大型儲罐第一圈弧形壁板的工廠化施工

馬維麗　肖超

摘 要：介紹了大型儲罐第一圈弧形壁板在工廠內施工的過程。通過制作凹凸型胎具，確保了弧形壁板的曲率和直線度；在開孔周邊加防變形筋板，防止在開口、焊接及熱處理過程中變形。第一圈壁板的工廠化施工在保證產品質量的前提下，縮短了制造工期，大幅度降低了制造成本，取得了很好的經濟效益，對今后同類設備的制造具有一定的指導意義。

關鍵詞：大型儲罐；第一圈弧形壁板；工廠化；施工

前言

能源安全是國家經濟安全中重要的組成部分，被稱為工業血液的石油是能源安全戰略的核心。因此，國家在21世紀初就規劃建設地上和地下國家石油儲備基地，而地上石油儲備建設的關鍵設備就是大型儲罐。因此原油儲罐的制造進入一個旺盛時期，大型儲罐得到了越來越為廣泛的應用。大型儲罐的一些部位預制具有了程序化、標準化、工廠化的可行性。大型儲罐第一圈壁板的工廠化施工，相對于現場來說，具有提升產品質量、提高生產效率、節約成本的優勢。

我單位承接了蘭州原油商業儲備庫工程17具10×104m3雙盤式浮頂油罐底圈壁板開口弧形板的制作及熱處理工程。結合該設備結構特點及技術特性要求，并根據我單位廠房條件、設備能力及現場狀況，組織人員進行工廠內預制，通過合理安排各部件施工順序，順利完成第一圈弧形壁板的制造任務。

1 問題分析

該弧板材質為08MnNiVR-SR，要求壁板的滾弧、接管配件與罐壁板的焊接不變形、罐壁板組焊后在熱處理過程中不變形。如何保證第一圈弧形壁板的各項尺寸公差要求，特別是直線度和弧度公差要求是工廠化施工的重點和難點。

2 主要工藝控制

2.1 壁板下料[1]

按照圖紙尺寸，壁板長度方向采用數控切割機切割下料。壁板寬度方向采用半自動切割機切割下料，同時切割壁板各邊坡口，并將坡口打磨修正。對于重點控制的壁板坡口，采用刨邊機進行精密機械加工。

2.2 壁板滾弧

弧形壁板用三輥滾板機滾弧，滾弧后將壁板立置在平臺上，垂直方向用直角尺檢查，其間隙不大于1mm，水平方向用弧形樣板檢查，其間隙不大于4mm為合格。

2.3 凹凸型胎具制作

為確保弧形壁板的曲率及直線度，提高加工效率和施工質量，為施工人員創造最佳施工條件，使焊接作業盡量處于平焊位置，用H型鋼制作多組凹、凸型胎具。簡圖見圖1、圖2所示。

2.4 壁板劃線、開孔、坡口加工[2]

根據圖紙尺寸，對壁板劃開孔線，切割開孔處坡口。坡口切割并打磨處理，加工后的坡口表面應進行磁粉或滲透探傷，探傷標準按JB4730-2005，質量等級I級合格。

2.5 接管、補強圈與壁板組裝焊接[3]

接管、補強圈與壁板組裝后進行焊接。其焊接質量以及其成形是施工中必須控制的關鍵部位，也是焊接的難點。對焊接中的焊前預熱溫度、層間控制溫度、焊后后熱溫度、熱處理溫度和輸入線能量等環節嚴格執行焊接工藝的要求，從而保證焊接質量。

2.6 焊縫檢驗[4]

接管、補強圈等與壁板之間焊縫焊接時，初層焊道焊后進行100% PT檢測I級合格，接管角焊縫和補強板角焊縫在焊后24h進行100% MT檢測I級合格，合格后進行消除應力熱處理，之后再次進行滲透探傷或磁粉探傷檢測。

2.7 熱處理防變形措施

壁板上所有接管、補強圈等配件與壁板焊接完畢，進行消應力熱處理。為防止接管在開口、焊接及熱處理過程中變形，在開孔周邊加防變形筋板。首先將工字鋼按熱處理爐寬度方向放置于熱處理爐內的耐火磚水平地面上，各工字鋼放實后調平，必要時用楔鐵墊實，兩工字鋼的距離為1000mm，然后在爐內定位好的壁板的兩側對稱打三組槽鋼支撐。槽鋼與槽鋼、槽鋼與工字鋼之間需連續焊，焊角為6～8mm，最后將壁板立置于6000×6000×24000的熱處理爐中。

3 經濟效益分析

與現場施工相比，在工廠內進行壁板組對、熱處理等過程中能夠大大降低制造成本，具有良好的經濟效益。經濟效益分析見圖3（1臺設備）。

4 結束語

工廠化施工充分利用廠房內的桁車，無需搭設腳手架，不但降低能耗，節約成本，而且降低安全風險；利用廠房內的數控切割及半自動切割機，坡口加工精度高且可多組設備同時施工，為縮短工期奠定基礎；充分利用熱處理爐進行熱處理，熱處理可完成單一罐體統一熱處理，即一罐一爐，而現場則需搭設熱處理設施，需用型鋼、保溫、耐火等材料和測溫器材，用電量高且占用場地；利用廠房內平整的施工場地能夠對接管的組對、焊接、垂直度和直線度進行較好的控制。

參考文獻

[1]GB/T709-1988.熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差[S].

[2]GB50128-2005.立式圓筒形鋼制焊接儲罐施工及驗收規范[S].

[3]GB50205-2005.鋼結構工程施工質量驗收規范[S].

[4]JB/T4730-2005.承壓設備無損檢測[S].