ｒ＿ｌ 工 ！Ｑ 工程技术 贺贵仁 中石化宁波工程公司浙江宁波３１５１０３ 摘要介绍大型单盘浮顶结构原油储罐通过改变浮舱底板的结构形式、优化单盘浮顶施工工艺，保证工程质量，保障了施 工安全，加快施工进度，降低成本、提高效益。 关键词大型储罐单盘浮顶施工工艺创新 中图分类号ＴＥ８２１ 文献标识码Ｂ 文章编号１６７２—９３２３（２０１５）０３—００４１—０３ １概述 改变边缘浮舱施工工艺和单盘的焊接工艺。边缘浮舱采用 目前，国内大型原油储罐浮顶结构形式多采用单盘浮顶结 散装法（即边缘浮舱底板４块板为一组，罐外拼装，其他部件都 构和双盘浮顶结构。单盘浮顶结构与双盘浮顶结构相比，具有结 预制成散件，安装组对工作在罐内完成），从而省略了浮舱预制、 构简单、施工周期短、投资少、见效快等显著优点，建设单位从减 存放、运输、倒运及吊装等作业环节，达到缩短工期，提高质量， 少成本、缩短储罐建造周期等方面考虑，浮顶结构形式更倾向于 保障安全的效果。单盘焊接采用由外到内逐圈焊接，使整个浮舱 采用单盘浮顶结构。 对单盘的焊接收缩起到牵制作用，单盘整个焊接完成后，整体变 传统的单盘浮顶施工工艺采用边缘浮舱分单元进行罐外预 形量较小，在士２０ｒａｍ左右，可完全满足技术要求（顶板凹凸变 制，待单盘胎具搭设完成后，再吊入罐内组对、焊接。单盘板焊接 形±５０ｍｍ，不影响排水）。 顺序一般由内而外逐圈进行焊接，最后进行单盘和边缘浮舱过 渡板安装、焊接。这种工艺必须搭设边缘浮舱预制平台和组对胎 ３工艺主要创新点 具，同时还要有足够大的场地临时摆放预制好的边缘浮舱。单盘 ３．１改变浮舱底板的结构形式 由内而外逐圈进行焊接，焊接应力不能有效释放，单盘整体成型 以往设计文件每组边缘浮舱底板由４张板组成，采用搭接 后会导致单盘局部变形，单盘中心部位变形比较大。另外，单台 形式，搭接部位需折边３５ｍｍ，底板定尺规格为６×１６００×５５００ 罐单盘施工周期约为６０～７０ｄ。 （ｍｉＤ＿），４２个浮舱共需底板１６８张。排版图如图１、图２所示。 创新后的施工工艺大大缩短了施工周期，减少了劳动力和 机具的投入。采用改进后的单盘浮顶施工工艺可以将工期缩短 ５９８７ Ｉ 到４５ｄ，储罐的主体工程施工工期也是４０ｄ左右；每台罐船舱底 板原材料节约２ｌ张；单盘平整度完全符合设计要求，基本都 在－＋－２０ｍｍ以内；浮舱外侧板与壁板间距满足２５０±１０ｍｍ设计 ３ 要求，直接延长了一二次密封的使用寿命；平整的单盘板能够保 ＯＯ ｒ、ｊ 证浮顶无积水，也延长了浮盘的使用寿命，降低了维护运行成 Ｉ＇Ｏ 本。改进后的大型储罐单盘施工工艺，提高了工程质量，保障了 施工安全，加快了施工进度，缩短了储罐从施工到投入使用的周 －３＃ １ 期，特别是在工程成本节约上取得了明显的成效。 Ｉ５己 ０６ Ｉ ２总体施工方案 图１设计浮舱底板排版图 石油化工建设２０１５．０３ ｌ ４ １ Ｅ鱼 工里 工程技术 图２ Ａ－Ａ剖视图 浮舱底板采用搭接形式存在以下缺点： （１）折边时容易造成被折边部位出现微裂纹，存在质量隐 患； （２）底板材料耗用多； （３）底板长约５３００ｒａｍ，共１６８张，只能外委专业加工，加 工成本和运输成本非常高； （４）搭接角焊缝容易出现咬边和未融合等缺陷，焊接质量 不易保证。 从节约成本、减少工序、保证质量的角度出发，改变浮舱底 板结构形式，由搭接改为对接，浮舱底板结构形式为对接，排版 图和组对方式如图３、图４、图５所示。 图３浮舱底板排版图 图４边缘浮舱底板现场组对 Ａ一一１△Ｉ 图５ Ａ－－Ａ剖视 浮舱底板改为对接形式，采用如图３所示排版图，每个浮舱 底板只需３．５张定尺板，单台罐４２组浮舱可节约２１张，规格为 ６×１６００×５５００ｍｍ的底板。 ３．２边缘浮舱采用散装法 边缘浮舱散装法施工工艺主要是以１个浮舱底板为一个单 元，底板在罐外下料、组对、焊接（见图４），待单盘胎具搭设完成 后，分片进行浮舱底板的吊装，然后依次进行外侧板、加强筋、内 侧板、顶板及附件的安装。 ３．３单盘焊接采用由外而内进行焊接 单盘焊接顺序采用由外而内逐圈进行焊接，消除焊接应力， 保证单盘成型后的平整度。边缘浮舱整体成型后，以第五圈单盘 环向筋为界，组对第五圈环向筋以外的单盘板和过渡板，同时打 开第四圈环向筋与第五圈环向筋之间单盘板的临时点焊点，然 后由外而内进行过渡板和第五圈单盘焊接，先焊接单盘下表面 焊缝，再焊接上表面焊缝，焊接时焊工均匀分布同时进行焊接； ４２ ｌ石油化工建设２ｏ１５．０３ 然后按上述方法依次进行其余各圈单盘的组对、焊接。最后进行 中心浮舱的安装。 ４单盘浮顶施工工艺 ４．１单盘浮顶预制 （１）单盘底板下料，以单个浮舱为一个单元进行底板下料、 组对、焊接。 （２）单盘立柱及立柱套管预制，立柱下料时加长２００ｍｍ， 待水压试验放水高度距离罐底２．２ｍ时进行立柱调节。 （３）转动扶梯预制，先在罐外进行转动扶梯下料工作，待单 盘整体成型后，在罐内搭设临时胎具进行转动扶梯组对焊接，整 体成型后，吊装就位。 （４）单盘环向筋、径向筋预制，单盘环向筋煨制后，要求用 ２ｍ长弧形样板检查，间隙不能超过３ｒａｍ． （５）单盘立柱垫板、立柱套管补强板等的下料。蓐 ４．２边缘浮舱施工工艺 边缘浮舱施工工艺流程如图６所示。 图６边缘浮舱施工工艺流程 边缘浮舱底板一般在罐外进行拼装，再吊入罐内与其它附 件组焊。 （１）单盘胎具搭设完毕，经验收符合要求后，首先要确定浮 舱的半径放大值，保证焊接收缩后半径的尺寸符合设计要求，一 般放大值取设计值的１／１０００（４０ｒａｍ，一般浮舱底板、内外侧板、 隔板、加强筋焊接会收缩１５ｒａｍ左右；顶板焊接会收缩１０ｍｍ 左右；单盘焊接会收缩１５ｍｍ左右），以此画出浮舱底板的内外 侧圆弧线，进行边缘浮舱底板铺设；然后进行４２组底板组对焊 接（舱与舱底板对接缝４２道），先进行底板下表面的焊接，然后 进行上表面清根，最后进行底板上表面焊接。 （２）边缘浮舱底板焊接后，进行真空试漏，试验压力为 －０．０５３ＫＰａ，合格后进行煤油试漏。 （３）底板煤油试漏合格后进行边缘浮舱环向筋、径向筋、内 侧板、外侧板、隔板安装，先焊接环向筋和径向筋的角焊缝，再焊 接内外侧板与底板之间的角焊缝，焊后进行煤油试漏（部位为： 底板与隔板之间角焊缝，底板与内外侧板之间角焊缝，隔板与内 外侧板之间角焊缝）。然后进行顶板的铺设组对焊接，同时进行 边缘浮舱附件安装。 图７单盘施工工艺流程图 （４）附件安装完毕后，浮舱鼓入压力为１１８０Ｐａ的压缩空气 进行气密试验，合格后安装泡沫挡板。 ４．３单盘施工工艺 单盘施工工艺流程图如图７所示。 （１）单盘的胎具制作利用可调支架作为浮顶的临时支架， 胎具用钢管制作，胎具高度为图纸高度＋２００ｍｍ，形状为网状结 构，每个交叉点支承设置在罐底板上，在临时胎具组装前先在底 板上划出单盘Ｉ临时支柱位置并标出单盘板中心位置，最后按画 线位置组装临时支架，同时进行环、径向加强筋安装，保证胎具 的水平度。 （２）单盘的安装在胎具上进行铺设焊接。为了减少焊接变 形，单盘排板采用焊接收缩量分布比较均匀的“人”字型排板方 式。为了避免“人”字型排版在中心处出现十字焊缝，在中心十字 线位置铺设长条板。整个单盘分成四个部分，每个部分再以人字 缝为界分成二个区域。单盘的安装半径按设计值１／１０００放大。 （３）单盘板的安装：单盘板下面的加强筋与胎具点焊在一 起，且全部纵、环向筋按设计图纸要求焊接完毕后再铺设单盘 板。首先把罐底板的中心点移植到单盘上，并测量中心点到壁板 的内径，其次按图铺设十字中心板，铺板时先用吊车将板吊进罐 内，在单盘板铺设的同时进行固定点焊。 （４）单盘板的焊接：待边缘浮舱施工完成后，进行浮舱与单 盘之间过渡板的安装。最后进行单盘板的焊接，单盘板焊接顺序 改变以往由内而外的焊接顺序，以第五圈单盘环向筋为界，采取 先组对点焊过渡板和第五圈环向筋之间的单盘板，同时打开第 四圈环向筋内单盘板的临时点焊点（目的是完全释放第五圈单 盘焊接所产生的应力），然后焊工均布，先焊接单盘下表面的焊 缝，再焊接单盘上表面的焊缝，焊接顺序均采用焊工均布、由外 向内、分段退步的焊接方法。然后按此方法由外而内逐圈进行其 余各圈单盘板焊接。在焊接同时完成各圈附件（立柱套管、人孔 等）安装，开孑Ｌ较大部位做好防变形措施。 ｔ－＆Ｃ Ｔ广 ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 工程技术 （５）单盘整体成型后，进行真空试漏，合格后进行浮舱 的安装，中心浮舱的施工顺序基本与外边缘浮舱相同。 （６）最后进行量、导向管，以及刮蜡机构一二次密封及 排水管的安装。 （７）经业主、监理联合检查后，拆除浮盘临时胎具，进行水 试验。 ５单盘浮顶施工技术要求及检、试验 ５．１技术要求 （１）单盘板搭接宽度允许偏差为士５ｍｍ。 （２）浮顶应与底层壁板同心，浮顶外侧板与底层壁板间距 允许偏差为土１０ｒａｍ。 （３）外侧板垂直允许偏差，不得大于３ｍｍ。 （４）浮舱顶板的局部凹凸变形，应用直线样板测量，不得大 于１０ｍｍ。 （５）单盘板的局部凹凸变形应严格控制，不超过土５０ｒａｍ， 任意两根相邻支柱间的变形量＜１０ｍｍ。 （６）浮顶的升降试验，应以浮顶升降平稳、导向机构、刮蜡 机构及密封装置无卡涩现象，转动扶梯转动灵活、浮顶与液面接 触部位无泄漏为合格。 ５．２检、试验 （１）浮顶底板的焊缝应采用真空箱进行严密性试验，试验 负压值不得低于０．０５３ｋＰａ；浮舱内外环板、隔舱板的焊缝，应采 用煤油试漏法进行严密性试验；浮顶顶板焊缝，应鼓入压力为 １１８０Ｐａ的压缩空气进行严密性试验，无泄漏为合格。 （２）安装在浮顶上附件，如人孑Ｌ、支柱等穿过浮顶与油品接 触的部位，必须用煤油试漏法进行严密性试验，无泄漏为合格。 （３）浮舱底板改为对接形式，底板对接焊缝必须采用煤油 试漏法进行试漏。 （４）水压试验前后，进行浮顶排水系统的严密性试验，要求 为：水压试验前后分别以０．３ｋＰａ压力进行水压试验，持压 ３０ｍｉｎ无泄漏为合格。 （５）水压试验时需要检查：浮顶升浮试验及严密性、浮顶排 水系统的严密性。 本创新施工工艺经过中石化册子岛原油商业储备基地工程 实践，４５ｄ可完成单台罐单盘施工并达到水压试验条件，１２台储 罐在水压试验期间单盘运行平稳，浮盘无变形，单盘无大面积的 积水。实践证明了本施工技术是先进的、可靠的，值得在以后的 单盘储罐施工中推广应用。 （收稿日期：２０１４—１０－１４） 石油化工建设２０１５．０３ Ｉ ４３
