大型原油儲(chǔ)罐時(shí)幾何尺寸的控制

1、大型原油儲(chǔ)罐幾何尺寸的控制原油儲(chǔ)罐正向大型化、群罐化方向發(fā)展，而儲(chǔ)罐壁板變形的控制是儲(chǔ)罐施工中的核心部分之一，近年來(lái)在大型儲(chǔ)罐的施工中，涉及到壁板變形控制的施工工藝倍受重視。下面依 據(jù)多年進(jìn)行大型原油儲(chǔ)罐建設(shè)的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)大型儲(chǔ)罐壁板幾 何尺寸控制的問(wèn)題進(jìn)行探討。1、 板結(jié)構(gòu)形式以某大型原油儲(chǔ)備基地的大型儲(chǔ)罐為例。該儲(chǔ)罐由九帶壁板組成，板厚由下至上分別為32mm，27mm，21.5mm，18.5mm，15.0mm，12.0mm，12.0mm，12.0mm，12.0mm，其中第一至第七帶壁板的材質(zhì)為spv490q，第八、九帶壁板的材質(zhì)為q235-a。第一帶壁板共23張，第二至第九帶壁板每帶數(shù)量為

2、20張。2、 壁板焊接方法壁板焊接先焊立縫，再焊環(huán)縫。立縫焊接前，先焊上防變形龍門板(龍門板的內(nèi)弧與罐內(nèi)徑一致)，然后拆下立縫組對(duì)卡具。圖1立縫自動(dòng)焊機(jī)均勻?qū)ΨQ布置圖焊接時(shí)，先焊外部，后焊內(nèi)部，立縫下端150mm焊縫采用手工焊，其余為自動(dòng)焊，立縫焊接上端加熄弧板。立縫自動(dòng)焊機(jī)布置及行走方向如圖1所示；熄弧板示意圖如圖2所示。圖2熄弧板示意圖環(huán)縫焊接均采用埋弧自動(dòng)焊方法進(jìn)行。環(huán)縫坡口型式為x型坡口，均需要雙面焊接，焊接順序?yàn)橄群竿鈧?cè)焊縫，外側(cè)焊接完畢后，拆除罐內(nèi)側(cè)卡具，用自動(dòng)碳弧氣刨方法進(jìn)行清根，然后用砂輪打磨。如果清根深度達(dá)到焊縫厚度的23，要用手工焊方法進(jìn)行補(bǔ)焊。清理完后，進(jìn)行內(nèi)側(cè)環(huán)縫焊接。

3、橫焊機(jī)焊接位置布置如圖3所示。圖3橫焊機(jī)焊接位置布置3、 壁板組焊產(chǎn)生變形描述由于壁板預(yù)制幾何尺寸的偏差，組裝工藝的措施使用不當(dāng)，焊接工藝引起的焊接變形，自動(dòng)焊機(jī)的重力變形，以及油罐附件安裝的附加變形等都會(huì)造成壁板變形。具體的變形形式包括：罐壁局部凹凸變形、總體垂直度超差、加強(qiáng)圈抗風(fēng)圈處的焊接收縮偏差等。4、 預(yù)防罐壁凹凸變形4.1 控制壁板預(yù)制幾何尺寸，吊裝用平衡梁壁板預(yù)制前應(yīng)根據(jù)立縫焊接收縮量認(rèn)真計(jì)算壁板周長(zhǎng)及每一張壁板的下料尺寸，壁板組裝前，必須復(fù)驗(yàn)弧度和幾何尺寸，對(duì)不符合預(yù)制要求的重新找圓，預(yù)防由于幾何尺寸偏差而引起局部變形。(1)壁板下料后，根據(jù)質(zhì)量要求進(jìn)行檢查，并使坡口形式符合要求

4、。(2)壁板下料，檢查合格后，在滾板機(jī)上滾弧，滾弧時(shí)應(yīng)用前后拖架，壁板滾弧完畢后，應(yīng)立置在平臺(tái)上，水平方向用弧形樣板檢查，其間隙應(yīng)不大于4mm。垂直方向上用直線樣板檢查，其間隙不得大于1mm。壁板吊裝使用專用吊裝平衡梁，如圖4所示，避免吊裝引起壁板弧度變形。圖4吊裝平衡梁4.2 調(diào)整第一帶壁板的垂直度、水平度、橢圓度第一帶壁板的垂直度、水平度、橢圓度是影響罐總體成型尺寸的關(guān)鍵因素，相對(duì)獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)。壁板組裝前，先在已經(jīng)焊完對(duì)接縫的底板邊緣板上劃出底圈的組裝圓周線，并沿圓周線內(nèi)側(cè)，每隔一定距離點(diǎn)焊定位角鋼。實(shí)際放線半徑按式1計(jì)算：rc=(r+3n2)1cosarctga(式1)其中，rc：實(shí)際

5、放線半徑r：圖紙?jiān)O(shè)計(jì)半徑n：罐壁板數(shù)量a：基礎(chǔ)坡度比值垂直度的調(diào)節(jié)使用加減絲；水平度的調(diào)節(jié)使用千斤頂或扁楔子；橢圓度調(diào)節(jié)主要是靠組對(duì)卡具。垂直度焊接前調(diào)整應(yīng)盡量選擇較正偏差(使第一壁板略保持朝內(nèi)部?jī)A斜)，以起到預(yù)防焊接變形作用，如圖5所示。焊接完畢后，應(yīng)對(duì)垂直度、水平度、橢圓度重新測(cè)量，檢查焊接變形情況，對(duì)不符合規(guī)范要求的予以調(diào)整。圖5第一帶壁板焊接前垂直度調(diào)整示意圖4.3 壁板組對(duì)中的注意事項(xiàng)(1)在壁板組立前，在存運(yùn)胎架上安裝好方帽，龍門板及蝴蝶板。(2)第一帶壁板組對(duì)前，按施工圖劃線安裝組對(duì)檔板。(3)壁板逐張組對(duì)，每張安裝2個(gè)加減絲以調(diào)節(jié)壁板垂直度。安裝縱縫組對(duì)卡具及方楔，以將壁板固定

6、。整圈壁板全部組對(duì)后調(diào)整壁板立縫組對(duì)錯(cuò)邊量、上口水平度及壁板的垂直度符合要求，并檢查1m高處任意半徑的偏差不超過(guò)32mm。相鄰兩壁板上口水平的允許偏差，不應(yīng)大于2mm，在整個(gè)圓周上任意兩點(diǎn)水平的允許偏差，不應(yīng)大于6mm。壁板的垂直允許偏差，不大于3mm?？v向焊縫的錯(cuò)邊量，不大于1mm。4.4 控制抗風(fēng)圈加強(qiáng)圈包邊角鋼內(nèi)側(cè)的圓度，以控制罐壁圓度。加強(qiáng)圈、抗風(fēng)圈、包邊角鋼在預(yù)制過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格檢查其內(nèi)側(cè)圓度，由于內(nèi)側(cè)圓度是影響罐壁橢圓度的關(guān)鍵因素，無(wú)論是加強(qiáng)圈、抗風(fēng)圈單件預(yù)制還是三接一加長(zhǎng)預(yù)制，都使用弧形樣板檢查，其檢查標(biāo)準(zhǔn)不低于罐壁板預(yù)制檢查偏差。由于罐壁板焊接變形組裝變形等因素，罐壁外側(cè)與加強(qiáng)圈、

7、抗風(fēng)圈、包邊角鋼的間隙是不均勻的，加強(qiáng)圈、抗風(fēng)圈、包邊角鋼安裝過(guò)程中，不得修改其自身內(nèi)側(cè)圓度以滿足與罐壁板的間隙要求。加強(qiáng)圈、抗風(fēng)圈與罐壁板之間的合理的焊接方法和焊接程序是減少焊接變形的重要因素。加強(qiáng)圈、抗風(fēng)圈焊后變形情況如圖6所示。加強(qiáng)圈、抗風(fēng)圈、包邊角鋼焊接采用焊工均勻布置分段焊接的方法。圖6加強(qiáng)圈、抗風(fēng)圈焊后變形情況4.5 壁板厚度在12mm及12mm以下焊接使用長(zhǎng)背杠儲(chǔ)罐施工至第六帶壁板后，壁板厚度為12mm，由于薄壁板本身的剛度較差，焊接變形不易控制加之自動(dòng)立焊機(jī)及橫焊機(jī)焊機(jī)自身重量較大，為增加其剛性，以減少壁板變形，在立縫焊接前，壁板垂直度調(diào)整后，在離立縫lm處安裝長(zhǎng)背杠，長(zhǎng)背杠長(zhǎng)

8、度為2m。5、 防丁字焊縫錯(cuò)邊變形儲(chǔ)罐施工常出現(xiàn)丁字焊縫處錯(cuò)邊較大，影響到罐體的施工質(zhì)量。為防止這種現(xiàn)象，應(yīng)認(rèn)真計(jì)算壁板周長(zhǎng)及立縫焊接收縮量?？v縫焊接時(shí)根據(jù)板厚不同，采取防變形措施。立縫采用防變形板固定，防變形板的安裝間距為500mm，點(diǎn)固防變形板的焊條與罐壁材質(zhì)相匹配。縱縫焊接后應(yīng)用弧形樣板檢查焊縫處的間隙，對(duì)大于規(guī)范要求的，進(jìn)行找圓處理。組對(duì)壁板環(huán)縫應(yīng)使內(nèi)壁平齊，并均勻分段點(diǎn)焊組對(duì)。6、 防止大腳焊縫角變形及邊緣板波浪變形防止罐壁板與底板發(fā)生角變形的具體措施，內(nèi)側(cè)采用f支撐，安裝間距約2。5m，外側(cè)手工焊接，防邊緣板局部波浪變形使用防變形鋼板，安裝間距05m。打底焊接工藝采用焊工均勻分部，分段退焊、跳焊等焊接方法。大角焊縫焊接前安裝防變形卡具如圖7所示。焊縫內(nèi)外側(cè)手工打底，用角焊自動(dòng)焊機(jī)(lt7)焊接內(nèi)外蓋面焊縫，同時(shí)外部附加鋼板，作為焊機(jī)運(yùn)行的軌道。其焊接順序?yàn)椋簝?nèi)外側(cè)第一道手工打底一外側(cè)自動(dòng)焊一拆內(nèi)側(cè)固定塊及方楔子一內(nèi)側(cè)自動(dòng)焊。圖7 防變形卡具安裝雖然大型油罐壁板變形很常見，但是只要控制焊