儲油罐浮頂卡阻故障分析及處理技術

蔣東華

（中國石化管道儲運分公司聊城輸油處山東聊城252000）

儲油罐浮頂卡阻故障分析及處理技術

蔣東華

（中國石化管道儲運分公司聊城輸油處山東聊城252000）

在對儲油罐浮頂密封結構及作用進行概述的基礎上，結合實際運用實踐，探討了儲油罐浮頂卡阻故障的主要原因，并提出了對應的故障處理及整治措施，為保證儲油罐的正常、平穩運行提供參考。

儲油罐；浮頂；卡阻

儲油罐是在原油儲存、周轉過程中需要使用的重要設備與設施，完好無損的儲油罐是保證原油庫正常運行的關鍵和基礎。但是，在日常的運行過程中，隨著使用和運行時間的延長，部分早期建設的儲油罐開始出現一些問題，例如罐體變形、浮盤變形、儲罐基礎出現不均勻沉降，導致儲油罐浮頂出現卡阻等問題。本文針對儲油罐浮頂出現的卡阻問題，根據工程實際，分析導致浮頂卡阻的主要原因，并提出對應的處理技術與策略，為保證儲油罐的正常使用提供相關的參考。

1 儲油罐浮頂密封結構及作用

通常，在外浮頂油罐的罐壁與浮船之間會形成一個環形的空間，在實際使用過程中為了減少并避免油品的蒸發，通常會在該位置設置軟密封或者機械密封裝置作為一次密封構建，例如使用橡膠制品及彈性填充材料制成的密封構件。但是，因為橡膠制品油溫變化、性能限制以及安裝過程中油罐尺寸的誤差，導致一次密封之后依然存在一定的間隙。所以，就需要使用二次密封結構進一步減少油品的揮發。

所謂二次密封結構，就是在浮頂油罐的一次密封結構上方沿著罐壁設置一整圈的呈帶狀的橡膠密封刮板，然后將之與底部的承壓板相連。該結構沿著罐壁與浮船之間的環狀間隙進行搭接、排列，然后將其下端與浮船的邊緣板使用螺栓固定。在工作過程中，承壓板能夠使得橡膠密封刮板與罐壁緊密相連，然后在承壓板的整個內側覆蓋形成一層緊密的防蒸發隔膜。橡膠密封刮板能夠與一次密封共同形成一個封閉的環狀密封空間。

2 儲油罐浮頂卡阻故障原因分析

2.1 既有設計結構約束過多

儲油罐原油的結構設計中存在較多的約束，例如在量油管、導向管的兩側設置的4個滾軸、浮梯滾輪和軌道、中央排水管等。其中，前三個結構將浮頂與罐壁結合在一起，后兩者則將浮頂與罐底板緊密相連。對于像油罐、浮頂這種大型鋼結構，在正常的使用情況下，安裝誤差一般較大，價值浮頂與各個部件之間又屬于固結結構，導致兩點之間距離較大，產生較大的約束力矩，使得浮頂的活動自由度受到限制，容易出現卡阻情況。

2.2 罐體局部存在凹凸變形

罐體的凹凸變形問題不但包括初始施工因素，同時也包括后續使用過程中因為基礎出現不均勻沉降而導致的變形。從實際的情況來看，導致罐體出現明顯的凹凸變形，是因為地基的不均勻沉降，使得罐體的局部應力增加，導致罐壁出現明顯的應力集中，從而影響浮頂的順利升降，出現卡阻、偏移等故障。另外，罐壁發生的凹凸變形主要集中在罐體的頂部，該位置的一次應力相對較小，因為凹凸變形而導致的應力是二次應力，其具有一定的自限性，因此通常對罐體強度產生的影響不大。當使用過程中浮頂的自由升降不受影響時，可以不對之進行處理。

2.3 刮蠟板結構故障

儲油罐使用過程中，刮蠟板機構（參看圖1）銷子斷裂時會導致浮頂出現卡阻現象。同時，當刮蠟板機構與儲油罐罐壁的間距過小，例如，通常小于設計要求2cm時，會使得油罐頂部罐壁圓柱度局部超差，使得儲油罐罐頂與罐壁之間發卡，在運行中產生咔咔巨大響聲。圖1是刮蠟板機構圖。

圖1 刮蠟板機構圖

3 儲油罐浮頂卡阻故障處理方法

3.1 儲油罐浮頂卡阻故障處理基本措施

（1）將量油管、導向管兩側的滾軸拆除，減少對浮頂自由度的限制。

（2）將之前的導向管滾軸徑向安裝方式修改成為環向安裝方式。

（3）將量油管、導向管滾軸支座與蓋板間的焊接連接方式修改成為螺栓連接方式，且將滾軸支座上的圓螺栓孔修改為扁長孔（尺寸：半圓中心距為10mm），使得運行過程中自由度更大，能夠使得浮頂在升降過程中實現間隙的自我調整。

3.2 導軌位移調整上水試驗

通過釋放中央排水管的內部應力、調整導軌位移，上水試驗的方式能夠實現對儲油罐卡阻故障的調整。當完成3.1項中的相關操作之后，可以進行充水試驗，在浮頂完全上浮之前對相關的各個部件尺寸進行檢查，確定浮頂與儲罐罐壁間的間隙；量油管、導向管與各自導向筒間的相對位置；導向管處浮頂的實際偏移尺寸等。在進行充水試驗的過程中，要記錄不同水位高度對應的上部各個部件尺寸，通常每相隔0.5m檢測并獲得一組數據。

在數據記錄完成之后，需要根據測量得到的數據進行調整，通過取平均值確定各個部件的除濕位置，并根據高度進行實時的調整。必要時，在取得設計人員的認可之后，可以適當減小局部環向密封裝置的支撐壓板寬度。在充水試驗的過程中，若發現存在卡阻情況，應該及時的分析導致卡阻的原因，并進行針對性的調整。在調整完成之后的放水過程，要按照充水過程的相關要求對各個部件的尺寸進行檢測，并在放水過程中進行相應的調整。

3.3 罐壁凹凸度的調整

在通過試水（充水與放水）的調整之后，若依然不能夠完全消除浮頂的卡阻問題時，則可確定浮頂卡阻是因為罐壁的局部變形、凹凸導致的，可以將水位下降至存在凹凸部位的下部，對罐壁進行整治、調整。

在罐壁的整治過程中，首先可對罐壁進行局部調整、整形，但是不能夠使用強力進行矯形處理，更加不得使用其它對罐壁母材產生損毀的措施。其次，對罐壁進行局部換板處理，但是在使用這種處理方式時，要經過設計方的許可，并在處理之前通過嚴格的計算，且保證更換的板材要與原板材一致，確保其機械性能不得低于母材。同時，焊接材料的方式也要與板材一致，保證其整個施工、檢驗、驗收都符合國家相關標準。

[1]萬樹志.浮頂儲罐二次密封卡阻問題的改造技術[J].安全、健康和環境，2010（10）.

[2]張新民，張雪.魏崗站1#浮頂油罐罐體變形隱患整治[J].中國石油和化工標準與質量，2010（10）.

[3]張新民.魏崗輸油站浮頂油罐浮頂卡阻整治[J].油氣儲運，2011（5）.

TE972

A

1004-7344（2016）28-0307-02

2016-9-21

蔣東華（1965-），男，江蘇宜興人，工程師，本科，從事設備管理工作。