大型鋼儲罐不銹鋼襯里設計與建造

李 強，王 霞

(1.江蘇揚農化工集團有限公司，江蘇揚州225009;2.江蘇揚農錦湖化工有限公司，江蘇揚州211900)

2012年初江蘇揚農化工集團有限公司在寧夏分公司新建一套化工裝置，其每年需要原料鄰硝基氯苯近2 kt，而其周邊沒有充足的原料供應必須從千里之外的華東地區采購。由于路途遙遠，供應鏈有中斷的風險，為了保證原料的持續供應，穩定生產裝置，決定新建一座2 000 m3的鄰硝基氯苯儲槽來保證生產運行。所盛物料鄰硝基氯苯其密度為1 300 kg/m3，凝固點為32℃，易引起中毒。

1 儲罐設計

圖1 不銹鋼襯板規格圖(單位:mm)Fig.1 Stainless steel lining board size chart

由于鐵離子對原料易造成污染，最終會影響產品品質，所以儲罐的罐壁與底板材質選Q235-A，內襯2 mm厚316L不銹鋼薄鋼板，不銹鋼薄鋼板選用最普通的2 440 mm×1 220 mm規格標準板，鋼板塞焊孔φ6 mm、間距300 mm，如圖1所示。罐頂選6 mm厚304不銹鋼板制作，拱頂外置碳鋼加強筋，儲罐接管材質選用316L。儲罐直徑為15 800 mm，高11 200 mm，拱頂圓半徑16 000 mm。罐壁外加熱盤管選用DN25無縫鋼管(材質20號)，間距200 m，自上而下分6組，管口標記為N1.1～12，每組加熱管總長約460 m。儲罐內部距離罐底300 mm高設置5根DN250的316L不銹鋼內加熱管，管口標記為N2.1～10。儲罐設計溫度70℃，設計壓力為常壓，其本體的碳鋼壁厚根據SH3046—1992《石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲罐設計規范》中規定的0.3法則進行計算，不銹鋼襯里參照JB/TQ 267-1981鉻鎳奧氏體不銹鋼塞焊襯里設備技術條件進行設計，儲罐總裝圖如圖2所示。

2 儲罐不銹鋼襯里設計

罐壁的總表面積約560 m2，為了保證襯層的密封性同時為方便焊接與檢漏，保證不銹鋼襯層焊接密封性，將襯層從上到下分割為5段，每段為一個單獨的密封體，在每段的最下部開4個DN15不銹鋼檢查管口，并標記為N3.1～20，用于排氣、抽氣等觀察檢漏之用，襯板之間40 mm搭接，三層襯板重疊的部分最上層需進行切角，襯層施工過程中需要用木錘子不斷敲打，保證襯層與罐壁盡量貼合減小間隙，具體結構如圖3。罐壁接管與不銹鋼襯板焊接采用內補強圈結構，補強圈材質316L，其厚度根據接管大小選6 mm或8 mm，外徑按補強圈標準選取，焊接詳細結構見圖4。罐底與罐壁的不銹鋼襯板用L50 mm×50 mm不銹鋼角鋼進行過渡連接，角鋼分別與壁板、底板間斷固定焊，底板襯層與不銹鋼角鋼間斷固定焊，壁板不銹鋼襯板下部先翻邊再與底板不銹鋼襯板進行密封連續焊，具體連接如圖5所示。

圖2 儲罐總裝圖(單位:mm)Fig.2 Tank assembly drawing

圖3 罐壁不銹鋼襯里焊接示意Fig.3 Tank wall stainless steel lining welding details

圖4 儲罐接管焊接結構示意Fig.4 Tank structure welding diagram

圖5 罐壁與罐底板不銹鋼襯里焊接示意Fig.5 Welding details of the tank wall and bottom plate of stainless steel lining

3 儲罐不銹鋼襯層施工與檢驗

為了節約費用、提高施工安全性，打破傳統的先將儲罐建造完畢后，在儲罐里面搭腳手架然后進行不銹鋼襯板施工的方法，而是在儲罐制作過程中同步進行不銹鋼襯板的施工。其施工工藝為先建造2圈或3圈壁板，完畢后將罐體內表面焊縫打磨光滑并進行滲透探傷合格后即進行一段襯板施工。每段罐壁不銹鋼襯層施工結束后通過檢漏孔分別進行正壓40 kPa、負壓40 kPa保壓30 min以上的泄漏與焊接強度試驗。因不銹鋼與碳鋼在80℃時線膨脹系數相差5.31×105mm/(mm·℃)，而本儲罐工作時溫度比較高，此方法在冷模狀態下良好的檢驗了由異種鋼高溫時膨脹系數不同造成襯板與本體焊縫開裂的危險工況。每段襯層檢驗合格后方可進行下圈壁板施工。

其次罐底不銹鋼襯板的施工與檢驗，罐底襯層施工前，先進行罐底板的焊接以及底板焊縫的真空箱檢漏，檢查合格后方可進行罐底板襯層的施工，罐底板襯層與壁板最下段襯層連為一體，為一個密封體，一起進行正壓、負壓泄漏與強度試驗。

最后盛水試驗，儲罐全部建造完畢后分步驟向儲罐里注滿水，對不銹鋼襯層整體密閉性進行泄漏檢查。

4 結論

至今儲罐已經使用一年多，運行狀況良好，不銹鋼襯層沒有因溫度變化等而產生泄漏、起鼓等現象，說明在較高溫情況下此大型不銹鋼襯里儲罐設計是成功的。

［1］ 張健.碳鋼儲槽內襯奧氏體不銹鋼薄板的施工工藝［J］.安裝，2005，1(140):23-24.

［2］ JB/TQ 267—1981.鉻鎳奧氏體不銹鋼塞焊襯里設備技術條件規程進行［S］.1981.

［3］ GB50128—2005.立式圓筒鋼制儲罐驗收規范［S］.2005.

［4］ SH3046—1992.石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲罐設計規范［S］.1992.