一種中小型儲罐罐底維修更換方法

孟振鐸

大慶油田工程建設有限公司化建公司

一種中小型儲罐罐底維修更換方法

孟振鐸

大慶油田工程建設有限公司化建公司

針對某煉油廠4臺使用多年的1×104m3儲油罐罐底、罐壁底側被嚴重腐蝕的問題，根據現場對儲罐罐底、罐壁底側的勘測結果發現，罐底板已經多處穿孔而且罐壁底層也已經被嚴重腐蝕減薄。考慮到以后的安全使用情況，通過對罐底修補方案和更換方案的安全性和實用性分析比較，首先確定了對腐蝕的罐底板進行更換的方案，并通過對各相關方的不同的更換方法意見的收集和分析，在兩種待選更換方案中通過對施工難度、施工質量要求、安全系數的對比和分析，最終選擇了其中一種施工難度小，安全可靠、質量能驗證的罐底更換形式。施工隊根據擬訂的罐底更換方案進行了4臺儲罐的罐底更換，并且最終通過上水沉降觀測及對沉降過后的罐底的水平度檢測，均達到了規定的質量標準，更換方案取得了令人滿意的效果。

罐底更換；維修；封板；內側邊緣板

大慶油田工程建設有限公司化建公司在對某煉油廠儲運項目中的原有1×104m3原油儲罐的改造過程中，發現罐底板、角焊縫銹蝕嚴重并且多處穿孔，通過對腐蝕程度、施工安全性、改造后使用質量保證的分析，摒棄了對罐底進行修補的方案，確定了對罐底進行更換的方案。

為了在滿足設計要求的條件下更便利于施工，業主、設計單位、監理單位、施工單位共同提出修補和更換共三種方案，通過對比分析各種方案的優缺點，選擇了一種操作簡單、安全可靠、質量能驗證的更換方案，圓滿地完成了維修任務，確保了工程的施工進度和施工質量。

1 情況介紹

本工程需要更換罐底的儲罐為4臺1×104m3拱頂罐，原介質為輕質原油，對罐內進行清理后發現罐底及壁板底部被嚴重腐蝕，其主要問題如下：

（1）罐底支架與罐底焊接處防腐漆嚴重脫落，周圍底板銹蝕嚴重，清除鐵銹后平均減薄4～5 mm，多處已被腐蝕穿透，因罐內加熱盤管支架和工藝管支架密集，所以整個中幅板腐蝕嚴重。

（2）罐底焊疤清理不到位，有焊疤處大多數腐蝕嚴重，基本被腐蝕穿透。

（3）內側大角縫處油漆脫落，雖然也被腐蝕，但腐蝕程度相對較小。

（4）外側大角縫100 mm范圍內由于雨水浸入造成油漆脫落，腐蝕嚴重，平均腐蝕厚度達到5～7 mm。

針對上述情況，需要對原有罐底板進行改造并且對大角縫100 mm范圍內的壁板進行加強保護。

2 方案

2.1 方案的提出

根據對腐蝕程度的分析和總結，對罐底進行改造提出了兩種方案。

（1）修補方案。對罐底進行清理、除銹，對罐底做100%的負壓試驗，通過試驗與人工的目測，對缺陷處進行補焊修補，對個別處進行補板修補，對角焊縫用加強板進行加強。

（2）更換方案。對底板進行更換，對角焊縫上側80 mm的罐壁同時加強。

2.2 底板更換原因

（1）根據現場的腐蝕情況，底板和底層壁板底部80～100 mm處腐蝕嚴重，修補過程中可能有遺漏，對后期的使用質量無法100%保證。

（2）在修補過程中，尤其對罐底的穿孔處修補、補焊時，容易在底板和基礎頂面形成局部的密閉空間，存在產生爆炸、火災的危險。

（3）由于底板整體減薄，修補完畢后，在后續的使用中，使用年限得不到保證。

綜合上述原因分析，為了能保證儲罐在日后使用過程中的生產安全運行，經過項目各方的討論決定采取對罐底進行更換的方案。

3 罐底更換方案的選擇

在確定了對罐底板進行重新更換的方案后，經過研究，現場給出了兩套更換施工方案，并經過設計、施工、項目安全各專業的討論，根據方案的優缺點進行論證分析，最終選擇操作性強的方案。

3.1 方案一

“全換式”罐底更換如圖1所示。

圖1 “全換式”罐底更換

（1）此方案為罐底全部拆除、更換，先將罐底中幅板全部拆除。

（2）在罐壁外側架設提升設備，將罐壁進行預加力，使罐壁與邊緣板對罐底基礎的壓力變小。

（3）在距離邊緣板80 mm高度處將罐壁進行切割。

（4）拆除邊緣板，原罐底板位置處的瀝青砂層向下挖100 mm，全部更換，然后重新攤鋪瀝青砂并且碾實，攤鋪坡度為10‰[1]。

（5）按照排版圖重新施工罐底板，將罐底與罐壁的角焊縫重新焊接。

（6）罐壁清掃孔標高做相應的調整，清掃孔處的底板結構也應進行特殊處理。

3.2 方案二

“內嵌式”罐底更換如圖2所示。

圖2 “內嵌式”罐底更換

（1）原罐底板不拆除，直接在原罐底板上攤鋪80 mm的瀝青砂（最薄處）并碾實，坡度要求10‰。

（2）按照排版圖重新鋪設新罐底板，新鋪設的罐底板用封板與原罐壁板連接，封板與原罐壁板的焊接不得強行組對，封板的曲率應與罐壁板的一致，所采用的焊條應根據原罐壁板材料化驗結果來確定。

（3）封板、原罐壁板、原罐底邊緣板之間用灌漿料填充，要求必須填實，緊貼封板。

（4）罐壁清掃孔標高做相應的調整，清掃孔處的底板結構也應進行特殊處理。

3.3 方案的比較與選擇

（1）安全性比較。方案一中由于要對罐底板進行切割，雖然切割前可對罐底板下面已經滲透的污油進行簡單的處理，但避免不了存在油氣空間，如果處理不當會有較大的安全隱患；方案二中由于多了一層瀝青層的隔離，在施工底板的過程中不會有不可控的安全隱患存在。所以，從安全角度考慮應選擇方案二。

（2）施工難易程度比較。方案一中要先拆除原底板，拆除時要選擇提升裝置把罐壁進行提升，提升機具的選擇及固定是施工難題，要把拆除的底板運出罐外，施工難度大，提升機具設備的安全性也受到了限制，罐底的瀝青層更換也增加了工程量；方案二中“內嵌式”罐壁施工方案不用對罐底進行改動，瀝青砂直接鋪設，工程量小，工程施工難度也不大，在難度程度上小于方案一。

（3）實施后的質量比較。方案一中罐底板及基礎的瀝青砂全部更換，原罐底或者坑洞全部重新攤鋪瀝青砂，比較密實，罐底的角焊縫重新焊接，力學性能符合設計規范的要求，質量上完全滿足質量規范的要求；方案二是在原罐底的基礎上再增加一層瀝青砂及底板，封板的設計也沒有設計規范給予支持，需要實際的試驗進行驗證，整體的方案需要試驗的驗證。

（4）經濟性比較。方案一中拆除罐底的施工費用與拆除完的鋼材費用基本相抵消，但方案一中多出了瀝青砂層拆除及罐體提升的費用，其施工費用比方案二高出三分之一左右。因此，從經濟性考慮方案二更優。

根據多方的分析論證，充分考慮了安全性和經濟性，并且其使用質量可進行驗證的特點，決定采用方案二更適合此類罐底的更換。

4 質量標準與檢驗

4.1 質量標準

罐底瀝青砂及罐底板的施工應按照《立式圓筒形鋼制儲罐施工及驗收規范（GB 50128—2005）》進行施工及驗收。

4.2 質量保證措施

（1）施工瀝青砂前要對原罐底的凸起位置進行打孔并灌注灌漿料，使底層密實。

（2）瀝青砂碾壓要密實，表面平整度要符合規范要求。

（3）封板的安裝焊接與灌漿料的施工要注重配合，使封板與罐壁角焊縫處的空間充分被填充。

（4）封板與罐壁的夾角要符合方案的要求，施工要求對對接焊縫進行X射線100%探傷，Ⅱ級合格。

4.3 質量檢驗

對焊件進行了外部、內部質量檢查和焊縫的滲透檢測，結果如下：

（1）按規范要求對底層瀝青砂的密實度、平整度進行驗收檢驗。

（2）對封板角焊縫進行了滲透檢測，符合規范要求。

（3）經過上水后對罐底進行復測，罐底的平整度及變形量符合規范的要求，灌漿層密實，封板沒有明顯的變形，強度及質量能滿足使用要求。

5 結論

施工單位根據選定的“內嵌式”罐底更換方案，完成了4臺1×104m3儲罐的罐底的更換，在更換過程中，沒有發生安全隱患，施工過程順利，更換完畢后，通過上水試驗后的檢查，取得了令人滿意的效果，并且順利重新投產使用。

（1）“內嵌式”底板更換方案施工簡便、安全可靠，可對以后類似儲罐罐底的改造起到指導作用。

（2）在確定使用此方案前，應組織對罐板的腐蝕程度進行全面的現場實際調查和分析，在確定需要更換的前提下，再建議參考此方案。

（3）“內嵌式”罐底更換方案經過水壓試驗和實際應用的檢驗，質量可靠、工期縮短，相對于全部更換的方案，更加經濟、便捷。

［1］中國石油化工總公司北京設計院．石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲罐設計規范：SH 3046—1992[S]．北京：中國石油化工總公司，1992：1.

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.10.032

孟振鐸：工程師，2001年畢業于江漢石油學院建筑工程專業，現任大慶油田工程建設公司化建公司工程一部技術負責人、大慶油田建設集團云南項目部異構化項目經理，從事現場施工管理工作。

2015-06-10

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