三、金屬油罐的制作和安裝

油罐(儲罐)按其制造材質(zhì)可分為金屬罐和非金屬罐。在化工、石油化工和石油等工業(yè)中儲存液化氣以外的原料油主要采用金屬儲罐，即金屬油罐。

(一)油罐分類

金屬油罐可根據(jù)油罐所處位置、幾何形狀和不同結(jié)構(gòu)形式等幾方面來劃分。

1.按油罐所處位置劃分

按油罐所處位置可分為：地上油罐、半地下油罐和地下油罐三種。

(1)地上油罐。指油罐的罐底位于設(shè)計(jì)標(biāo)高±0.00及其以上;罐底在設(shè)計(jì)標(biāo)高±0.00以下但不超過油罐高度的1/2,也稱為地上油罐。

(2)半地下油罐。指油罐埋入地下深于其高度的1/2，而且油罐的液位的最大高度不超過設(shè)計(jì)標(biāo)高±0.00以上0.2m。

(3)地下油罐。指罐內(nèi)液位處于設(shè)計(jì)標(biāo)高±0.00以下0.2m的油罐。

2.按油罐的幾何形狀劃分

按油罐的幾何形狀可劃分為立式圓柱形罐、臥式圓柱形罐和球形罐。

3.按油罐的不同結(jié)構(gòu)形式劃分按油罐的不同結(jié)構(gòu)形式可分為：

(1)固定頂儲罐。固定頂儲罐又可分為錐頂儲罐、拱頂儲罐、自支撐傘形儲罐。

(2)無力矩頂儲罐(懸鏈?zhǔn)綗o力矩儲罐)。無力矩頂儲罐是根據(jù)懸鏈線理論，用薄鋼板制造的。其頂板縱斷面呈懸鏈曲線狀。由于這種形狀的罐頂板只受拉力作用而不產(chǎn)生彎矩，所以稱為無力矩頂油罐。

(3)浮頂儲罐?？煞譃楦№攦?、內(nèi)浮頂儲罐(帶蓋內(nèi)浮頂儲罐)。

1)浮頂儲罐。浮頂儲罐的浮頂是一個(gè)漂浮在儲液表面上的浮動頂蓋，、隨著儲液的輸入輸出而上下浮動，在浮頂與罐內(nèi)壁之間的環(huán)形空間有隨著浮頂上下的密封裝置，使罐內(nèi)液體在頂蓋上下浮動時(shí)與大氣隔絕，從而大大減少了儲液在儲存過程中的蒸發(fā)損失。采用浮頂罐儲存油品時(shí)，可比固定頂罐減少油品損失80%左右。

2)內(nèi)浮頂儲罐。內(nèi)浮頂儲罐是帶有固定罐頂?shù)母№敼?，也是拱頂罐和浮頂罐相結(jié)合的新型儲罐。見圖4.3.3。內(nèi)浮頂儲罐具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)：一是與浮頂罐比較，因?yàn)橛泄潭?，能有效地防止風(fēng)、砂、雨雪或灰塵的侵人，絕對保證儲液的質(zhì)量。同時(shí)，內(nèi)浮盤漂浮在液面上，使液體無蒸氣空間，可減少蒸發(fā)損失85%?96%;減少空氣污染，降低著火爆炸危險(xiǎn)，特別適合于儲存高級汽油和噴氣燃料及有毒的石油化工產(chǎn)品;由于液面上沒有氣體空間，還可減少罐壁罐頂?shù)母g，延長儲罐的使用壽命。二是在密封相同情況下，與浮頂相比可以進(jìn)一步降低蒸發(fā)損耗。

內(nèi)浮頂儲罐的缺點(diǎn)：與拱頂罐相比，鋼板耗量比較多，施工要求高;與浮頂罐相比，維修不便(密封結(jié)構(gòu))，儲罐不易大型化，目前一般不超過10000m3。

(二)金屬油罐附件

油罐附件應(yīng)適應(yīng)各種油品的儲存、計(jì)量和維修等的要求，金屬油罐附件有：

(1)人孔。專為操作人員進(jìn)出油罐檢查、清洗和修理之用。

(2)透光孔。專為罐內(nèi)進(jìn)行檢查、修理、刷洗時(shí)透光、通風(fēng)之用。

(3)排污孔(管)。用于清掃油罐時(shí)排出淤泥油污等，通過放水管排泄罐底沉積水。

(4)放水管。用于排除罐底的沉積水。

(5)罐頂結(jié)合管與罐壁接合管。用于進(jìn)、出儲存介質(zhì)之用。

(6)量油孔。用于測量罐內(nèi)油品的液面、溫度及取樣。量油孔一般與測量液位的儀表相連。

(7)呼吸閥、安全閥。呼吸閥的作用是調(diào)節(jié)罐內(nèi)油氣壓力，當(dāng)罐內(nèi)壓力過高時(shí)，通過呼吸閥將部分多余油氣排出，使罐內(nèi)壓力下降;當(dāng)罐內(nèi)壓力過低時(shí)，通過呼吸閥從罐外吸入空氣，使罐內(nèi)壓力升高，始終保持與大氣壓恒定的狀態(tài)。

安全閥的作用是當(dāng)油罐在操作過程中，當(dāng)呼吸閥失靈或其他原因影響正常工作時(shí)，可通過它調(diào)節(jié)罐內(nèi)壓力，從而防止由于罐內(nèi)正壓或負(fù)壓太高、罐壁應(yīng)力過大而造成油罐外形破壞或油罐被抽癟。

(8)防火器。用來防止火星、空氣經(jīng)過安全閥或呼吸閥進(jìn)人罐內(nèi)引起意外，它安裝在呼吸閥或安全閥的下面。

(9)內(nèi)部關(guān)閉閥操縱裝置。該裝置用來連接罐內(nèi)、外自動關(guān)閉閥，完成進(jìn)油和出油。

(10)加熱器。分局部加熱器和全面加熱器兩種。其作用是通過蒸汽對原油和重油加熱，以防止油品凝固。

(11)升降管。通過回轉(zhuǎn)接頭與出油接合管相連接，用卷揚(yáng)機(jī)帶動升降，可選擇抽取罐內(nèi)任何部位油品，一般只安裝在潤滑油或特種油品罐上。

(12)泡沫發(fā)生器。當(dāng)罐內(nèi)油品發(fā)生意外起火燃燒時(shí)，利用泡沫發(fā)生器產(chǎn)生泡沫劑滅火。

(13)進(jìn)料孔。用于進(jìn)料。

(三)金屬油罐的制作安裝

1.罐底預(yù)制與安裝

首先在基礎(chǔ)上放好縱橫十字軸線、罐底中幅板及邊緣圓周線。中幅板的尺寸由現(xiàn)場供應(yīng)鋼板規(guī)格決定，盡量做到鋼板長度不剪裁，以減少料頭損耗。排版時(shí)以中間條板為基準(zhǔn)，按排版圖的編號，從基準(zhǔn)板處畫好搭接線，向兩側(cè)按順序鋪板。當(dāng)中幅板鋪完后，再鋪設(shè)邊緣板。經(jīng)檢查罐底直徑及底板相互搭接尺寸符合設(shè)計(jì)要求后，將底板點(diǎn)焊或用夾具臨時(shí)固定。

罐底安裝時(shí)要注意，中間條板的中心線必須與基礎(chǔ)上的縱橫中心線重合。相鄰兩條中幅板上的短縫應(yīng)錯(cuò)開500mm以上，中幅板和邊板的焊縫應(yīng)錯(cuò)開200mm以上。底板鋪設(shè)之前，應(yīng)在底面涂防腐瀝青漆(搭接部位可不刷涂)。罐底的焊接步驟是：先焊接中幅板，在丁字縫處用捻錘將焊縫打嚴(yán)，然后按焊接順序?qū)ΨQ施焊。

2.罐頂預(yù)制與安裝

罐頂預(yù)制和安裝與罐體的安裝工藝密切相關(guān)，對于采用倒裝法安裝工藝的油罐，其罐頂預(yù)制與安裝過程為：當(dāng)罐底鋪好后，即開始安裝罐頂。首先安裝末圈壁板，其方法是先在罐底上以罐底中心為圓心，畫出第一圈及末一圈壁板圓周線，將中心柱垂直立于底板中心。然后按圓周線組裝末圏壁板，待第一圈壁板組裝完后，以設(shè)計(jì)確定的罐頂透光孔位置的中心作為第一塊罐頂板的中心線，并以此線為基礎(chǔ)把每一塊罐頂板的中心線位置用沖子在包邊角鋼上打上記號。然后按排版圖尺寸點(diǎn)焊好擋鐵，按包邊角鋼所對應(yīng)的頂板位置決定傘架。

組裝罐頂板時(shí)用弧形祥板調(diào)整好弧度，臨時(shí)點(diǎn)焊固定。待罐頂全部拼裝整形、點(diǎn)焊完畢后，即可進(jìn)行罐頂?shù)暮附?。焊接完后，再根?jù)圖紙規(guī)定的附件位置進(jìn)行放線開，把透光孔、管接頭、護(hù)欄、梯踏板、操作平臺等安裝完畢。接著拆除罐內(nèi)支撐，在罐壁外部下面畫好搭接線及起罐終止的預(yù)視線，同時(shí)組裝好限位拉桿，進(jìn)行第二圈壁板的組裝工作。

3.金屬油罐的安裝施工方法

根據(jù)金屬油罐的不同結(jié)構(gòu)，可選用機(jī)械正裝法、抱桿倒裝法、卷裝法、充氣頂升法和水浮正裝法(見表4.3.1)。

下面介紹幾種常見的施工方法：

(1)機(jī)械正裝法。機(jī)械正裝法是先將罐底鋪設(shè)焊好后，焊縫經(jīng)無損探傷及嚴(yán)密性試驗(yàn)合格后，將罐壁的第一圈板逐塊分別與底板垂直對接并施焊。當(dāng)?shù)谝蝗薇诮M焊完畢，再用機(jī)械逐塊吊裝第二圈壁板與第一圈壁板焊接，直至最后一圈壁板組焊完畢，再安裝頂板。

(2)抱桿倒裝法。同正裝法相反，首先將罐頂和罐頂下的第一圈壁板安裝好，再將罐頂下的第二圈壁板圍在第一圏壁板的外圍，并以第一圈壁板為胎具，組對壁板的縱向焊縫點(diǎn)焊成圓圈后，將罐頂和第一圈壁板用起重機(jī)械吊裝至第一、二圈壁板相搭接的位置停下點(diǎn)焊，再進(jìn)行環(huán)焊縫的焊接。其他各帶壁板均依同樣方法順序安裝，直至儲罐的最下一圈壁板焊接后與罐底板焊接完成。

抱桿倒裝法可分為中心抱桿倒裝法和多抱桿倒裝法，多抱桿倒裝法的抱桿在罐壁內(nèi)均布，用倒鏈提升。

(3)卷裝法。這種儲罐安裝施工方法主要應(yīng)用于罐體，當(dāng)?shù)装灏惭b施焊完畢后，在金屬預(yù)制加工廠將罐壁預(yù)先制成的整幅鋼板，在專用胎具上組對，采用自動焊機(jī)進(jìn)行焊接，并對焊縫進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)。再將組對好的整幅鋼板卷繞在鋼制圓筒上，運(yùn)到安裝好的罐底底板上，隨后將其在罐底上直立起來，沿罐體設(shè)計(jì)的圓弧線展開，一邊展開，一邊與罐底焊接。在展開過程中安裝罐頂結(jié)構(gòu)。卷裝壁板展開完畢，封閉罐壁板的安裝縱縫，最后再焊接罐壁板與罐底的“T”形焊縫。

(4)充氣升頂法。充氣升頂法是罐壁倒裝法的另一種形式。它與前面所述倒裝法的區(qū)別是，提升罐頂和上部罐壁不是靠起重機(jī)械來吊裝，而是利用鼓風(fēng)機(jī)向罐內(nèi)送人壓縮風(fēng)所產(chǎn)生的浮力使上部罐體上升就位。充氣頂升過程為：

1)首先將罐底在基礎(chǔ)上鋪設(shè)焊好，經(jīng)無損探傷和嚴(yán)密性實(shí)驗(yàn)合格。

2)組裝罐頂和上部第一圈罐壁板，隨后將自上而下的第二圈擘板逐塊圍在第一圈壁板的外側(cè)，作為密封套筒，并且用拉緊裝置將這一層圈壁板的所有立縫(除留有活口外)全部焊接完畢。

3)開動鼓風(fēng)機(jī)通過送風(fēng)道從罐底部向罐內(nèi)送風(fēng)，當(dāng)上部罐體被空氣頂升到預(yù)定位置時(shí)控制送風(fēng)量，使罐體懸空平衡，并將第二圈板的拉緊裝置收緊，調(diào)整好焊縫的間隙后再進(jìn)行施焊。

4)按上述的步驟依次進(jìn)行以下各圈壁板的拼裝、焊接，直至最后一圈壁板安裝完畢，并與罐底連接，完成全部壁板的頂升和組焊。

(5)水浮正裝法。水浮正裝法適用于大容量的浮船式金屬儲罐的施工，它是利用水的浮力和浮船罐頂結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，給罐體組裝提供方便。

1)單盤浮船油罐的壁板施工。首先安裝好浮船及單盤板，然后安裝第一圈壁板，在罐內(nèi)逐圈充水，利用浮船起浮作為內(nèi)腳手架，以逐圈安裝壁板。在浮船頂上，沿罐邊設(shè)置懸掛吊籠外腳手架，作為組裝焊接罐壁操作平臺，浮船的頂上安裝桅桿，詭桿套在圓形軌道上可作360°旋轉(zhuǎn)，主要用于起吊壁板。當(dāng)?shù)谝蝗Ρ诎搴竿旰?，再次充水，浮船上升，接著再安裝第二圈板。

2)雙盤浮船油罐的壁板施工。以50000m3雙盤式浮頂油罐為例，說明其施工程序：

①罐內(nèi)充水。首先解決水源及充水速度，由于罐內(nèi)充水量大，每安裝一圏壁板，需將浮船上升一定高度，均需4000t的水，僅依靠井水及自來水難以滿足。對其他水源應(yīng)對水質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)后，證明水質(zhì)符合要求，才可用泵抽取，并應(yīng)單獨(dú)設(shè)置水管，以保證灌水速度和水源的充足。

②壁板的壓制及焊穩(wěn)裝卡具。壁板為寬1.4m、長14m的整塊鋼板，用大型卷板機(jī)滾壓成型，然后在每塊板內(nèi)側(cè)焊上橫向穩(wěn)裝卡口及縱向縫的卡扣，主要是當(dāng)?shù)跹b時(shí)，便于與原已焊好的壁板穩(wěn)固找正。

③吊裝。由于罐壁板寬長，制作一鐵扁擔(dān)，上部由兩根鋼繩與吊車掛鉤相連;下部有兩根鋼繩，下端裝有夾具。起吊時(shí)只需用夾具套住壁板邊緣即可。

④焊接操作平臺?？拷摅w四周擺放電焊機(jī)，一臺活動操作小車配一臺電焊機(jī)。活動小車由型鋼制成，上部有兩個(gè)移動輪套在罐壁板上，可以沿著壁板移動，活動小車靠罐壁內(nèi)側(cè)有梯子可以自由通向浮船頂平面。

4.金屬油罐的試驗(yàn)

(1)油罐焊縫質(zhì)量的檢驗(yàn)及驗(yàn)收。常用的無損探傷方法有：超聲波探傷、射線探傷、磁粉探傷、滲透探傷等。油罐射線探傷的要求參見表4. 3.2。

(2)油罐嚴(yán)密性試驗(yàn)。油罐嚴(yán)密性試驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)其本身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及焊縫嚴(yán)密性。下面簡介幾種試驗(yàn)方法：

1)真空箱試驗(yàn)法。真空箱是一個(gè)無底矩形試驗(yàn)箱，箱底周邊裝有海綿狀泡沫塑料，頂部裝窺視鏡(有機(jī)玻璃)。開始試驗(yàn)前，將真空箱置于焊道上，并在焊道上涂刷肥皂溶液，當(dāng)從真空箱中抽出空氣使箱內(nèi)處于真空狀態(tài)時(shí)，焊縫中如有穿透性裂紋和穿透性氣孔及其他焊接缺陷時(shí)，空氣就會從上述焊接缺陷中穿過而產(chǎn)生肥皂泡，確定焊接缺陷部位并畫出明顯標(biāo)記，以便返修。

2)煤油試漏方法。首先在試驗(yàn)的焊道(外壁)部位涂刷一層白堊水溶液，然后在焊道壁內(nèi)上以0.1?0.2MPa的壓力噴射煤油，經(jīng)過一段時(shí)間后檢查焊道外表面。當(dāng)焊道有穿透性焊接缺陷時(shí)，煤油立即會滲透到白堊的表面，出現(xiàn)明顯的煤油斑點(diǎn)，即可確定焊道缺陷位置，以便對焊縫缺陷進(jìn)行必要的返修處理。

3)化學(xué)試驗(yàn)法。化學(xué)試驗(yàn)法是在所需試驗(yàn)的焊道上涂以酚酞溶液后釋放氨氣，利用氨氣穿過焊道中的缺陷與酚酞溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而出現(xiàn)鮮紅色或紫色這一特征，來發(fā)現(xiàn)焊接缺陷，以便對焊接缺陷進(jìn)行返修處理。

4)壓縮空氣試驗(yàn)法。在所需試驗(yàn)焊道的內(nèi)部空間中通入壓縮空氣，并在焊道表面涂以肥皂水，如未發(fā)現(xiàn)氣泡即為合格。

罐底焊接完畢后，通常用真空箱試驗(yàn)法或化學(xué)試驗(yàn)法進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，罐壁嚴(yán)密性試驗(yàn)一般采用煤油試漏法，罐頂則一般利用煤油試漏或壓縮空氣試驗(yàn)法以檢查其焊縫的嚴(yán)密性。

(3)油罐充水試驗(yàn)。對油罐的罐底、罐壁、罐頂分別進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)后，應(yīng)再進(jìn)行充水試驗(yàn)，并檢查下列試驗(yàn)內(nèi)容：罐底嚴(yán)密性，罐壁強(qiáng)度及嚴(yán)密性，固定頂強(qiáng)度、穩(wěn)定性及嚴(yán)密性，浮頂及內(nèi)浮面的升降試驗(yàn)及嚴(yán)密性，中央排水管的嚴(yán)密性，基礎(chǔ)的沉降觀測。

充水試驗(yàn)要求：充水試驗(yàn)前所有附件及其他與罐體焊接部位應(yīng)全部焊接完畢;充水試驗(yàn)采用淡水，罐壁采用普通碳素鋼或16MnR鋼板時(shí)，水溫不能低于5℃;采用其他低合金鋼時(shí)，水溫不能低于15℃。

1)罐底的嚴(yán)密性應(yīng)以充水試驗(yàn)過程中罐底無滲透漏為合格。

2)罐壁的強(qiáng)度及嚴(yán)密性應(yīng)以充水到設(shè)計(jì)最高液位并保持48h后罐壁無滲漏、無異常變形為合格。

3)固定頂?shù)膹?qiáng)度及嚴(yán)密性試驗(yàn)時(shí)，罐內(nèi)水位應(yīng)在最高設(shè)計(jì)液位下1m進(jìn)行緩慢充水升壓，當(dāng)升至試驗(yàn)壓力時(shí)，應(yīng)以罐頂無異常變形、焊縫無滲漏為合格。

4)浮頂?shù)纳翟囼?yàn)應(yīng)以升降平穩(wěn)、導(dǎo)向機(jī)械及密封裝置無卡澀現(xiàn)象、浮梯轉(zhuǎn)動靈活、浮頂與液面接觸部分無滲漏為合格。

5)中央排水管的嚴(yán)密性試驗(yàn)應(yīng)符合下列規(guī)定：

①以390kPa壓力進(jìn)行壓試驗(yàn)，持壓30min應(yīng)無滲漏;

②在浮頂?shù)纳颠^程中，中央排水管的出口應(yīng)保持開啟狀態(tài)，不得有水從管內(nèi)流出。

6)基礎(chǔ)的沉降觀測應(yīng)符合下列規(guī)定：

①罐壁下部每隔10m左右設(shè)一個(gè)觀測點(diǎn)，點(diǎn)數(shù)宜為4的倍數(shù)，且不得少于4點(diǎn);

②充水試驗(yàn)應(yīng)按設(shè)計(jì)文件的要求，對基礎(chǔ)進(jìn)行沉降觀測。

（責(zé)任編輯：zyc）

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