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控制大型储罐双盘浮顶组焊平整度的创新


Construction of Large Storage

I大型储罐建设专栏

控制大型储罐双盘浮顶组焊平整 度的创新
■韩志勇中国石化集团南京工程有限公司江苏南京210046 关键词储罐双盘浮顶焊接IO万m3 中图分类号TG44, 文献标识码B

文章编号1672-9323(2010)O卜0046—02<

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随着国家石油储备战略的实施,大型10万m3原油储罐建 设逐步增多。2004~2005年在镇海国家石油战略储备基地建设 中,南京工程公司(原二建公司)承建了24台10万m3双盘浮顶

200ram焊100mm的断续焊,正面要求为满焊,且设计要求与油 介质接触面的正面密封焊缝要求焊2遍。 (6)当时国内大型双盘浮顶施工的经验也很少,缺乏相应 成熟的施工经验和技术资料,也还存在很多需要改进之处。

原油储罐。此次设计的单台双盘式浮顶总重约400t,由浮顶底
板、桁架、浮顶顶板组成,浮顶上表面呈“w”形结构,整个浮顶被 环舱隔舱板和径向隔舱板分隔成6圈环舱73个独立单舱,环舱 板间距约为7m。浮顶顶板和浮顶底板设计厚度均为4.5mm,桁 架是采用么70


2控制双盘浮顶平整度的工艺创新
针对10万m3储罐双盘浮顶施工的特点和难点,公司将双 盘浮顶平整度控制作为技术攻关项目,成立了QC小组,着重解 决如何控制双盘浮顶平整度这一技术难关。经过小组的两次 PDCA循环等质量活动,探索出一条控制双盘浮顶平整度的工 艺创新之路。 2.1控制好桁架及隔舱板的刚性固定。防止焊接自身波浪变形 为控制好采用桁架及隔舱板的刚性固定,尽量减少浮顶板 焊接时的收缩变形,以及充分利用稀少的桁架及隔舱板作为加 固支撑控制焊接过程中的自身波浪变形就成为关键。 QC小组根据规范标准、结合施工实际,研究决定:采用浮 顶底板与桁架同时组装焊接的办法,待浮顶底板和桁架施工完 后,再逐张铺设浮顶顶板。即施工完浮顶桁架后,充分利用桁架 及隔舱板将整个浮顶分隔成无数个小型区域,并利用桁架及隔 舱板作为小型区域的四周刚性固定体,最后在各个小型区域内 单独焊接浮顶底板。 2.1.1初定施工流程 初步制定的浮顶施工流程为:由内向外分为中心舱、第一 舱、第二舱至第六舱;搭设浮顶临时台架一铺设浮顶底板一组装 第一圈桁架及隔舱板一组装第二圈桁架及隔舱板一焊接第一圈 桁架及隔舱板一组装第三圈桁架及隔舱板一焊接第二圈桁架及

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5的角钢拼装而成,桁架的周向间距为

1.5m左右。按设计要求,浮顶底板和顶板的凹凸变形均需控制 在10mm之内(采用lm直尺检查)。

1双盘浮顶施工的特点和难点
10万m3储罐的双盘浮顶平整度是施工水平高低的标志, 干好浮顶储罐,控制好浮顶平整度,具有重要意义。双盘浮顶施 工具有以下特点和难点: (1)10万m3储罐双盘浮顶直径达80m,环向隔舱板间距 为7m左右,桁架周向间距为1.5m左右,而浮顶底板和浮顶顶 板的板厚设计仅为4.5mm。,在加固支撑较少,面积庞大的整体 焊接中保证薄板的焊接凹凸变形小于10ram(1m直尺样板检 查),是施工技术重点和难点。 (2)双盘浮顶焊接整体面积大,焊接引起的收缩变形将难 以释放,易导致浮顶因焊接收缩产生较大的波浪变形。 (3)浮顶板很薄,厚度仅为4.5mm的双盘浮顶板,单纯的 焊接方法很容易使钢板产生波浪变形。 (4)浮顶加固支撑稀少,浮顶的支撑骨架主要为桁架及隔 舱板,但桁架间距及环向隔舱板间距仅满足了浮顶强度的需要, 并未完全考虑浮顶施工后的焊接变形。 (5)浮顶的焊接量较大,浮顶底板焊接要求为仰面隔

隔舱板……?一组装第五圈桁架及隔舱板一焊接第四圈桁架及
隔舱板一组装第六圈桁架及隔舱板一焊接第六圈桁架及隔舱

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板一最后焊接第五圈桁架及隔舱板。 2.1.2实施预案 针对可能出现的径向上的凹凸变形,制定了相应预案。 (1)桁架预制的变形易导致组装应力的产生。为了克服桁 架预制时因焊接产生的弯曲变形,制作专门的桁架焊接反变形 胎具,桁架预制焊接前固定在反变形胎具上进行焊接,确保桁架 焊接后的直线度。 (2)原材料的抛丸防腐方式是单面抛丸,单面刷漆,易受 热起拱变形。为此要求更改抛丸方式,改单喷单防为双喷单防, 另一面则在现场安装后进行防腐,以保证浮顶板防腐后的平整 度。 (3)采用手工电弧焊,焊接变形相对较大。为此顶板焊接 采用焊接变形较小的气体保护焊焊接工艺,严格控制热输入量, 考虑到浮顶底板是接触油的密封焊缝,且焊接时外界环境差,易 产生缺陷,底板的焊接仍采用不易产生缺陷的电弧焊焊接,在焊 接时严格控制热输入量。 (4)局部焊缝较宽,焊接后的热膨胀区域大易导致变形。 为此控制焊缝宽度,规定焊缝焊接后的最大值,要求在保证焊接 质量的前提下尽量将焊缝焊窄,安排专人跟踪检查监督。 (5)为了杜绝焊接人员不均布、不同步,焊接流程不统一, 前后倒置现象的发生,详细编制焊接流程,进行专项技术交底, 使焊工明确焊接工艺流程,了解各部位焊接的先后顺序,注重焊 接速度的控制,安排专人统一协调,关注焊工的动向。 (6)背杠使用方法不能随浮顶板变形样式变化,不能将凹 凸变形处充分延展。为此安排专人在现场进行讲解,技术交底, 使施工人员领悟背杠的作用,达到真正会使用背杠进行浮顶板 的找平的目的。 2.1.3实际施工中的调整 按照确定的方案,对首先施工的T30、36罐进行了浮顶的 安装,经检测,浮顶顶板测量257点,.合格254点,合格率为 98.8%。浮顶底板测量515点,合格515点,合格率93.8%符合规

原因等进行综合分析,主要因素如下: (I)浮顶的组焊流程还存在问题,外围环舱在焊接过程中 会向内收缩,从而引起内部环舱的相互挤压,变形释放不出去, 这是导致浮顶底板变形最根本的原因。 (2)浮顶施工工艺不熟练,施工进度较慢,整个浮顶尤其是 浮顶底板部位,经过长期的摆放,经受的热胀冷缩变形几率大大 增多,内应力的相互叠加也是造成浮顶底板变形的一个因素。 (3)浮顶中心部位(一环舱)存在一个直径2.4m的中心 筒,由于设计仅在中心筒内部上下方各设置了两根12×100× 2400mm的扁铁,对中心筒的刚性加固并未起到太大作用,焊接 残余应力使中心部位变形十分严重。 2.2.2解决好浮顶舱底板平整度的措施 为解决底版平整度问题,QC小组制定了相应措施: (1)重新制定浮顶施工工艺流程,改浮顶从中心向四周扩 散安装为从中部向内外延伸安装,即从原先的中心一舱开始施 工改为从中部的三舱开始施工,施工顺序为:三舱一四舱一五 舱一六舱一二舱一一舱。外舱施工时,保证一二舱内的浮顶底板 先不点焊,使其变形可以自由释放。同时,三四五六舱的拘束度 更保证了一、二舱的平整度。 (2)按照新的工艺流程并结合以往的总结经验重新进行技 术交底,使每名工人及管理者熟悉工艺流程,更好的保证施工顺 利。 (3)对浮顶施工人数进行合理配置,确保一定的劳动力,保 证浮顶顺利施工。 (4)预制时,对中心筒重新进行加固,保证中心筒的强度, 防止焊接时的收缩变形带动底板变形。

3实际效果
经过改进后的施工方案在T29罐上实施,经过45d的浮顶 施工,在浮顶的最终测量中,整个浮顶底板共抽查509点,仅在 最先施工完的第三舱内发现了3处不合格点,其它发现了2处 不合格点,合格率达到了98.2%,较好地完成了预先制定的目 标。 经过两次PDCA循环,圆满完成了双盘浮顶平整度控制攻 关任务,在后续浮顶的施工中,各浮顶均表现出较高的平整度合 格率,整体合格率达到了98.5%以上。通过镇海国家石油储备 基地24台10万m3双盘浮顶原油储罐的施工,总结了一套完整 的大型双盘浮顶油罐双盘浮顶施工工艺,填补了公司大型双盘 浮顶施工工艺的空白,为后续工程的施工提供了宝贵经验,同时 由于工艺的不断优化,单台罐浮顶施工工期保持在45d左右,加 快了工程进度,取得了良好的经济社会效益。 (收稿日期:2010-01-22)

范要求,其中第三一六环舱测量425点,合格率98.6%;但浮顶
中心部位的一,二环舱舱底板测量124点,合格率86.8%,说明 底板仍有变形,不够平整,有待改进。:: 通过第一次PDCA循环,将浮顶底板分成若干个小型区 域,并利用桁架及隔舱板作为四周刚性构件拘束体进行组焊,以 及将浮顶顶板逐张铺设的的施工方案基本是正确的。浮舱底板 及顶板的平整度都得到了很好的控制,达到了预期的效果。 2.2解决好浮顶舱底板的平整度 2.2.1影响浮顶舱底板平整度的主要因素 为了纠正和提高浮顶舱底板的平整度,QC小组进行了第 二次PDCA循环。经过QC小组成员对浮顶底板的平整度变形

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控制大型储罐双盘浮顶组焊平整度的创新
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数: 韩志勇, Han Zhi-Yong 中国石化集团南京工程有限公司,江苏南京,210046 石油化工建设 PETROLEUM & CHEMICAL CONSTRUCTION 2010,32(1) 0次

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