浅谈单向倾斜底大型立式储罐安装的常见问题及对策

蔡奕斌（中国南海工程有限公司 广东深圳 518020）

一、单向倾斜底大型立式储罐的特点

如图1 所示，单向倾斜底大型立式储罐其表面平整、底板单向倾斜， 这种设计可以将储存介质中所含有的水份和污泥有效的集中到最低位置，并可将其及时通过排污口排出罐外，从而降低了储存介质中水份和杂质的含量。 同时也减少了介质对底板、壁板及顶板内壁的腐蚀，使罐内介质具有良好的储存环境。

这种结构还有利于罐内清除干净，便于储存介质的更换，适应商业需求， 有利于提高储罐的经济效益。 罐基础的沥青砂垫层， 可以减缓储罐在装卸过程中因介质重量的增减而引起的罐底反复变形，也避免了罐底板与硬基础的直接接触，减缓了基础对其底板的腐蚀，从而延长储罐寿命。 这一特点对地下水位高且水咸度大的近海地区尤其重要。

二、储罐的安装技巧

1、底板的安装

为了有利于的水份、污泥、残液的沉淀以及使其在底板上定向流动顺畅，以达到“排净” 的目的，储罐的底板均采用条形排板，分中幅板与边缘板，沿液流方向放置。 长板应尽量采用大长度板以便减少长板宽度方向的焊道数量， 因为在焊道处常会出现大小不等的角变形，焊缝的隆起也会导致致液流不畅。 基于这样的考虑，为了减少焊接变形，在安装施工过程中，也要采取相应的措施。 对备用钢板，均要进行外观和几何尺寸的检查，对有超标变形的钢板，要先用平板机平板，符合标准后再使用。 钢板坡口的角度、几何尺寸、尤其是对角线，都要进行严格检查。 罐底采用带垫板的对接接头时，垫板应与对接的两块底板贴紧，间隙不应大于1mm。 罐底板对接接头间隙，采用焊条电弧焊焊接时，应控制在6-8mm。 弓形边缘板的对接接头，宜采用不等间隙，外侧间隙控制在6-7mm，内侧间隙控制在8-12mm。 罐底中幅板与中幅板、中幅板与边缘板采用搭接时，中幅板与中幅板搭接宽度为35mm，搭接允许偏差为±5mm，中幅板应搭接在弓形边缘板上面，搭接宽度不小于60mm。搭接接头三层钢板重叠部分，应将上层底板切角，切角长度为搭接长度的2 倍，宽度为搭接长度的2/3，上层板铺设前，应先焊接其覆盖部分角焊缝。 板厚大于或等于6mm 的搭接角焊缝， 应至少焊两遍。 在焊道的一侧放置加固型钢， 以不影响罐底整体的焊接成型为前提， 将被压的焊道处先焊。 焊接中幅板短焊缝时，长焊缝不得采用定位焊固定，必须采用足够的工卡具将搭接的长焊缝卡紧固定， 使短焊缝在焊接过程中，搭接处的上下层底板能自由滑动，以消除因焊接收缩而引起的焊接变形。 焊接中幅板长焊缝时，焊接前沿待焊部位用型钢临时设置刚性梁，临时板mm0 型钢离焊道50mm，并成井字形布置，使型钢加固（如下图），

待焊接完毕并充分冷却后，方拆除刚性梁，防止焊接变形。此外，还要采取正确的焊接方式，中幅板的焊接应先焊短缝，后焊长缝， 长缝焊接初层焊道采用从中间向两边分段退焊的焊接工艺。 边缘板焊接，初层焊采用多个焊工均匀分布，对称施焊的方法进行，先施焊靠外缘300mm 部位的焊缝，其余部分待储罐底板与壁板角焊缝焊接完毕后且边缘板与中幅板之间的收缩缝施焊前进行。

2、底圈壁板的安装

储罐底圈壁板上环口水平，下环口为马蹄形的斜截面，为了保证圆柱形筒体的垂直度要求， 必须保持壁板的下沿与底板要接触良好，更要确保底圈大角处的焊接质量，因为那是受力最大的地方。

在安装时，由于缺乏经验，常会出现底圈板与罐底间隙，高达十几毫米的情形。 出现这种误差可能有以下原因：一是，由于储罐的直径大，放置实际尺寸样板时要求的平台也太大，受到环境条件的限制，因而无法准确放样。 二是，由于天气因素长期刮风或者是人工操作造成的误差积累。

处理办法则是先测量储罐的垂直度， 最大偏差不应大于罐壁高度的0.4%，且不得超过50mm，高度偏差不应大于设计高度的0.5%。 然后以罐底基础为基准，以最大间隙的尺寸为高度，沿底圈壁板画一个平行的圆，再割去底圈壁板多余的部分，最后组对大角缝。这时再检测罐体垂直度偏差与高度偏差。也可以采用计算法， 计算出每条立缝处需切割掉的长度以及储罐的四个方位需切割掉的长度，再画出切割线，按线切割。

罐底板与底圈壁板连接的角焊缝， 在底圈壁板纵焊缝焊完后施焊，由数对焊工从罐内、外沿同一方向进行分段焊接，初层焊道，采用分段退焊法施焊。

内部控制是现代企业管理的重要内容，完善的内部控制制度能极大程度降低企业的财务管理风险，对于营造企业的良好社会形象和提高企业综合效益具有重要作用。往来账款作为企业内部控制中的重要组成部分，因其管理存在复杂性而很多时候被企业放弃，或及时制定了一系列管理制度却很难从根本上解决问题。电力行业作为国民经济的重要基础行业，其所面临的的所有财务风险都将影响居民的日常生活和社会的正常运行，因此，提升供电企业的财务管理水平，加强往来账款的内部控制制度等，都具有重要的社会意义。

3、罐壁罐顶的安装

在安装时，常采用在罐内设立柱，并沿四周布置若干提升机将其提升的倒装法。 首先，要针对储罐的基础和底板都具有的单向倾斜， 在此过程中为了要保证圆柱形罐的垂直度和环缝的组对质量，在组装时，要设置一个人造的水平面。 在倾斜的罐底板支承处，铺设一圈L 形钢板，找出水平的小环带。 小环带则是以壁板的内径为基准圆，再在此水平面的基础上组装壁板。

接下来安装中心柱，需架设伞架，伞架应随罐底的倾斜而做相应的调正，以确保拱顶的安装质量。 拱顶需在焊接完毕后，再安装诸如罐顶栏杆等附件，从而减少高空作业。

然后在储罐四周均匀设置立柱支架，支架的数量与强度，需根据储罐的重量经过计算、校对后才能确定，相邻两支架间需互相加固。 利用提升机将储罐提升后，再进行下一圈壁板的安装。因为利用倒装法施工的顶圈壁板是其它各圈壁板的基础， 顶圈壁板的施工质量决定了其它各圈壁板的施工质量， 所以必须要对顶圈壁板的施工进行严格的偏差控制。 顶圈壁板组装时，相邻两壁板上口水平的允许偏差不应大于2mm， 整个圆周上任意两点水平的允许偏差不应大于6mm， 垂直度允许偏差不应大于3mm， 组装焊接后壁板的内表面任意点半径的允许偏差要符合规范规定。

此后各圈壁板的组装依此相同， 直至倒数第二圈壁板组装完成后拆除水平小环带以及拆除施工工程中所用的提升机等部件，并检查罐体整体质量。 符合要求后再加固罐底，并注意利用支撑将边板压平，以防止边板翘起，进而焊接大角缝，最后再次全面的检查罐体质量。

三、高效焊接技术的应用

立式储罐是现场安装焊接的大型容器，焊接工作量极大，焊接的效率对储罐的建造速度和质量都起着决定性作用。 因此，储罐的高效焊接技术愈来愈受到重视， 在储罐的安装施工过程中已得到推广应用。 这种高效焊接技术与常规的电焊相比，不仅熔敷效率高、焊接速度快、而且操作简单，更具有生产效率高、焊接质量好、节约能源等优点。

大型立式储罐的主要结构是拱顶型储罐和浮顶型储罐，对其主体安装方法主要采用正装法与倒装法。 高效焊接方法的选择也与储罐材质、厚度以及安装方法有关。 近年来，储罐施工过程中应用较多的高效焊接方法是埋弧自动焊，其中包括横焊、平焊和角焊、气电立焊和气体保护焊等。 下面具体介绍一些在大型储罐现场焊接施工中应用的高效焊接技术。

1、储罐正装法的横焊装置

大型储罐因壁板厚、直径大，环焊缝的焊接量非常大，因而采用高效自动焊技术意义重大，目前，在施工安装过程中普遍采用高效埋弧自动横焊法。 埋弧自动横焊的焊接速度就是其机架的行走速度。 在焊接时，焊接行走机架吊挂在储罐壁板上，壁板的上端是焊接行走的轨道，其驱动机构安装在机架的上部，传送带则靠托轮与壁板紧贴被带动转动， 其方向与焊接机架运行方向相反。 焊接时，应先焊接焊缝的外侧，待外侧焊接结束后，对内侧进行焊前处理，然后再以同样的焊接方式焊接。 为了减少焊接机架内外吊装的次数，提高焊接效率，目前已开发出了双面焊正装储罐环焊缝埋弧自动焊机，在实践施工工程中已经采用。

2、储罐倒装法的横焊装置

目前， 国内外一些企业在借鉴储罐正装埋弧自动横焊技术的基础上，开发出了利用储罐倒装埋弧自动横焊设备与工艺，主要应用于拱顶储罐罐壁的环焊缝，其焊接效率非常高，是焊条电弧焊的四倍，但这种技术只适用于10mm 以上的中厚板。 当壁板较薄时，焊缝的收缩变形比较大，环焊缝会产生比较明显的掐腰现象，而且薄板焊接量较少，采用埋弧自动横焊不经济，效率没有明显的提高。 因此，储罐倒装法施工埋弧自动横焊技术应用于2 万m 以上储罐的焊接较为经济。 在操作时，储罐基础的四周需铺设一条与罐壁板环缝平行的圆形轨道， 横缝自动焊装置位于轨道之上，并靠着罐壁板沿轨道行走进行焊接，机架的行走速度就是焊接速度。

四、现场安装时要注意的问题

①如果储罐是建造在沿海海砂吹填后的地方， 储罐的基础需采用承台型式，基桩要打在原始受力层上。 在以往的施工过程中，由于只是单纯的采用环型杯状基础，曾出现过一些储罐基础因受到潮汐的影响， 吹填用的海砂浸水后膨胀、 脱水后又会收缩，导致体积变化不定，基础标高也呈上下浮动现象。

②中幅板与边缘板在安装前需做好现场防腐工作， 预留焊缝周围50mm 范围不做防腐，目的是为了防止在焊接过程中，油漆燃烧、汽化，容易导致焊缝内部出现气孔或有杂物残留。

③储罐在焊接安装过程中， 防止变形是保证储罐成型良好的关键，必须对每一个施工步骤进行严格的偏差控制。 为此，对每一张钢板均要进行外观和几何尺寸的检查， 符合标准才能使用。 为了减少焊接变形，在焊接过程中，必须采用正确的焊接方法和焊接顺序，必须采取相应的措施，采用足够的工卡具卡紧固定。 在施工过程中，必须时刻注意检查储罐的垂直度和凹凸度，发现偏差，及时纠正。

④在倒装法的采用中，胀圈需达到一定的刚度，通常采用8～12mm 的钢板制作成边长为150－200mm 的框式结构， 内部还需加装筋板作支撑。 胀圈应设置在高于焊缝大约80－100 mm 的位置。

⑤立柱设置必须要牢固，立柱的数量与强度，必须要能满足根据储罐的重量计算校确定的数量和强度要求。 为防止储罐在提升过程中因为受力不均而导致岛链断裂而酿成储罐倾覆的事故，立柱设置必须要均匀。 为防止储罐在提升过中容易造成储罐的水平旋转，并且产生累积偏差，岛链必须要垂直。

⑥储罐在提升过程中必须要缓慢平稳，切忌急躁，否则容易造成储罐倾覆事故。 储罐提升过程中必须要做好组织分工，按部就班，随时检查提升机运行状况是否良好，储罐提升是否均衡。最好能做好标记，随时观察，发现问题及时纠正。

⑦在安装不锈钢材质的储罐时， 要防止钢板在搬运和吊装过程中工卡具造成的渗碳作用，因此需要做好隔离措施，应用专用的工卡具或者吊装点处焊接不锈钢衬板， 待吊装完毕后拆除衬板。

⑧包边角钢的安装焊接必须严格控制， 因为包边角钢是连接罐顶和罐壁的重要环节，包边角钢安装是否水平，两边是否垂直，直接关系到罐顶、罐壁收口成型是否良好和顶圈壁板安装的垂直度，从而进一步会影响整个储罐的垂直度。

⑨外侧的大型附件如盘梯等的安装，最好采用分段预制，整体组装的方式进行安装，这不但保证了附件的整体性，而且在储罐提升的过程中也容易使其保持受力平衡， 还可有效地降低作业难度，节约作业时间，并且可以防止因分散安装而容易导致储罐变形、盘梯成型差、高空作业多难度大等现象。

五、总结

综上所述，单向倾斜底大型立式储罐，在其设计与施工方面都是可行的。 虽然它对装备、技术等许多方面都提出了更高的要求，造价也比常规储罐要高一些，但这种储罐的先进性，以及它所带来的社会效益和经济效益，却是无可估量的。 它特有的排污结构可以将储存在介质中的水份、污泥等及时的排出罐外，有效改善介质的储存环境，提高储存介质的纯度。 还可延缓介质对储罐的腐蚀，延长储罐的使用寿命，提高储罐利用率，这更符合当代的商业性需求。 尤其是化学工业正朝着精细方向发展，对储罐内部的清洁度要求越来越高，顺应时代的潮流趋势，可见单向倾斜底大型立式储罐的使用前景将越来越广泛， 对其安装技术的要求也越来越高，我们应不断的对其研究改进，加以完善。

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