孟祥宇，果海濱，滕文龍

(河北建設集團安裝工程有限公司，河北 保定 071000)

1 大型儲罐利舊包括的類型

大型儲罐利舊包括常壓儲罐利舊和承壓儲罐利舊。承壓儲罐屬于壓力容器，此類利舊涉及報檢，需經(jīng)當?shù)靥胤N設備檢驗所檢驗合格，確定其合規(guī)性，過程比較復雜，一般承壓儲罐的利舊優(yōu)先考慮降級使用。此次論述主要內容是對常壓儲罐利舊施工措施進行探討。

1.1 常壓儲罐利舊

常壓儲罐利舊施工和新建儲罐相比減少了材料采購程序，節(jié)省了材料成本和部分安裝施工成本，增加了拆除、環(huán)保、安全成本等，需綜合考慮后選擇是否利舊施工。利舊的目的是為了節(jié)省經(jīng)濟成本，若是舊設備的檢測實驗及評定等費用比較高，再加上項目施工費用及管理費用超過或接近新設備的安裝費用，且利舊設備使用壽命較短，在這種情況下不建議進行利舊處理。施工階段施工步驟大體包括以下內容：

(1)利舊罐體周邊附屬設施的拆除；

(2)罐體內部殘余原料的清理；

(3)罐體的拆除分解處理；

(4)利舊罐體的重新安裝。

1.2 承壓儲罐利舊

大型承壓儲罐利舊施工步驟和常壓罐體利舊施工步驟大體一致，但壓力容器利舊施工需考慮報檢即滿足《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》[1]等專業(yè)規(guī)范。需保證利舊壓力設備資料的完整性，包括儲罐原有資料和儲罐生產過程中實際情況。

(1)儲罐原施工竣工圖紙、原設計工藝參數(shù)、其他相關數(shù)據(jù)。

(2)儲罐在生產使用過程中的技改、檢修及關鍵部件損壞情況等資料。

(3)在使用過程的使用記錄(是否超壓運行等)。

(4)舊儲罐的特種設備檢驗檢測報告書，要求需要定檢并提供定檢記錄。

2 利舊罐體的拆除及運輸

石化大型儲罐拆除方案實施的重難點在于對罐體內部殘余的有毒有害物質的清理。在拆除施工中施工人員安全及對環(huán)境的保護問題等也顯得愈發(fā)重要。主體罐體的拆除工程應嚴格按照國家相關規(guī)范和施工專項方案施工。

2.1 前期準備

施工前首先應根據(jù)利舊罐體現(xiàn)場實際老舊情況、周邊施工環(huán)境和儲存原料特性等條件編制相關施工專項方案及廢料處置方案?？疾楝F(xiàn)場實際情況，用于研究探討舊罐體的利用情況，對于過于老舊的部位進行補換，對于已損壞的部位或元部件進行統(tǒng)計計量，及時采購原材料，以保證材料的供應需求以及施工進度；對于周邊環(huán)境的調查把控，有利于建立安全應急預案和各項專項方案等，以保證施工人員安全，降低施工對環(huán)境的影響，減少環(huán)境污染；確定儲存原料特性，以利于數(shù)據(jù)檢測、趁機清理罐體內附著的殘余原料，以應對突然狀況的發(fā)生，保證施工人員的安全以及施工進度的進行。編制完成后將相關方案報政府部門(消防、住建部等)審批，有必要時組織安排專家論證，待審批合格后方可施工。采購完成防毒防火等防護服及其他保證施工人員安全的物資，并建立有針對性的HSE管理體系。確定相關氣體檢測機構，保證能實時監(jiān)測罐內有毒氣體、氧氣含量、罐內壓強、液體含量等指標。儲罐拆除過程中危險環(huán)節(jié)必要時可聯(lián)系當?shù)卣块T派駐消防車和救護車駐守待命，確保施工人員生命安全。提前采購鋪設安全網(wǎng)預防拆除過程中可能發(fā)生高處墜物危險。除上述特殊說明的針對石化儲罐拆除施工的施工前期準備外，其他施工準備嚴格按照國家規(guī)范和施工方案執(zhí)行。

2.2 罐體拆除工序及重點施工措施說明

石化大型儲罐拆除工序大體分為以下幾個部分：外部設施及附屬管道拆除；儲罐底部沉淀物及殘存原料的清理；如有保溫先行對保溫層進行拆除；罐體本體放散管道及儀表設備等的拆除；如有浮頂先行將其固定或者吊裝拆除；罐體頂板拆解；罐體側板拆解；罐體底板拆解；拆解后的舊板調平取直等。

底部沉積物及殘余原料上部液體含油量較少可直接送至化工企業(yè)進行生化處理[2]。下部的油污及其他沉積物用煤粉混合可送至焦爐等設備回爐處理。其他殘余物質按照環(huán)保和消防部門的要求進行危廢處理，產生的廢水廢氣經(jīng)檢測部門檢測達到排放標準后方可排放。

施工拆解罐體側板的過程中，要提前做好側板內壁的清污及相關監(jiān)控工作。儲罐在拆除過程中，可采取注入一定高度的水作為隔離層，避免罐體切割過程中飛落的火花引燃罐底易燃物質。

采用核算合格的起重設備對罐體頂板和側板進行吊裝拆解，當采用兩臺起重設備抬吊時，每臺起重設備的吊裝載荷不得超過其額定載荷起重能力的80%。吊裝前對設備頂板原有吊耳進行結構強度評估，對側板拆解時應設置臨時吊耳。利舊吊耳和臨時吊耳須符合HG/T 21574—2018規(guī)范要求。

考慮保障鋼板二次利用的質量，在切割時需在原有焊縫處切割拆除，切割設備應盡量使用等離子切割機(切割縫小，板材完整度好)。拆解時應按照圖紙或者方案對拆解材料進行標識，重點標注好設備管口方位，避免安裝時出現(xiàn)錯誤。拆解鋼板時能整體拆解的盡量整體拆解，減少安裝時焊接工程量進而降低成本。

鋼板拆解后應在干燥密閉空間保存，防止因降雨降雪或其他環(huán)境因素導致鋼板腐蝕。鋼板擺放要合理有序，方便清點的同時也可以為運輸工作提供便利，鋼板吊裝拆解輕起輕放，防止因人為問題造成二次傷害。

2.3 材料運輸

設備拆解后的材料在運輸過程中要做好防護，并提供切實可行且規(guī)范的運輸方案。應妥善保管好鋼板，不可直接進行露天運輸，要及時應對降雨降雪等突發(fā)情況，做好鋼板運輸?shù)姆栏g工作。此次運輸不可避免的發(fā)生運輸材料超長超寬，應提前和政府相關部門溝通，確定運輸路線和運輸時間，保障運輸效率。

3 利舊儲罐的焊接組裝重點控制措施

利舊儲罐和新建儲罐的施工區(qū)別在于利舊儲罐的施工更加注重圖紙和施工現(xiàn)場實際情況相結合。因此需要建立設計單位、施工單位、建設單位、監(jiān)理單位的聯(lián)合分隊，讓施工現(xiàn)場和設計方案能夠統(tǒng)一，并對發(fā)現(xiàn)的難題能夠高效地解決和實施。因化工設備的焊接對技術要求比較高，所以要對施工人員進行前期篩選。首先保證焊接工作人員必須經(jīng)過國家考試，擁有資格證書。其次要對施工人員的技術進行專業(yè)摸底。在具體的焊接工作開始之前還要對施工人員進行專業(yè)技術和安全意識培訓，并進行應急預案的演練，合格后方可上崗。利舊儲罐和新建儲罐相同的焊接安裝措施不作贅述，對于不同的焊接安裝措施做以下幾方面的說明。

3.1 焊前重點控制措施

為保證再建儲罐的質量以及方便運輸，對利舊罐體側板板材運輸前一般都要進行調直處理。調直處理不僅便于對舊板材進行打坡口處理，還方便采用坡口機施工保證坡口質量。施工焊接前要按照設計圖紙要求，重新對利舊板材進行序列排布，并按圖紙采購完成短缺材料(補板材料)。在大型儲罐焊接工作開始之前，現(xiàn)場工作人員需要對焊接所涉及的材料進行檢查，包括舊罐體的拆解部件以及新采購的替換鋼板和部件。對材料的外觀、尺寸以及焊接口等進行逐一檢查，如果發(fā)現(xiàn)鋼板部件本身有損壞情況需要及時進行處理，避免對焊接工作造成影響。若有特殊的部件應單獨存放，在專門的位置設置提示，確保在材料急需時第一時間能運用，保證施工進度的正常進行。

除了罐體主體材料外，焊條、焊絲、焊機和保護氣體等焊接材料也需要提前進行準備和檢查。在選擇焊接材料之前，首先要進行材料供應商的資質和信用評價，若與其建立合作關系，供應商必須保證焊接材料的質量，并且保證供貨應滿足施工進度要求。在材料進場時現(xiàn)場工作人員需對進場材料進行抽樣檢查，保證焊接材料的質量。

在大型儲罐焊接工作中，焊接設備的選用與焊接質量息息相關，為保證焊接縫隙的接觸性，焊接設備一般采用直流電焊機。在焊接工作開始之前，要對焊接設備進行嚴格篩選和檢查。考慮效率和質量等因素，焊接方法可采用向下焊且雙面焊接。原則上應選擇高質量、高性能的焊接設備，但也要根據(jù)實際情況進行合理選擇，前提是焊接設備能夠保證焊接質量，在此前提下選擇焊接效率較高的設備，避免后期出現(xiàn)問題。就目前焊接工作的情況來看，我國化工設備的焊接工作中最常選擇的設備為手工電弧焊機和鎢極氬弧焊機，性能情況較為優(yōu)秀，能滿足大多數(shù)的焊接需求。罐體焊接也可考慮二氧化碳保護焊，此焊接方法焊接速度快、成型好，但對環(huán)境條件要求較高，一般在密閉工廠或環(huán)境風速2 m/s以下的條件下可考慮。

焊接技術的本質，就是通過加熱設備的局部區(qū)域，來使焊接材料在受熱的過程中慢慢變形，從而可以自由的伸縮和膨脹，最后對受熱變形區(qū)域進行調整，使之在冷卻凝固后能夠起到粘結效果，從而完成焊接。在焊接的實際操作中，也可以采取一些得力措施來進一步提高焊接質量，如：焊接前預熱能夠提升材料焊接區(qū)域的柔韌性和塑性，降低材料硬度，有利于焊接工作的完成；焊后熱處理能夠通過強化焊接區(qū)域的塑性，放緩材料的冷卻速率，來提高焊接質量，多用于淬硬性傾向更大的焊接設備。若需要焊接的部件尺寸較厚，且剛度較大，焊接時應進行后熱處理。焊接過程中如果操作難度較大或危險性較大，則要進行惰性氣體的保護，保證焊接施工安全。

利舊儲罐焊接前還要進行焊接工藝的準備工作[4]。根據(jù)材料、工藝、結構及使用條件，確定其焊接工藝性以及焊接試驗內容和方法，分析抗冷、熱裂紋及抗脆性轉變能力，對焊條直徑、藥皮、焊接速度、焊接電流、電弧電壓等形成焊接性能影響圖，綜合考慮后選取合適的焊接工藝。有現(xiàn)成焊接工藝評定可覆蓋利舊儲罐板材焊接的，可直接采用此評定編制焊接工藝規(guī)程，指導施工，如沒有合適的焊接工藝評定需重新進行評定。對舊板和新板進行焊接需進行焊接工藝評定，以保證焊接質量。

石化類儲罐利舊和普通儲罐利舊不同，利舊焊接時可能出現(xiàn)殘余有毒物質揮發(fā)等危害人員身體健康等問題。因此要對焊工進行專業(yè)培訓，辨識危險避免傷害。對焊接人員也要進行焊接前考核，保證利舊罐體的焊接質量。

3.2 大型儲罐焊接過程中質量的把控

首先，對于焊接技術的控制。在大型儲罐的焊接過程中，焊接技術對于焊接質量的影響最為密切，要保證焊接質量，必須對施工人員的焊接技術進行嚴格把控，要求在焊接過程中，施工人員必須嚴格遵守焊接要求，不能出現(xiàn)施工人員主觀意識的改變；其次，選擇的焊接方式也會對焊接質量有著很大的影響，就目前的焊接工作來說，最常用的焊接方式有平焊、立焊以及橫焊等，需要對不同的焊接工作及焊接部位進行合理的選擇。上述幾種焊接方式各有不同的優(yōu)缺點，需謹慎選擇焊接方式以及與之匹配的設備，才能呈現(xiàn)出更好的焊接效果[3]。

在焊接過程中，要對焊接電源的情況進行檢查，必須保證電源方式和電弧電壓等都在可控范圍之內，以保證焊接質量。除對電源的把控之外，還要求現(xiàn)場人員時刻關注焊縫情況，做好焊前的清理工作以及焊接完成后的檢查工作，檢查焊接質量是否合格。包括外觀和內部都不能有損傷，若發(fā)現(xiàn)有焊接質量不合格的情況，必須馬上進行返修，避免對之后的工作造成不可控的危害，以此保證施工進度的正常進行。

焊接時經(jīng)常出現(xiàn)的情況是氣孔問題，氣孔會對儲罐造成不良影響，所以氣孔的預防則成為質量把控的重點之一。焊接過程中氣孔問題受很多因素影響，比如設備材料的選用、焊接方式的選擇以及施工環(huán)境因素的影響等。要對影響氣孔生成的因素進行嚴格把控，做出合理的調整，減少氣孔的出現(xiàn)，保證焊接的施工質量。

3.3 大型儲罐焊接過程中重點控制措施

利舊儲罐安裝方法一般采用腳手架正裝法，腳手架隨罐壁板升高而逐層搭設[4]。大型利舊儲罐一般具有體積大、板材薄、剛性較差、焊縫數(shù)量多的特性，焊接中易產生較大焊接變形，因此施工過程注意焊接順序的合理性，可以有效減小和控制儲罐的焊接變形。焊接時上下板縱向焊口要相互錯開，且距離符合規(guī)范要求，嚴禁出現(xiàn)十字交叉焊縫。焊接過程中通過調節(jié)焊接電壓、焊接電流、焊接速度，對焊接線能量(q=UI/V)進行控制，確保焊接作業(yè)的均勻性。

施工過程中應建立三級檢查制度，即焊工的自檢，焊工之間的互檢，項目部專職質量檢驗人員的專檢。且在施工過程中項目部應建立臨時質量監(jiān)察小組，不定時對焊接工作進行隨機抽查檢測，對焊接質量進行管控，若發(fā)現(xiàn)質量問題應及時記錄及整改。利舊儲罐施工受現(xiàn)場實際情況影響很大，因此施工質量重點應放在第一步自檢上，實施自我控制、自我把關，發(fā)現(xiàn)問題應及時與設計單位協(xié)商，消除異常因素，從源頭消除施工質量隱患，防止質量問題影響整個項目。

3.4 大型儲罐焊接后實驗檢測

大型儲罐焊接后應進行統(tǒng)一標準的檢查措施，對焊縫的外觀、致密性、強度以及內部損傷情況等進行檢查。

首先，應對焊縫的外觀進行檢查，可以用肉眼觀察，也可以用低倍放大鏡觀察焊縫表面狀態(tài)，檢查是否存在咬邊、氣孔、夾渣或存在裂紋等問題，對于焊縫的余高、焊瘤以及凹陷等情況，可以用焊縫檢驗尺進行檢驗。

在焊接工作完成后，還應該進行致密性檢測，可選用氣密性實驗、氨氣實驗或煤油實驗等來檢查罐體的致密性。致密性實驗之后，可通過水壓試驗來檢測罐體的強度，保證罐體強度滿足設計要求。最后通過射線探傷法、超聲波探傷法等進行焊縫內部的探傷。

3.5 大型儲罐其他施工注意事項

工程資料要按施工進度編制，注意利舊板材材質單，如無法找尋到原件，需提前安排相關檢測公司對利舊板材進行檢測試驗并提供符合規(guī)定的檢測報告，合格后方可施工。

在大型罐體焊接的具體工作中，由于焊接需求的多樣化，對焊接設備的種類及數(shù)量要求也比較多，在進行焊接工作中需建立焊接設備使用臺賬，對焊接設備的使用情況進行記錄，做好焊接設備的維護和管理。定期對焊接設備進行各種參數(shù)的檢測，保證焊接設備滿足焊接需求。

大型儲罐的利舊時應對原罐體防腐進行清除，待焊接完成后再次進行防腐處理，保證罐體的使用壽命滿足施工設計要求。

焊接過程中需要建立安全生產責任制度，責任到人，保證現(xiàn)場工作人員各盡其職?，F(xiàn)場需配備專職安全員，日常對施工現(xiàn)場進行檢查，并編寫安全生產日志，及時確定現(xiàn)場是否有重大危險源，編寫應急預案并進行三級交底，從而杜絕安全事故。

4 結語

石化工業(yè)已成為化學工業(yè)中的基礎工業(yè)，在國家經(jīng)濟發(fā)展中占有非常重要的地位。近年來響應國家碳中和、碳達標等政策，號召老舊石化生產企業(yè)越來越多的向新型石化生產企業(yè)轉型。對于石化大型儲罐這樣比較典型的裝置是建廠標配，對于舊儲罐再利用的情況會越來越普遍。怎樣做好大型儲罐再利用和資源經(jīng)濟的合理再利用，需要相關部門制定出相關施工標準和規(guī)范，并依照國家標準、規(guī)范嚴格考核施工單位利舊設備的施工，以保障安全合理地進行利舊和改造，進一步保證裝置和施工人員的安全。

本文有針對性地對石化大型儲罐利舊施工提出了相關建議及應對措施，以期為其他同類儲罐的利舊施工提供借鑒。