储油罐浮顶卡阻故障分析及处理技术

蒋东华

（中国石化管道储运分公司聊城输油处山东聊城252000）

储油罐浮顶卡阻故障分析及处理技术

蒋东华

（中国石化管道储运分公司聊城输油处山东聊城252000）

在对储油罐浮顶密封结构及作用进行概述的基础上，结合实际运用实践，探讨了储油罐浮顶卡阻故障的主要原因，并提出了对应的故障处理及整治措施，为保证储油罐的正常、平稳运行提供参考。

储油罐；浮顶；卡阻

储油罐是在原油储存、周转过程中需要使用的重要设备与设施，完好无损的储油罐是保证原油库正常运行的关键和基础。但是，在日常的运行过程中，随着使用和运行时间的延长，部分早期建设的储油罐开始出现一些问题，例如罐体变形、浮盘变形、储罐基础出现不均匀沉降，导致储油罐浮顶出现卡阻等问题。本文针对储油罐浮顶出现的卡阻问题，根据工程实际，分析导致浮顶卡阻的主要原因，并提出对应的处理技术与策略，为保证储油罐的正常使用提供相关的参考。

1 储油罐浮顶密封结构及作用

通常，在外浮顶油罐的罐壁与浮船之间会形成一个环形的空间，在实际使用过程中为了减少并避免油品的蒸发，通常会在该位置设置软密封或者机械密封装置作为一次密封构建，例如使用橡胶制品及弹性填充材料制成的密封构件。但是，因为橡胶制品油温变化、性能限制以及安装过程中油罐尺寸的误差，导致一次密封之后依然存在一定的间隙。所以，就需要使用二次密封结构进一步减少油品的挥发。

所谓二次密封结构，就是在浮顶油罐的一次密封结构上方沿着罐壁设置一整圈的呈带状的橡胶密封刮板，然后将之与底部的承压板相连。该结构沿着罐壁与浮船之间的环状间隙进行搭接、排列，然后将其下端与浮船的边缘板使用螺栓固定。在工作过程中，承压板能够使得橡胶密封刮板与罐壁紧密相连，然后在承压板的整个内侧覆盖形成一层紧密的防蒸发隔膜。橡胶密封刮板能够与一次密封共同形成一个封闭的环状密封空间。

2 储油罐浮顶卡阻故障原因分析

2.1 既有设计结构约束过多

储油罐原油的结构设计中存在较多的约束，例如在量油管、导向管的两侧设置的4个滚轴、浮梯滚轮和轨道、中央排水管等。其中，前三个结构将浮顶与罐壁结合在一起，后两者则将浮顶与罐底板紧密相连。对于像油罐、浮顶这种大型钢结构，在正常的使用情况下，安装误差一般较大，价值浮顶与各个部件之间又属于固结结构，导致两点之间距离较大，产生较大的约束力矩，使得浮顶的活动自由度受到限制，容易出现卡阻情况。

2.2 罐体局部存在凹凸变形

罐体的凹凸变形问题不但包括初始施工因素，同时也包括后续使用过程中因为基础出现不均匀沉降而导致的变形。从实际的情况来看，导致罐体出现明显的凹凸变形，是因为地基的不均匀沉降，使得罐体的局部应力增加，导致罐壁出现明显的应力集中，从而影响浮顶的顺利升降，出现卡阻、偏移等故障。另外，罐壁发生的凹凸变形主要集中在罐体的顶部，该位置的一次应力相对较小，因为凹凸变形而导致的应力是二次应力，其具有一定的自限性，因此通常对罐体强度产生的影响不大。当使用过程中浮顶的自由升降不受影响时，可以不对之进行处理。

2.3 刮蜡板结构故障

储油罐使用过程中，刮蜡板机构（参看图1）销子断裂时会导致浮顶出现卡阻现象。同时，当刮蜡板机构与储油罐罐壁的间距过小，例如，通常小于设计要求2cm时，会使得油罐顶部罐壁圆柱度局部超差，使得储油罐罐顶与罐壁之间发卡，在运行中产生咔咔巨大响声。图1是刮蜡板机构图。

图1 刮蜡板机构图

3 储油罐浮顶卡阻故障处理方法

3.1 储油罐浮顶卡阻故障处理基本措施

（1）将量油管、导向管两侧的滚轴拆除，减少对浮顶自由度的限制。

（2）将之前的导向管滚轴径向安装方式修改成为环向安装方式。

（3）将量油管、导向管滚轴支座与盖板间的焊接连接方式修改成为螺栓连接方式，且将滚轴支座上的圆螺栓孔修改为扁长孔（尺寸：半圆中心距为10mm），使得运行过程中自由度更大，能够使得浮顶在升降过程中实现间隙的自我调整。

3.2 导轨位移调整上水试验

通过释放中央排水管的内部应力、调整导轨位移，上水试验的方式能够实现对储油罐卡阻故障的调整。当完成3.1项中的相关操作之后，可以进行充水试验，在浮顶完全上浮之前对相关的各个部件尺寸进行检查，确定浮顶与储罐罐壁间的间隙；量油管、导向管与各自导向筒间的相对位置；导向管处浮顶的实际偏移尺寸等。在进行充水试验的过程中，要记录不同水位高度对应的上部各个部件尺寸，通常每相隔0.5m检测并获得一组数据。

在数据记录完成之后，需要根据测量得到的数据进行调整，通过取平均值确定各个部件的除湿位置，并根据高度进行实时的调整。必要时，在取得设计人员的认可之后，可以适当减小局部环向密封装置的支撑压板宽度。在充水试验的过程中，若发现存在卡阻情况，应该及时的分析导致卡阻的原因，并进行针对性的调整。在调整完成之后的放水过程，要按照充水过程的相关要求对各个部件的尺寸进行检测，并在放水过程中进行相应的调整。

3.3 罐壁凹凸度的调整

在通过试水（充水与放水）的调整之后，若依然不能够完全消除浮顶的卡阻问题时，则可确定浮顶卡阻是因为罐壁的局部变形、凹凸导致的，可以将水位下降至存在凹凸部位的下部，对罐壁进行整治、调整。

在罐壁的整治过程中，首先可对罐壁进行局部调整、整形，但是不能够使用强力进行矫形处理，更加不得使用其它对罐壁母材产生损毁的措施。其次，对罐壁进行局部换板处理，但是在使用这种处理方式时，要经过设计方的许可，并在处理之前通过严格的计算，且保证更换的板材要与原板材一致，确保其机械性能不得低于母材。同时，焊接材料的方式也要与板材一致，保证其整个施工、检验、验收都符合国家相关标准。

[1]万树志.浮顶储罐二次密封卡阻问题的改造技术[J].安全、健康和环境，2010（10）.

[2]张新民，张雪.魏岗站1#浮顶油罐罐体变形隐患整治[J].中国石油和化工标准与质量，2010（10）.

[3]张新民.魏岗输油站浮顶油罐浮顶卡阻整治[J].油气储运，2011（5）.

TE972

A

1004-7344（2016）28-0307-02

2016-9-21

蒋东华（1965-），男，江苏宜兴人，工程师，本科，从事设备管理工作。