20000m 3甲醇儲罐現(xiàn)場安裝與焊接

曹 專

中國化學(xué)工程第十六建設(shè)有限公司 湖北宜昌 443000

20000m3甲醇儲罐現(xiàn)場安裝與焊接

曹 專

中國化學(xué)工程第十六建設(shè)有限公司 湖北宜昌 443000

通過對20000m3立式鋼制圓筒形拱頂儲罐（內(nèi)浮頂拱頂儲罐）在現(xiàn)場制作、安裝及焊接過程進(jìn)行分析，結(jié)合液壓頂升設(shè)備在工程中的應(yīng)用，制定了大型立式鋼制儲罐的施工工藝及焊接要求，并在工程中成功進(jìn)行了應(yīng)用。所有焊接均采用手工電弧焊，在焊接的過程中，壁板、中幅板通過采用分段退焊，邊緣板通過采用隔縫對焊的方法，嚴(yán)格控制了焊接過程中出現(xiàn)局部變形的現(xiàn)象，保證了大型儲罐現(xiàn)場的焊接質(zhì)量。

拱頂儲罐 安裝 焊接

大型立式鋼制儲罐是石化行業(yè)非常重要的儲運設(shè)備，越來越多地應(yīng)用于石油化工、煤化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的儲運。預(yù)制、組對、焊接是儲罐施工過程中主要的施工工序，對儲罐的施工質(zhì)量具有決定性意義。儲罐的類型有很多，但在各類化工企業(yè)的建設(shè)中，主要應(yīng)用的是立式鋼制圓筒形拱頂儲罐和浮頂儲罐。本文以伊東集團(tuán)內(nèi)蒙古東華能源有限責(zé)任公司120萬t/a甲醇項目中20000m3立式鋼制圓筒形拱頂儲罐（內(nèi)浮頂拱頂儲罐）為例，談一下大型立式鋼制儲罐現(xiàn)場安裝要點及焊接方法。

1 拱頂儲罐的結(jié)構(gòu)及安裝

20000 m3立式鋼制圓筒形拱頂儲罐（內(nèi)浮頂拱頂儲罐）按照容積分，屬于大型立式鋼制圓筒形儲罐；主要受壓元件的材料為Q345R和Q235B，材質(zhì)厚度最小的為δ=8mm，最厚的為δ=20mm；單臺儲罐全容為24233m3、直徑為42.17m（外徑）、高度為23.248m；整個儲罐由罐底、罐壁和罐頂及附件等部分構(gòu)成。

1.1 拱頂儲罐的結(jié)構(gòu)

1.1.1 罐底

儲罐底部主要由邊緣板和中幅板組成。中幅板的材質(zhì)為Q235-B，厚度為8mm，中幅板之間采用搭接的形式焊接；邊緣板的材質(zhì)為Q345R，厚度為12mm，邊緣板之間采用對接的形式焊接，邊緣板對接縫下采用60*6的扁鐵作為墊板；中幅板與邊緣板之間也采用搭接的形式焊接。依據(jù)儲罐的設(shè)計要求，邊緣板確定為弓形板（見圖1）。

1.1.2 罐壁

依據(jù)設(shè)計要求，本儲罐的罐壁共有十帶板組成，底層第一帶到第五帶壁板的材質(zhì)為Q345R，厚度為δ=20mm到δ=12mm；第六到第十帶壁板的材質(zhì)為Q235-B，厚度均為δ=10mm。罐壁板間主要采用的是對接焊縫形式，第一帶壁板底部與罐底板間采用角接焊縫形式，雙面連續(xù)焊接。

1.1.3 罐頂

罐頂由網(wǎng)殼與蒙皮組成。整個儲罐的拱形罐頂骨架全部由網(wǎng)殼桿件現(xiàn)場組裝完成，然后再在網(wǎng)殼上安裝厚度為5m的扇形蒙皮板，各扇形蒙皮板之間采用搭接焊縫焊接。

1.2 拱頂儲罐的安裝

大型立式儲罐主體安裝方法有正裝法和倒裝法兩種。正裝法是指以罐底為基準(zhǔn)平面，罐壁板從底層第一帶開始，逐塊逐帶向上安裝。倒裝法是指以罐底為基準(zhǔn)平面，先安裝頂圈壁板和罐頂，然后自上而下，逐圈壁板組裝焊接與頂起，交替進(jìn)行，直到底圈壁板安裝完畢。

拱頂儲罐安裝國內(nèi)普遍采用倒裝法。在實際應(yīng)用過程中，倒裝法有中心柱提升、空氣頂升、手動倒鏈起升、電動倒鏈群起升、液壓提升等多種倒裝法。在以往的施工過程中采用較多的是中心柱提升和手動倒鏈起升。近年來，隨著各種新的施工工藝不斷應(yīng)用和推廣，液壓提升倒裝法正在逐步使用，極大地加快了工程的整體施工進(jìn)度。本次儲罐的安裝采用液壓頂升法進(jìn)行施工。

1.2.1 拱頂儲罐的安裝工序

材料計劃→施工方案及技術(shù)交底→繪制排版圖及下料→預(yù)制成型→運至安裝現(xiàn)場→基礎(chǔ)驗收→罐底板防腐→罐底中幅板與邊緣板的鋪設(shè)→罐底邊緣板和中幅板分別焊接及焊縫檢測→頂層第一帶壁板組焊及焊縫檢測→液壓提升裝置安裝→提升頂層第一帶壁板和組焊第二帶壁板及焊縫檢測→罐頂及頂部附件安裝→提升第一、二帶壁板和罐頂→安裝第三帶至最后一帶壁板及各層壁板焊縫檢測→拆除液壓提升裝置→焊接大角縫→焊接弓形邊緣板和中幅板之間的龜甲縫→無損檢測→盤梯及接管等附件安裝→充水試驗→竣工驗收及交工。

1.2.2 拱頂儲罐安裝前的準(zhǔn)備

（1）儲罐制作選用的材料(鋼板、鋼管及其它型鋼)、附件、設(shè)備等必須具有相應(yīng)的合格證明書并符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，鋼板和附件上應(yīng)有清晰的產(chǎn)品標(biāo)識，表面不得有凹坑、麻點等缺陷。鋼板表面局部減薄量、劃痕深度與鋼板實際負(fù)偏差之和，不應(yīng)大于相應(yīng)鋼板標(biāo)準(zhǔn)允許負(fù)偏差值。當(dāng)無質(zhì)量證明書或?qū)|(zhì)量證明書有疑問時，應(yīng)進(jìn)行復(fù)驗，合格后方可使用。

（2）在正式施工前，技術(shù)人員必須編制好相應(yīng)施工方案，并向施工班組做好技術(shù)交底。根據(jù)施工圖和施工規(guī)范繪制壁板、底板排板圖和排料圖，在排板圖中給每塊壁板編號。排板圖包括：罐體直徑、各層壁板尺寸、每塊壁板編號、罐體附件安裝位置、槽鋼圈、角鋼圈的組裝對接接頭位置、邊緣板的對接接頭位置等。

1.2.3 拱頂儲罐的預(yù)制

儲罐在預(yù)制前要根據(jù)圖紙半徑制作弦長不小于2m的弧形樣板，弧形樣板應(yīng)使用鍍鋅鐵皮制作；每次用完后應(yīng)注意保管，防止變形；鋼板下料采用火焰半自動切割機(jī)切割，鋼板邊緣加工面應(yīng)平滑,不得有夾渣、分層、裂紋及熔渣等缺陷；火焰切割坡口產(chǎn)生的表面氧化層，應(yīng)打磨干凈。

1.2.3.1 底板預(yù)制

底板預(yù)制應(yīng)符合以下規(guī)定：

（1）罐底排板，其邊緣板外徑按設(shè)計直徑放大0.1%，在實際操作中，中幅板直徑放大0.2%，在焊接中幅板與邊緣板間的收縮縫前將幅板余量切除；

（2）邊緣板沿罐底半徑方向的最小尺寸，不得小于700mm；非弓形邊緣板不得小于700mm；

（3）中幅板的寬度不得小于 1000mm，長度不得小于2000mm；

（4）底板任意相鄰焊縫之間的距離，不得小于300mm；（5）罐底板應(yīng)平整，局部凹凸度用直線樣板檢查，其間隙不應(yīng)大于5mm；

（6）中幅板的尺寸偏差：長度偏差：±1.5mm；寬度偏差：±1mm；對角線偏差：≤2mm；直線度偏差：≤2mm；

（7）弓形邊緣板的尺寸偏差：長度允差±2mm；寬度允差±2mm；對角兩對角線之差≤3mm；

底板排版圖(如圖2)。

1.2.3.2 壁板排版

壁板排板應(yīng)符合以下規(guī)定：

（1）各圈壁板的縱向焊縫宜向同一方向逐圈錯開，其間距宜為板長的1/3，并且不得小于300mm；

（2）底圈壁板的縱向焊縫與罐底邊緣板對接焊縫之間的距離，不得小于300mm；

（3）罐壁開孔或接管補(bǔ)強(qiáng)板外緣與罐壁縱環(huán)焊縫之間的距離應(yīng)大于焊角尺寸的8倍且不得小于250mm，罐頂過渡板的對接焊縫與罐壁板的對接焊縫之間距離不得小于300mm；

（4）壁板上連接件的墊板周邊焊縫與壁板縱焊縫或接管補(bǔ)強(qiáng)圈的邊緣角焊縫之間的距離，不應(yīng)小于150 mm，與罐壁環(huán)縫之間的距離不應(yīng)小于75 mm，如不可避免與罐壁焊縫交叉時，被覆蓋焊縫應(yīng)磨平并進(jìn)行射線或超聲波檢測，墊板角焊縫在罐壁對接焊縫兩側(cè)邊緣最少20mm不焊。

壁板排版圖(見圖3)。

1.2.3.3 壁板下料

壁板采用半自動切割機(jī)進(jìn)行放線切割下料，壁板預(yù)制不留調(diào)整板，一次下凈料，預(yù)制一圈壁板的累計誤差等于零，這樣預(yù)制，有利于保證罐體整體幾何尺寸，采用這種方法，要求預(yù)制精度高。壁板尺寸允許偏差應(yīng)符合(表1、圖4)。

表1 壁板尺寸允許偏差（板長AB=9.5m）

壁板坡口型式及尺寸要符合圖樣的要求；罐壁板尺寸允許偏差應(yīng)符合設(shè)計技術(shù)文件規(guī)定；本次施工過程中，壁板縱、環(huán)縫坡口加工應(yīng)滿足（圖5）要求。

1.2.3.4 壁板卷制

壁板滾圓前，在滾床上放入壓頭板將壁板兩端進(jìn)行預(yù)彎曲，在卷制的過程中，要及時控制好卷板機(jī)卷制弧度，使用事先預(yù)制好的弧形樣板隨時抽查壁板弧度（見圖6）。

為避免成型后的壁板在搬運過程中發(fā)生變形，應(yīng)將壁板半成品堆放在專用胎具上，胎具采用[20槽鋼制作（見圖7）。

1.2.4 拱頂儲罐的安裝

1.2.4.1 底板安裝

（1）對儲罐基礎(chǔ)進(jìn)行復(fù)查，按平面圖的方位，在基礎(chǔ)上放出十字線、安裝軸線及標(biāo)高線，弓形邊緣板按每條焊縫4mm的收縮量進(jìn)行放大（直徑放大約0.1%），中幅板直徑放大0.2%，并注意在儲罐安裝過程中不得損壞基礎(chǔ)。

（2）底板的下表面進(jìn)行噴河砂除銹（除銹質(zhì)量等級應(yīng)達(dá)到Sa2.5），經(jīng)甲方、監(jiān)理共檢合格后立即涂刷第一道環(huán)氧底漆，應(yīng)注意每塊板的邊緣 50mm的范圍內(nèi)不刷，待漆層表面實干后涂刷第二道環(huán)氧底漆，待第二層底漆的漆層實干后，應(yīng)立即涂刷第一層、第二層丙烯酸聚氨酯面漆，直到漆層實干后經(jīng)三方共檢合格，再填寫隱蔽記錄并經(jīng)甲方、監(jiān)理方簽字認(rèn)可后方可用于底板的鋪設(shè)。

（3）按排版圖在罐底中心板上劃出十字線，十字線與罐基礎(chǔ)中心線重合，在儲罐中心板的中心打上樣沖眼，并作出明顯的標(biāo)記。

（4）按排版圖由罐底中心板向兩端逐塊鋪設(shè)中間一行中幅板，從中間一行開始，向兩側(cè)逐行鋪設(shè)中幅板，每行中幅板應(yīng)由兩側(cè)依次鋪設(shè)。鋪設(shè)過程中應(yīng)先鋪設(shè)中幅板，后鋪設(shè)邊緣板。中幅板應(yīng)搭接在邊緣板的上面，搭接寬度為60mm，中幅板之間的搭接寬度為40mm,底板的搭接寬度允許偏差為±5mm。

（5）搭接接頭三層鋼板重疊部分，應(yīng)將上層底板切角。切角長度應(yīng)為搭接長度的2倍，其寬度應(yīng)為搭接長度的2/3。

1.2.4.2 拱頂安裝

該儲罐罐頂分兩部分，一部分是鋼網(wǎng)殼，為定型產(chǎn)品，即大型三角型儲罐頂蓋網(wǎng)殼，成套購買安裝，不需焊接；一部分是鋼制蒙皮加肋焊接拱頂，拱頂支于罐壁頂槽鋼支座上，支座鋼板安裝在頂層壁板上緣。

網(wǎng)殼安裝在頂圈壁板安裝完成并報驗合格后進(jìn)行，安裝流程（見圖 8）。

（1）網(wǎng)殼桿件的組裝應(yīng)由下而上對稱進(jìn)行，局部超前不得多于一圈，當(dāng)支座節(jié)點及周邊桿件全部安裝完，可將支座螺栓固定緊，但支座節(jié)點板與邊梁暫不焊接，便于組裝過程中進(jìn)行調(diào)整。

（2）桿件組裝過程中嚴(yán)禁使用氣焊烘烤、重錘擊打等手段；局部不易安裝時，應(yīng)用調(diào)整周圍節(jié)點高差的方法進(jìn)行調(diào)整；桿件組裝四至五圈時，曲面已基本成型，底座也自動找圓，此時應(yīng)將支座節(jié)點板與邊梁焊死。

（3）全部組對完畢之后應(yīng)對球面曲率有明顯誤差的節(jié)點進(jìn)行調(diào)整，直到肉眼觀察球面曲率平滑為止，將節(jié)點螺栓擰緊；組對后網(wǎng)殼支座任意點直徑允許偏差為±D/1000（D為網(wǎng)殼底面的直徑）。

（4）安裝蒙皮板時，應(yīng)從罐頂板中心向外鋪設(shè)，蒙皮板之間采用搭接的形式焊接，任意相鄰焊縫間距不得小于200mm，蒙皮板外表面的搭接縫要連續(xù)焊接。內(nèi)表面與桿件不得焊接，蒙皮板與圈梁連接的邊緣處，焊縫高度不得超過蒙皮板厚度的3/4。

1.2.4.3 壁板安裝

20000 m3立式鋼制拱頂儲罐壁板安裝時采用液壓提升倒裝法施工。

液壓提升倒裝法施工原理：在儲罐底板及頂層壁板安裝完畢之后，再安裝液壓提升裝置；在安裝頂升裝置的同時，要在壁板內(nèi)壁安裝脹圈，用于罐體提升。

液壓提升倒裝法施工采用的是半自動監(jiān)控液壓頂升裝置，系統(tǒng)有電機(jī)、泵、電磁換向閥、液控單向閥、節(jié)流截止閥、油箱、油管、松卡式千斤頂及相關(guān)部件組成。提升架與松卡式千斤頂組成的提升機(jī)均勻分布在罐壁周圍，當(dāng)油泵供油時，壓力油從下油咀進(jìn)入缸體內(nèi)，在油壓的作用下，活塞上升將提升桿帶著負(fù)載向上舉起，在活塞升滿一個行程后油泵停止供油，負(fù)載停止上升，完成提升過程。回油時，壓力油從上油咀進(jìn)入，在油壓的作用下，活塞回程，液壓油從下油咀排出，至此，完成一個提升過程。如此往復(fù)循環(huán)，千斤頂將提升桿帶著重物不斷提升，直至完成一個階段的提升工作。

儲罐液壓提升系統(tǒng)包括脹圈組件、液壓提升機(jī)、液壓控制系統(tǒng)等（見圖 9）。

脹圈組件安裝如下：

（1）拱頂安裝完畢后，在頂層壁板內(nèi)下緣處安裝脹圈組件，脹圈至壁板下緣口的距離視液壓提升機(jī)的尺寸而定；脹圈組件用于罐體的撐圓和罐體的提升，組件包括脹圈和千斤頂；

（2）在現(xiàn)場鋼平臺上放脹圈1：1大樣，檢查其圓弧度，整節(jié)脹圈與大樣偏差不得超過3mm；

（3）拱頂安裝完畢后，在頂層壁板內(nèi)側(cè)下緣劃出脹圈及其定位卡具的安裝定位線，每節(jié)脹圈設(shè)四個卡具，在相鄰兩脹圈擋板之間放置一臺10t千斤頂，放置好后同時頂緊6臺千斤頂，直至脹圈與壁板貼緊為止，脹圈組件即安裝完畢。

液壓提升裝置安裝如下：

（1）脹圈組件安裝完畢后進(jìn)行液壓提升機(jī)的安裝；本次施工單臺儲罐安裝時選用30臺16t的液壓千斤頂。油缸為單級油缸，液壓行程為100±3mm，最大額定油壓為16M pa。

（2）安裝時，先在儲罐底板邊緣板上劃出提升裝置的安裝定位線，其應(yīng)均勻分布在圓周上（見圖10）。將提升立柱的底座墊板均勻擺放在罐底邊緣，并在靠近罐壁板的位置，將提升立柱直立于墊板上，根據(jù)實際情況調(diào)整好提升裝置的位置，待位置調(diào)整垂直后，將其底座板與墊板、儲罐底板組立并進(jìn)行定位焊。

（3）高壓軟管的組裝：高壓鋼管進(jìn)油環(huán)路與電磁換向閥之間、高壓鋼管回油環(huán)路與油缸頂部回油閥之間，通過三通用高壓軟管連接成油路。

（4）高壓總軟管（升、降軟管）連接：升壓軟管連接液壓站出油口和升壓環(huán)形高壓鋼管三通入油口；降壓軟管連接液壓站入油口和降壓環(huán)形高壓鋼管三通出油口；各軟管的連接口處，不得有滲漏油現(xiàn)象。

在各項準(zhǔn)備工作完成之后，在底板上畫出頂圈壁板的內(nèi)徑圓，同時在內(nèi)側(cè)100mm處畫出安裝基準(zhǔn)線；根據(jù)畫線確定的位置點焊臨時內(nèi)外擋板，以限制罐壁的位置。

組對頂圈壁板時，在壁板焊縫的間隙、錯邊量、垂直度，橢圓度等符合要求后，點焊壁板的預(yù)留縫之前，應(yīng)用盤尺測量壁上、下口的周長，確保相等，誤差不得大于2mm；在縱縫的內(nèi)側(cè)安裝3～5塊弧形加強(qiáng)板，以防止焊接產(chǎn)生角變形，外側(cè)點焊防波浪變形豎背杠，然后再進(jìn)行焊接。

組對頂部第二至底圈壁板時，各圈壁板的組對工藝與頂圈壁板的組對工藝相同。組對時，用吊車、托盤將壁板吊裝、運輸?shù)轿唬缓笳{(diào)整好壁板的安裝位置。所安裝的壁板上部和下部均用角銷楔緊，使其與首層壁板貼緊。相鄰兩塊板之間的對接縫間隙調(diào)整好后進(jìn)行組立焊，調(diào)整好后仍然用弧形板固定，以防止焊接時產(chǎn)生變形。間隙嚴(yán)格按圖紙要求進(jìn)行調(diào)整。在組對中應(yīng)注意以下事項：

（1）弧形板與壁板之間的組立焊焊點長度為10mm，焊點間距200mm，組立焊時只焊上部角焊縫，下部不焊。每條縫的上、中、下部各設(shè)置弧形板一塊，上部距壁板頂面40mm，下部距壁板底面200mm。

（2）弧形板材質(zhì)盡量與壁板材質(zhì)相同，圓弧半徑與罐壁內(nèi)側(cè)半徑相同，材料厚度為12mm，長800～1000mm，寬140mm，可用邊角料制作。

（3）壁板圍設(shè)時，留兩條活口，活口應(yīng)均勻分布在罐壁圓周上；活口搭接部分長度100～200mm；活口收口時，采用活口收緊裝置進(jìn)行施工，活口收緊裝置由手拉葫蘆和掛耳組成，設(shè)置在活口兩側(cè)沿水平方向，具體安裝尺寸（見圖11）。

（4）單圈壁板組對、焊接完畢之后，在罐體提升之前，為了調(diào)整環(huán)縫對接間隙和錯邊量，每帶壁板都必須安裝限位擋板，限位擋板包括內(nèi)擋板和外擋板。限位擋板安裝時沿罐壁一周每隔1m設(shè)置一個（見圖12）；擋板組立焊接時，焊縫高度不小于8mm，焊縫表面不得有氣孔、夾渣等缺陷。

整圈壁板全部組對完畢應(yīng)符合以下要求：

（1）相鄰兩壁板上口水平的允許偏差不應(yīng)大于2mm，在整個圓周上任意兩點水平的允許偏差不應(yīng)大于6mm；

（2）壁板的垂直允許偏差不大于3mm；

（3）縱向焊縫的錯邊量：當(dāng)板厚≤10mm時，不應(yīng)大于1mm；當(dāng)板厚≥10mm時，不應(yīng)大于板厚的0.1倍，且不應(yīng)大于1.5mm。

（4）環(huán)向焊縫的錯邊量(任意點)，不大于板厚的0.2倍，且不大于2mm。

1.2.4.4 內(nèi)浮頂?shù)陌惭b

（1）浮頂組合件裝入罐內(nèi)之前應(yīng)在罐外的平臺上進(jìn)行預(yù)組裝，檢查組裝后的效果及幾何尺寸、各連接部位是否合適，如發(fā)現(xiàn)有質(zhì)量問題應(yīng)及時通知生產(chǎn)廠家進(jìn)行處理。

（2）內(nèi)浮頂要在儲罐內(nèi)部防腐工作施工完畢及罐體附件（如：人孔、補(bǔ)強(qiáng)圈、接管、排污槽等）安裝完畢之后才能進(jìn)行組裝。

（3）內(nèi)浮頂安裝時，所有組合件全部通過罐體人孔運入罐內(nèi)，所有運進(jìn)罐內(nèi)的組合件均應(yīng)做好保護(hù)；在組裝浮頂組合件前，應(yīng)熟悉浮頂組裝規(guī)范、組裝說明及設(shè)計要求。

（4）浮頂安裝前應(yīng)將罐內(nèi)壁的焊縫打磨平整，焊縫兩側(cè)的焊渣、飛濺清理干凈，滿足內(nèi)浮頂安裝的條件；在罐內(nèi)組裝的過程中，所有組合件均應(yīng)按照生產(chǎn)廠家的組裝說明書進(jìn)行組裝。

（5）浮頂?shù)乃羞B接部位應(yīng)連接牢固，連接牢固后盤面應(yīng)平整，其組裝后的幾何尺寸和罐內(nèi)壁的幾何尺寸偏差均應(yīng)在設(shè)計允許的偏差范圍內(nèi)。

（6）與導(dǎo)向裝置和罐壁接觸部位的密封裝置的密封情況應(yīng)符合設(shè)計要求。

（7）組裝后浮盤的所有限位支柱應(yīng)全部落到罐底板上，不允許有限位支柱懸空或虛落，最后檢查盤面的平整度是否符合設(shè)計要求。

1.2.4.5 罐壁附件安裝

儲罐附件包括罐頂附件、盤梯組件、罐壁加強(qiáng)圈、液位計、溫度計安裝管、進(jìn)油口、出油口、人孔、罐外液位計安裝孔等。

（1）盤梯安裝

儲罐壁板安裝到第五層時進(jìn)行盤梯的安裝，盤梯組件包括平臺、中間轉(zhuǎn)向臺、支撐架、踏步側(cè)板、踏步和欄桿等。盤梯分為兩段，每段都事先預(yù)制好。

（2）罐壁加強(qiáng)圈安裝

加強(qiáng)圈預(yù)制必須要準(zhǔn)確，其曲率同相應(yīng)壁板的外圓半徑相同，這樣與罐壁組焊在一起，還起到調(diào)整罐壁橢圓度的作用。因此，為保證其安裝精度，卷制后用弧形樣板進(jìn)行檢查，其誤差不得大于1.5mm，有超差的必須進(jìn)行調(diào)整。

安裝前，在壁板上劃出安裝定位線，然后按排版圖安裝。加強(qiáng)圈安裝點固焊后，先焊加強(qiáng)圈與筋板間的焊縫，接著焊接加強(qiáng)圈間的焊縫，多名焊工均勻分布進(jìn)行對稱焊接。采用跳焊和分步退焊法進(jìn)行焊接，最后由多名焊工均勻分布，同一方向，同時開始焊接加強(qiáng)圈與罐壁板的角焊縫。

（3）液位計、溫度計安裝管安裝

儲罐拱頂安裝前將液位計、溫度計安裝管組件吊至罐內(nèi)，待儲罐壁板安裝完畢后在儲罐底板上按施工圖進(jìn)行組裝。

（4）其它附件安裝

其它附件按施工圖進(jìn)行安裝。

2 拱頂儲罐的焊接

儲罐施工對焊接的質(zhì)量要求是：焊接強(qiáng)度要達(dá)到設(shè)計要求，焊接變形控制在規(guī)定范圍之內(nèi)，焊縫外觀及內(nèi)在質(zhì)量符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等。

由于該儲罐體積較大、儲存物料特殊（精甲醇）且罐底與基礎(chǔ)完全接觸沒有任何空隙，焊縫一旦出現(xiàn)缺陷，一方面不易找出缺陷部位，另一方面對缺陷的返修也非常困難，且返修部位焊縫金屬機(jī)械性能嚴(yán)重下降，一般不允許多次重復(fù)返修。同時局部返修可能引起罐體變形，對罐體直線度和垂直度造成影響。因而要求焊縫盡量一次焊接成功，這樣對焊工操作技能要求相當(dāng)高。

2.1 焊接材料

在20000m3立式鋼制拱頂儲罐焊接的過程中，16MnR板材之間的焊接均采用低氫鈉型焊條，牌號為E5015（J507）；16MnR與Q235-B板材間的焊接采用低氫鋼型的E4315（J427）焊條；Q235-B板材間的焊接采用鈦鈣型的E4303（J422）焊條（見表2）。

表2 儲罐焊接焊條選用一覽表

焊條必須有專人負(fù)責(zé)保管、烘烤、發(fā)放，并按說明書進(jìn)行烘干和使用（見表3）。

表3 焊條烘干和使用表

烘干后的焊條，應(yīng)保存在100～150℃的恒溫箱中，隨用隨取；焊接時應(yīng)嚴(yán)格按焊接工藝規(guī)范進(jìn)行，不得隨意變動焊接工藝參數(shù)（見表4）。

表4 底板手工電弧焊焊接工藝參數(shù)表

焊接方法：儲罐底板、壁板及頂板焊接全部采用手工電弧焊焊接。

2.2 底板的焊接

2.2.1 底板焊接順序

首先焊接短焊縫，然后焊接中長焊縫，再次焊接大角縫，最后焊接龜甲縫。初層焊道應(yīng)采用分段退焊或跳焊法。

2.2.2 中幅板焊接

罐底中幅板為搭接焊縫，采用焊條電弧焊施焊；短焊縫焊接時，從中間焊縫往兩邊焊縫擴(kuò)散焊接；長焊縫焊接時，從長焊縫中心向兩側(cè)分段退焊，所有焊工均勻分布焊，沿同一方向等速、等參數(shù)、同步施焊，最終底板變形量應(yīng)符合規(guī)范要求。

2.2.3 邊緣板焊接

應(yīng)先焊靠外緣300mm部位的焊縫，在焊接的過程中要留出兩條對接縫作為收縮縫，收縮縫要等底圈壁板與邊緣板大角縫焊完后再施焊。

弓形邊緣板焊接時應(yīng)采取反變形措施,可將焊接部位墊高20～25mm,根據(jù)變形情況在完成焊接前可拆除,該方法應(yīng)靈活運用；邊緣板對接焊縫的初層焊道填充完畢之后，將外緣靠進(jìn)壁板300mm處的焊道蓋面完畢，其余待底板龜甲縫等焊縫全部焊接完畢之后再進(jìn)行蓋面。焊接時，由罐內(nèi)向外施焊，采用隔縫對稱施焊法，焊工對稱均布。

2.2.4 罐底與罐壁連接的大角焊縫的焊接

大角縫應(yīng)在壁板焊縫全部焊接完、龜甲縫焊接前進(jìn)行施焊；手工電弧焊施焊時，先焊內(nèi)側(cè)焊縫，后焊外側(cè)焊縫，采用分段退焊法，焊工對稱均布，沿同一方向施焊。在大角縫焊接的過程中，底板中幅板和邊緣板之間的龜甲縫要事先點焊牢固，待大角縫焊接完畢之后，再將點焊部位磨開，重新組對焊接。

為了防止底板焊接過程中出現(xiàn)凸凹等變形現(xiàn)象，在中幅板每條焊縫焊接前，沿焊縫長度方向用槽鋼、楔子、千斤頂?shù)裙ぞ邔λ附拥暮缚p進(jìn)行剛性加固，待焊接完畢后再拆除（見圖13）。

2.2.5 中幅板焊縫的焊接

中幅板通長焊縫的各條焊縫按隔條焊接的原則進(jìn)行施焊。焊前先進(jìn)行加固，短焊縫用楔子等卡具加固。中長焊縫兩端各用1塊厚為20mm的鋼板墊起，補(bǔ)償焊接過程中產(chǎn)生的收縮變形。然后將焊縫均分為均等的幾段，每段由1名焊工打底，按分段退焊、隔段跳焊的方法進(jìn)行，長度為400mm，嚴(yán)格控制焊工的焊接速度及焊接工藝參數(shù)。

2.2.6 底板檢驗

底板焊接完經(jīng)無損檢測后，依照規(guī)范及設(shè)計規(guī)定要做真空試驗。

2.3 壁板的焊接

（1）壁板焊接順序：先焊縱焊縫，后焊環(huán)焊縫。焊完相鄰兩圈壁板的縱焊縫后，再焊其間的環(huán)焊縫；先焊外側(cè)焊縫，后焊內(nèi)側(cè)焊縫，在焊接內(nèi)側(cè)前，所有焊道必須清根(使用碳弧氣刨清根并砂輪打磨)。

（2）壁板焊接采用退焊減應(yīng)法進(jìn)行焊接。壁板環(huán)縫焊接時，將整條環(huán)縫均分幾段，每段由1名焊工施焊，所有焊工均勻分布在四周，沿同一方向按分段退焊的方法進(jìn)行，嚴(yán)格控制焊工的焊接速度及焊接工藝參數(shù)。

（3）壁板縱焊縫、環(huán)焊縫焊接完畢后，用氣割割去弧形板，將焊疤清理干凈。當(dāng)有較大的弧坑時，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)焊，然后磨平；在焊接過程中，同一部位返修不宜超過二次,若超過二次須經(jīng)技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)；壁板焊接之后，應(yīng)保證相臨兩塊板的上口水平偏差為2mm，整個圓周上任意兩點水平的允許偏差為3mm。

（4）為防止焊縫角變形，除應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝外，應(yīng)做好防變形措施。發(fā)現(xiàn)焊縫局部出現(xiàn)凸凹、收腰等現(xiàn)象時，要立即停止焊接，用碳弧氣刨刨出變形部位，然后采用千斤頂、斜支撐、龍門卡具等對變形部位進(jìn)行校正，校正完畢之后再進(jìn)行焊接。

（5）底圈壁板組焊完畢后，其幾何尺寸應(yīng)符合(表5)的規(guī)定。

表5 底圈壁板幾何尺寸允許偏差表

其它各圈壁板組焊完畢后，幾何尺寸應(yīng)符合(表6)的要求。

表6 其它各圈壁板幾何尺寸允許偏差表

（6）焊縫的外觀檢查和修補(bǔ)(見表7)。

表7 焊縫的外觀檢查和修補(bǔ)

（7）每帶壁板焊接完畢之后，焊縫要按設(shè)計規(guī)范的要求，按照規(guī)定的探傷比例進(jìn)行X光探傷。

2.4 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2.4.1 幾何形狀和尺寸要求

儲罐組裝焊接后，其幾何形狀和尺寸，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）罐壁總高度的允許偏差，不應(yīng)大于設(shè)計高度的 0.5%；（2）罐壁鉛垂的允許偏差，不應(yīng)大于罐壁高度的 0.4%，且不得大于50mm；

（3）罐壁橢圓度：任何最大直徑-最小直徑≤平均直徑的1%，同時，從據(jù)罐底300mm處量取，最大半徑-最小半徑≤±19mm；

（4）罐底焊接后，其局部凹凸變形的深度，不應(yīng)大于變形長度的2%，且不應(yīng)大于 50mm；

（5）罐底和罐壁上的工卡具焊跡應(yīng)清理干凈，焊疤應(yīng)打磨平滑。

2.4.2 無損檢測要求

依據(jù)設(shè)計施工圖的要求，儲罐底板、壁板及其附件焊接完畢之后，要依據(jù)《承壓設(shè)備無損檢測》JB/T4730的要求對焊接部位進(jìn)行無損檢查，檢查比例應(yīng)符合以下要求：

（1）罐底的邊緣板，每條焊縫外端300mm，應(yīng)進(jìn)行射線檢測。底板三層鋼板重疊部分的搭接接頭根部焊道焊完后，在沿焊縫三個方向各200mm范圍內(nèi)，應(yīng)進(jìn)行滲透檢測，全部焊完后，應(yīng)進(jìn)行滲透檢測或磁粉檢測。

（2）底圈壁板，應(yīng)從每條縱焊縫中任取2個300mm進(jìn)行射線檢測，其中一個位置應(yīng)靠近底板。其它各圈的縱焊縫，每個焊工焊接的每種板厚，在最初焊接的3m焊縫的任意部位取300mm進(jìn)行射線檢測，以后不考慮焊工人數(shù)，對每種板厚在每30m焊縫及其尾數(shù)內(nèi)的任意部位取300mm進(jìn)行射線檢測。

（3）環(huán)向?qū)雍缚p，每種板厚在最初焊接的3m焊縫的任意部位取300mm進(jìn)行射線檢測。以后對于每種板厚，在60m焊縫及其尾數(shù)內(nèi)的任意部位取300mm進(jìn)行射線檢測，上述檢測不考慮焊工人數(shù)。

（4）底圈壁板與底板的大角焊縫，在罐內(nèi)及罐外角焊縫焊完后，應(yīng)對罐內(nèi)角焊縫進(jìn)行磁粉檢測或滲透檢測，在儲罐充水試驗后，應(yīng)用同樣的方法進(jìn)行復(fù)驗。

（5）以上檢測要求達(dá)到Ⅲ級或Ⅲ級以上合格。

3 結(jié)論

實踐證明，大型立式儲罐在施工的過程中，立縫焊接的各項參數(shù)大于環(huán)縫焊接參數(shù)，所以在整個儲罐焊接質(zhì)量控制中，主要控制過程應(yīng)放在壁板的立縫上。焊接時要防止因咬肉、未熔合及夾渣等缺陷而引起的角變形超標(biāo)的現(xiàn)象，杜絕因角變形超標(biāo)而導(dǎo)致材料由塑性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔训默F(xiàn)象發(fā)生。

在環(huán)縫的焊接過程中，影響環(huán)縫焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素有焊接工藝、焊接順序、焊工水平、組對間隙及其大小（間隙均勻且為2mm）、坡口形式及角度等。本次施工的儲罐，壁板厚度≤10mm時，環(huán)縫坡口采用單邊坡口；壁板厚度>10mm時，環(huán)縫坡口采用雙面不對稱坡口；焊接順序為先焊環(huán)縫外側(cè)，外側(cè)焊完清根后，再焊環(huán)縫內(nèi)側(cè)。這樣的焊接順序保證了環(huán)縫施焊后，其角變形在設(shè)計和GB50128—2005要求的范圍內(nèi)。在焊接的過程中，通過使用碳弧氣刨和磨光機(jī)聯(lián)合清根，使焊后焊縫的清根工作比較容易，清根徹底，保證了焊縫間隙，因而減少了未熔、夾渣、氣孔等焊接缺陷的發(fā)生。

這次施工，通過使用液壓頂升設(shè)備，極大地加快了整個工程的施工進(jìn)度，節(jié)省了大量的人力、物力，降低了施工成本，同時也保障了整個工程的施工安全。通過本次施工，積累了大量的大型立式鋼制圓筒形拱頂儲罐（內(nèi)浮頂拱頂儲罐）在制作、安裝過程中各個工序（如：預(yù)制、組裝、吊裝、焊接等）的第一手資料，為今后儲罐的施工提供了可靠的參考價值。

1 《立式圓筒形焊接油罐施工及驗收規(guī)范》 GB50128-2005

2 《立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計規(guī)范》 GB50341-2003

3 《鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)定》 HG20583-1998

4 《承壓設(shè)備無損檢測》 JB/T4730

5 《液壓提升設(shè)備說明書》

TE97

B

1672-9323（2012）05-0033-08

2012-07-06）