2018一建《机电工程》教材：金属储罐(柜)制作安装技术

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1H413042 金属储罐(柜)制作安装技术

金属储罐(柜)是储存液态物料或气体的容器，在机电安装工程中占有很大份额。本目中金属储罐指立式圆筒形钢制焊接储罐，是在常压或微内压条件下储存液态物料的设备;气柜为圆筒形钢制焊接储气罐，是储存、缓冲、稳压、混合化工气体及城市煤气的容器。本条的主要知识点是:金属储罐(柜)的分类及其结构特点;金属储罐安装方法和程序要求;金属储罐的焊接工艺及顺序;充水试验。

一、金属储罐(柜)的分类及其结构特点

(一)金属储罐的分类及其结构特点

1.金属储罐的分类

根据储罐顶部结构，可分为固定顶储罐、浮顶储罐。

固定顶储罐指罐顶周边与罐壁顶端固定连接的储罐，主要包括:自支撑式锥顶罐、支撑式锥顶罐、自支撑式拱顶罐等形式。

浮顶储罐指罐顶随罐内液面变化而上下升降的储罐，浮顶包括外浮顶和内浮顶，主要有单盘式浮顶、双盘式浮顶、敞口隔舱式浮顶、浮筒式浮顶等形式。

2. 拱顶罐的结构特点

拱顶罐也称自支撑式拱顶油罐，罐顶为球冠形结构，罐体为圆筒形，拱顶中间无支撑，荷载靠其周边支承于罐壁上。有带肋壳拱顶、网壳顶等结构。

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(1)带肋壳拱顶罐

拱顶球面的曲率半径一般为罐直径的O. 8~ 1. 倍，拱顶由4~6mm 的薄钢板(切割后拼接成瓜皮板)和加强筋组成。罐顶板多采用搭接。优点是施工容易、造价低。

(2) 网壳顶拱顶罐

由网格状空间杆件系组成的球面网架拱壳承载顶面荷载。网壳顶由网状壳、边环梁、蒙皮三大部分组成:网状壳由型钢和连接件组成。钢制网壳重量较大，大型储罐一般采用铝合金材料网壳。杆件为工厂化预制，现场组装。边环梁是罐壁顶部的边沿构件，代替包边角钢。蒙皮覆盖在网壳表面的罐顶板，蒙皮与网壳杆件之间不焊接。特大型拱顶罐尤其是特大型内浮顶罐已较多采用网壳顶结构。3. 外浮顶储罐的结构特点

外浮顶储罐也简称为浮顶储罐，罐顶盖浮在敞口的圆筒形罐壁内的液面上并随液面升降，在浮顶与罐内壁之间的环形空间设有随着浮顶浮动的密封装置。其优点是可减少或防止罐内液体蒸发损失，也称外浮顶储罐。大型储罐大多采用浮顶罐。国内目前最常用的浮顶罐容量是10 已建的最大容量为15 。浮顶储罐分为单盘式与双盘式浮顶罐两种类型。

(1)单盘式浮顶罐浮顶周边为环形密封舱(浮船) ，浮船内设置径向隔板将其分隔成若干独立的舱室。浮船中间为单层盘板，与船舱通过环形角钢相接，单层板底部用数道环形型钢圈加固。

(2) 双盘式浮顶罐浮顶由土、下盘板和船舱边缘板组成整个浮顶，内部由上、下盘板间的环形和径向隔板将其分隔成若干独立的舱室(隔舱)。浮顶具有较好的稳定性，能承受较大载荷，绝热性能较好，但费钢材。

4. 内浮顶储罐的结构特点

内浮顶储罐是由拱顶罐内部增设浮顶而成。这种罐主要用来储存汽油、航空煤油等。

内浮顶罐有日趋推广的趋势。内浮顶为在罐内漂浮在液面上的浮动顶盖.有以下类型:

(1)钢制内浮顶:包括单盘式浮顶、双盘式浮顶、敞口隔舱式内浮顶等。

(2) 铝制装配式内浮顶:由多块铝合金元件拼装而成，用浮筒作浮力元件。

(3) 非金属整体式内浮顶:表面采用能导电的高强塑料，包裹中空塑料块。整顶在

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(二)气柜分类及其结构特点

分为湿式气柜和干式气柜。其中温式气柜是设置水槽，用水密封的气柜，包括直升式气柜(导轨为带外导架的直导轨)和螺旋气柜(导轨为螺旋形)。钢制焊接湿式气柜结构包括水槽、塔节、钟罩、导轨和导轮、配重块等。

1.水槽:即湿式气柜盛水的圆筒形敞口容器。

2. 塔节:气柜的储气部分，相当于拱顶油罐的罐顶加罐壁，由于柜体需要能够随柜内的气体的容量(压力)变化而进行升降，则分为若干可升降的节(段) ，简称塔。其中最顶端塔节称为钟罩或→塔。其他为中节，为元顶无底的圆筒形结构。从上到下依次称为中(简称二塔)、中节1I (简称三塔)等。

3. 导轨:引导气柜活动塔节升降的轨道或结构，有直导轨和螺旋导轨。

二、金属储罐安装方法和程序要求

(二)金属储罐安装方法分类

1.正装法:罐壁板自下而上依次组装焊接，最后组焊完成顶层壁板、抗风圈及顶端包边角钢等。较适用于大型浮顶罐。包括:水浮正装法，架设正装法(包括外搭脚手架正装法、内挂脚于架正装法)等。

2. 倒装法:在罐底板铺设焊接后.先组装焊接顶层壁板及包边角钢、组装焊接罐顶。

然后自上而下依次组装焊接每层壁板，直至底层壁板。包括:中心柱组装法、边柱倒装法(有液压顶升、葫芦提升等人充气顶升法和水浮顶升法等。

(二)金属储罐常用组装方法的基本程序和要求

1.外搭脚手架正装法

(1)脚手架随罐壁板升高而逐层搭设;

(2) 当纵向焊缝采用气电立焊、环向焊缝采用自动焊时，脚手架不得影响焊接操作;

(3) 采用在壁板内侧挂设移动小车进行内侧施工;

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(4) 采用吊车吊装壁板。这种架设正装法(包括以下内挂脚手架正装法)适合于大型和特大型储罐，便于自动焊作业。

2. 内挂脚手架正装法

(1)每组对一圈壁板，就在壁板内侧沿圆周挂上→圄三脚架，在兰脚架上铺设跳板，组成环形脚手架，作业人员即可在跳板上组对安装上一层壁板;

(2) 在已安装的最上一层内侧沿圆周按规定间距在同一水平标高处挂上一圈三脚架，铺满跳板，跳板搭头处捆绑牢固，安装护栏;

(3) 搭设楼梯间或斜梯连接各圈脚手架，形成上、下通道;

(4) 一台储罐施工宜用层至层脚手架，个或个楼梯间，脚手架从下至上交替使用;

(5 )在罐壁外侧挂设移动小车进行罐壁外侧施工;

(6) 采用吊车吊装壁板。

3. 水浮正装法

一般用于浮顶罐的施工。其程序和要求:

(1)罐底板、底圈壁板、第二圈罐壁板施工完毕，底圈壁板与底板的大角缝组焊完毕并检验合格后，利用这部分罐体作为水槽。在罐体内组焊浮船，浮船施工完毕并检验合格，利用浮船作为内操作平台;

(2) 设置罐壁移动小车或弧形吊篮，进行罐壁外侧作业;

(3) 采用吊车吊装或在浮船上设置吊杆吊装壁板;

(4) 设置浮船导向装置;

(5) 向罐内充水，使浮船浮升到需要高度，逐圈组装第三圈及以上各圈壁板;

(6) 壁板组装前、组装过程中、组装后按设计规定进行沉降观测。

4. 边柱倒装法

利用均布在罐壁内侧带有提(顶)升机构的边柱提升与罐壁板下部临时胀紧固定的胀圈，使上节壁板随胀圈一起上升到预定高度，组焊第二圈罐壁板。然后松开胀圈，降至第二圈罐壁板下部胀紧、固定后再次起升。如此往复，直至组焊完。

(1)边柱液压提升倒装法程序与要求

1)在罐壁板内侧沿周向均匀设置提升架，提升架上设置液压千斤顶。提升架高度应比最大提升高度大1000mm 左右，背向壁板一侧设置防倾覆斜拉杆。千斤顶的总额定起重量应大于提升罐体的最大重量及附加重量(由此确定千斤顶的数学尔森教育—大建工领域专业的一站式职业教育机构