16萬m3雙層浮頂儲罐施工

高 飛，向愛麗

（1.中國石油工程建設公司，北京 100120；2.黑龍江省大慶市建設集團培訓中心，黑龍江大慶 163712）

16萬m3雙層浮頂儲罐施工

高 飛1，向愛麗2

（1.中國石油工程建設公司，北京 100120；2.黑龍江省大慶市建設集團培訓中心，黑龍江大慶 163712）

意大利Belleli公司作為EPC分包商分包了阿布扎比原油管道項目首站的2座16萬m3鋼制立式雙層浮頂原油儲罐工程。文章介紹了這兩座浮頂儲罐的焊接施工過程，對施工方案的制訂及重點施工環節進行了詳細的論述，并對施工過程中的注意事項和焊接過程中變形的控制措施進行了總結。

鋼結構儲罐；焊接；雙層浮頂；正裝法

1 工程概況

阿布扎比原油管道為阿拉伯聯合酋長國國際石油投資公司 （IPIC）投資控股，中國石油工程建設公司與中石油管道局聯合總承包的工程項目，設計原油輸送能力約為102.3萬t/d（150萬桶），主要工程量有管徑1 219 mm、全長371 km的管道，首站、中間站、末站3個站場和末站海上終端系統。該項目是中石油集團公司迄今為止最大的國際總承包項目，也是中石油與阿聯酋開展的第一個大型石油合作項目，對進一步參與阿能源市場開發具有重要意義。

首站的2座鋼制立式雙層浮頂原油儲罐直徑110 m，高 21.73 m，容積 15.9萬 m3，由意大利Belleli公司作為EPC分包商。罐底板采用厚22 mm（邊緣板）、9 mm（中幅板）鋼板，中幅板之間及中幅板與邊緣板間采用搭接接頭，邊緣板間采用加墊板的單面焊對接接頭；罐壁板有8圈 （詳細信息見表1），壁板之間采用對接接頭；罐壁有抗風圈、加強圈、噴淋系統、盤梯平臺及支架若干。設計液位19.855 m，浮頂為雙盤式，下層為厚8 mm鋼板，上層為厚5mm鋼板。浮頂艙由10圈骨架組成，共有308段直徑101.6mm鋼管作為支柱。

表1 罐壁板設計參數

2 施工準備

2.1 構件預制

在施工準備中，罐體的許多構件需進行預制加工，如罐底板坡口加工、罐壁板坡口加工及弧度成型和各種弧形構件的預制。進行深度預制是提高施工效率、有效縮短工期的重要手段之一。

2.2 預埋套管

在罐基礎敷設瀝青混凝土前，需要從基礎側壁至中心預埋一根直徑101.6 mm的電纜HDPE套管，中心處預留2.5 m高，在水壓測試前移出，洞口處焊接雙層盲板。

2.3 基礎驗收

儲罐基礎驗收的要求如下[1]：

（1）基礎中心標高允許偏差為±10 mm。

（2）罐底邊緣板處每3 m弧長內任意兩點的高差不得大于3 mm，整個圓周長度內任意兩點的高差不得大于13 mm。

（3）瀝青砂層表面應平整密實，無突出的隆起、凹陷和貫穿裂紋，表面凹凸度應符合要求。

3 施工步驟

儲罐施工步驟如下：罐基礎驗收，罐底板組裝，采用正裝法進行罐壁板、抗風圈、環形樓梯的安裝，第三層壁板施工完畢后進行雙層浮頂及相關附屬物的安裝，浮頂底板安裝完畢后注入水使浮頂上浮至1.8m高，固定浮頂支柱，放水，完成剩余浮頂的安裝。罐壁施工完畢后進行水壓測試，防腐噴涂，安裝密封圈，真空盒試驗，最后進行儲罐驗收移交[2]。

3.1 罐底板組裝

罐基礎驗收合格后，在表面劃出十字中心線。罐底邊緣板從清掃孔加強底板開始向兩邊鋪設，鋪設前將墊板順次點焊在一側的邊緣板上。邊緣板的焊接首先施焊外側300 mm的焊縫，在罐底與罐壁連接的角焊縫焊完后且邊緣板與中幅板之間的收縮縫施焊前，完成剩余的邊緣板對接焊縫，采用焊工均勻分布、對稱施焊方法。中幅板從中心開始向兩側鋪設，所有底板吊裝就位、全部組對點焊后，經檢查合格后進行焊接，先焊短焊縫，后焊長焊縫，焊接時焊工分散均布，每條焊縫采用分段退焊進行施焊。罐底所有焊縫應采用真空箱法進行嚴密性試驗。

3.2 罐壁板和底板的焊接順序

首先從內側進行第一圈罐壁板和底板的焊接，工藝為氣保護藥芯焊絲電弧焊。其中第一層根部焊道需全部進行滲透探傷，從外部使用柴油進行泄漏試驗，然后從外側進行第一圈罐壁板和底板的焊接，最后進行磁粉檢測。

3.3 罐壁板組裝

罐壁板采用正裝法進行安裝，雖然正裝法在安裝時存在壁板吊裝難度大，設備要求高等特點，但是對于大型儲罐，可以進行深度預制，并且便于推廣自動焊技術，便于施工。在罐底板上劃出罐壁組裝線并在內側設置擋板，進行第一層罐壁板的組裝，使用移動式鎢極惰性氣體保護自動焊機工藝對垂直焊縫進行焊接，并在內側焊接鋼構件進行支撐，其垂直度、圓度、直徑偏差及上端水平度嚴格控制在誤差范圍內。

進行第二圈罐壁板的組裝，兩層壁板之間使用臨時加強桿進行連接，在進行水平組對時，在垂直連接處均勻焊接6個固定樁，水平接口處均勻焊接4個固定樁，其中水平固定樁單側焊接，垂直固定樁雙側焊接。

進行第二圈壁板縱縫的焊接，然后使用埋弧自動焊機進行一、二圈壁板水平縫的焊接，自動焊設備結構包括焊槍、焊劑托帶、送絲機構、控制箱、移動機構和機架，行走機構安裝在行走框架的上部，焊接時焊接機架通過行走機構懸掛在罐壁板上端，并以壁板上端作為行走軌道，確保對中。

第一、二圈罐壁板中上下對應的兩張壁板需取下作為進出罐的通道，原位置進行標記，浮頂組裝完成后再進行安裝。

將施工平臺移至第二圈壁板處作為下一圈壁板施工的工作平臺。依此順序進行罐壁板的安裝，直至第八圈壁板安裝后，進行罐頂角鋼的焊接。

在頂升的同時，使用抗風圈作為2~8層的臨時施工平臺，在罐壁上按預定位置用手工電弧焊焊接三角架、側板、踏步、欄桿等，待儲罐主體成形后，沿三角架進行盤梯安裝。抗風圈梁的安裝在壁板頂升安裝的過程中同步進行。

3.4 雙盤式浮頂的組裝和浮起

雙盤式浮頂的頂板與底板之間的空氣層起到較好的隔熱作用，而且結構穩定性好，頂板變形小，有利于排水，腐蝕小，壽命長，維修工作量少，方便操作和管理，可以避免由于浮頂排水不暢造成浮頂偏沉、卡盤或沉頂事故。

為施工和檢修方便，在浮頂上均勻對稱布置308根支柱，以支承整個浮盤，操作人員可在罐底作業。浮頂底板組裝焊接和罐底板的順序一致，在底板焊接過程中同時進行構件焊接及其與浮頂底板連接焊接。在底板和船艙壁板焊接完畢后，重新安裝第一、二圈拆下的罐壁板，通過清掃口注水，將浮艙浮起至1.8 m處，將支柱的銷子插入以固定浮艙，放掉罐內污水，使用高壓水槍對罐內進行清洗，安裝上層浮頂板及人孔、泡沫擋板、內部管道等附屬設施，在水壓試驗和內部噴漆完成后安裝密封裝置。

3.5 水壓試驗

試驗包括罐壁板、罐底板和浮艙底板的泄漏試驗、滿荷載下沉降試驗和浮艙的浮起試驗。試驗用水從清掃口連接的進水口注入罐內，具體進水流程如表2所示，試驗全過程不允許超過28 d。

表2 水壓試驗進水流程

3.6 防腐噴涂

噴砂材料采用自動噴砂機用石榴石、鋼丸和鋼砂，噴砂后檢查的項目包括清潔度、粗糙度、粘結度和鹽霧試驗。罐體各部位噴涂的具體材料及方法見表3[3]。

表3 防腐噴涂材料參數

4 焊接過程中控制形變的措施

（1）垂直焊縫處的根部焊道采用逐步退焊法，焊道分為4部分，焊接從上而下進行，第一段焊接完畢后，第二段采用上坡法進行焊接，其余部分依據相同方式進行焊接。

（2）垂直焊縫處的填充焊道采用上坡法從下而上進行焊接，焊接順序同根部焊道一致。對于厚20 mm以上壁板填充過程內外兩側交替進行，每次填充25%；20 mm以下可以完成一側填充后再進行另一側的填充。

（3）水平接縫處的施工順序同垂直焊縫一致。接縫對口后采用分段退焊法進行根部焊接，焊工均勻分布并沿同一方向施焊，對于厚20 mm以上壁板填充過程內外兩側交替進行，每次填充25%；20mm以下可以完成一側填充后再進行另一側的填充。

5 注意事項

（1）罐基礎聯合驗收時，需要注意罐基礎材料由于溫度作用產生膨脹，影響測量精度。該基礎驗收時當地白天最高氣溫可達50℃以上，所以基礎聯合驗收時間為清晨，此時氣溫適中，對罐基礎測量的影響較小。

（2）水壓試驗使用海水，需添加相應緩蝕劑及化學藥劑以減少對罐內壁的腐蝕。試驗結束放空海水后，需用高壓清水對罐內壁進行清洗。

（3）在進行浮頂安裝施工過程中，浮頂底板鋪設后在其表面畫上構件線，在放線處組裝構件并在其與底板所有相交焊縫處焊滿600 mm以上，組焊成整體后，均布施焊浮頂底板剩余連續焊縫。該方法焊接的各構件可約束其變形，保證浮頂尺寸不受影響，還可減輕勞動強度，便于各工種間交叉作業。

[1]API 650-2009，Welded Steel Tanks for Oil Storage[S].

[2]Shell DEP 64.51.01.31-1995,Standard Vertical Tank-Field Erection and Testing[S].

[3]API RP 2350-1996，Overfill Protection for Storage Tanks in Petroleum Facilities[S].

Construction of 16× 104m3Storage Tanks with Double Deck Floating Roof

GAO Fei（China Petroleum Engineering and Construction Corp.,Beijing 100120,China），XIANG Ai-li

Italy Belleli Company has abundant experience in welding construction of crude oil storage tanks,which is helpful to Chinese construction companies.In this paper,the welding construction of two sets of 16×104m3vertical crude oil storage tanks with double deck floating roof in the initial station of Abu Dhabi crude oil pipeline project is introduced,the construction scheme formulation and key construction links are detailedly discussed,and the matters needing attention during the construction and the measures taken to control the welding deformation are summarized.

steel structural storage tank;welding;double deck floating roof;upward installation

TE972.5

B

1001－2206（2011）03－0060－03

高 飛 （1983-），男，山西五寨人，工程師，2007年畢業于哈爾濱工業大學市政工程專業，碩士，現從事阿布扎比原油管道站場項目分部油氣儲運工作。

2010-08-30