16万m3双层浮顶储罐施工

高 飞，向爱丽

（1.中国石油工程建设公司，北京 100120；2.黑龙江省大庆市建设集团培训中心，黑龙江大庆 163712）

16万m3双层浮顶储罐施工

高 飞1，向爱丽2

（1.中国石油工程建设公司，北京 100120；2.黑龙江省大庆市建设集团培训中心，黑龙江大庆 163712）

意大利Belleli公司作为EPC分包商分包了阿布扎比原油管道项目首站的2座16万m3钢制立式双层浮顶原油储罐工程。文章介绍了这两座浮顶储罐的焊接施工过程，对施工方案的制订及重点施工环节进行了详细的论述，并对施工过程中的注意事项和焊接过程中变形的控制措施进行了总结。

钢结构储罐；焊接；双层浮顶；正装法

1 工程概况

阿布扎比原油管道为阿拉伯联合酋长国国际石油投资公司 （IPIC）投资控股，中国石油工程建设公司与中石油管道局联合总承包的工程项目，设计原油输送能力约为102.3万t/d（150万桶），主要工程量有管径1 219 mm、全长371 km的管道，首站、中间站、末站3个站场和末站海上终端系统。该项目是中石油集团公司迄今为止最大的国际总承包项目，也是中石油与阿联酋开展的第一个大型石油合作项目，对进一步参与阿能源市场开发具有重要意义。

首站的2座钢制立式双层浮顶原油储罐直径110 m，高 21.73 m，容积 15.9万 m3，由意大利Belleli公司作为EPC分包商。罐底板采用厚22 mm（边缘板）、9 mm（中幅板）钢板，中幅板之间及中幅板与边缘板间采用搭接接头，边缘板间采用加垫板的单面焊对接接头；罐壁板有8圈 （详细信息见表1），壁板之间采用对接接头；罐壁有抗风圈、加强圈、喷淋系统、盘梯平台及支架若干。设计液位19.855 m，浮顶为双盘式，下层为厚8 mm钢板，上层为厚5mm钢板。浮顶舱由10圈骨架组成，共有308段直径101.6mm钢管作为支柱。

表1 罐壁板设计参数

2 施工准备

2.1 构件预制

在施工准备中，罐体的许多构件需进行预制加工，如罐底板坡口加工、罐壁板坡口加工及弧度成型和各种弧形构件的预制。进行深度预制是提高施工效率、有效缩短工期的重要手段之一。

2.2 预埋套管

在罐基础敷设沥青混凝土前，需要从基础侧壁至中心预埋一根直径101.6 mm的电缆HDPE套管，中心处预留2.5 m高，在水压测试前移出，洞口处焊接双层盲板。

2.3 基础验收

储罐基础验收的要求如下[1]：

（1）基础中心标高允许偏差为±10 mm。

（2）罐底边缘板处每3 m弧长内任意两点的高差不得大于3 mm，整个圆周长度内任意两点的高差不得大于13 mm。

（3）沥青砂层表面应平整密实，无突出的隆起、凹陷和贯穿裂纹，表面凹凸度应符合要求。

3 施工步骤

储罐施工步骤如下：罐基础验收，罐底板组装，采用正装法进行罐壁板、抗风圈、环形楼梯的安装，第三层壁板施工完毕后进行双层浮顶及相关附属物的安装，浮顶底板安装完毕后注入水使浮顶上浮至1.8m高，固定浮顶支柱，放水，完成剩余浮顶的安装。罐壁施工完毕后进行水压测试，防腐喷涂，安装密封圈，真空盒试验，最后进行储罐验收移交[2]。

3.1 罐底板组装

罐基础验收合格后，在表面划出十字中心线。罐底边缘板从清扫孔加强底板开始向两边铺设，铺设前将垫板顺次点焊在一侧的边缘板上。边缘板的焊接首先施焊外侧300 mm的焊缝，在罐底与罐壁连接的角焊缝焊完后且边缘板与中幅板之间的收缩缝施焊前，完成剩余的边缘板对接焊缝，采用焊工均匀分布、对称施焊方法。中幅板从中心开始向两侧铺设，所有底板吊装就位、全部组对点焊后，经检查合格后进行焊接，先焊短焊缝，后焊长焊缝，焊接时焊工分散均布，每条焊缝采用分段退焊进行施焊。罐底所有焊缝应采用真空箱法进行严密性试验。

3.2 罐壁板和底板的焊接顺序

首先从内侧进行第一圈罐壁板和底板的焊接，工艺为气保护药芯焊丝电弧焊。其中第一层根部焊道需全部进行渗透探伤，从外部使用柴油进行泄漏试验，然后从外侧进行第一圈罐壁板和底板的焊接，最后进行磁粉检测。

3.3 罐壁板组装

罐壁板采用正装法进行安装，虽然正装法在安装时存在壁板吊装难度大，设备要求高等特点，但是对于大型储罐，可以进行深度预制，并且便于推广自动焊技术，便于施工。在罐底板上划出罐壁组装线并在内侧设置挡板，进行第一层罐壁板的组装，使用移动式钨极惰性气体保护自动焊机工艺对垂直焊缝进行焊接，并在内侧焊接钢构件进行支撑，其垂直度、圆度、直径偏差及上端水平度严格控制在误差范围内。

进行第二圈罐壁板的组装，两层壁板之间使用临时加强杆进行连接，在进行水平组对时，在垂直连接处均匀焊接6个固定桩，水平接口处均匀焊接4个固定桩，其中水平固定桩单侧焊接，垂直固定桩双侧焊接。

进行第二圈壁板纵缝的焊接，然后使用埋弧自动焊机进行一、二圈壁板水平缝的焊接，自动焊设备结构包括焊枪、焊剂托带、送丝机构、控制箱、移动机构和机架，行走机构安装在行走框架的上部，焊接时焊接机架通过行走机构悬挂在罐壁板上端，并以壁板上端作为行走轨道，确保对中。

第一、二圈罐壁板中上下对应的两张壁板需取下作为进出罐的通道，原位置进行标记，浮顶组装完成后再进行安装。

将施工平台移至第二圈壁板处作为下一圈壁板施工的工作平台。依此顺序进行罐壁板的安装，直至第八圈壁板安装后，进行罐顶角钢的焊接。

在顶升的同时，使用抗风圈作为2~8层的临时施工平台，在罐壁上按预定位置用手工电弧焊焊接三角架、侧板、踏步、栏杆等，待储罐主体成形后，沿三角架进行盘梯安装。抗风圈梁的安装在壁板顶升安装的过程中同步进行。

3.4 双盘式浮顶的组装和浮起

双盘式浮顶的顶板与底板之间的空气层起到较好的隔热作用，而且结构稳定性好，顶板变形小，有利于排水，腐蚀小，寿命长，维修工作量少，方便操作和管理，可以避免由于浮顶排水不畅造成浮顶偏沉、卡盘或沉顶事故。

为施工和检修方便，在浮顶上均匀对称布置308根支柱，以支承整个浮盘，操作人员可在罐底作业。浮顶底板组装焊接和罐底板的顺序一致，在底板焊接过程中同时进行构件焊接及其与浮顶底板连接焊接。在底板和船舱壁板焊接完毕后，重新安装第一、二圈拆下的罐壁板，通过清扫口注水，将浮舱浮起至1.8 m处，将支柱的销子插入以固定浮舱，放掉罐内污水，使用高压水枪对罐内进行清洗，安装上层浮顶板及人孔、泡沫挡板、内部管道等附属设施，在水压试验和内部喷漆完成后安装密封装置。

3.5 水压试验

试验包括罐壁板、罐底板和浮舱底板的泄漏试验、满荷载下沉降试验和浮舱的浮起试验。试验用水从清扫口连接的进水口注入罐内，具体进水流程如表2所示，试验全过程不允许超过28 d。

表2 水压试验进水流程

3.6 防腐喷涂

喷砂材料采用自动喷砂机用石榴石、钢丸和钢砂，喷砂后检查的项目包括清洁度、粗糙度、粘结度和盐雾试验。罐体各部位喷涂的具体材料及方法见表3[3]。

表3 防腐喷涂材料参数

4 焊接过程中控制形变的措施

（1）垂直焊缝处的根部焊道采用逐步退焊法，焊道分为4部分，焊接从上而下进行，第一段焊接完毕后，第二段采用上坡法进行焊接，其余部分依据相同方式进行焊接。

（2）垂直焊缝处的填充焊道采用上坡法从下而上进行焊接，焊接顺序同根部焊道一致。对于厚20 mm以上壁板填充过程内外两侧交替进行，每次填充25%；20 mm以下可以完成一侧填充后再进行另一侧的填充。

（3）水平接缝处的施工顺序同垂直焊缝一致。接缝对口后采用分段退焊法进行根部焊接，焊工均匀分布并沿同一方向施焊，对于厚20 mm以上壁板填充过程内外两侧交替进行，每次填充25%；20mm以下可以完成一侧填充后再进行另一侧的填充。

5 注意事项

（1）罐基础联合验收时，需要注意罐基础材料由于温度作用产生膨胀，影响测量精度。该基础验收时当地白天最高气温可达50℃以上，所以基础联合验收时间为清晨，此时气温适中，对罐基础测量的影响较小。

（2）水压试验使用海水，需添加相应缓蚀剂及化学药剂以减少对罐内壁的腐蚀。试验结束放空海水后，需用高压清水对罐内壁进行清洗。

（3）在进行浮顶安装施工过程中，浮顶底板铺设后在其表面画上构件线，在放线处组装构件并在其与底板所有相交焊缝处焊满600 mm以上，组焊成整体后，均布施焊浮顶底板剩余连续焊缝。该方法焊接的各构件可约束其变形，保证浮顶尺寸不受影响，还可减轻劳动强度，便于各工种间交叉作业。

[1]API 650-2009，Welded Steel Tanks for Oil Storage[S].

[2]Shell DEP 64.51.01.31-1995,Standard Vertical Tank-Field Erection and Testing[S].

[3]API RP 2350-1996，Overfill Protection for Storage Tanks in Petroleum Facilities[S].

Construction of 16× 104m3Storage Tanks with Double Deck Floating Roof

GAO Fei（China Petroleum Engineering and Construction Corp.,Beijing 100120,China），XIANG Ai-li

Italy Belleli Company has abundant experience in welding construction of crude oil storage tanks,which is helpful to Chinese construction companies.In this paper,the welding construction of two sets of 16×104m3vertical crude oil storage tanks with double deck floating roof in the initial station of Abu Dhabi crude oil pipeline project is introduced,the construction scheme formulation and key construction links are detailedly discussed,and the matters needing attention during the construction and the measures taken to control the welding deformation are summarized.

steel structural storage tank;welding;double deck floating roof;upward installation

TE972.5

B

1001－2206（2011）03－0060－03

高 飞 （1983-），男，山西五寨人，工程师，2007年毕业于哈尔滨工业大学市政工程专业，硕士，现从事阿布扎比原油管道站场项目分部油气储运工作。

2010-08-30