淺談低溫儲罐現場安裝

常瑞 王剛

【摘要】低溫儲罐因其安全可靠性高、儲存量大、節省投資，在國際上得到廣泛應用。近年來，國內也先后引進建造了數臺大型乙烯、石油液化氣、天然氣、丙烯低溫儲罐。與常溫石油儲罐相比，低溫儲罐結構復雜，建造要求高，施工技術難度大。本文介紹了低溫儲罐的現場安裝工藝。

【關鍵詞】低溫儲罐 現場主體施工安裝工藝

前言

目前國內外在大型儲罐建造中主要以原油儲罐為主，而大型低溫儲罐的建造較少，我們通常所指的低溫罐是以公稱容積大于或等于10000m3，設計溫度不高于—45 0C且不低于—1680C 的立式圓筒形低溫儲罐、低溫鋼對主體安裝工藝的要求非常嚴格，特別是對于施工工序及安裝順序的要求，因此如何控制施工程序、制定出合理的主體安裝工藝將是研究中的重點內容，特別是罐頂的安裝至關重要。

一、罐頂安裝

氣升法組裝儲罐罐頂使用設備少、高空作業少，節省施工機具及輔助用料，這種技術在實踐中已經得到很好的證實。

1、施工原理和施工工序

在罐頂壓縮環施工完成后，于外罐底部組裝罐頂鋼結構和鋁吊頂，通過安裝密封裝置保證罐頂與罐壁之間的密閉性，氣升之前計算罐內橫截面上的壓力得出氣升所需的最小風壓和最大風速，氣升時設置進風裝置向罐內不斷輸送空氣，使得罐頂慢慢浮起，當氣升至儲罐頂部控制進風量并保證一定的風壓，此時快速安裝定位裝置，同時對罐頂板與壓縮環實施環縫點焊，至罐頂固定后將罐內停止進風。整個過程中罐頂通過一組平衡裝置保持罐頂氣升過程中平衡、穩定地上升。

施工工序：基礎復測→設置組裝胎架→壓縮環制作安裝→(罐頂鋼結構制作)罐頂椽梁、桁梁制作→罐頂臨時支撐制作安裝→罐頂椽梁、桁梁組裝→罐頂環梁及內部走道→罐頂板鋪設→頂部附件安裝→拆除罐內臨時支撐→鋁吊頂制作安裝→(罐頂氣升組裝)制作安裝密封裝置→制作進風裝置設置平臺→安裝進風裝置→制作安裝甲衡裝置→制作定位裝置工裝→罐頂氣升→工裝固定→主椽處焊接→釋放壓力→完成焊接→進入下道工序。

2、罐頂施工的關鍵點及難點

罐頂主椽半徑大、數量多且組裝精度要求高，它是支撐頂板的關鍵，稍有差錯就將影響罐頂板鋪設的質量。罐頂板鋪設方式特殊，采用人字結構鋪設，鋪設面積大、頂板厚度薄、焊接位置多、質量要求高且易產生變形。

3、主要施工過程

3．1壓縮環安裝

壓縮環安裝在罐壁頂端，將承受罐鋼頂結構3lOt的全部重量，故其建造的質量要求非常高。存地面預制時采用整體尺寸控制法對壓縮環進行組焊，確保其組裝精度。在壓縮環與罐壁焊接安裝時則采用對稱施焊工藝，由成對焊工均勻分布實施焊接，保證整體尺寸精度。

3．2罐頂鋼結構安裝

1)主構件預制 嚴格按圖紙精確編號劃線下料，利用機械方法將土構什頂彎，預組裝過程采用尺寸精良的組裝胎具，嚴格控制并檢驗預制精度，確保合格率100％。

2)主構件組裝 組裝之前在儲罐內搭設3組臨時支撐胎具，確保椽梁與桁梁組裝精確達到拱架設計要求。周邊支撐是整個罐頂主構件組裝過程中椽梁的一端支座，采用H型鋼制成并與罐壁預埋件牢固焊接；中央支撐位于儲罐直徑?30．16m處共40個，確保主構件組裝的尺寸精度；中心支撐位于儲罐中心，椽梁的另一端支座亦保證主構件組裝的原點位置。將罐頂主椽結構逐根對稱吊裝，主椽底部應與中央支撐及周邊支撐接觸良好。主椽全部吊裝安置后將橫梁分批吊進逐根安裝并點焊，全部橫梁安裝后焊接工作立即開始，由數對焊工對稱分步，采用相應的焊接工藝施焊。

3)罐頂板鋪設 由于頂板按人字型鋪設，罐頂板厚度僅為5mm，所以頂板采用逆向分段退焊法，先縱焊、后環焊，從中心開始向外擴散。多名焊工對稱同步施焊，嚴格控制焊接電流和焊條規格，派專人嚴格控制每一個施焊過程，確保罐頂板焊接變形量最小。

4)鋁平頂制作安裝 鋁平頂鋪設方法類同丁底板鋪設，對準安裝基準后先鋪中間十字形板，然后按4個區塊分別鋪設。鋪設完成后安裝加強梁，提升鋁平頂與鋼罐頂連接固定。

3．3氣升準備及實施過程

罐頂氣升是整個罐頂結構組裝的關鍵施工環節，為確保氣升過程的萬無一失從各方面作了詳盡的準備工作，包括氣升前的機具材料準備，特別是進風、平

衡、密封和定位4個重要裝置的安置以及制定模擬氣升方案對操作技術做實戰準備，從多方面確保一次升頂成功。

1)進風裝置制作安裝進風裝置用地腳螺栓同定在進風通道上，根據氣壓計算公式、容氣量和起升速度最終確定產氣量每小時10萬m3，風壓140mm水柱的鼓風機送氣。每根風道均設兩個風量控制閘門，閘門中間上方開設人孔，這樣即使在送風過程中人員也能安全進出罐內。

2)平衡裝置制作安裝 采用多次不同時間不同力度的方法調整罐頂平衡，以確保正式氣升時罐頂保持全程動平衡，避免發生傾覆。平衡裝置由滑輪支架、平衡索、導向輪和錨點4部份組成，共20組。每組滑輪支架必須安裝在同一個截面內且保證20組平衡索受力均勻，利用推平行線法實現甲衡目的。平衡索丁罐

底部用膨脹螺栓固定。

3)密封裝置制作安裝封閉所有裝備的出口只留一壓力計用口。仔細檢查墻體內壁上有無突出點、障礙物、凹臺和毛刺等，．應給予鏟平，沿圓周方向仔細測量水泥墻和環梁尺寸確保在允許值范圍內。密封橡皮將按要求制作，在罐頂板下方用錨固釘固定。

4)定位裝置是一套自行設計制作的剛度好、使用方便的組裝工裝，由框架、固定板和斜楔組成，共280組，按90。等分為4個區。當罐頂升至組裝位置時，可在4個區域同時利用定位裝置快速將固定板插入框架，用斜楔頂緊，最快速度地固定罐頂鋼結構與壓縮環，既加快組裝速度又提高組裝質量。

5)氣升過程氣升以前在罐內砼壁上0。、90。、180。和270。4個方位用油漆作標記，每1．5m高度作一條水平帶，以便在氣升過程中觀測罐頂氣升高度。兩臺鼓風機和發電機組同時啟動，一臺鼓風機向罐內送風，一臺備用。初始氣升階段罐內需留少量人員負責密封件檢查復位工作，當罐頂平衡上升時罐內人員撤離，分別進入各監控點。進入正常狀態后提高上升速度，各種監測手段同步進行。當罐頂離壓縮環尚差500mm時控制進風量、降低速度；當罐頂升至壓縮環時適當調整方位，將固定板、鍥型板插入框架內，使整個罐頂緊緊固定在壓縮環上。對主椽位置的頂板與壓縮環施焊，然后再焊其余頂板焊縫。焊接過程中罐內壓力保持高于上升時壓力30一50mm水柱，進行第一道焊接，然后適當釋放壓力，繼續罐頂與壓縮環之間的焊接，該項焊接工作完成則氣升工作結束。

二、壁板安裝

2．1低溫儲罐正裝法施工工藝

組裝前，應對預制的壁板進行復檢，合格后方可組裝，需重新校正時，應防止出現錘痕。按排板圖焊底圈壁板，在邊緣板組焊完畢并檢測合格后進行底圈壁板組焊、安裝臨時出入口并進行加固，第一圈壁板組焊完后，吊裝第二圈壁板并組焊，第二圈壁板縱縫和第一 、第二圈壁板間的環縫， 并按無損檢測方案進行檢測，逐節安裝壁板。當罐壁上有附件時，組焊完該圈壁板并檢驗合格然后點固該圈附件，進行下圈壁板組焊，等下圈壁板縱縫和與帶附件壁板的環縫組焊完畢后再焊接附件與壁板的焊縫。內罐壁板及罐壁附件全部組焊完以后，根據拱頂高度安裝臨時壁板。

2．2低溫儲罐倒裝法施工工藝

外罐底板組焊→外罐頂部兩圈壁板組焊→外罐承壓環組焊→外罐頂徑向梁、環向梁組焊→安裝外罐頂板→內罐頂組焊→內罐頂提升、吊掛安裝→依次倒裝組焊外罐剩余壁板→外罐大門開設→內罐底保冷層施工→內罐底板組焊→內罐頂圈壁板組焊葉依次倒裝組焊其余內罐壁板→開設內罐大門。罐體附件安裝→內外罐大門封閉。充水試驗→罐壁和罐頂保冷層施工→封孔。

通過比較可以看出，倒裝法施工工藝不僅施工成本低廉，而且除罐頂和附件施工外，沒有高空作業。為安全管理和質量管理創造了良好的條件，可以使施工組織更加科學合理，人員操作更加便利，但內罐施工過程中應注意做好夾層和內

罐的通風工作。

三、罐底施工

罐底板中受力最苛刻的是邊緣板，其與罐壁板的焊接結構宜采用加強型焊接結構以降低焊接應力和應力集中。由于液氨儲罐內壓產生的舉升力有可能大于罐體的總重，因此對此類儲罐需設置錨固裝置。錨固帶材質一般采用奧氏體型不銹鋼，且要保證其與罐體的連接不應導致過大的局部應力和變形。

罐底施工前根據排版圖在罐基礎上放樣號出每塊板的位置，作出定位標記。內罐罐底安裝首先確定內罐罐底設計直徑的放大值，由于內罐弓形邊緣板是按凈料預制的，所以劃線時除考慮焊接收縮量外還要考慮內罐基礎坡度和內罐大角縫焊接收縮量。按計算所得劃線半徑劃出內罐罐底邊緣板外圓線，每隔3m用油漆作好標記，畫出內罐中幅板的中心線及分區內罐長條中幅板的位置，全部核對無誤后，開始內罐罐底板的鋪板。首先鋪弓形邊緣板，現場按編號組對，對接縫焊接要采取反變形措施。再鋪內罐中幅板中心線長條板 并把內罐基礎上的十字中心線和圓心移至鋼板上，作好明顯標記。然后鋪設內罐中幅板，最后鋪設內罐扇形中幅板，吊裝時用履帶吊車將板吊至罐內就位，弓形邊緣板與中幅邊緣板之間應采用臨時工卡具固定。內罐罐底板焊接時，先點焊，焊接內罐邊緣板外側400mm 再點焊焊接內罐中幅板短縫，后點焊內罐中幅板長縫，內罐中幅板的點焊由中心向外的順序對稱進行，收縮縫不點焊，按焊接順序要求，分區域進行焊接。內罐邊緣板剩余對接縫及與內罐中幅板連接的大圈收縮縫，龜甲縫等內罐壁板與內罐罐底的大角縫焊完后再進行組對焊接。內罐罐底焊接完畢后，須作真空試漏 試驗負壓值不得低于53kPa。內罐罐底施工時由于基礎沙層比較柔軟，應隨時調整，保證罐底板的平整。

結語

采用科學合理的施工程序和施工技術，加強施工全過程的控制，對我們整個工程有效完成至關重要，所以，我們還需不斷進取，加快研究，找到更加科學的施工方法。

參考文獻

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