⼤型储罐的⼯⼯法
⼤型储罐液压顶升、⾃动焊、倒装施⼯⼯法
陕西化建⼯程有限责任公司
中油吉林化建⼯程有限公司
王智杰何丹杨峰斌李丽红
1．前⾔
随着我国经济的快速发展和⼈民⽣活⽔平的不断提⾼，能源消耗急剧增长，⽯油和成品油的需求剧增。⽬前我国已变成⽯油进⼝⼤国，⽯油已成为国家重要的战略物资，它直接关系到我国的经济发展、社会稳定和国家安全，增加原油储备迫在眉睫，因此，我国对国家⽯油储备库和成品油库的建设给予了⾼度的重视。
⼤型⽴式钢制储罐是⾮常重要的储运设备，越来越多地被应⽤于原油、成品油等储运⼯程中，其中⽴式圆筒形拱顶储罐和浮顶储罐最为普遍。因此，⽴式圆形储罐的制作安装也不断更新发展。
⼤型储罐的预制、罐体提升及焊接是储罐制安的主要⼯序，直接影响储罐制安的施⼯质量。同时，储罐制安⼯作中，主要的⼯作量集中在焊接⼯序上。在当今施⼯⾏业，⾃动焊技术已经渗⼊到储罐制安⼯艺中，但⾃动焊机以储罐“正装”为基准进⾏设计。 我公司在⼤型储罐制安中，为了减少⾼空作业量，减少脚⼿架的投⼊等，习惯于“倒装法”作业。为此，我公司技术⼈员与焊机⼚进⾏多次研讨，将适⽤于“正装法”的悬挂式“横焊机”改造成适⽤“倒装法”的轨道式“横焊机”，同时，在罐体提升过程中，为了更稳、更快，⽤“液压顶升”设备代替了原来的电动倒链。将⾃动焊、液压顶升等先进的施⼯⼯艺融⼊到“倒装法”施⼯⼯艺之中，另外在⾃动焊⽅⾯采⽤⾃⾏研发的了“单⾯焊双⾯成型”技术。
本施⼯⼯艺，经过实践证明安全、可靠、先进。罐体的焊接质量能够满⾜规范要求，
同时克服了“正装法”的⼀些不⾜，是⼀项值得在同⾏业推⼴的施⼯⼯法。
2．⼯法特点
2.1⼤型⽴式储罐主体制作安装⽅法有“正装法”和“倒装法”两种，本施⼯⼯法是以“倒装法”为基础研发的。
2.2本施⼯⼯法主要是将⾃动焊接技术及液压顶升技术应⽤于储罐的“倒装法”施⼯⼯艺中。
吸音海绵
2.3本施⼯⽅法主要是将“正装法”的“埋弧横焊机”进⾏了改造，即从“悬挂式”改造成“轨道式”，使之与“倒装法”相适应。同时采
⽤“单⾯焊双⾯成型”⼯艺。
2.4本施⼯技术克服了⼤型储罐“正装法”制安过程中存在的不⾜：如⾼空作业量⼤，需要搭设满堂红脚⼿架，⼤型吊车投⼊量⼤等。
2.5本施⼯⼯法将⾃动焊、液压顶升技术⽤于储罐制安中，提⾼了⼯作效率，降低了施⼯成本。
2.6本施⼯⼯法经过是实践证明，操作简单、可靠，是⼀项值得在同⾏业推⼴的施⼯⼯艺。圆弧齿同步带
3.使⽤范围
本施⼯⼯法适⽤于⼤型⽴式钢制储罐（容积≥1万m3），采⽤“倒装法”进⾏制安施⼯。
4.⼯艺原理
4.1⼤型⽴式储罐采⽤“倒装法”施⼯，是指以罐底为基准平⾯，先安装顶圈壁板和罐顶，然后⾃上⽽下进⾏逐圈壁板焊接、顶升，直到罐壁安装完毕。本⼯艺可以减少⾼空作业量，减少⼤型吊车的投⼊，作业安全、可靠。 4.2⼤型⽴式储罐⽴缝焊接采⽤⽓电⽴焊机电渣焊技术，环缝焊接采⽤埋弧单⾯焊
双⾯成型技术。在“正装法”施⼯中，埋弧焊机始终悬挂在顶层壁板上，沿壁板滑动进⾏环缝焊接。但在“倒装法”施⼯⼯艺中，埋弧焊机不能采⽤悬挂形式，只有对其改造，给其设计环形轨道，让焊机沿轨道进⾏环缝焊接。
4.3⼤型⽴式储罐采⽤“倒装法”作业时，罐体提升也是制安的主要⼯序，传统施⼯⼯艺是利⽤中⼼柱电动倒链进⾏提升罐体。为了改善⼯⼈作业环境、提⾼⼯作效率，本⼯法采⽤液压顶升装置，实现罐体提升，提升过程平稳、安全、可靠。
4.4本施⼯⼯法主要是将“⾃动焊、液压顶升”技术融⼊⼤型储罐“倒装法”施⼯中，减少了投⼊，降低了成本，安全、可靠，是⼀项值得推⼴的施⼯⼯艺。
5．施⼯⼯艺流程及操作要点
5.1施⼯⼯艺流程
基础验收→底板、壁板、浮顶、附件预制→罐底板安装、焊接→液压顶升装置安装→横焊机轨道安装→顶层壁板组对、⽴缝焊接→罐顶安装→壁板提升→壁板围板、⽴缝焊接→环缝焊接→顶层壁板安装→边缘板焊接→试验
5.2操作要点
以50000m3浮顶储罐制安为例：
5.2.1底板下料预制
网络课堂系统⼯艺流程：准备⼯作→材料验收→划线→复检→切割→打磨→检查记录→防腐→标识→交付安装
底板下料采⽤半⾃动割与⼿动割相配合进⾏坡⼝加⼯，并根据排版图进⾏下料。
排版图应符合下列要求：
外圈边缘板直径⽐设计直径放⼤0.1%，按60mm考虑。
边缘板沿罐底半径⽅向的最⼩尺⼨不得⼩于700mm。
中幅板宽度不得⼩于1m，长度不得⼩于2m。
底板任意相邻焊缝之间距离不得⼩于300mm。
⼸形边缘板尺⼨的测量部位如图1，其允许偏差应符合表1的要求。
图5罐底板⼸形边缘板测量图
⼸形边缘板尺⼨允许偏差(mm) 表1
所有的底板在下料时必须认真作好记录，要求切割后的成品料注明编号，必须标识出储罐位号、排版编号、规格型号、安装位置。
5.2.2罐壁板的预制
罐壁板的预制⼯艺流程为：准备⼯作→材料验收→划线→复检→切割→打磨→成型→检查记录→防腐→交付安装。
5.2.2.1罐壁预制前应绘制排版图，并应符合下列要求：
A.底圈壁板的纵向缝与罐底边缘板对接焊缝之间的距离不得⼩于300 mm。
B. 各壁板之间的纵向焊缝宜向同⼀⽅向逐圈错开，相邻圈板纵缝间距宜为板长的1/3，且不得⼩于300mm 。
C.壁板板宽不得⼩于1000 mm ，板长不得⼩于2000 mm 。
D. 壁板下料前后要有尺⼨检查记录，控制长度⽅向上的积累误差每圈不⼤于10 mm ，壁板下料尺⼨允许偏差应符合表2的要求。测量位置见图2。
罐壁板尺⼨允许偏差（mm ）表2
罐壁板尺⼨测量部位图2
E. 罐壁厚度⼤于12 mm 时，开孔接管或补强板外缘与罐壁纵环缝之间的距离，应⼤于焊⾓尺⼨的8倍，且不应⼩于250 mm 。
F. 罐壁厚度不⼤于12 mm 时，开孔接管或补强板外缘与罐壁纵环缝之间的距离，
不应⼩于150 mm，与罐壁环焊缝之间的距离，不应⼩于壁板厚度的2.5倍，且应不⼩于75 mm。
G. 罐壁上连接件的垫板周边焊缝与罐壁纵焊缝或接管，补强圈的边缘⾓焊缝之间的距离，不应⼩于75 mm，如不可避免与罐壁焊缝交叉时，被覆盖焊缝应磨平并进⾏射线或超声波检测，垫板⾓焊缝在罐壁对接焊缝两侧边缘最少20 mm不焊。
H. 抗风圈和加强圈与罐壁环焊缝之间的距离，不应⼩于150 mm。
5.2.2.2壁板应在卷板机上进⾏卷制，壁板在卷制时滚板机辊轴轴线应与壁板长度⽅向相互垂直，并随时⽤样板检查卷制弧度。壁板卷制后应直⽴在平台上，⽔平⽅向⽤内弧样板检查，其间隙不得⼤于4mm。垂直⽅向⽤直线样板检查，其间隙不得⼤于
2mm；检查位置根据板的长度定，且不应少于3处，且弧形样板长度不应⼩于2⽶。
5.2.2.3在卷制壁板时，应⽤吊车或吊装机具配合，防⽌在卷制过程中使已卷成的圆弧回直或变形，卷制好的壁板应⽤专⽤胎架运输、存放。
5.2.2.4对于储罐壁板要下精料也要掌握以下⼏点：
A.下料时考虑壁板组对间隙
B.壁板放线下料时⼏何尺⼨的⼀检、⼆验、三复合。
C.不同板厚在不同时间下料时的热胀冷缩的收缩量系数的确定。
D.切割时是否按线切割、切割时是否采⽤计量器具按提前放好的基准线进⾏核对。
5.2.3浮顶预制
⼯序：准备⼯作→材料验收→制作平台→船舱环板、隔板预制→船舱型钢预制→浮顶单盘板预制→交付安装。虹膜识别芯片
矿渣微粉5.2.3.1浮顶预制前，应根据图样要求及材料规格绘制排版图。
5.2.3.2单盘板的排版直径，宜按设计直径放⼤0.1，可放⼤60mm。
5.2.3.3边缘板沿罐底半径⽅向的最⼩尺⼨不得⼩于700mm；中幅板宽度不得⼩于1m，长度不得⼩于2m；底板任意相邻焊缝之间距离不得⼩于300mm 。
5.2.3.4船舱根据现场实际情况分17段预制，每段预制完成后按实际安装位置进⾏编号，并标明安装接头序列号，船舱底板及顶板预制后，⽤直线样板检查平⾯度，间隙不应⼤于5mm；船舱内外边缘板⽤弧形样板检查，间隙不应⼤于10mm；船舱⼏何尺⼨的允许偏差如下：见图3
船舱⼏何尺⼨测量位置图3
允许偏差如下表3
测量部位允许偏差
⾼度AE BF CG DH ±1
弦长AB EF CD GH ±4
对⾓线之差∣AD-BC∣和∣CH-DG∣∣EH-FG ≤6
5.2.3.5船舱分段预制⽰意图4
船舱分段预制⽰意图4
5.2.3.6浮顶船舱顶板、隔板、环板、底板的预制要求按照罐壁板的预制要求进⾏，直边采⽤半⾃动切割，尺⼨按排版图计算确定。弧形部分采⽤⼿⼯⽕焰切割成型。
5.2.3.7单盘板加强筋和船舱内桁架的预制按照有关钢结构施⼯的要求进⾏。
5.2.4附件预制大尺寸触摸屏
5.2.4.1加强圈、抗风圈、盘梯等弧形构件加⼯成型后，⽤弧形样板检查，其间隙不得⼤于2mm，放在平台上检查，其翘曲变形不得超过构件长度的0.1%，且不应⼤于6mm。
5.2.4.2热煨成型的构件不得有过烧、变质现象，其厚度减薄量不应超过1mm。
5.2.4.3 浮顶⽴柱、⽴柱套管的预制，根据设计尺⼨进⾏钻孔加⼯，保证⽴柱及套管上孔径中⼼⾄⽴柱底⾯距离符合设计尺⼨，要保证⽴柱直线度。
5.2.4.4导向管、量油管预制焊接后焊道要打磨光滑与管材表⾯平齐，量油管上的钻孔要⽤锉⼑把开孔内壁的⽑刺全部剔除，并保证内壁光滑，以防⽌量油装置安装后不能正常使⽤。
5.2.4.5滚动浮梯、通⽓阀、紧急排⽔管、集⽔坑、⼈孔等附件按施⼯图纸及相关规范进⾏预制。
5.2.5船舱及单盘板安装临时⽤⾻架预制
船舱安装时采⽤套管式临时⽀柱⾻架（⽹架）做⽀撑进⾏安装，所谓套管式临时⾻架的施⼯⼯艺是：临时⽀柱根据施⼯现场的设计标⾼可以⽤来调整⾼度差，他的具体制作⽅法是采⽤φ89的钢管和φ76的钢管进⾏插⼊式连接中间预留⼀定⾏程⾼度作为调整顶部⽹架上平⾯的平整度。如下图5：
5.2.6储罐组装
5.2.
6.1储罐的安装⽅法
采⽤“倒装法、⾃动焊、液压顶升”进⾏施⼯
5.2.
6.1 50000m3罐体倒装提升⽅法采⽤液压顶升装置, 如下⽰意图6：
A.该提升装置安全可靠，本50000m3 罐共设置40个提升点，按圆周均匀分布，每间隔4.65⽶设⼀根液压提升装置；
B.校对焊缝⽅便，可调精度在2 毫⽶之内.
C.升降⽅便，使⽤载荷升降顶升2.7⽶,⽅便施⼯.
D.50000m 3储罐罐壁总重为557.252吨(含顶部抗风圈板)。采⽤液压提升装置40根，选⽤型号单根最⼤承重量为25吨，提升⾼度
2.7⽶，每1个液压提升装置最⼤承重1
3.93吨；能满⾜要求。倒装提升装置平⾯部置图如下图7；
控制柜号电源柜
号电源柜
号液压泵号液压泵
号液压泵
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