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、幾何形狀和不同結構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計標高±0.00及其以上;罐底在設計標高±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計標高±0.00以上0.2m。

(3)地下油罐。指罐內(nèi)液位處于設計標高±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.按油罐的不同結構形式劃分按油罐的不同結構形式可分為：

(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(懸鏈式無力矩儲罐)。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，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合的新型儲罐。見圖4.3.3。內(nèi)浮頂儲罐具有獨特優(yōu)點：一是與浮頂罐比較，因為有固定頂，能有效地防止風、砂、雨雪或灰塵的侵人，絕對保證儲液的質(zhì)量。同時，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，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，與浮頂相比可以進一步降低蒸發(fā)損耗。

內(nèi)浮頂儲罐的缺點：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(密封結構)，儲罐不易大型化，目前一般不超過10000m3。

(二)金屬油罐附件

油罐附件應適應各種油品的儲存、計量和維修等的要求，金屬油罐附件有：

(1)人孔。專為操作人員進出油罐檢查、清洗和修理之用。

(2)透光孔。專為罐內(nèi)進行檢查、修理、刷洗時透光、通風之用。

(3)排污孔(管)。用于清掃油罐時排出淤泥油污等，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)罐頂結合管與罐壁接合管。用于進、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，當罐內(nèi)壓力過高時，通過呼吸閥將部分多余油氣排出，使罐內(nèi)壓力下降;當罐內(nèi)壓力過低時，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)。

安全閥的作用是當油罐在操作過程中，當呼吸閥失靈或其他原因影響正常工作時，可通過它調(diào)節(jié)罐內(nèi)壓力，從而防止由于罐內(nèi)正壓或負壓太高、罐壁應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)部關閉閥操縱裝置。該裝置用來連接罐內(nèi)、外自動關閉閥，完成進油和出油。

(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，用卷揚機帶動升降，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。當罐內(nèi)油品發(fā)生意外起火燃燒時，利用泡沫發(fā)生器產(chǎn)生泡沫劑滅火。

(13)進料孔。用于進料。

(三)金屬油罐的制作安裝

1.罐底預制與安裝

首先在基礎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。排版時以中間條板為基準，按排版圖的編號，從基準板處畫好搭接線，向兩側按順序鋪板。當中幅板鋪完后，再鋪設邊緣板。經(jīng)檢查罐底直徑及底板相互搭接尺寸符合設計要求后，將底板點焊或用夾具臨時固定。

罐底安裝時要注意，中間條板的中心線必須與基礎上的縱橫中心線重合。相鄰兩條中幅板上的短縫應錯開500mm以上，中幅板和邊板的焊縫應錯開200mm以上。底板鋪設之前，應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，然后按焊接順序?qū)ΨQ施焊。

2.罐頂預制與安裝

罐頂預制和安裝與罐體的安裝工藝密切相關，對于采用倒裝法安裝工藝的油罐，其罐頂預制與安裝過程為：當罐底鋪好后，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，以設計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焊好擋鐵，按包邊角鋼所對應的頂板位置決定傘架。

組裝罐頂板時用弧形祥板調(diào)整好弧度，臨時點焊固定。待罐頂全部拼裝整形、點焊完畢后，即可進行罐頂?shù)暮附?。焊接完后，再根?jù)圖紙規(guī)定的附件位置進行放線開，把透光孔、管接頭、護欄、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視線，同時組裝好限位拉桿，進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)金屬油罐的不同結構，可選用機械正裝法、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)機械正裝法。機械正裝法是先將罐底鋪設焊好后，焊縫經(jīng)無損探傷及嚴密性試驗合格后，將罐壁的第一圈板逐塊分別與底板垂直對接并施焊。當?shù)谝蝗薇诮M焊完畢，再用機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焊成圓圈后，將罐頂和第一圈壁板用起重機械吊裝至第一、二圈壁板相搭接的位置停下點焊，再進行環(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用于罐體，當?shù)装灏惭b施焊完畢后，在金屬預制加工廠將罐壁預先制成的整幅鋼板，在專用胎具上組對，采用自動焊機進行焊接，并對焊縫進行嚴密性試驗。再將組對好的整幅鋼板卷繞在鋼制圓筒上，運到安裝好的罐底底板上，隨后將其在罐底上直立起來，沿罐體設計的圓弧線展開，一邊展開，一邊與罐底焊接。在展開過程中安裝罐頂結構。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械來吊裝，而是利用鼓風機向罐內(nèi)送人壓縮風所產(chǎn)生的浮力使上部罐體上升就位。充氣頂升過程為：

1)首先將罐底在基礎上鋪設焊好，經(jīng)無損探傷和嚴密性實驗合格。

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，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)開動鼓風機通過送風道從罐底部向罐內(nèi)送風，當上部罐體被空氣頂升到預定位置時控制送風量，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行施焊。

4)按上述的步驟依次進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構的特點，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?shù)谝蝗Ρ诎搴竿旰螅俅纬渌?，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。對其他水源應對水質(zhì)進行化驗后，證明水質(zhì)符合要求，才可用泵抽取，并應單獨設置水管，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，用大型卷板機滾壓成型，然后在每塊板內(nèi)側焊上橫向穩(wěn)裝卡口及縱向縫的卡扣，主要是當?shù)跹b時，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，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，一臺活動操作小車配一臺電焊機?；顒有≤囉尚弯撝瞥?，上部有兩個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)側有梯子可以自由通向浮船頂平面。

4.金屬油罐的試驗

(1)油罐焊縫質(zhì)量的檢驗及驗收。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)油罐嚴密性試驗。油罐嚴密性試驗的目的是檢驗其本身結構強度及焊縫嚴密性。下面簡介幾種試驗方法：

1)真空箱試驗法。真空箱是一個無底矩形試驗箱，箱底周邊裝有海綿狀泡沫塑料，頂部裝窺視鏡(有機玻璃)。開始試驗前，將真空箱置于焊道上，并在焊道上涂刷肥皂溶液，當從真空箱中抽出空氣使箱內(nèi)處于真空狀態(tài)時，焊縫中如有穿透性裂紋和穿透性氣孔及其他焊接缺陷時，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記，以便返修。

2)煤油試漏方法。首先在試驗的焊道(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)過一段時間后檢查焊道外表面。當焊道有穿透性焊接缺陷時，煤油立即會滲透到白堊的表面，出現(xiàn)明顯的煤油斑點，即可確定焊道缺陷位置，以便對焊縫缺陷進行必要的返修處理。

3)化學試驗法?；瘜W試驗法是在所需試驗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)生化學反應而出現(xiàn)鮮紅色或紫色這一特征，來發(fā)現(xiàn)焊接缺陷，以便對焊接缺陷進行返修處理。

4)壓縮空氣試驗法。在所需試驗焊道的內(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，通常用真空箱試驗法或化學試驗法進行嚴密性試驗，罐壁嚴密性試驗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法以檢查其焊縫的嚴密性。

(3)油罐充水試驗。對油罐的罐底、罐壁、罐頂分別進行嚴密性試驗后，應再進行充水試驗，并檢查下列試驗內(nèi)容：罐底嚴密性，罐壁強度及嚴密性，固定頂強度、穩(wěn)定性及嚴密性，浮頂及內(nèi)浮面的升降試驗及嚴密性，中央排水管的嚴密性，基礎的沉降觀測。

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

1)罐底的嚴密性應以充水試驗過程中罐底無滲透漏為合格。

2)罐壁的強度及嚴密性應以充水到設計最高液位并保持48h后罐壁無滲漏、無異常變形為合格。

3)固定頂?shù)膹姸燃皣烂苄栽囼灂r，罐內(nèi)水位應在最高設計液位下1m進行緩慢充水升壓，當升至試驗壓力時，應以罐頂無異常變形、焊縫無滲漏為合格。

4)浮頂?shù)纳翟囼瀾陨灯椒€(wěn)、導向機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)中央排水管的嚴密性試驗應符合下列規(guī)定：

①以390kPa壓力進行壓試驗，持壓30min應無滲漏;

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

6)基礎的沉降觀測應符合下列規(guī)定：

①罐壁下部每隔10m左右設一個觀測點，點數(shù)宜為4的倍數(shù)，且不得少于4點;

②充水試驗應按設計文件的要求，對基礎進行沉降觀測。

（責任編輯：gx）

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