10×104m3钢制储油罐浮顶安装焊接质量控制方法

赵文杰 向连和 梁云龙

中国石油管道公司 大庆输油气分公司 （黑龙江 大庆 163712）

10×104m3钢制储油罐浮顶安装焊接质量控制方法

赵文杰 向连和 梁云龙

中国石油管道公司 大庆输油气分公司 （黑龙江 大庆 163712）

介绍了10×104m3钢制储油罐浮顶的结构特点、焊接工艺、安装方案及检测手段的应用，尤其是针对浮顶结构的焊接特点，采取了一系列的质量检查方法和控制措施，为10×104m3双盘式浮顶油罐的质量保证积累了经验。

钢制储罐 浮顶质量控制

为完成国家石油战略储备需要，近年来国内相继开展建设大批大型原油储罐工程。作为储罐工程的重要组成部分——浮顶，它的渗漏情况将直接决定储罐能否正常使用。根据大庆林源地区12座10× 104m3原油商业储备库的投产进油成功的经验，总结了如下的安装质量控制方法。

质量控制执行标准

（1）GB 50128-2005《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》。

（2）SY 4202-2007《石油天然气建设工程施工质量验收规范 储罐工程》。

（3）SY/T 0319－98《钢制储罐液体环氧内防腐层技术标准》。

（4）SY/T 0320－98《钢制储罐氯磺化聚乙烯外防腐层技术标准》。

检查表中没有列出检查标准数值，具体标准数值以设计施工图要求为准。

浮顶施工的工艺流程及施工要点

1 浮顶安装工艺流程

浮顶临时支架搭设→浮顶及构件预制→浮顶底板安装→浮顶底板焊接→浮顶椽子、桁架及外边缘板、中间环板、隔板安装及焊接→浮顶顶板安装→浮顶顶板焊接→浮顶支柱安装→浮船气密性试验→浮顶防腐。

2 浮顶临时支架搭设

（1）画浮顶临时支架安装线。

（2）安装浮顶临时支架，先找准浮顶中心点，按照施工图设计要求向周边放出各环舱底标高，沿环向用水准仪控制水平度，沿轴向控制设计坡度同时控制平整度，台架搭设后，用水准仪检查水平度，高度误差为±10mm。

3 浮顶构件预制

（1）浮顶底板、浮顶隔板、侧板、顶板及泡沫挡板的预制：用半自动氧乙炔火焰切割机进行切割。用角向磨光机去除边缘处氧化皮。

（2）船舱钢结构的预制。用无齿锯、砂轮机或氧乙炔火焰切割下料，然后运至安装现场。

（3）浮顶支柱预制。浮顶支柱及套管下料，用无齿锯下料，上部开孔用手持式半自动氧乙炔火焰切割机切割，下料后周边的表面粗糙度应小于Ra= 25um。

（4）船舱人孔预制。用氧乙炔火焰切割下料，用滚板机滚圆后，在预制平台上组对，利用千斤顶将人孔组对成型，先用指定焊条焊外侧焊道，再焊内侧焊道。

（5）中央排水管预制。浮顶排水管在罐内组装，焊缝处用指定焊条焊接，要求单面焊双面成型。预制组装后，各管段的平直度不得大于8mm，各段长度严格按照图纸进行施工，误差不得大于±10mm。

4 浮顶安装

（1）浮顶组成。浮顶为双盘式，由底板、顶板、桁架、环板、隔板、浮顶支柱等组成。浮顶组装是在专用的架台上进行，在罐底板铺设焊接施工完以后，就可以进行浮顶架台铺设。

（2）焊接工艺确定。采用“拘束收缩法”工艺，该工艺主要是将自由收缩变为拘束收缩，大大减小了焊后波浪变形。即浮顶底板铺设完成后找平，点焊成一个整体，在环板、隔板、桁架等全部安装固定完成后，浮顶底板被分割成一个个钢性的区域，再进行焊接，焊接收缩、焊后的波浪变形限制在固定的区域，整个浮顶的成型能得到很好的保证。

（3）浮顶底板的焊接方法。浮顶底板直接与油面相接触，底板的焊接质量直接决定了浮顶是否渗漏。为了保证浮顶不渗漏，对储罐浮顶下底板上表面焊接采用φ3.2打底、φ4.0盖面两遍成活的焊接工艺，浮顶下底板下表面采用断续焊的焊接工艺。

（4）浮顶板的搭接宽度允件偏差应为±5mm。

（5）将罐底中心及中心十字线平移到临时支架上，首先铺中心十字线上的单盘板，然后以十字线板为轨道拖板到位，分两组铺设船舱底板，铺板搭边量为30mm；船舱底板进行n×20（500）点固焊，再进行焊接。

（6）浮舱底板安装完毕后，进行浮舱内、外侧板及隔板的安装，然后安装船舱内的钢结构，先点固焊n×20（400），然后整体焊接。

（7）全部钢结构焊接完成后，开始安装浮舱顶板。

5 浮顶附件安装

（1）浮顶附件包括以下内容。浮顶支柱、船舱人孔、紧急排水管、中央排水管、量油管及导向管套筒、通气阀、呼吸阀、浮顶集水坑等。安装附件时，应避免支柱与中央排水管等罐内构件相碰。

（2）支柱垫板和通气阀垫板安装在罐底板上，垫板边缘与底板焊缝应错开50mm以上。

（3）所有安装在浮顶上的附件排列应整齐划一，其中支柱、船舱、人孔、通气阀、呼吸阀等附件应向心安装。

（4）浮顶内、外边缘板的内、外边缘板对接接头的错边量不得大于板厚的 0.15倍，且不得大于1.5mm；外边缘板垂直度的允许偏差，不得大于3mm；用弧形样板检查内、外边缘板的凹凸变形，弧形样板与边缘板的局部间隙不得大于10mm。

6 浮顶板焊接

（1）浮顶板的焊接顺序：先短缝后长缝，由中心向周边进行焊接。

（2）浮船内外侧板的焊接采用手工电弧焊，焊工均布，同时沿同一方向进行焊接。焊接前应打斜支撑防止变形。

（3）浮舱底板、顶板的焊接方法：采取跳跃焊，均布焊工，同时焊接，先焊接舱内焊缝，再焊接舱外焊缝。

（4）顶板焊接采用先短缝后长缝，从中心向周边，隔一道焊一道；控制焊接变形量，保证浮顶顶板无积水现象。

（5）底板和顶板的焊接变形不应大于±50mm。

（6）浮顶底板在支柱及其他刚性较大的构件周围300mm范围内，在底板下表面采用连续满角焊。

7 浮船气密性试验

（1）焊缝检验。浮顶底板的焊缝，与浮顶底板交接的桁架、隔板及环隔板处的局部焊缝先进行焊道外观检查，经检查合格后，再应采用真空箱法进行严密性试验，试验负压不得低于53kPa。对浮舱内浮顶支撑套管、集水坑、紧急排水口、环板及隔舱板的焊缝等部位，应用煤油渗漏进行严密性试验，发现渗漏应及时补焊，直到合格为止。

（2）船舱检验。制作一个专用的气密试验人孔盖，对131个浮舱逐仓鼓入压力为785Pa（80mm水柱）的压缩空气进行严密性试验，检查焊缝的渗漏情况，如有渗漏应补焊，补焊后再进行气密性试验，直到合格为止。

（3）复检。在整个储油罐进行充水试验时，将所有的浮船人孔打开，复查浮顶的渗漏情况，如发现渗漏立即采取措施补救，直到合格为止。

8 浮顶防腐

（1）焊道表面应采用磨料喷射处理，喷射处理无法到达的区域可采用动力或手工工具进行处理。除锈质量应达到设计要求。

（2）表面处理后，应采用干燥、清洁、无油的压缩空气将表面吹扫干净，并应尽快实施底涂。

（3）涂料经检验合格后方能使用。

（4）涂装间隔时间，应严格按照涂料使用说明书的要求，在规定的时间内涂敷底漆、中间漆和面漆。

（5）施工中应对每道涂层的湿膜厚度进行检测，保证防腐层的最终漆膜厚度达到设计要求。

9 浮顶支柱的调整

沉降试验后再进行浮顶支柱调整。大罐基础环梁内都是回填材料，这些回填材料不一定能做到均匀一样的密实度；在大罐进行水压试验即荷载作用下会造成基础不均匀沉降和大罐底板变形，放水后可以发现原来已经安装的浮顶支柱，在沉降部位的支柱高度不足，这时及时调整浮顶支柱的高度，防止浮顶变形损伤焊缝。

结论

（1）对储罐浮顶下底板上表面焊接采用φ3.2打底、φ4.0盖面两遍成活，浮顶下底板下表面采用断续焊的焊接工艺，可有效避免浮船发生渗漏。

（2）严格的焊缝密性检验，贯穿在焊接施工生产全过程中，将真空箱法，煤油试验和气密试验及充水试验结合起来，有效地保证了焊缝质量。

[1]中国机械工程学会焊接学会.焊接手册[M].北京：机械工业出版社出版,2007.

An introduction is given to the structure characteristics,welding technology,installing scheme and application of detection means about the floating roof of 10×104m3steel oil storage tank.Then according to the welding characteristics of floating structure especially,a series of quality inspection methods and controlling measures have been adopted,which collects some experiences for the quality of 10×104m3oil storage tanks with floating roofs.

steel oil storage tank;floating roof;quality control

张箫铃

2010-07-08