浅谈如何控制原油储罐的变形

刘佳南

摘 要：原油储罐变形超过要求会影响储罐的安全使用，通过采取有效的技术措施可以明显减少和控制储罐的变形。

关键词：储罐;变形;控制

近年来，随着原油储罐的大型化和高强钢质量的飞速发展，储罐的罐壁厚度在逐渐减薄，虽然油罐的整体质量减少，但油罐的变形问题却一直存在，成为不可忽视的安全隐患。储罐的变形如果在标准范围内，则不会影响储罐的使用;如果储罐的变形超过标准要求，不仅会影响储罐的外观，而且还会在外载荷的作用下产生应力集中和附加应力，降低储罐使用的能力，使储罐的安全性下降，严重得影响了储罐的使用。

原油储罐的变形主要是因为在储罐的施工过程中，预制精度、组装误差和焊接时的热胀冷缩等，以及储罐底板、壁板和顶板都会产生不同程度的变形。这种变形以焊接变形为主，下面就从以下几个方面对储罐变形的控制进行论述。

1保证储罐所用钢板的预制精度

储罐所用板材在预制厂预制时，如果板材预制后的误差太大，在安装时就要强行焊接，强行组对，这样就造成板材产生塑性变形。即使焊接完成，也有可能在原来的变形上又加上焊接变形，变形更大。因此，在预制板材的过程中，要严格执行GB 50128-2014《立式圆筒形钢制钢制焊接储罐施工规范》的要求。

另外，壁板的卷制加工一般采用滚压机，要控制壁板的曲率半径。壁板的曲率半径不能小于设计值。如果曲率半径过小，强行组对时，再加上焊接的应力，会使罐壁产生更大的角变形。此外，在滚板加工时板端的曲率半径R可稍大一些，这样在焊接时由于焊接的横向收缩产生的角变形，正好能抵消原来的曲率半径R富裕量。

目前，现场储罐板材的切割一般采用气体切割，半自动切割机切割和自动切割机切割，这些方法都属于热切割，都会造成钢板的变形，因此对于钢板进行热切割时，必须将其变形控制在一定指标内。控制热变形的方法之一是对不同厚度的钢板采用不同的切割速度以及选择适当大小的火嘴，例如在切割薄板时可使用较小口径的火嘴。此外，切割钢板时应对称切割，否则会导致对称边长不等，误差超标，使钢板产生翘曲。

2制定合理的焊接顺序

储罐底板、壁板以及顶板的变形程度与焊接顺序有着密切的关系，所以在施工前应根据储罐的结构形式，板材的厚度和组装方法等制定合理的焊接顺序。

对于浮顶罐来说，罐壁板的环焊缝和纵焊缝均为对接，罐底板有对接的，有搭接的，浮顶板均为搭接。罐底板的焊接顺序为：

对于拱顶罐而言，顶板一般采用搭接。因此才用的焊接顺序是隔一道焊缝、焊一道焊缝，并由多个作业人员在罐顶对称焊接，这样就能把焊缝收缩量分散到每一块，保证收缩均匀而不致产生较大变形。对于罐底板的焊接而言，焊接顺序一般为先焊接短焊缝、后焊接长焊缝，最后焊接靠近边缘板的收缩缝。如果罐底板有环形边缘板，最后焊接环形边缘板与中幅板之前的龟甲缝。

3使用夾具控制变形

使用夹具控制的变形，主要是针对原油储罐的焊接变形。使用夹具的目的是拘束钢板的局部收缩变形，拘束虽然可以减少焊接变形，但拘束越强，焊缝内的残余应力就越大，因此使用夹具既要把变形控制在许可范围内，又要防止焊缝内残余应力超过母材的屈服极限。目前常用于储罐施工的夹具主要有防止外大角焊缝角变形的龙门板，防止底板焊缝的纵向收缩的槽钢以及罐内壁使用的胀圈，胀紧后进行焊接防止环焊缝的纵向收缩等。对于正装法施工的大型浮顶油罐，罐壁板组对使用防止变形夹具为龙门板加背杠，这种方法明显降低了储罐的变形。

4总结

虽然储罐的变形种类很多，原因较复杂，但是在施工过程中，通过采取有效的控制措施，严格执行储罐施工的工艺标准，是可以将变形控制在有效的范围内的，大大提升了储罐的安全性。

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