10万立大型储罐施工工法

10万立方米浮顶储罐脚手架正装工法

1 前言

随着原油储备建设不断发展，作为储存原油的钢制浮顶储罐越来越向大型化发展，目前应用最为广泛的是10万立方米储罐。储罐的施工方法主要有脚手架正装法、外脚手架正装法、液压顶升法，其中脚手架正装法具有操作简便、施工操作面广、速度快、机械化程度高、整体质量容易控制等优点，一直以来被国大多数施工队伍所应用。油田建设集团有限责任公司从1985年开始应用脚手架正装法进行大型浮顶储罐的施工，到目前为止我公司应用该工法已经施工了45台5万立方米储罐，54台10万立方米储罐，5台15万立方米储罐。

1992年，油田建设集团有限责任公司开发的《10万立方米浮顶油罐脚手架正装工法》获得国家级工法，编号：YGJF42-92。近年来，随着储罐施工技术的不断发展，公司对原工法进行了升级，对工法的关键技术进行创新性改进，形成了大型储罐的施工工艺及配套技术，开发了浮船CO2气体保护半自动焊施工技术、罐底板CO2气体保护半自动焊打底碎丝埋弧焊填充盖面焊接技术以及焊缝自动打磨、等离子清根等配套技术，使储罐施工自动化水平及施工工艺不断提高和完善。

2006年《大型立式储罐自动化施工工艺及配套技术研究》荣获石油管理局科技进步一等奖，等离子清根设备获得国家专利，专利号：ZL6.O；横焊焊剂托带获得国家专利，专利号：ZL5.X；2007年由油田建设集团有限责任公司自主研究的储罐罐壁板控制垂直度卡具获得国家专利，专利号ZL4.X；浮顶组装式新型节点平台获得国家专利，专利号：ZL5.4；多功能壁板托架获得国家专利，专利号：ZL5.0。气体保护焊防风罩获得国家专利，专利号：ZL8.8。2008年《10万立方米浮顶储罐施工配套技术研究》荣获中国石油和化学工业协会科技进步三等奖。

2009年4月，工法的关键技术通过了中国石油和化学工业协会的科技鉴定，鉴定结论为：该技术创新成果拥有自主知识产权，达到国领先水平，应用前景广阔。

2 工法特点

2.1 储罐的罐壁和浮顶可同时交叉施工，工效高。

2.2 罐壁板侧搭设三层临时脚手架及劳动保护，搭设简单、速度快，施工受自然条件限制小，

不受水源、大风天气的影响。

2.3施工操作面广，可同时在三层脚手架上进行操作，实现工序间流水化作业，缩短施工周期；并且有充足的检查、返修时间，施工质量容易保证。

2.4壁板组对采用工卡具无活口、无点焊的精密组装技术，对壁板的垂直度、椭圆度、对缝间隙、水平度可进行精密调整，保证质量。

2.5采用自主研制的专用浮顶安装组合平台，平台的刚性和稳定性强，安装、拆卸简单，搭设速度快，不损伤母材，架台可重复利用，节约成本。

2.6罐底中幅板对接焊缝采用半自动CO2气体保护焊与碎丝埋弧焊组合焊接技术，焊接效率高，材料省、变形小，所研制的防风装置获得国家专利。

2.7自主研发的横向埋弧焊剂拖带，具有耐热、耐磨、耐疲劳、耐断裂、焊剂损耗少等优点。

2.8采用自主研制的的横焊缝等离子清根装置，替代了传统碳弧气刨，具有效率高、劳动强度小、材料省、质量稳定等优点。

2.9采用自主研制的的焊缝余高自动修平装置，替代了手工作业，具有加工质量好、工效高、安全可靠等优点。

3 适用围

本工法适用于5万立方米到15万立方米浮顶储罐的施工。

4 工艺原理

4.1预制

罐板现场预制，坡口预制采用龙门式数控火焰切割机进行切割；壁板采用数控滚板机进行滚弧，预制完毕后放在弧形胎具上，在胎具上焊接三角架的挂件及组对卡具的固定件。4.2安装

罐底中幅板施工完毕后，在罐底板上安装浮顶临时架台，在架台上预制、安装浮顶，浮顶施工完毕后，拆除架台并从人孔运出。罐底边缘板组焊完毕后，组焊底圈罐壁，在底圈罐壁侧挂三角架，通过三角架的支撑铺设跳板及劳动保护，施工人员站在侧脚手架上进行上圈壁板的操作，脚手架共搭设三层，随着壁板不断增高，将最下一层脚手架拆除倒运到上侧搭设，三层脚手架交替往复使用，直至安装完最后一圈壁板。罐壁外侧的施工借助沿罐壁行走的移动小车进行。

4.2焊接

罐底中幅板焊接采用CO2气体保护半自动焊打底、碎丝埋弧焊填充盖面；壁板纵缝焊接采用CO2保护气电立焊；环缝焊接采用自动埋弧横焊；焊缝侧清根使用等离子清根设备；横焊缝侧磨平使用自动修平机。

5

5.1

5.2基础验收图5.1 储罐施工工艺流程

储罐基础检查验收按GB50128-2005《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规》第4章第2节中相关条款要求进行。

1、基础中心标高允许偏差为土20mm 。

2、支承罐壁的基础表面其高差应符合下列规定：

有环梁时，每10m 弧长任意两点的高差不应大于6mm ，且整个圆周长度任意两点的高差不应大于12 mm 。碎石环粱和无环粱时，每3m 弧长任意两点的高差不应大于6mm ，且整个圆周长度任意两点的高差不应大20mm 。

3、沥青砂层表面应平整密实，无凸出的隆起、凹陷及贯穿裂纹。 5.3罐体预制 5.3.1底板、壁板预制

1、预制前对屈服强度大于390MPa 的高强度钢板材进行100%超声波检测，合格后进行预制。

2、底板、壁板各边的切割采用数控龙门式自动火焰切割机进行切割（见图5.3.1-1），切割时先进行长边的切割，再进行短边的切割；两长边要同时进行切割以减少变形量。

3、由于纵焊缝收缩，在壁板下料时应提前预留收缩余量，纵焊缝横向收缩总量按下式进行计算：

△L=0.27FN/δ （式5.3.1）

式中 △L-整圈焊缝的收缩总量mm

F-纵焊缝的横截面积mm 2 N-一圈纵焊缝的数量 δ-钢板厚度mm

4、边缘板的侧减薄过渡坡口用刨边机进行预制，其余部位用火焰切割机进行切割预制，下料尺寸按边缘板放大后的外径计算尺寸进行预制。

5、壁板弧度加工在滚板机上进行（见图5.3.1-2），

其中25mm 以上的厚壁板应滚制9～11遍以充分释放板应力；弧度检查要将板竖起并在无约束的情况下进行。

图5.3.1-1 数控龙门式自动火焰切割机

图5.3.1-2 滚扳机滚弧