摘要：大型立式圆筒形储罐是石油化工行业重要的储运调度设备，广泛地应用于原油、成品油等化工产品的储运工程。为了提升储罐安装施工的质量，介绍了立式圆筒形储罐的组成，对比了倒装法和正装法施工工艺的优缺点，探讨了焊接安装过程中如何加强质量控制。
关键词：大型立式储罐；焊接安装
前言
储罐是一种用于储存液体、固体或气体的密封容器。在工业中通常使用的是钢制储罐，钢制储罐是石油、化工、消防、交通、冶金、国防等行业必不可少的、重要的基础设施，钢制储罐在国民经济发展中起着非常重要的作用。尤其是立式圆筒形钢制储罐被普遍地应用于油气储运中。
1 立式圆筒形储罐的组成
在原油生产或储运中最为常见的是立式圆筒形钢制储罐（见图。由图可知，立式圆筒形钢制储罐由以下几部分组成：罐基础、罐底板、罐壁板、罐顶、以及其它附属部件等。其中，除了罐基础为钢筋混凝土结构外，其它部分均为钢结构，主要釆用焊接连接方式。下面分别对储罐组成部分中钢结构的部分进行简单介绍。
（1）罐顶。罐顶是储罐重要的组成部分之一，由于罐内存储具有一定蒸汽压力的液体介质，因此要求罐顶能承受在储存温度下具有的压力、罐顶自重、雪荷载及活荷载的能力，从而保证储罐整体的稳定性；从安全方面考虑，还应考虑一旦发生火灾，罐体因着火或爆炸引起的超压时能在其边缘处开裂（弱顶结构），从而避免引发二次更大的事故。目前储罐顶结构主要有三种：锥顶结构、拱顶结构和钢网壳结构。
（2）罐壁板。在储罐罐体总质量中，罐壁钢材的质量占到是储罐最重要的组成部分。罐壁板厚度的大小是整个储罐的钢材使用量和总质量的决定性因素，是判断储罐是否经济合理最关键的标准。目前，储罐各层壁板间的连接方法均采用对接形式。国内储罐设计标准中规定，当各圈板厚度不同时，以内径齐平为标准。如何使储罐的罐壁在满足储罐的强度、刚度和稳定性的前提下，使罐壁的重量最小，并且各圈壁板的纵环焊缝长度最短，是罐壁设计时应首先考虑的。）
（3）罐底板。储罐的罐底板与罐的基础是紧密连接的，对罐底板的日后的维修是非常困难的；所以，罐底板质量的优劣对储罐寿命和储罐存储液体的产品质量起着决定性的影响。罐底板一般由多张钢板按照一定的排版形式焊接组成；因此，焊接质量的好坏将成为整个罐底板质量鉴定的重要标准。如何使得罐的底板在满足它的力学性能要求的基础上降低罐底板焊接的难度，是罐底板设计中最重要的考虑因素。由此可见，罐底板排版形式的选择和设计在整个储罐整体的设计中具有非常重要的地位。
2 立式储罐建造工艺
立式圆筒形钢制储罐建造工艺大致可分为倒装法施工工艺（低处倒装法）、正装（顺装）法施工工艺（高出正装法）和特殊施工法工艺等。
2.1 倒装法。
倒装法是指在罐底板铺设、焊接之后，先组装焊接顶层壁板及包边角钢，再组装焊接罐顶，然后上而下依次组装焊接每层壁板，直至地层壁板安装完成。
（1）倒装法优点为：减少了高空作业的危险，施工作业较安全，事故发生率较低；不需要大型吊装设备和脚手架，因而能降低工程造价；施工措施标准化定型化程度较高，施工作业机动性较强，工效高，节省施工工期；便于控制施工质量，能及时发现、处理施工中出现的质量问题。
（2）倒装法不足之处在于：限制了自动焊的使用；特大型储罐（或浮顶储罐）不宜采用此法施工；有些倒装法（液压和机械提升法）的设备一次性投入较高。
2.2 正装法
大型浮顶储罐一般多采用正装法，该方法施工的主体结构是自下而上依次组装焊接，直到顶层壁板抗风圈及顶端包边角钢等最后组焊完成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（1）正装法优点为：悬挂内脚手架正装法施工工艺适合于大型或特大型储罐的施工安装，便于进行自动焊作业；浮顶储罐的充水正装法施工，可充分利用浮顶作为内脚手平台具有大而可靠的特点；其抗风圈作为脚手架平台，既节约了施工用料，又使得施工作业安全可靠，并能对储罐基础分级预压，以保证罐体的圆度。
（2）正装法不足之处在于：增加了高空作业的工作量，增加了事故发生率；需要大型吊装设备；需要搭设脚手架，增加了成本。
3 储罐焊接安装的相关技术要求
3.1 组装本体
（1）在储罐本体组装时提前在基础上标记好位置，并铺设好基准板与边缘板，其中基准板的中心点、十字线要和基础重合，在此基础上确定大型储罐的安装点，储罐体的铺设工作按照由中心向两边的顺序进行。铺设时控制好搭接质量，待本体搭接准确后在焊接固定，焊接时增大长焊缝的点焊间距，方便后期选择短焊缝的焊接点。
（2）储罐顶端的焊接安装技术要注意工艺顺序，安装完顶圈壁板和边梁之后才能安装钢壳网，然后安装储罐灌顶的蒙皮。储罐底板位置要标记好圆周线，这是安装壁板的依据，圆周线向内500 mm 设置挡板。顶圈壁板的焊接安装中，应严格把控直径、垂直度和形状精度，以此来提高储罐边梁安装焊接时的精确性。焊接好储罐的纵缝后立即检查壁板的垂直度，上口的水平度和圆度。垂直度公差为3 mm，水平度公差是（-5～5）mm，圆度公差是（-20～20）mm。储罐组装时划出蒙皮安装时的等分线，避免蒙皮安装时出现误差。
（3）由于储罐的结构大，焊接安全的风险高，所以经常采用倒装法，即从地面向上组装，此方法不会受储罐高度的影响，可最大程度的降低焊接安装的工作量。储罐本体按照规定的倒装法顺序依次组装构件，安装储罐的壁板时要结合胀圈，壁板在储罐内要划分成若干段，每段安装时使用千斤顶顶紧，液压提升机逐步提拉胀圈，进而提拉储罐罐体的壁板。
3.2 储罐焊接安装
（1）底部焊接。焊接前在储罐的内侧、外侧均设置卡具，卡具固定了储罐焊接点，防止焊接时出现偏差、变形的问题，加固使用的卡具之间间距≤1 m，避免影响底板焊接的操作，待底部焊接好后才能拆除卡具。由于储罐底部承载力非常高，所以焊接时需要保障底板的平整性，避免影响底板在储罐中的稳定性。
（2）边缘板焊接。储罐边缘板焊接时，边缘板外边缘3 cm位置要先行焊接，以方便固定边缘板和储罐，之后按照从内向外的顺序焊接边缘板。由于有部分边缘板需要等到储罐底与储罐壁焊接完成后才能进行焊接，所以应注意此部分边缘板焊接点的准确性。储罐边缘板与中幅板的收缩焊缝，选择的是对称焊接的方式，以均匀完成收缩焊缝的焊接工作。
（3）罐壁焊接。储罐罐壁焊接的首要位置是纵向焊缝，按照从纵向焊缝到环形焊缝的顺序实行焊接工作。焊接时要始终保持一个方向，例如，气电立焊方法，焊接方向一直是由上到下。对接环焊缝位置选择埋弧自动焊的方法，焊机可均匀的焊接罐壁，但要注意施焊方向的一致性，防止出现应力裂缝。
（4）固定顶板焊接。固定顶板焊接时的顺序是先焊接内部再焊接外部。固定板径向长焊缝位置选择对称焊方法，从中心线向两侧焊接。固定顶板和储罐包边角钢接缝的焊接也要选择对称焊接的方法，而且焊接要均匀分布到焊缝位置，最后安排分段退焊。要控制好焊接速度，速度缓慢可以保障焊接点受热均匀，保持一致的冷却时间，减少结构温差，预防焊接变形。
4 结束语
工程用大型储罐焊接安装中，一定要注重技术的有效落实，而且在焊接安装的过程中要意识到应力的干扰，并做好应力控制的工作。为了提高大型储罐焊接安装的质量，安装过程中要加强质量控制，同时要做好大型储罐在工程中的安全性等工作，预防发生泄漏或爆炸的安全风险等，确保工程用大型储罐焊接安装工程的顺利进行。
参考文献
[1]韩阳阳.石油储罐工程的安装焊接工艺[J].中国石油和化工，2016（1）：79.
论文作者:王小龙
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/25
标签：储罐论文; 壁板论文; 底板论文; 倒装论文; 边缘论文; 结构论文; 卡具论文; 《基层建设》2018年第7期论文;