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大型浮顶油罐水浮正装工法
(获1992年度总公司级工法)
主编:宋应龙等
1 前言
随着石油化工的蓬勃发展,石油作为现代工业的血液,储备已成为一个重要内容。世界各国竞相建造大型储备油罐,且规模越来越大。我国在大型浮顶油罐的设计和制造业已形成系列和标准。各施工单位在工程实践中创造了多种多样的组装工艺方法,其中水浮正装浮顶油罐就是其中一例。该工艺以简单、安全、成本低而得到广泛应用。
我公司自1980年始至今,应用该工艺组装了三台30000米3和一台10000米3浮顶油罐,每次都在具体工艺方法、工序及施工管理上作了进一步改进和完善,使该工艺方法和管理日趋成熟,并取得了良好的技术经济效益和社会效益。
2 工艺原理
水浮正装法安装浮顶罐,就是利用罐本体的结构特点,将外抗风圈用吊栏与浮顶连接起来,作为施工内外作业面。利用供水系统向罐内冲水,水对浮顶产生浮力,将浮顶连同抗风圈一起浮起。这样,施工人员可在抗风圈和浮顶上组焊壁板,由下至上,直至完成罐壁和浮体安装。即由下列式子表述:
V浮·γ>>V排·γ=W0+W1+W2

式中:V浮——浮顶船仓总排水量;
V排—船舱实际排水量;
γ—水的比重;
W0—浮顶重量;
W1—吊栏及抗风圈重量;
W2—浮顶、吊栏承载的人员和机具重量;
R1——船舱内侧板到罐中心距离(船舱内侧半径);
R2——船舱外侧板到罐中心距离(船舱外侧半径);
α—船舱下表面坡度;
H—船舱实际吃水高度。
3 特点
工艺方法手段简单,所需施工机具少,措施用料少。
施工作业安全无交叉。
组焊工位条件好,有利于施工质量控制。
施工进度快,成本低。其次,这种工艺方法较水浮倒装法和搭设临时作业架正装法更为经济和安全。
4 适用范围
施工区域附近有丰富的水源,且使用价格低廉。
有供排水的条件。
施工环境温度须大于0℃。
5 施工工艺
施工程序
施工程序主要由底板组焊、浮顶组焊、壁板组焊、内部构件安装四步骤组成。具体程序见图1。
图1 30000米3浮顶罐施工程序
施工方法
罐底板的铺设与焊接
铺设底板时,按底板排版图预制编号,在中心板上划出中心线,使其与基础中心线重合。然后按顺序向四周扩散铺设。‰,以补偿焊接收缩量。
底板边缘弓形板组对时,。
底板点焊固定与焊接,应在弓形边缘板焊接合格,第一、二带壁板及角焊缝组焊合格后,以壁板为刚体,点焊固定底板。在正式焊接前,首先将底板的所有三重叠口(马蹄口)焊接100mm左右,再施焊中幅板。中幅板焊接应先焊短缝后焊长焊缝。方法是以中心为起始点,沿圆周方向扩散,隔缝分段退焊,底板中幅板焊完后,不可将边缘板搭接缝点焊铲开,应直接焊接边缘缝。注意,在环境温度较高时,应避开高温作业,可在温度较低时焊接,并采用二遍成形。
底板与壁板间的角缝焊接,应内外侧角缝同时交错同向对称分段退焊。严格控制焊接电流。根据不同板厚选择合适的焊接工艺,焊接层次。角缝焊接应先将腰高喉高用较大直径电焊条焊起,再用小电流堆焊下面的加强焊,防止底板边缘部分变形,每层焊接应间隔时间,以使热量散失。
底板焊接工艺参数
a 焊接电流150A左右;
b 焊接电压24v左右;
c 焊接速度350mm/min。
浮顶组焊
船舱组焊采用在平台上分段组焊,每两个舱为一组,并将船舱半径比设计尺寸放大2‰,每组船舱内外侧板留出适当调节余量。组焊成型后,防腐油漆试漏,最后吊入罐内,在搭设好的临时胎架上组焊成整体。
临时网状胎架设置,根据基础坡度和浮顶各部分坡度要求及浮顶起浮初始高度,确定网架高度与坡度。利用型材制安胎架,找出直线度达到组焊要求。网架主支点及横梁应设置在距焊缝50mm处。在胎架铺设单盘板同铺设底板一样程序,只是搬运方法有所不同。
单盘板焊接是以船舱作刚体,先将单盘板找平点焊固定,再与船舱连接焊。焊接单盘板与中幅板前先将下表面焊缝间断焊固定,再施焊上表面。其它焊接工艺程序同底板。
浮顶上所有开孔部位在开孔前,应先将其下表面附近的焊缝连续焊300mm以上。
船舱单盘板与连接角钢的焊接。连接角钢大多是火煨而成表面着碳较多。在焊接前,用气焊加热除碳,最后人工处理一遍,然后再正式焊接,这样可以防止焊接裂纹。焊接程序遵照HGJ210-83规范执行。
罐壁组焊
应注意第一、二代壁板组对焊接质量,它对后续板组