文档介绍：1 前言
随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高,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重视,我国规划中到2010年将建成数千万立方米的石油战略储备能力,分期进行建设,大连国家石油储备库30台10万罐群已开始建设,我国大型储罐的施工建设进入了一个新的高速发展期。
大型立式钢制储罐是石油化工行业非常重要的储运设备,越来越多地用于原油、成品油等储运工程。焊接是储罐建造的主要工序,对储罐的施工质量具有决定性意义。储罐的类型有很多,但在各类油库的建造中,广泛应用的是大型立式钢制圆筒形拱顶储罐和浮顶储罐,它引领着当今大型储罐建造技术的发展。本文以此为例,在简要介绍其结构特点和安装方法的基础上,分析大型储罐焊接技术的现状和发展趋势。仅供交流参考。
2 储罐的结构特点与安装方法
储罐有很多种类,按其形状可分为立式、卧式和球形储罐;按容积有大型和小型的区别(大型储罐是指公称容积为100~30000平底、固定顶储罐和公称容积为1万以上浮顶储罐;小型储罐大多是公称容积小于100的储罐,一般为卧式的小型容器)。在各类大型储罐中,绝大多数是建在地上的,用于储运原油、成品油、液态化工产品及水等其它液体的立式圆筒形钢制储罐。
立式圆筒形钢制储罐由罐底、罐壁和罐顶及附件等部分构成,按罐顶的结构可分为:无力矩顶储罐、拱顶储罐、锥顶储罐、浮顶储罐和内浮顶储罐等,其中以拱顶储罐(包括内浮顶拱顶储罐)和浮顶储罐应用最为广泛,技术成熟。其结构特点与安装方法如下:
储罐的结构特点
拱顶储罐的结构
拱顶储罐是指罐顶为球冠状,罐体为圆柱形的一种容器,其结构见图1所示。拱顶储罐除了罐顶板的制作较复杂外,其他部位的制作较容易,造价较低,故在国内外石油化工部门应用较为广泛。国内最大容积的拱顶罐为3万网壳拱顶储罐,最常用的容积为1万或再小些。
(1)罐底:由多块薄钢板拼装而成,其排列方式一般由设计给定。罐底中部钢板称为中幅板,采用搭接焊缝形式;周边的钢板称为边缘板(边板),要采用对接焊缝形式。边缘板可采用条形板,也可采用弓形板,依储罐的直径、容量及与底板相焊接的第一节壁板的材质而定。
(2)罐壁:由多圈钢板组对焊接而成,钢板厚度沿罐壁的高度自下而上逐渐减少,最小厚度为4~6mm。目前,由于安装工艺的进步,罐壁板主要采用对接焊缝形式,已很少采用搭接。罐壁板底部与罐底板采用角接焊缝形式,双面连续焊接。
(3)罐顶:由多块厚度为4~6mm的压制薄钢板和加强筋(通常用角钢或扁钢)组成的扇形罐顶板构成,或由构架和薄钢板构成,各扇形罐顶板之间采用搭接焊缝。
内浮顶储罐的结构
内浮顶储罐是在拱顶储罐内部加上一个浮动顶盖,使储液与空气隔离,减少蒸发和污染。其结构见图2所示,除了多一个内浮顶之外,其它与拱顶储罐结构基本相同。
浮顶储罐是由浮在罐内液体介质表面的浮顶和立式圆筒形罐壁、罐底及附件所构成,其结构见图3和图4所示。浮顶直接浮在液面上,随着罐内储液量的增加或减少而上下浮动。浮顶储罐的容积都比较大,国外已建成容积为20万的巨型储罐,。
(1)罐底:浮顶储罐的罐底排板方式与拱顶储罐基本相同,但边缘板不采用条形板。对于10万及以上浮顶储罐的罐底中幅板,采用带垫板的对接焊缝形式。
(2)罐壁:采用对接焊缝,焊缝内表面要打磨光滑,防止划损浮顶密封装置。浮顶储罐上部为敞口,为增加壁板刚度,提高抗风载能力,罐壁顶部需设置抗风圈和加强圈。
(3)浮顶:常见的结构形式是单盘式和双盘式。单盘式浮顶是由环形船舱和圆形单盘顶板所构成。双盘式浮顶是由上盘板、下盘板和环形船舱所组成,均由钢板拼焊而成。
储罐的安装方法
大型立式储罐主体安装方法有正装法和倒装法两种。正装法是指以罐底为基准平面,罐壁板从底层第一节开始,逐块逐节向上安装。倒装法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,逐圈壁板组装焊接与顶起,交替进行,依次直到底圈壁板安装完毕。国外施工企业大都采用正装法;国内企业大都是拱顶储罐采用倒装法,浮顶储罐采用正装法。
拱顶储罐是最常见的固定顶储罐,国内普遍采用倒装法安装。正装法除了用于组装某些特殊结构的拱顶储罐外,在普通的立式拱顶储罐施工中极少采用。实际应用的倒装法有中心柱提升、空气顶升、手动倒链起升、电动倒链群体起升、液压提升等多种倒装法。目前,采用较多的是
手动倒链起升和电动倒链群体起升倒装法,液压提升倒装法正在逐步推广。