝、設(shè)備安裝、焊接和無損檢測等多項專業(yè)，儲罐容量從最初的3 萬立方米發(fā)展到27 萬立方米，施工難度也逐級提升，所以質(zhì)量控制顯得尤為關(guān)鍵。為了保證儲罐工程建設(shè)階段的質(zhì)量，在項目施工前期，建立完善的質(zhì)量保證體系，具有滿足開工要求的組織機構(gòu)、設(shè)計文件、場地和物資等條件，各專業(yè)施工前編制符合設(shè)計文件和標(biāo)準(zhǔn)要求的施工方案并完成審批，施工過程嚴(yán)格按照設(shè)計要求、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范執(zhí)行，驗收前依照“三檢制度”自檢完成，根據(jù)檢驗、試驗計劃完成施工工序或成品的檢測，并參考其他項目總結(jié)的質(zhì)量控制亮點、質(zhì)量通病及典型案例。

1.1 樁基礎(chǔ)施工控制

LNG 儲罐對承載力要求較高，特別是對抗振能力的要求很高，因此設(shè)計一般選用柱底后注漿的大直徑鉆孔灌注樁，其中鉆進成孔是混凝土灌注樁施工中的重要部分，受地質(zhì)情況的影響特別對于含有流塑狀態(tài)的軟土層，如果成孔質(zhì)量不好，容易發(fā)生塌孔、縮頸、樁孔偏斜及樁端達不到設(shè)計持力層要求等質(zhì)量問題。其次鋼筋籠制作前，首先要檢查鋼材的質(zhì)保資料，資料齊全后再按照設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求驗收鋼筋的規(guī)格、尺寸和數(shù)量，并按規(guī)定進行原材料抽樣復(fù)試和連接試件檢驗，合格后方可使用。鋼筋加工過程中重點監(jiān)控鋼筋加工、鋼筋安裝尺寸、鋼筋焊接等方面。樁基檢測是檢驗樁基位置、缺陷、強度和承載力的重要檢測，應(yīng)作為關(guān)注的重點。

1.2 承臺施工控制

LNG 儲罐的承臺厚度及面積較大，對各項資源的需求量較大，應(yīng)重點關(guān)注測量放線、鋼筋綁扎、預(yù)應(yīng)力管固定、模板支護、混凝土建筑等是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。如施工過程質(zhì)量控制不當(dāng)，承臺易發(fā)生裂紋、蜂窩麻面、孔洞、強度不足等問題。

1.3 罐壁施工控制

在LNG 儲罐罐壁施工中，根據(jù)設(shè)計高度將儲罐分成多個施工層，每個施工層應(yīng)做好測量放線、罐壁鋼筋綁扎、預(yù)應(yīng)力波紋管安裝、預(yù)埋件安裝、模板安裝和混凝土澆筑等工序。

1.4 罐頂施工控制

LNG 儲罐穹頂混凝土澆筑同承臺、罐壁澆筑相同，屬于大體積混凝土施工，在施工過程中同樣要重點加強對溫度裂縫的控制。

1.5 預(yù)應(yīng)力施工控制

LNG 儲罐外罐設(shè)計一般為后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力鋼束布置在承臺和罐壁內(nèi)。預(yù)應(yīng)力施工過程中，必須嚴(yán)格按照設(shè)計的順序進行，控制要點包括預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束控制、預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉和預(yù)應(yīng)力灌漿控制。

1.6 內(nèi)罐施工控制

LNG 儲罐內(nèi)罐與低溫液態(tài)LNG 直接接觸，是整座儲罐的核心，應(yīng)重點關(guān)注9%Ni 鋼的原材料、鋼板加工、焊接、儲罐安裝幾何尺寸、儲罐壓力試驗等。

1.7 氣頂升控制

LNG 儲罐氣頂升是個LNG 儲罐建造中的重點之一，要做好氣頂升前的質(zhì)量控制、氣頂升過程的質(zhì)量控制、拱頂和承壓圈之間焊接的質(zhì)量控制、施工安全控制、氣頂升工具的檢查、人員的控制、電源的控制和氣壓頂升的控制等。

2 LNG 儲罐工程質(zhì)量控制措施

2.1 樁基礎(chǔ)施工控制

成孔垂直精度是混凝土灌注樁順利施工的重要條件，否則會造成鋼筋籠和導(dǎo)管無法下放。隱私鉆機就位時必須平正、穩(wěn)固，鉆進過程中鉆機操作人員應(yīng)隨時注意垂直控制儀表，以控制鉆桿垂直度，保證孔垂直度偏差不大于1%。當(dāng)孔深接近設(shè)計深度時，應(yīng)進行清孔并檢查孔深、孔徑。導(dǎo)管安裝完畢后，應(yīng)再次檢查孔內(nèi)泥漿指標(biāo)和孔底沉渣厚度，如超出要求則應(yīng)進行2 次清孔。鋼筋籠制作前，應(yīng)對鋼筋、焊材、套筒進行驗收，并進行原材料的復(fù)驗和鋼筋連接試驗，合格后方可使用。鋼筋籠支座過程中，嚴(yán)格按照設(shè)計文件要求，控制鋼筋間距、鋼筋焊接長度、套筒露絲長度、焊接質(zhì)量等控制點。LNG 樁基施工完成后，要進行樁身完整性檢測、鉆心檢測和靜壓試驗等，檢測施工質(zhì)量。

2.2 承臺施工控制

承臺施工中應(yīng)注意預(yù)應(yīng)力管束的安裝，安裝時應(yīng)采用工具將波紋管固定在鋼筋支架或拉筋上，待承臺上下層鋼筋綁扎完成后，精調(diào)整波紋管的位置，將其固定在上下層鋼筋網(wǎng)片上，確定波紋管在混凝土澆筑過程中不會位移，波紋管安裝完成后，應(yīng)進行通球測試。在大體積混凝土施工過程中應(yīng)使用正確的配合比、控制澆筑和養(yǎng)護溫度，采用分層分區(qū)澆筑的方法，減少混凝土承臺產(chǎn)生缺陷。

2.3 罐壁施工控制

預(yù)應(yīng)力波紋管的連接和鉚座有的安裝方式與承臺一樣，安裝過程中應(yīng)重點控制水平預(yù)應(yīng)力波紋管和豎向預(yù)應(yīng)力波紋管的水平度、垂直度、安裝的位置、標(biāo)高及牢固程度，并注意預(yù)應(yīng)力波紋管的熱縮膠套的接口是否粘結(jié)緊固。模板系統(tǒng)的質(zhì)量對結(jié)構(gòu)成型后的效果有重要影響，LNG 儲罐施工時，在綜合考慮施工進度、結(jié)構(gòu)特點及其他相關(guān)因素后，一般選擇定性的DOKA 模板爬升系統(tǒng)。DOKA 模板組裝前，首先應(yīng)對模板材料的質(zhì)量進行檢查，以保證組裝的精確性和混凝土的觀感質(zhì)量，還應(yīng)保證模板的密封，特別是模板下端口必須貼緊混凝土面，以免漏漿。在混凝土澆筑過程中，防止產(chǎn)生冷裂紋。混凝土振搗嚴(yán)格按照規(guī)范要求進行，嚴(yán)防漏振或過振，保證滬寧圖振搗密實又不產(chǎn)生離析。在進行上層混凝土澆筑過程中，應(yīng)加強下層混凝土的2 次振搗，以提高混凝土的密實度。

2.4 罐頂施工控制

混凝土穹頂施工時由鋼結(jié)構(gòu)穹頂作為穹頂混凝土施工底模，施工時需對儲罐內(nèi)進行充氣保壓，使鋼結(jié)構(gòu)穹頂獲得足夠的支撐。穹頂施工主要工序包括穹頂鋼筋綁扎、預(yù)埋件安裝和混凝土澆筑。鋼筋支座、安裝應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計和施工規(guī)范要求進行，鋼筋保護層厚度必須滿足設(shè)計要求，預(yù)埋件的位置、標(biāo)高應(yīng)準(zhǔn)確并固定牢固，嚴(yán)禁鋼筋與預(yù)埋件的穹頂管口、噴嘴和附著于管口和噴嘴的預(yù)埋鋼板接觸。

2.5 預(yù)應(yīng)力施工控制

預(yù)應(yīng)力施工的主要工序包括預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束、張拉和灌漿等工序，在預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束之前，應(yīng)對鋼絞線的外觀和各項性能指標(biāo)進行檢查確認，同時檢查施工平臺的穩(wěn)定性和穿束機的良好性。拆除錨座上的保護模板，用高壓空氣進行通管，清除波紋管內(nèi)的水、灰塵及沙子等雜物，并對錨座口做好標(biāo)記。穿束完成后安裝錨環(huán)和夾片，并對露出來的鋼絞線進行保護，做好穿線記錄。在預(yù)應(yīng)力鋼絞線正式張拉之前，需要在2 個預(yù)應(yīng)力束上進行足尺摩擦實驗，已驗證孔道與鋼絞束的摩擦因數(shù)與設(shè)計取值一致，如果偏差較大應(yīng)采取措施。預(yù)應(yīng)力灌漿前，應(yīng)對孔道進行氣密性試驗，對灌漿管路和閥門進行水壓試驗，合格方可灌漿。鋼絞線穿入孔道后應(yīng)盡快進行張拉和灌漿，灌漿前應(yīng)檢查儲存池內(nèi)的灌漿料體積，確保其可以足夠注滿一根波紋管孔道。

2.6 內(nèi)罐施工控制

LNG 儲罐內(nèi)罐焊接是儲罐建造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，焊接接頭性能直接關(guān)系到儲罐的密封性與安全性。9%Ni 鋼的焊接技術(shù)含量高、焊接難度大，可能出現(xiàn)冷裂紋、熱裂紋、低溫韌性降低以及母材磁化引起的磁偏吹等缺陷。罐內(nèi)壁板安裝后需對罐體垂直度、直徑、上口水平度、橢圓度、安裝記錄等進行檢查驗收，還要關(guān)注儲罐水壓試驗和氣密性試驗結(jié)果。

2.7 氣頂升控制

應(yīng)選擇天氣較好的時間進行氣頂升工作，氣頂升前應(yīng)對風(fēng)機系統(tǒng)進行試運行，氣壓頂升采用市電和發(fā)電機結(jié)合的供電方式，確保頂升過程的動力保證。氣頂升開始時，安排檢查小組通過安全通道進入罐內(nèi)檢查拱頂?shù)拿芊?、平衡以及確認拱頂是否與邊緣立柱僅只是重力連接。當(dāng)拱頂吹升至200 mm 時，保持拱頂懸停，通過預(yù)先準(zhǔn)備好的鋼筋調(diào)整拱頂平衡，檢查小組確定罐內(nèi)密封、平衡等沒問題后撤出罐內(nèi)。氣壓升頂過程中，嚴(yán)格控制頂升速度，防止速度過大拱頂發(fā)生偏轉(zhuǎn)和傾斜。通過測量系統(tǒng)對拱頂?shù)捻斏俣群蛢A斜度進行測量，根據(jù)測量結(jié)果對氣壓頂升速度和傾斜度隨時進行調(diào)整。氣頂升前對拱頂上的與承壓圈接觸部位進行除銹、除漆、除油污、除濕，所有參與承壓圈與拱頂之間焊縫焊接的焊工都必須考試合格，焊接前應(yīng)檢查組裝質(zhì)量，使用歐姆卡調(diào)整組對間隙，清除焊道兩側(cè)20 mm 范圍內(nèi)的泥沙、鐵銹、水分和油污，并充分干燥。焊接材料為E7018，在焊條使用前0.5 h打開真空包裝，將其放入焊條桶中。焊接時安排24 名焊工均布，按照同一方向同時分段焊接，焊接參數(shù)必須按照WPS 的要求，焊腳尺寸為6 mm，焊接2 遍，錯開層間接頭，引弧和熄弧都應(yīng)在坡口內(nèi)焊道上，定位焊長度不少于50 mm，間距300～400 mm，焊接完成后及時清除焊縫表面的溶渣、殘留物和焊接飛濺物，所有焊縫經(jīng)過質(zhì)檢員目視檢測合格后做真空箱檢測。

3 結(jié)束語

LNG 儲罐建造過程必須按照設(shè)計文件、合同技術(shù)要求、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來進行施工，并且重點控制儲罐樁基施工、承臺施工、罐壁施工、穹頂施工、內(nèi)罐施工的施工質(zhì)量。建立完善的質(zhì)量管理制度，編制同步的工程資料，保證LNG 儲罐建造的工程質(zhì)量與運營安全。