膜型油罐建设中的结构优化及质量控制

郭锦江(空军后勤部工程代建管理办公室，北京 100032)

0 引言

现阶段，随着我国社会经济与国防科技发展，对膜型油罐的需求量正呈现不断上升的趋势，对膜型油罐建设的质量控制也提出了更高的要求。因此，本文将从膜型油罐建设的质量控制现状作为出发点展开讨论，从施工准备、基础验收、施工过程监控、竣工验收4个方面强化施工质量，并重点对油罐基础的质量验收要点进行分析和阐述，对质量控制要点进行深入分析。从多方面实现对施工管理的有效控制，进一步提高油罐建设的实用性和高效性，强化结构的安全性和可靠性，促进我国膜型油罐建设的发展。

1 膜型油罐建设工艺质量控制现状

膜型油罐多设在地下或半地下封闭式钢筋混凝土结构防护体内，罐体钢板较薄，罐体型钢骨架与防护体预埋件刚性连接，造价经济且结构稳固。由于油罐建造涉及土建和安装工程交叉作业多，且罐顶必须在防护体全部施工完毕后才能安装，罐顶就位焊接空间受限，操作难度大[1]。

近年来，我国在国防科技上取得了长足的发展，作为一种新型的油品存储装置，膜型油罐的需求量也不断增加。由于膜型油罐的应用范围十分特殊，且用于存储液体受到环境结构以及存放物体性质的局限性较大。膜型油罐建设中保证结构强度的稳定性以及焊缝、防腐的可靠性十分重要。当前膜型油罐还属新型设计成果，工程建设中无成熟结构参考，因此建设的过程中面临着很多问题，例如油罐结构的可靠性、存储性能、操作使用性能、耐腐蚀性能等，迫切需要进行改善提升。要全面提高质量，就必须根据现场情况进行具体分析，进一步提高膜型油罐建设的科学性和合理性，加大控制力度并实施切实可行的质量控制措施，从而有效减少或者避免各种问题的发生，确保油罐的建设质量同时延长油罐的使用寿命。

2 施工质量监控

2.1 施工前的准备

施工前首先要编制施工方案、质量计划、材料计划、劳动力计划、进度计划等，报业主、监理审批后才能实施。要做好参建员工的培训，做好全员技术交底工作。特殊工作要持证上岗，焊工应现场考试合格后方可上岗。材料采购必须符合图纸及国家相关标准，并经验收合格后方可使用。膜型油罐建设前，必须按照实际的需要制定完善的检试验计划和质量控制点一览表，并经过讨论后各相关单位和部门审核通过，便于后续质量控制和检查有方可循，为质量控制提供强有力的保障。

2.2 基础验收、划线

基础质量是确保油罐安装的质量的前提，验收工作必须业主、监理、土建、安装四方到场验收，在验收合格的情况下共同签字确认。基础验收的主要内容如下：基础表面应清理干净，上表面铲平，必要时采用砂轮机打磨清理，每10 m长内任意两点的高度差不得大于6 mm，整个周长度内任意两点的高度差不得大于12 mm，沥青砂表层应平整密实，无突出的隆起、凹陷及贯穿性裂纹[2]。基础的划线主要包括按照图纸画出罐中心十字线，以中心线放出罐底板边缘板安装位置，划线采用50 m以上盘尺一次定位轴线上立柱中心点，避免造成累计误差。

2.3 施工过程监控

在膜型油罐建设的过程中，业主、监理、施工三方必须对自己的本职工作予以充分的重视，各司其职，明确自己的工作任务和目标。施工过程中相关人员要加大对施工人员的监管力度，现场质量检查要按点及时到位，发现问题要及时整改，避免发生返工、停工现象的发生。同时，施工人员也要提高自身的专业能力、技术水平和综合素养，严格按照设计图纸、规范和方案进行施工作业，进一步提高作业的规范性，避免质量问题的发生。特别是质量检查人员，及时做好各工序质量检查工作并记录，在确保本工序质量合格后方可进入下道工序，同时也要对施工人员的自检记录和检查记录进行核查确认。

2.4 竣工验收控制

在膜型油罐建设完成后，相关人员必须进行全面检查，检查有无遗漏的部件或未完成的工作；所有的检验、试验工作有没有完成；检查设计变更和改进有没有完成。从而最大程度的排除隐患问题[3]。若在验收过程中发现不足和缺陷，必须根据具体情况制定整改措施，做好质量的评定工作，再进行验收和核实，直至验收结果无疑漏、偏离和差错。

3 膜型油罐结构优化及质量控制要点

3.1 加强对材料、机械、人员的控制

首先，必须从加强材料与机械设备管理的角度出发，因此储油罐施工计划思想必须融入膜型油罐建设中，并按照相关的要求制度选择相应的材料和机械设备。在材料选择的过程中，必须在货比三家、择优选择的基础上符合国家相关标准和项目建设标准，对其质量证明及合格证件进行重视。材料选择完毕后也要对材料进行分类和抽检工作，对于不合格的材料要做出相应的标记，严禁投入使用[4]。与此同时，对于膜型油罐建设的设备也要进行定期的维修和养护，保证机械能够顺利作业，延长机械设备的使用寿命，保障机械设备的正常运行。其次，要从加强人员素质管理的角度出发，加强对工作人员的培训和管理，在管理的过程中实施人性化的管理模式，建立奖罚分明的制度规则，从而全方位多层次多角度提高工作人员的能力和素养，并对工作人员进行定期的审核。除此之外，对于储油罐防腐施工必须予以充分的重视，采用新工艺、新技术、新材料前，必须组织专业技术人员对操作人员培训和交底，并将相应的施工方案报批。

3.2 油罐底板的优化及质量控制要点

底板施工质量控制的关键是焊缝质量及变形控制。底板结构设计采用了双锥底及中幅板梯形排板对接结构，该结构优点是底部积油、水及杂质易于清理，底板排板施工较简单。缺点是焊缝较多，中幅板与边缘板形成焊缝尖型对接，材料损耗大。

施工过程中对底板优化为矩形排版如图1所示。

图1 设计底板及优化后的底板排版

底板在排版优化后质量控制要点：一是避免了尖型焊缝对接，消除了应力集中对焊缝质量的影响；二是焊缝比图一排板减少，减少了焊接热应力的产生，减少了焊接变形；三焊接采用CO2保护焊打底，埋弧自动焊盖面，并采用对称间隔施焊，既减少了底板变形又提高了焊接质量，同时提高了生产率、降低了成本；四是采用真空试漏法检查所有焊缝质量[5]。

3.3 罐壁的优化及质量控制要点

膜型油罐的壁板设计结构侧板与H型钢搭接，焊接质量难以保证。施工过程中对钢板与H型钢连接型式进行优化，采用壁板与H型钢之间对接结构如图2所示。

图2 优化前后的壁板结构

壁板优化后，质量控制要点：一是圆弧板的采用数控下料保证尺寸精度，采用压制成型样板检查控制弧度；二是成型后壁板在胎具上分片组对焊接以保证组对尺寸和控制变形；三是弧板与H型钢对接焊缝外侧用手工电弧焊(或CO2气体保护焊)，内侧清根用埋弧自动焊填充盖面，保证焊缝质量较少变形；四是按照规范要求控制最后一带板无损检测要求，对每条纵缝抽取250 mm进行RT检测，或提高检测数量，保证主体焊缝质量；五是用水压试验来检测罐壁的强度与焊缝质量[6]。

3.4 油罐顶板的优化及质量控制要点

膜型油罐罐顶设计结构上部为H型钢拱形框架，型钢下部位钢板对接，钢板与框架之间焊接固定成型，框架结构安装跨度大产生焊接变形，使得结构梁下翼缘板无法贴合成统一弧面，要同时保证钢板与钢结构之间连接及自身对接十分困难。

施工过程中对罐顶进行优化：将异形储罐顶板改成矩形搭接结构进行优化，如图3所示。

图3 异形储罐顶板改成矩形搭接结构

顶板优化后质量控制要点：一是罐顶板的纵向焊缝应向同一方向错开1/3板长，且不得小于500 mm，保证焊缝间距满足规范要求；二是上下搭接焊缝满焊，保证焊缝的强度及严密性；三是钢板与型钢之间采用200(300)间断焊，保证顶板跟型钢间的连接强度；四是焊接采用分段对称，低线能量，减少焊接变形；四是用煤油渗漏及负压检查顶板焊缝质量及顶板与钢结构之间连接强度和整体刚度[7].

3.5 针对工艺特点实施质量监控

合理安排罐体与防护库穿插作业，合理利用防护库顶部预埋件，采用多吊点吊装顶板至拱顶钢架下缘与骨架贴合、焊接，避免后期只能从操作间门洞倒运入库，有效解决了防护库与罐顶净空不足的难题。防护油库的施工工艺主要分为防护结构、膜型油罐两部分[8-10]。在膜型油罐施工工艺中，必须要注意到的是罐体部件预制、基础验收、罐底安装、罐体安装及罐顶安装五大类问题。施工工艺中必须要强化罐顶型钢骨架安装、罐顶板安装、罐附件安装及罐整体试验。这为提高油罐的质量提供了有力保障。

4 膜型油罐建设安装经验总结

顶板安装在罐壁和防护结构完成后，在罐内搭设移动脚手架安装作业平台，构成每拱的两段顶板就位与拱形梁进行贴合组对，然后按照从下至上的顺序焊接，最后将两段顶板组对焊接。顶板焊接先短缝后环向缝，环向焊缝焊工要均匀对称分布，由中心向外分段退焊，采用卡具进行反变形，检测合格后拆除全部脚手架，这样便于掩体内施工。对侧壁及底板优化后，保证了质量，缩短了工期，同时节约了成本。近年来，该技术在军民融合供油项目中开始逐步推广应用，降低了劳动强度，提升了此类油罐的建造水平，社会效益显著，得到了各方的一致好评[11]。

5 结语

油罐的质量是膜型油罐建设的关键，关系着膜型油罐建设发展的可持续性。膜型油罐是国防工业建设中必不可少的设施，因此对于膜型油罐建设的加强和改善质量就显得极为重要，对该领域未来的发展也有着积极的意义和深远的影响。从当前的情况来看，膜型油罐建设的质量控制还存在诸多的不足，影响了油罐的使用性能和使用寿命，只有通过结构优化、施工过程管理和控制，才能保证油罐质量稳步提升。