拱顶储罐制作、安装施工技术

赵珍奇

摘 要：由于立式圆筒型钢制焊接储罐底板和顶板的焊缝比较多，而且密集，所以，如果焊接施工不当，就会导致底板和顶板变形。

关键词：拱顶罐；立式圆筒；倒装法；罐体

中图分类号：TU714.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.160

1 概况

江苏省泰兴市金达重油减黏油罐工程（一期）油罐共计15台，其中，有2台10 000 m3的拱顶罐，公称直径D×公称高度H=30 m×19.5 m，圆形拱顶球冠底圆直径d为29.95 m，拱顶相对高度h为3.268 m，设计型式为立式圆筒型钢制焊接罐。该罐直径大，且底板和顶板焊缝比较多、密集，如果焊接施工不当，就会导致底板和顶板变形。为了保证工程质量，施工时，必须严格按照施工方案和规法进行。

2 工艺流程

在施工过程中，具体的工艺流程为：施工准备→材料验收和管理→切割、预制和工厂处理→基础验收→底板、壁板和附件的预制→顶板的预制→底板的摆放、组对、焊接、检查和真空检验→最顶层罐壁板的安装、焊接和射线检测，附件的安装→顶部角钢圈的安装→罐内顶升装置的安装→顶板的安装→采用顶升装置顶升壁板，顶起一层安装一层，并进行相应焊缝的焊接、射线检测（重复第8条工序），直至安装完壁板→从罐内拆除顶升装置→焊接底板与壁板的角焊缝→焊接底板与环板的角焊缝→扩散管、浮动出油装置，液位计管、温度计管、取样管等附件的安装→补强圈气密试验→充水试验（对罐壁和罐顶进行强度、稳定性和渗漏试验）→底板的二次真空检验→罐内、外壁喷砂除锈→罐内、外壁刷油防腐→为需要保温的罐体保温。拱顶板如图1所示，底板如图2所示，壁板如图3所示。

3 准备工作

预制前，要先绘制罐底、罐顶、罐壁排版图，所有进场材料必须符合图纸和有关规范的要求，而且现场要设置卷板机和校正平台，根据排版尺寸就地卷板、预制。在预制构件时，应按相关工艺施工，预制的钢板应逐张在表面标记移植，以便下一步安装工序正确、顺利进行。在预制、组装和检验的过程中，储罐所用的样板应符合下列规定：①弧形样板的弦长不得小于2 m；②直线样板的长度不得小于1 m；③测量焊缝角变形的弧形样板，其弦长不得小于1 m。

4 预制

4.1 底板预制时应注意的问题

底板预制时应注意以下问题：①罐底的排版直径应比设计值大0.1%～0.2%.②罐底拼接板的宽度不得小于1 000 mm，长度不得小于2 000 mm。③底板任意相邻焊缝之间的距离不得小于500 mm。④环状边缘板底板对接接头宜采用不等间隙，外侧间隙宜为6～7 mm，内侧间隙宜为8～12 mm。环状边缘板的尺寸允许有偏差，长度AB、CD，宽度AC、BD、EF允许偏差±2 mm，对角之差AD-BC允许偏差≤3 mm。环状边缘板如图4所示，环状边缘板底板对接接头如图5所示。

4.2 顶板预制时应注意的问题

顶板预制时应注意以下问题：①最好按照图扇形整片下料预制，顶板任意相邻焊缝的间距不得小于200 mm。②单块顶板本身的拼接可采用对接或搭接的方式。③筋板与顶板组焊时，应采取防变形措施。如果筋的拼接采用对接接头，应增加垫板，并且必须完全焊透；如果采用搭接接头，其搭接长度不得小于加强筋宽度的2倍。④拱顶顶板预制成形后，可用弧形样板检查，其间隙不得大于10 mm。

4.3 壁板预制时应注意的问题

壁板卷制后，应立置在平台上用样板检查。垂直方向上用直线样板检查，其间隙不得大于1 mm；水平方向上用弧型样板检查，其间隙不得大于4 mm。在运输预制好的壁板时，要采用适当的措施或弧型胎具，以免导致壁板变形。按照图纸的要求，壁板在不违反GB 50128—2005规范的前提下，可以根据板材的具体尺寸作些许的变动，但是，底圈板板宽不得小于1.5 m。各圈壁板的纵向焊缝宜向同一方向逐圈错开，其间距宜为板长的1/3，并且不得小于500 mm；底圈壁板的纵向焊缝与罐底板对

接焊缝之间的距离不得小于200 mm；罐壁开孔接管或接管补强板边缘与罐壁纵向焊缝之间的距离不得小于200 mm，与环向焊缝之间的距离不得小于100 mm；包边角钢对接接头与壁板纵向焊缝和罐顶板搭接焊缝之间的距离不得小于200 mm；壁板的宽度不得小于1 000 mm，长度不得小于2 000 mm。

4.4 预制时应注意的其他问题

当角钢圈、加强圈、包边角钢、接管补强板等弧型构件加工成形后，要用弧型样板检查，其间隙不得大于2 mm。放在平台上检查，其翘曲变形不得超过构件长度的0.1%，并且不得大于4 mm。另外，热煨成形的构件不得有过烧、变质现象，其厚度减薄量不应超过1 mm。

整个工程施工不仅要遵循上述注意事项，还应符合GBJ 128—90的有关规定。

5 罐体组装

5.1 罐体组装前的准备工作

在组装罐体前，应会同建设方和土建单位验收基础。基础的各项质量指标必须符合图纸和GB 50128—2005《立式圆筒型钢制焊接油罐施工及验收规范》的要求。

在铺设底板前，下表面要按照图纸要求和规范要求除锈后再涂刷冷底沥青防腐涂料，每块底板边缘50 mm范围内不刷防腐涂料。

5.2 底板铺设，组对，焊接

铺设底板时，在基础上放好纵横十字轴线、罐底板圆周线，从中间板开始铺设。以中心线为基准，按排版图的编号，在底板上划好搭接线，按照顺序向两侧铺设。检查罐底直径和底板相互搭接尺寸是否符合设计要求，确认无误后，将底板点焊固定后再焊接。施焊时，中幅板焊缝的焊接顺序为先焊短缝，后焊长缝，隔缝焊接。初层焊道应采用分段退焊或跳焊法，焊至距边缘板300 mm时停止施焊。中幅板焊接顺序为先焊接1～3之间的短焊缝，后焊接4～7之间的长焊缝，分别采用短焊缝分段倒退焊法（短焊缝分成300 mm长的小段）和长焊缝分段倒退焊法（长焊缝分成400～500 mm长的小段）。边缘板焊接顺序是：焊靠外缘300 mm处的对接焊缝→边缘板与第一圈壁板角焊缝→剩余的边缘板对接焊缝→边缘板与中幅板之间的对接焊缝。在焊接弓形边缘板时，首先要由外向内焊接，靠近中幅板处留300 mm不焊接，然后焊罐壁与底板角焊缝，最后焊环形板与中幅板之间的300 mm焊缝。弓形边缘板的连接可按照图纸施工。在焊接过程中，接缝要完全焊透，确保表面平整，而且垫板与对接的2块底板要贴紧，其间隙不得大于1 mm。收缩缝的焊接采用焊工均布分段倒退焊的方式，并且要连续焊完。待底板焊接完毕后，局部凹凸变形不应大于25 mm。焊接顺序如图6所示。

5.3 围立壁板前的准备工作

罐底焊接完毕，检查焊缝表面质量合格后，在底板上放好纵横十字轴线，以十字线的交点为中心，在底板上划出臂板安装基准圆周线。同时，按照设计要求画出盘梯、附件等，安装基准线，并标明记号，划出群柱等分位置。罐内壁线上均布点固定若干挡板以控制罐底内圆。

5.4 壁板围立、组对和顶板组对

壁板围立、组对和顶板组对顺序是：①围立第一圈壁板时，应立缝点焊，留一道活口，活口处用手拉葫芦拉紧、找圆，每道立缝中上部设横向弧形板，以防焊接变形。②立缝焊接完成后，要按照规定进行无损探伤。同时，要在罐内壁下部安装槽钢涨圈，并涨紧与壁板贴服。③安装顶部角钢圈要焊后校圆。同时，要做好群柱和中心拖板的组装工作，并复核中心圆与壁板圆周的同心度和直径偏差。④安装顶板临时骨架，分4个点对称同一方向旋转安装顶盖板，临时点焊。待顶板全部组装后，样板复核弧度合格后增加点焊点，然后焊接。⑤顶板焊接时，先焊接瓜皮板焊缝。在此过程中，焊工要均匀分布，采用分段倒退焊接法焊接。顶板之间的焊接要先焊焊缝内侧（隔100 mm焊100 mm间断），后焊焊缝外侧（连续焊）。对于顶板与抗压圈间的环缝，焊工要将其对称，并均匀分布，沿同一方向分段退焊。

顶板焊缝外观检查合格后，即可拆除临时骨架、中心托板，并安装顶部平台、栏杆。

围第二圈壁板，组对焊接同第一圈壁板。吊起第一圈与第二圈壁板环缝组对焊接，焊后，T字缝和环缝要按照图的要求进行无损探伤。同时，撤下的内槽钢涨圈可安装到第二圈壁板下部。

罐壁的纵、环焊缝应采用对接的方式，环缝上下圈板的内面应对齐。焊接壁板时，要先焊纵向焊缝，后焊环向焊缝。纵缝应自下向上施焊，下端留100 mm不焊，待与下带板组对后焊接。当焊完相邻两圈壁板的纵向焊缝后，再焊其间的环向焊缝。焊接环焊缝时，焊工应均匀分布，并沿同一方向，分层、分段退焊。罐壁的纵向、环向焊缝外侧焊完后，内侧焊缝清根后再焊接。

5.5 其他

依次类推，当设备整体安装完后，最底圈板与底板内外角焊缝焊接。这道工序应在底圈壁板纵焊缝完后施焊，并由数名焊工从罐内、外沿同一方向分段退焊。同时，在内外罐壁上每隔1 m用角钢做必要的支撑，防止变形。内角焊缝经渗透检验合格后，可按照图纸开孔，安装附件和旋梯、平台、栏杆，清除杂物，然后再进行底板真空箱试验，壁板按图纸规定进行无损探伤，设备整体做盛水试漏和基础沉降实验。

6 各种表面缺陷的修补

在运输和施工过程中，各种缺陷的修补工作应符合以下规定：深度超过0.5 mm的划伤，电弧擦伤、焊疤等有害缺陷，应打磨平滑。当打磨深度或缺陷深度超过1 mm时，应补焊，并打磨平滑。对于返修的焊缝，应按照原规定的方法探伤，并达到合格标准。焊接的修补必须按照焊接工艺进行，其修补的长度不应小于50 mm。同一部位返修次数不宜超过二次，当超过二次时，必须由项目技术总负责人批准。

待相关试验合格后，要按照图纸设计要求和规范要求除锈、刷漆、保温。

7 结束语

在整个施工过程中，现场施工要文明，建立安全、质量保证体系，责任到人，层层落实，将定期检查与不定期抽查相结合，深入分析、及时整改其中存在的问题，并对质量检查结果采取相应的奖惩措施。另外，要有效保护成品，安全生产，文明施工，以实现既定的目标。

〔编辑：白洁〕