大庆油田建设集团有限责任公司
刘家发 曲文忠 纪海涛 陈申迅 彭国华
1 前言
试压沉降是储罐建造的重要工序，储罐建造标准规定需采用淡水介质进行试压。大型储罐体积大，用水量多，费用高，尤其在沿海一些淡水紧缺的地区，节约淡水，降低成本成为重要的施工课题。大庆油田建设集团化建公司在大连国家石油储备基地工程储罐建造中，通过科技创新，成功实现了用海水代替淡水进行试压，较好的解决了这一施工难题，节约了大量的淡水资源，获得了显著的经济效益和社会效益。
2005年7月，大庆油田建设集团立项进行《10万立浮顶油罐施工配套技术研究》课题研究，重点进行海水代替淡水试压技术研究，2006年9月，在大连国家石油储备基地工程1号罐区6台10万立储罐进行海水代替淡水试压的技术应用，获得成功，形成了技术先进的综合配套技术，2007年4月在其余的24台10万立储罐，大连保税区油库工程5座10万立储罐和大连港商业油库工程4座10万立储罐进行了推广。
以海水试压技术为核心的《10万立浮顶油罐施工配套技术研究》课题于2007年12月通过大庆石油管理局
的技术鉴定，并获科技进步一等奖；2007年3月获中国石油化工协会技术进步三等奖。该海水试压技术处于国内领先，已申报国家发明专利《为实现充海水试压对大型储油罐进行防腐蚀处理的方法》（专利申请号200710151931.1），该技术具有广阔的推广应用前景。
2 工法特点
2.1该工艺成功打破了储罐试压只能使用淡水介质的局限，保证了试压过程的可靠性和高效性。
2.2采用有效的防化学腐蚀技术措施，解决了试压过程中海水对储罐腐蚀，保证了工程质量。
2.3充分利用了沿海地区丰富的海水资源，充水试压方便、快捷。
2.4降低了储罐充水试压成本，节约大量淡水资源。
2.5对排放的海水进行净化处理，解决试压后废水排放的污染，保护环境。
3 适用范围明治维新与洋务运动
本工法适用于在海水资源丰富的沿海地区建造的20000m3以上的外浮顶立式储罐的充水试压及基础沉降。
本工法对其他类型钢制储罐充水试压及基础沉降工作等施工领域具有指导意义。
4 工艺原理
本工法的核心工艺是储罐在海水中的腐蚀防护技术和充水工艺技术，其工艺原理如下：4.1防海水腐蚀原理
采用物理隔离防护和电化学防护的方法，试压前拆除部分可拆卸附件；对罐体采用涂刷临时防护漆使储罐金属与海水隔离，避免直接接触造成腐蚀；在储罐底板布置安装牺牲阳极块防止还是试压过程中的电化学腐蚀。 4.2充水工艺原理
选择能够抗海水腐蚀的自吸式多级水泵，按照设计要求进行充水试压，达到标准规定及设计文件要求的沉降时间后，在储罐沉降、试压检测合格后进行放水，同时采用高压水用淡水对与海水接触的罐壁进行冲洗。罐内残余的海水，抽到沉降池内进行净化处理。
5 施工工艺流程及操作要点
5.1 工序流程
本工法主要工艺流程见图1
安徽省经济委员会图5.1 海水试压工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1试压前准备
1储罐附件拆除 准备
1) 为了避免搅拌器、阀门、液位计及相关的电器仪表等设备避免受到海水腐蚀，上水前需标识和拆除，所有储罐罐壁开孔用临时盲板、丝堵盲死。
2) 采用位号、定位线对需拆除部件进行标识，方便恢复安装，确保质量。
3) 为了减少拆除量，储罐的一次、二次密封装置试水前暂不安装
2 储罐防护处理
应用集成
1）储罐上水试压前必须对罐壁、罐底、浮船底、浮船支柱涂刷临时防腐漆，但所有与严密性试验有关的焊缝均不得涂刷油漆。
2）中央排水管、刮蜡片试压时按照设计图纸安装，试压后进行清洗，不锈钢材料使用黄油进行密封保护。
5.2.2罐体防护系统设计
按国家标准《铝-锌-铟系合金牺牲阳极》的要求，
选择铝-锌-铟合金牺牲阳极材料，阳极性能必须符合
《铝-锌-铟系合金牺牲阳极》标准，阳极的钢芯表面
应镀锌，阳极形状如图5.2.2。
阳极块数量计算需要按照储罐防护要求，被保护
面积、保护电流密度、发生电流量、阳极寿命进行计算阳极用量。图5.2.2 阳极形状图 1保护面积计算
在考虑储罐整体采用阴极保护设计的同时，重点考虑对浮船底板的保护。被保护面积包括浮船底板的
面积、罐底板面积和海水所接触的罐壁板面积，按照公式，保护部件的面积S计算如下：
S = S浮船底 ＋ S罐底板 ＋ S罐壁板
2保护电流密度选定
按照设计文件规定选取保护电流密度，若设计文件未规定，可按常规选取, i1＝15mA/m2。
3铝合金牺牲阳极发生电流量I f
I f ＝（ΔE/R）×1000
R =（ρ/2πL）×（ln（4L/r）-1）
式中，ρ－海水电阻率（通常取25Ω·cm）
L－阳极长度（按照设计文件采用的阳极型号选取）
r－阳极当量半径，(r = C/2π)
C－阳极横截面周长（cm）
4铝合金牺牲阳极的使用寿命
T ＝（m Q×1000）/（I f I m×8760）1/K
式中， m－阳极质量（按照设计文件采用的阳极型号计算）；
Q－阳极实际电容量（铝阳极为2400A·h/Kg）；
I m－牺牲阳极平均发生电流量（按可取标准规定的I m＝（0.5～0.55）I f ；
1/K－阳极利用系数（通常取85％）。
5铝合金牺牲阳极的用量
根据公式N =（i1S）/i f，将I f和保护面积代入，得到阳极使用数量，以10万立方米储罐为例，铝合金牺牲阳极需要159支。由于大型储罐的设计均采用牺牲阳极保护，因此为了节约施工成本，在不影响储罐的使用功能前提下，利用原设计的阳极数量基础上，按照现场试验阳极的腐蚀程度，得出增加阳极数量的经验公式如下：
N增 =（N设-N计）×D×0.01/(1/K)
式中，N增－实际需要增加的阳极数量
N设－设计采用的阳极数量
N计－计算试压需要的阳极数量
D －试压天数
1/K－阳极利用系数（通常取85％）。
以10万立方米储罐为例，铝合金牺牲阳极数量在原设计285块的基础上需增加25支，共计需要安装310支阳极就能达到防护要求，既能在海水试压期间对储罐进行保护，又能在储罐正式投产后对储罐底板内壁实行阴极保护，避免了安装和拆除牺牲阳极的重复性工作。
5.2.3 罐体防护系统布置安装
1铝合金牺牲阳极全部安装到罐底板，距罐边缘5米处沿圆周均匀布置100块阳极；距罐边缘10米处沿圆周均匀布置80块阳极；距罐边缘20米处沿圆周均匀布置70块阳极；距圆心半径10米处沿圆周均匀布置50块阳极；圆心处均匀布置10块阳极。安装后的铝合金牺牲阳极见下图5.2.3。
（注图中：R1为 40m，R2为 39.88m，R3为39.68m）
图5.2.3 铝阳极安装位置示意图
5.2.4试压系统安装
1上水泵的选择、安装
1）需要泵本身具有抗海水腐蚀，采用上水泵叶轮及液腔内设置镀层，保证上水泵本身的稳定及可靠性。
2）结合当地潮汐表确定泵的安装高度。选择泵的汽蚀余量。安装高度的垂直距离为：H安=H高-H低+2
H安：表示安装高度
H高：表示上水季节涨潮最高点
H低：表示上水季节落潮最低点
3）根据不同的施工地理位置，储罐距离取水点的水平高差、上水管线的水头损失及泵的有效工作效率，最终确定泵的扬程。取水管端部必须设置海水滤清装置，防止海水中的鱼类或杂质进入管道及上水泵造成损坏，滤清装置按照不同目数的多级滤网的滤清方式制作。
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以10万立方米储罐为例，根据要试压储罐的数量、上水的难易程度及工程经济条件，采用自吸泵，泵的型号为：250SD60×2型多级消防泵, H=105m，A=580m3/h，气蚀余量：6.0米 电机型号:Y355M2-4/250kw。
2上水管线的安装
1）上水管线采用废旧管线，内壁不进行防腐。
2）在管线直径大小根据上水泵的出水口流量选择适当的临时工艺管线。
5.2.5充水试压检查
1焊接沉降观测点并确定相对沉降观测参考点。
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2将上水管线接在人孔处，罐附近安装控制阀门，上水前对基础进行一次测量观测。
3正常上水启动一台上水泵，另一台水泵备用。
4充水试压过程中，定期绘制时间沉降量曲线，当沉降量≤5㎜/d时，可继续充水；若发现基础不均匀沉降量超出5㎜/d，或罐基础沿罐壁圆周方向任意10m弧长内沉降量差超过25㎜时，应停水沉降，每天定期观测，直至沉降稳定为止。
5在充水试验过程中，检查浮顶及转动浮梯量油导向管升降情况，检查是否灵活，有无卡涩现象。
6油罐沉降试验应填写沉降观测记录及油罐总体试验记录。
7 油罐沉降试验过程中应检查如下内容：
1)罐底的强度及严密性。
2)罐壁的强度及严密性。广告销售老鸟成长记
3)浮顶的强度及严密性。
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