付根林（寧波威瑞泰默賽多相流儀器設(shè)備有限公司，浙江寧波315806）

淺談大型鋼網(wǎng)殼儲(chǔ)罐現(xiàn)場(chǎng)施工

付根林（寧波威瑞泰默賽多相流儀器設(shè)備有限公司，浙江寧波315806）

大型儲(chǔ)罐罐頂制作是儲(chǔ)罐制造施工中的技術(shù)難點(diǎn),儲(chǔ)罐穹頂跨度較大，儲(chǔ)罐穹頂制作困難。目前大型儲(chǔ)罐采用新型的三角形或四邊形網(wǎng)格，整個(gè)網(wǎng)格由網(wǎng)架和蒙皮板組成，空間造型輕巧，易于制作。本文正是基于制造工藝指導(dǎo)生產(chǎn)，優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率的出發(fā)點(diǎn)。根據(jù)公司現(xiàn)有制造能力，總結(jié)實(shí)踐中儲(chǔ)罐成型的制造經(jīng)驗(yàn)，從網(wǎng)格組裝，蒙皮板組焊，罐壁板倒裝組焊，罐底板組焊，控制焊接變形等幾方面優(yōu)化，為大型鋼網(wǎng)殼儲(chǔ)罐現(xiàn)場(chǎng)施工提供借鑒。保證了大型鋼網(wǎng)殼儲(chǔ)罐的產(chǎn)品性能。

大型儲(chǔ)罐；三角形網(wǎng)格；組焊；焊接變形

隨著石油化工行業(yè)不斷發(fā)展，儲(chǔ)罐容量也不斷地增大。當(dāng)罐體直徑大于30米以上的儲(chǔ)罐不再使用帶肋式球型頂蓋，而是使用單層鋼制空間跨度大的穹頂網(wǎng)殼式頂蓋。目前采用的鋼網(wǎng)殼一般分為：三角形網(wǎng)格和四邊形網(wǎng)格，整個(gè)網(wǎng)殼頂由網(wǎng)架和蒙皮板組成。其特點(diǎn)空間造型輕巧和易于制作安裝的特點(diǎn)在大型儲(chǔ)罐的固定頂蓋中廣泛應(yīng)用。芳烴項(xiàng)目配套設(shè)施消防水加壓站的大型儲(chǔ)罐，設(shè)計(jì)容積為15000m3儲(chǔ)罐2臺(tái)，儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)直徑φ35m，高度h=19m，罐頂設(shè)計(jì)形式為單層三角形網(wǎng)頂安裝，網(wǎng)殼頂是一種全新的技術(shù)，由網(wǎng)架和蒙皮板組成。

1 鋼網(wǎng)殼頂?shù)陌惭b

1.1 網(wǎng)殼組裝

以芳烴項(xiàng)目配套設(shè)施消防水加壓站的大型儲(chǔ)罐工程為例，該儲(chǔ)罐為三角形承插式網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，本網(wǎng)架由設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)，指定廠家加工，我們公司現(xiàn)場(chǎng)安裝。網(wǎng)殼頂由角鋼拼接而成，蒙皮采用Q235Bδ=4mm鋼板，網(wǎng)殼零部件工廠化預(yù)制成型到場(chǎng)后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)所有零部件編號(hào)，分類擺放整齊。待儲(chǔ)罐最頂圈壁板及邊環(huán)梁安裝完成后即可開始安裝網(wǎng)殼。在安裝網(wǎng)殼前，須在邊緣支座處的壁板上焊接背杠，以防止網(wǎng)殼自重使壁板變形影響罐體垂直度。利用活動(dòng)腳手架從最外圈向中心方向逐圈安裝，直至最后一根桿件就位后將邊緣支座與邊環(huán)梁焊接牢固，整個(gè)網(wǎng)殼即安裝完成。鋼殼安裝快速簡(jiǎn)便，不需要大型吊裝設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)焊接量少，大大縮短了施工周期，安裝后外觀平整光滑美觀。與原板肋式頂殼結(jié)構(gòu)相比節(jié)約鋼材百分之二十到百分之三十的材料，直徑越大效果更明顯。鋼蒙皮板不與網(wǎng)殼頂桿件焊接，便于以后的維修更換。

1.2 蒙皮組裝焊接

蒙皮板應(yīng)最好采用開平板，鋼板本身在被機(jī)器開平后會(huì)略帶弧度，鋼板尺寸可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)整，減少焊縫數(shù)量。鋼板搭接25mm搭接時(shí)低位置板搭接在高位置板上，焊縫外側(cè)連續(xù)滿焊，蒙皮與網(wǎng)殼之間不允許焊接。蒙皮與邊緣之間采用外側(cè)單面連續(xù)焊，先焊短縫，后焊長縫，焊工對(duì)稱從拱頂邊緣向中心施焊減小焊接變形。

2 儲(chǔ)罐壁板組焊

2.1 罐壁板是整個(gè)儲(chǔ)罐的主要組成部分，罐壁板的厚度是大小影響整個(gè)罐的重量

罐壁板鋼材量占總重量的80%以上，是判斷整個(gè)罐的經(jīng)濟(jì)合理性的主要因素。為了節(jié)約成本，儲(chǔ)罐壁板材料都是定尺采購后組裝的，必須符合設(shè)計(jì)要求并具有材料要有質(zhì)量證明書，表面不得氣孔，拉裂，折疊，夾渣和分層等缺陷存在。下料時(shí)，嚴(yán)格按照排版圖進(jìn)行號(hào)線下料，并在相應(yīng)的位置用記號(hào)筆做上明顯標(biāo)記，以應(yīng)組對(duì)檢查方便。對(duì)每張板下料時(shí)必須質(zhì)檢確認(rèn)后方可切割。鋼板的切割和焊縫坡口加工宜采用機(jī)械加工和火焰切割，下料完清理掉熔渣。罐壁板寬度不得小于500mm，長度不得小于1000mm。符合設(shè)計(jì)要求并具有材料要有質(zhì)量證明書，表面不得氣孔，拉裂，折疊，夾渣和分層等缺陷存在。符合設(shè)計(jì)要求并具有材料要有質(zhì)量證明書，表面不得氣孔，拉裂，折疊，夾渣和分層等缺陷存在。壁板下料完的允許偏差應(yīng)符合下表的規(guī)定：

在卷板機(jī)上進(jìn)行壓頭后在水平方向用樣板檢查弧形，其間隙不得大于4mm，垂直方向上用直線檢驗(yàn)，其間隙不得大于2mm。卷制完的鋼板表面應(yīng)平整光滑，不得有圧痕出現(xiàn)。壁板組裝前，應(yīng)對(duì)預(yù)制的壁板成型尺寸進(jìn)行檢查，合格后方可組裝。儲(chǔ)罐各層壁板之間的組對(duì)方法均采用對(duì)接形式。第一圈組焊完，上口的水平不能超過2mm，垂直度不得大于3mm，環(huán)向焊縫錯(cuò)邊量應(yīng)當(dāng)控制錯(cuò)邊量均不得大于1.5mm；當(dāng)上圈壁板厚度逐漸增厚時(shí)，錯(cuò)邊量控制在不得大于板厚的0.2倍，且不應(yīng)大于2mm。

2.2 罐壁板的安裝采用倒裝法

電動(dòng)葫蘆提升組裝儲(chǔ)罐，利用罐體本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在內(nèi)部設(shè)置立柱及電動(dòng)葫蘆控制柜。電動(dòng)葫蘆集中控制，全部同時(shí)啟動(dòng)或停止，大大節(jié)約提升過程中的操作人員，節(jié)約人力成本。脹圈組裝在罐內(nèi)壁下部，分段組成整圈，脹圈用龍門板固定使其與罐壁板貼緊，確保電動(dòng)葫蘆的受力的均衡，不得超負(fù)荷使用，提升前對(duì)工具進(jìn)行檢查，檢查固定脹圈龍門板的焊道以焊肉飽滿無任何缺陷為合格，在提升前各個(gè)葫蘆點(diǎn)動(dòng)收緊，電動(dòng)葫蘆本身具有自鎖性，不受臨時(shí)停電的影響。提升速度快，機(jī)具組裝和拆卸運(yùn)出方便，大大的提高了施工效率，在提升過程中，隨時(shí)停止進(jìn)行校正，也可分區(qū)進(jìn)行微調(diào)，以保證組對(duì)間隙，

2.3 焊接順序的選擇

儲(chǔ)罐罐壁板縱向縫焊接時(shí)，可采用從上向下分段退焊法，為減小焊接變形，罐壁板環(huán)向縫焊接時(shí)，可采用分段法、對(duì)稱施焊，保證儲(chǔ)罐表面罐內(nèi)壁焊縫應(yīng)打磨平滑，不允許有毛刺，焊瘤等雜物，焊接規(guī)范參數(shù)表：

罐壁的主要變形是焊接后的橢圓度、垂直度及局部凹凸度超標(biāo)影響，橢圓度，垂直度的原因除制作安裝過程中下料尺寸精度差工藝工序、不合理等還有焊接因素，立焊縫環(huán)焊縫的縱向收縮沿焊縫長度方向的收縮和橫向收縮沿焊縫寬度方向的收縮均能造成應(yīng)力變形致使橢圓度、垂直度局部凹凸度超標(biāo)。焊縫應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，表面不允許裂紋、氣孔、夾渣、弧坑等缺陷，咬邊長度不得大于0.5mm；連續(xù)長度不得大于100mm，焊縫進(jìn)行射線檢測(cè)。檢測(cè)比例要滿足GB50128-2014縱、環(huán)縫的要求。無損檢測(cè)按照NB/T47013-2015合格級(jí)別不低于III級(jí)。

3 儲(chǔ)罐底板組裝

(1)儲(chǔ)罐的底板與基礎(chǔ)緊密的連接的，日后維修困難。罐底板質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)儲(chǔ)罐的壽命和儲(chǔ)罐存放液體的質(zhì)量起著決定性的作用。罐底板一般由好多張鋼板按照排版形式焊接組成。焊接質(zhì)量好壞直接影響整個(gè)罐的質(zhì)量。如何使罐底板滿足力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，降低焊接難度。罐底板排版形式的選擇對(duì)整個(gè)儲(chǔ)罐具有非常重要的地位，對(duì)于大型的立式儲(chǔ)罐通常采用弓形邊緣板的條形排版形式。采用弓形邊緣板可以減少罐底板中幅板的厚度，減少鋼材的浪費(fèi)量，罐體的自重力通過壁板直接作用在最外圈的罐底板上，對(duì)中幅板的作用力很小。只有加厚邊緣板完全滿足整個(gè)罐的強(qiáng)度。

所以底層壁板與底板的焊接角焊縫要求很高。焊角高度不能太薄。儲(chǔ)罐直徑越大自重越大邊緣板的作用就越明顯。

(2)焊接變形的控制

長焊縫的焊接過程會(huì)產(chǎn)生大量的熱應(yīng)力，長焊縫的存在導(dǎo)致熱應(yīng)力不斷積累，由此形成變形的疊加。焊接變形將變大，焊接質(zhì)量難以控制。在焊接底板時(shí)要控制焊接線能量，間斷焊，等措施。焊接作業(yè)時(shí)必須從中間向兩端進(jìn)行燒焊，將焊接所產(chǎn)生的應(yīng)力向兩邊擴(kuò)散，焊接變形有效的得以控制。焊接完邊緣板300mm進(jìn)行無損檢查，合格級(jí)別不得低于III級(jí)。對(duì)罐底板的每條焊縫應(yīng)采用真空箱法進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，試驗(yàn)負(fù)壓不得低于53kPa。

4 結(jié)語

石油化工行業(yè)蓬勃發(fā)展到今天，用于存儲(chǔ)的大型儲(chǔ)罐也迅速發(fā)展，從以前的幾千立方到如今的幾十萬方的大型儲(chǔ)罐也跟著像雨后春筍出現(xiàn)。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)作為一種新技術(shù)，以其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，跨度大等優(yōu)點(diǎn)在儲(chǔ)罐安裝中應(yīng)用廣泛，通過在中金儲(chǔ)罐施工，積累了經(jīng)驗(yàn)。為以后的同類工程施工打下了良好的基礎(chǔ)。所以在施工過程中制定合理的工藝，制定有效的檢驗(yàn)計(jì)劃等至關(guān)重要。

[1]中國石油天然氣集團(tuán)公司：GB50128-2014《立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐施工及驗(yàn)收規(guī)范》

[2]中國石油化工總公司：SH/T3530-2011《石油化工立式圓筒鋼制儲(chǔ)罐施工工藝標(biāo)準(zhǔn)》

[3]中國石油天然氣集團(tuán)公司：GB50341-2014《立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計(jì)規(guī)范》

付根林（1976-），男（漢族），江西樟樹人，工程師。一直從事壓力容器制造技術(shù)工作。