劉亮亮　崔倞　王琦

摘 要：通過對林源原油儲備庫工程、鐵嶺商儲庫工程、大連港7#-8#原油罐組工程及錦州港油品罐區(qū)工程等50臺大型儲罐（10×104m3）浮艙的調(diào)查情況看，有近20%儲罐（10臺）浮艙板平面度在建設(shè)過程中因?yàn)楦鞣N因素出現(xiàn)過超差情況，導(dǎo)致返工、返修情況的發(fā)生，嚴(yán)重影響工程建設(shè)進(jìn)度，造成物資成本、人力成本的增加。因此提高大型外浮頂儲罐浮艙板的平整度是儲罐設(shè)計(jì)及施工過程中急需解決的關(guān)鍵問題。

關(guān)鍵詞：大型浮頂儲罐；浮艙板；平整度；偏差；提高

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.040

1 前言

隨著國家能源戰(zhàn)略的調(diào)整，大型原油儲罐（以10×104m?雙盤式外浮頂儲罐為例）的建設(shè)得到了快速發(fā)展，在整體結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)不斷得到改進(jìn)和優(yōu)化的情況下，影響油罐安全運(yùn)行的局部細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)成為了儲罐設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

浮船是大型雙盤式外浮頂儲罐的關(guān)鍵組件，隨液位升降，起到隔絕空氣和介質(zhì)的作用，能有有效降低油品的蒸發(fā)損耗，節(jié)約大量成本并杜絕火災(zāi)等危險(xiǎn)事故的發(fā)生。浮船結(jié)構(gòu)由浮頂頂板、底板、環(huán)板、隔板及浮船附件組成，浮頂上表面呈“W”結(jié)構(gòu)，大型雙盤式儲罐浮艙板的平面度直接影響儲罐浮頂?shù)陌踩\(yùn)行。偏差過大的結(jié)果：（1）浮頂易積水，影響浮頂排水效果；（2）偏差部位易受力不均，造成損害，造成浮艙泄漏；（3）影響美觀。

因此提高大型外浮頂儲罐浮艙板的平整度，降低平面度偏差在儲罐設(shè)計(jì)及建設(shè)過程中具有非常重要的研究價值。

2 正文

經(jīng)過對林源油庫（10×104m?外浮頂油罐）、鐵嶺油庫（10×104

m?外浮頂油罐）的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)影響浮艙板平整度的主要因素是：

（1）整體焊接面積大：10×104m?外浮頂油罐直徑為80m，焊縫長，焊接工作量大，而焊接收縮量與焊縫長度呈正比，因此焊接引起的收縮變形將難以釋放，這是導(dǎo)致浮頂頂板、底板因焊接收縮產(chǎn)生較大的波浪變形的根本原因。

（2）浮頂頂板、底板厚度?。焊№旐敯寮暗装搴穸葍H為4.5mm，剛性差，在浮頂頂板、底板焊接要求仰焊為隔200mm焊100mm的斷續(xù)焊，正面要求滿焊的情況下，焊接很容易使大面積薄鋼板產(chǎn)生較大的波浪變形。

（3）浮頂?shù)慕M對：浮頂組對過程中浮頂?shù)装宓?2‰的設(shè)計(jì)坡度問題及船艙與水平面的垂直度不宜保證。

（4）浮船加固支撐點(diǎn)少：支架由為支撐框架和隔板組成，主要滿足的是船艙的間距、檢修的方便和浮船的強(qiáng)度需要，并沒有考慮焊接變形的因素。

針對以上存在的問題，總結(jié)儲罐建設(shè)過程中的經(jīng)驗(yàn)，可以從以下幾個方面對浮艙板安裝過程進(jìn)行改進(jìn)：

（1）板材組對時留有一定的焊接收縮量，使焊接后的殘余應(yīng)力能夠得到釋放。

（2）浮艙頂板及底板先焊短焊縫、再焊長焊縫，最后焊丁字縫。長焊縫的焊接過程中采用分段退焊的方法進(jìn)行可以有效保證焊接的質(zhì)量。

（3）選擇合理的焊接工藝參數(shù)，嚴(yán)格控制熱輸入量。

焊接能量輸入的大小對焊接質(zhì)量有較大的影響。電流過小，電弧不穩(wěn)定會造成未焊透和夾渣等缺陷；電流過大，易產(chǎn)生咬邊，增大焊接的殘余應(yīng)力，導(dǎo)致焊接變形過大。通過不斷實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)積累，大型儲罐浮艙板焊接工藝參數(shù)如表1。

（4）選擇合理的浮艙板排版形式及浮船組裝順序，控制焊接變形。

浮艙排板采用“人字形”布板，相對于“條形”排板的優(yōu)點(diǎn)在于：短焊縫與長焊縫交錯焊接能夠很好的使長焊縫焊接過程中累積的殘余應(yīng)力得到釋放，控制板材的波浪邊形。

優(yōu)化浮船組裝焊接順序：浮船外圍浮艙在焊接過程中會向內(nèi)收縮，從而引起內(nèi)部環(huán)艙的相互擠壓，在內(nèi)部一、二圈環(huán)艙已焊接固定的情況下，變形量釋放不出去，導(dǎo)致一、二圈板發(fā)生嚴(yán)重變形。因此浮船組裝焊接順序由傳統(tǒng)的從內(nèi)向外（第一圈浮艙→……第六圈浮艙→第八圈浮艙→第七圈浮艙）改為依次組裝第三圈浮艙→……第八圈浮艙→第二圈浮艙→第一圈浮艙。優(yōu)勢在于：外艙施工時，保證一、二艙內(nèi)的浮頂?shù)装逑炔稽c(diǎn)焊，使其變形可以自由釋放。同時三到八圈的浮艙的拘束度更保證了一、二艙的平整度。降低了浮艙板局部凹凸變形超差的機(jī)率，減少了施工后對浮艙板校正、返修的成本。

（5）預(yù)制時對中心筒進(jìn)行加固，防止焊接時的收縮變形帶動底板變形，并在每個單獨(dú)的浮艙中利用浮船的支撐框架和隔板作為剛性固定，對底板進(jìn)行焊接，約束焊接變形。

（6）局部小范圍在焊接過程中可以一邊施焊，一邊配合使用小手捶錘擊焊縫區(qū)，以達(dá)到釋放應(yīng)力，控制焊接變形的目的。

（7）熱處理法。 利用火焰對焊件進(jìn)行局部加熱，使焊件產(chǎn)生新的變形來抵消焊接變形。火焰矯正變形的效果取決于三個因素：加熱方式；加熱位置；加熱溫度和加熱面積。

（8）防變形卡具的應(yīng)用。例如背杠在焊接過程的應(yīng)用可以增加薄板的剛度，達(dá)到控制薄板局部焊接收縮變形的目的。

3 結(jié)語

經(jīng)過后期檢測，通過以上措施能夠有效調(diào)高浮艙板建設(shè)過程中的平整度，節(jié)約了大量的人力、物力、財(cái)力，并通過規(guī)范化流程，在同類型儲罐建設(shè)過程中推廣，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)：

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