如何確保大型儲罐的施工質(zhì)量

大型儲罐的施工是一個系統(tǒng)工程，必須進(jìn)行全過程管理、全方位控制。目前世界上儲罐是沙特阿拉伯建成的20＆#215;104m3浮頂罐。為適應(yīng)石油戰(zhàn)略儲備的需要，國內(nèi)石油石化行業(yè)正規(guī)劃和建造大型儲罐。我國在掌握了10＆#215;104m3浮頂儲罐設(shè)計施工的基礎(chǔ)上，正在開發(fā)設(shè)計15＆#215;104m3浮頂罐。大型儲罐工程的施工質(zhì)量很大程度上決定了油罐的使用狀況和使用壽命，直接關(guān)系施工企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。中國石化四建公司在5＆#215;104m3與10＆#215;104m3浮頂儲罐安裝施工方面積累了豐富的經(jīng)驗。本文結(jié)合現(xiàn)場工作實際，論述分析施工過程特點與難點，采取相應(yīng)對策從而確保儲罐施工質(zhì)量，對同類工程施工具有借鑒作用。 　　

材料預(yù)制：對于大型儲罐，視所處地理位置一般現(xiàn)場預(yù)制，可用機械方法（剪板機）切割加工，也可用半自動切割機、數(shù)控切割機等進(jìn)行火焰切割加工。吊板、放置及運輸：因板較長，對10＆#215;104m3儲罐壁板長度達(dá)到13000mm，中幅板長近15000mm，因此施工的整個過程中臥置吊裝用平衡框，立置吊裝用平衡梁，防止在吊裝過程中對板造成塑性變形。從底板、壁板到貨至安裝，一般需要幾個月時間，在此期間由于擺放不當(dāng)安裝時可能已造成塑性變形，因此板在堆放時必須墊平，厚板間墊木方，間距控制在2m左右。薄板3~5張板疊放，之間加木方，并且層間木方在同一位置上。同時由于其自重產(chǎn)生的壓應(yīng)力在安裝時得不到完全釋放而產(chǎn)生變形，因此不宜堆放過高。 　　

下料：如果采用數(shù)控切割機，下料精度及坡口質(zhì)量會穩(wěn)定一些。如果是半自動下料，每個人、每臺切割機切割出來可能不一樣，給組裝焊接增加了一定難度，原則上專人畫線、專人切割。滾制后的鋼板置于胎具存放。盡量采用立胎，防止自重引起的弧度變化。 　　

滾圓：施工過程中控制變形有一定難度，只能靠工種間相互配合和操作者的責(zé)任心。若制作胎具可有效避免天吊與滾板配合不好造成板變形，但卻給現(xiàn)場正常施工帶來很多困難：一是胎具太長，可能占據(jù)位置大。二是影響“壓頭”施工。 　　

熱處理：大型儲罐進(jìn)行接管焊接的壁板需進(jìn)行焊接消應(yīng)力處理，四建公司自行研制的可拆卸的熱處理組裝爐能夠滿足現(xiàn)場實際要求。要防止開孔部位發(fā)生變形，焊接和熱處理時的加固方法、措施要得當(dāng)，如果控制不好，一旦產(chǎn)生變形就難以矯正。 　　

罐底施工：對于5＆#215;104m3、10＆#215;104m3浮頂儲罐，罐底為弓形邊緣板一般為14mm、21mm的國產(chǎn)16MnR板、日本產(chǎn)SPV490Q鋼板，全部為對接，焊接時易產(chǎn)生單條焊縫角變形和罐底整體變形。一般通過反變形加以控制。帶清掃孔的罐底邊緣板厚，應(yīng)多削薄1～2mm避免對口錯邊，邊緣板焊接時一定要均布對稱焊接，不能一道焊縫焊完后再焊接其他焊縫，這樣會導(dǎo)致邊緣板收縮不均勻；罐底上畫罐壁組裝圓時一定要同一個人盡可能快地一次完成，以免因氣溫變化引起罐底的熱脹冷縮造成罐壁基準(zhǔn)圓不準(zhǔn)確而影響罐壁的橢圓度。中幅板為8mm與12mm國產(chǎn)Q235A板，施工前進(jìn)行排板。搭接焊縫施工難度不大，帶墊板的對接焊縫易產(chǎn)生焊接變形。首先墊板鋪設(shè)必須斷開留活口增加二次墊板，保證焊接過程中每張板自由收縮。二是打底和蓋面焊時分段退焊，薄板不開坡口間隙稍大些（8mm左右），確保打底焊質(zhì)量。蓋面以添加碎焊絲的埋弧焊自動焊方法進(jìn)行焊接可有效防止變形。三必須加背杠。四在有條件情況下（施工季節(jié)天氣好、少風(fēng)雨影響）可采用CO2氣體保護(hù)焊接也可有效防止變形。 罐壁組裝：壁板找水平時，一般是在底部墊方銷子調(diào)整高度。如果整圈水平度找好后，建議在每個銷子上點焊擋板，避免施工中壁板振動導(dǎo)致銷子移動。另外，根據(jù)相關(guān)提出的“補償”工藝（罐底大角縫焊接收縮引起壁板垂直度變化），每節(jié)壁板安裝時，使其盡可能向里傾（在規(guī)范范圍內(nèi)），盡量避免外傾。壁板組裝難度不大，如果環(huán)縫用砂輪機清根，要求環(huán)縫組對時留有2mm間隙，這給組裝增加了一些難度。壁板厚度在14mm以下，易出現(xiàn)變形。主要是立縫、環(huán)縫部位，影響垂直度（規(guī)范要求50mm），但主要原因是薄板本身的預(yù)制質(zhì)量不好或在施工及運輸過程中變形造成的。 　　

焊 接罐底焊接：根據(jù)試驗效果，打底用手工焊和CO2氣體保護(hù)焊均可。手工焊清渣費時一些，CO2氣體保護(hù)焊對坡口水分等要求嚴(yán)一些，但清渣容易。打底焊質(zhì)量一定要好，才能保證碎絲埋弧焊蓋面的質(zhì)量，否則缺陷就留在里面成隱患。 　　

大角縫焊接：采用手工焊里外封底，埋弧焊填充蓋面。現(xiàn)場由于圓周形焊縫，所以平角焊機需另外的裝備。焊內(nèi)側(cè)焊縫時需加側(cè)面定輪，頂在罐壁上，保證焊機沿罐壁行走。焊外側(cè)時，平角焊機能將自身重量吸在罐壁上，使焊機沿罐壁行走，否則只能在每臺焊機上增加2塊活動平臺，焊工用手動來控制焊機行走方向。 　　

罐壁焊接：目前國內(nèi)10萬立方米罐主體焊接材料都從日本采購。對5萬立方米罐施工，立焊盡可能改為氣電立焊。值得注意的是滑動銅塊一側(cè)板上焊前要清干凈，不能有影響滑塊移動的焊疤、飛濺等。環(huán)縫焊接要靠焊工的熟練操作經(jīng)驗來保證。環(huán)縫的焊劑可改為HJ431(比SJ101價格便宜)，但一定要求焊劑的顆粒度很小才能保證不出氣孔。用碳弧氣刨清根后必須用砂輪機磨掉氧化層，對不同強度等級的板材進(jìn)行必要的磁粉或著色檢測。 浮頂施工單盤時，船艙在外面預(yù)制好后安裝。由于船艙底板坡度較大，一定要做胎具進(jìn)行預(yù)制。單盤的臨時支架上表面要保持平整，有環(huán)梁、經(jīng)向加強梁的單盤，臨時支架以圓形布置且保證每個環(huán)梁的圓周與支架圓周吻合，以環(huán)梁和經(jīng)向梁作為支架的一部分。無環(huán)梁經(jīng)向梁時一般長方形或菱形布置臨時支架較簡單。單盤鋪完后，先檢查上表面有無凹陷、凸出加以調(diào)整，然后從下部焊接，再焊接上面。焊接上面時視具體情況加背杠強制變形。雙浮盤結(jié)構(gòu)一般不進(jìn)行船艙的預(yù)制，因為單浮盤的船艙與單盤之間有專門的連接角鋼，便于安裝。而雙浮盤的底面是平整的，船艙與浮盤底板沒有專門的連接角鋼，相互間的連接要麻煩一些。但進(jìn)行預(yù)制后安放在施工上還是可行的。雙盤先鋪底層鋼板，然后安裝隔板、桁架等（事先將安裝位置焊接焊完）。再進(jìn)行底部焊縫和頂部焊縫，鋪設(shè)頂板。在安裝雙盤時，由于一圈圈的同心圓確定環(huán)形隔板的位置，相鄰環(huán)形隔板之間的徑向距離是固定的，所以畫同心圓時中心位置確定很重要。保證中心點到罐壁各點位置距離一致，才能避免經(jīng)向桁架長度調(diào)整量少。