关于薄壁储罐倒装法安装时壁板的变形分析论文_孟永康,靳欲承

中国石油兰州石化公司建设公司 甘肃兰州 730000

摘要:本文主要根据我公司在乍得施工的3500立方米航煤储罐壁板出现变形的情况分析了薄壁储罐在倒装法安装时容易引起壁板变形的原因,并提出了几点针对性的建议。特别是储罐在焊接时没有发生变形,但是在完成后局部出现变形的问题,通过实践证明,在施工时注意到以下几点能够有效的控制薄壁储罐出现变形的机率。

关键词:薄壁储罐;壁板;胀圈;焊接;变形

随着我国石油、石化行业的发展,储罐的安装方法已经成了固定的模式,小型储罐及大型储罐90%以上都使用的是倒装法进行安装。众所周知,薄壁储罐属常压容器,其焊接强度等级要求不能与压力容器相比,但对储罐的几何尺寸有严格的要求,因此储罐的变形控制尤为重要,特别是壁板的变形控制,现在大部分的储罐都要安装浮盘,壁板的变形直接影响到浮盘的起升和浮盘的使用寿命。

2014年我公司在乍得承建的三具薄壁储罐,分别为一具3500立方米航煤储罐及两具5000立方米汽油储罐。在施工时三具储罐均采用的是倒装法,其中两具汽油储罐采用的是液压提升装置,航煤储罐采用的是手动倒链提升。三具储罐的壁板厚度最大为12m,最薄为6mm。在整个施工过程中,航煤罐的第六圈壁板在安装时没有发生变形,但是在提升起来后,安装第四圈壁板时第六圈壁板有一处出现变形情况,同样的问题也出现在第四圈壁板。

在工程完工后,我个人对此现象进行了分析和对比,发现了以下几点问题:

1 航煤储罐发生变形的地方均出现在胀圈连接千斤顶的位置。

2 航煤储罐发生变形的地方均距离该圈丁字焊缝缝位置较近。

3 航煤储罐在焊接时每个焊工安排的位置是固定的,而出现变形的地方离焊工开始施焊的地方较近。

还有一个问题是用手动倒链进行提升时由于施工人员的身体素质、个子高低等原因使储罐在整体提升速度不一致,导致罐体在提升过程中整体出现倾斜和受力。

综合上述问题,根据我个人有限的能力,我对出现变形的情况进行了如下推论,首先,一般在制作胀圈时为了保证千斤顶能够顺利的安装,胀圈的总体长度要比储罐的周长短,因此在每个千斤顶的位置都留有一定的间隙(见图一),而导致整圈壁板的应力有可能在此处进行集中。其次,储罐壁板丁字焊缝处的焊接量较大,热影响区域也大,是应力集中的主要地方(见图二)。再其次,焊工在焊接时的起始位置放在了千斤顶及丁字缝的位置,而另一个焊工的终点也放在了该处,焊接环缝时的应力也集中在了此处。最后,在用手动倒链进行提升的时候,刚开始由于该圈壁板在最低处,提升速度不一致罐体的倾斜使罐体的整体受力没有达到该点的应力释放的临界值而没有出现变形,但随着下一圈或者更下一圈壁板在提升时罐体倾斜受力较大时,导致此处的应力释放,从而引起壁板变形。

针对上面出现的问题,我提出了以下几点措施:

1 在制作胀圈进尽可能使胀圈的总长度接近储罐的周长,使胀圈之间的间隙越小越好。

图一

2 在安装胀圈时胀圈的接头处离储罐丁字缝的位置尽可能的远,从而可以使胀圈将丁字焊缝处的应力尽可能的分散开。

图二

3 安排焊工进行焊接起点时离胀圈接头处或丁字缝的位置尽可能的远。

4 采用手动倒链进行提升时尽可能的控制储罐壁板各处的提升高度一样。当然,采用液压自动提升装置时不存在提升高度不致的问题。

如果因为各方面原因,胀圈之间的间隙较大时,可以间隙外增加一块圆弧板,从而使应力进行分散,也可以在一定程度上控制储罐壁板出现变形的几率。

在认识到上面的问题后,我们采取了以上的措施,在后续的施工中基本上没有发现变形严重的现象。这是我对我公司在乍得储罐项目中出现的壁板变形问题的总结及建议。

通过实践证明,在储罐的安装过程中,特别是薄壁储罐的安装,虽然我国现在的储罐安装方法及施工工序基本上都成了固定的模式,但是作为施工人员,特别是技术人员在具体施工过程中如果能够在严格按照储罐的安装工序进行施工,并注意到以上几点问题的话,在薄壁储罐的安装工程中一定能够减少储罐壁板出现变形的情况。

参考文献:[1]陈彬,尚力.储油罐体几何形状与焊接的关系焊管第27卷第3期 2004年5月.

[2] 王炬.浅谈大型储罐倒装施工技术 石油化工建设 第30卷第5期2008年10月.

论文作者:孟永康,靳欲承

论文发表刊物:《建筑科技》2017年第10期

论文发表时间:2017/10/26

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