淺談大型鋼網殼儲罐現場施工

李杰 梁爽 魏方平

摘 要：石油化工行業是我國重要的經濟產業，對國民經濟的快速增長發揮著重要的作用。石油化工行業中，鋼儲罐是常見的工藝裝置，儲罐的安全直接關系到生產安全，需要我們引起高度的重視。本文將重點圍繞儲罐的施工相關內容進行分析，希望能夠對讀者提供一下借鑒和參考。

關鍵詞：鋼網殼;儲罐;安裝

1 前言

當前，我國石化行業在快速發展，石化儲罐的容積也在快速擴大。在施工過程中，隨著儲罐容積的增加，施工難度也在增大。如果儲罐的直徑超過了30米，就需要使用穹頂網殼式的頂蓋，其施工工藝更為復雜，本文將進行分析。

2 儲罐施工對環境保護的要求

鋼儲罐的地基深，有可能會對地下水源造成影響。如果是靠近河流或者水源地附近，更要注意其對水源的污染。因此，儲罐在進行地基施工時，要注意防滲處理。實際施工中，根據土壤的性質，選擇壓實系數為0.97，土層厚度在500mm的黏土層。對于凍土和耕種土、膨脹土等要杜絕使用。除此之外，土壤中的有機雜質也有相關要求，必須要大于土料的5%。有些時候，會有人提出將黏土替換成粗砂，這也是由粗砂取料廣泛的特點決定，加之壓實相對簡單，在施工中使用廣泛。但是，粗砂容易出現泄漏的問題，一旦粗砂出現泄漏，必定會對環境造成很大的影響。因此，在實際的施工過程中，會將粗砂鋪設完畢后，要在其上面加敷設600g/m2的工布，在其上面加敷設土工膜，并在施工最后鋪設長絲坊土工布，以達到替代黏土的作用，并能夠有效防止滲漏。

3 儲罐荷載計算

常見的環墻荷載有水平荷載和垂直荷載，此外，在施工中的溫度影響出現的變形、施工材料的縮變造成的裂縫等，都會對環墻造成不同程度的影響。

1）垂直荷載。罐體保溫重以及自身。儲罐的管壁底部將荷載傳輸給環墻頂端的線。

2）水平荷載。當儲罐在充滿介質的時候，會對罐體環墻產生側壓力，其原因是由于土體對環墻造成的，可以通過主動土壓力進行計算。而針對被動土的壓力計算就要按照被動土的計算公式進行。一般時候，在進行公式的計算過程中，所選用的數值要比進行被動土的計算數值要提高很大比例。因此，在進行環墻設計的時候，這個數值是不作為參考的。根據有關資料我們了解到，當土在主動壓力的作用下，會產生位移等現象，而且儲罐在實際的使用過程中，環墻所產生的形變并不是主動壓力造成的，因此，我們能夠得出，環墻主動壓力和變形的特征具有相同性，通常我們所使用的主動土壓力的計算在實際的施工過程中，其計算值會比實際的數值要低，因此，在工程使用中，會對工程安全產生一定程度影響。

4 鋼網殼頂的安裝

1）網殼組裝。本文以某儲罐施工為例進行論述。該項目儲罐是三角形承插式網殼結構，其頂部網殼是由角鋼搭建成。網殼采取零件預制成型，并在現場進行組裝。部件到場后，根據部件的編號，分門別類擺放整齊，等待組裝施工。當儲罐的頂部的圈壁板和邊環梁組裝完畢之后，即可進行網殼的安裝。首先，要將邊緣的壁板焊接牢固，防止網殼受到自重的影響會造成罐體的垂直度出現差異。以腳手架作為安裝載體按照由外向內的順序進行組裝施工。當最后的桿件組裝完畢后，將其與邊環和邊緣支座進行焊接，就全部完成了網殼的組裝工作。網殼的組裝施工時間短，使用設備簡單，不需要大型的吊車，而且施工中焊接工作少，進而大大提高了施工進度。而且外觀美觀，線條流暢，沒有焊縫等缺陷。相比于傳統的原板肋式頂殼結構，還大大降低了鋼材的使用量，值得我們推廣。

2）蒙皮組裝焊接。針對蒙皮板的選材，建議使用開平板。因為鋼板自身的弧度，鋼板在施工現場要進行適當調整，盡量控制焊縫的數量。板材搭接的尺寸為25mm，并將低位板搭接到高位板上面，焊縫要從鋼板的外側焊接，并保持連續性。其中，蒙皮和網殼要保持間距，不能進行焊接操作。蒙皮和邊緣外側要連續焊接，先短縫，后長縫，由拱頂邊緣向中心施焊減小焊接變形。

5 儲罐壁板組焊

1）罐壁板是儲罐的重要部分，厚度對儲罐重量產生重要影響。儲罐總重量的80%以上都是罐壁鋼板。因此，罐壁是罐體經濟性的重要評價標準。為了降低罐體的造價，對罐壁的組裝通常采取現場組裝的方式。相關材料要符合質量要求，并開具質量合格相關證明材料，板材的表面要光滑、不能出現氣孔、裂痕、折疊、夾渣以及分層等相關的缺陷。下料時，要在相關的位置用記號筆做好相關的標記，方便后期的檢查。進場時，每個鋼板都必須要經過嚴格的檢查，確認質量合格后才能使用。切割作業以及焊縫的處理要選擇機械加工以及火焰切割的方式，并在下料完畢后，清理干凈施工現場，特別是熔渣要及時處理。罐壁板的寬度要控制在500mm-1000mm之間。在卷板機上操作之前，要檢查板子的弧度，確保縫隙在4mm以內。垂直方向的縫隙控制在2mm以內。卷制完畢后要確保卷板的光滑整潔，不能有壓痕等缺陷存在。組裝之前要對尺寸進行校核，無誤后才可進行組裝作業。罐壁壁板組裝通常采用對接工藝，在焊接完成第一圈后，要將偏差控制在一定范圍。

2）罐壁板的安裝采用倒裝法。倒裝組裝常見的設備是電動葫蘆，它能夠有效降低操作人員的體力，提高作業效率，也降低了人力成本。在組裝過程中，可以采取分段組裝的方式。脹圈用龍門板固定使其與罐壁板貼緊，保證電葫蘆受力均勻，并檢查焊道和焊肉是否均勻飽滿，提升作業前，將電葫蘆收緊，因電葫蘆具有自鎖性，不會因為停電等因素的影響，也具有一定的安全保障。

3）焊接順序的選擇。焊接順序的優化，也能夠保證焊接質量，提高焊接是效率。通常從上至下分段退焊的方式，防止焊接變形，采取分段焊接，對稱焊接的方式。保障儲罐的表面內壁平滑，沒有毛刺等缺陷。焊縫應進行外觀檢查，表面不允許裂紋、氣孔、夾渣、弧坑等缺。

6 儲罐底板組裝

1）儲罐的底板與基礎緊密的連接。如果罐底和基礎連接過緊，會給日后的維修工作帶來很大的困難。因此，罐底板的質量好壞會對儲罐的使用壽命起到至關重要的影響。焊接中焊接的優劣也在一定程度上決定了儲罐的質量。保證罐底板在符合力學要求的前提下，怎樣降低焊接的難度，是我們要重點考慮的問題。大型儲罐一般會采取弓形邊緣板的條形排版形式。這種方式能夠很大程度上降低罐底板的厚度，降低了鋼材的使用，降低了成本。罐體的自重會由罐壁作用到罐底板的外圈，而對中幅板的作用卻很小。因此，我們能夠將邊緣加厚的方式實現罐的強度要求。因此，在底層壁板和底板焊接的同時，焊縫要進行嚴格控制。

2）焊接變形的控制。在焊縫的焊接作業過程中，會有大量的熱應力出現，造成焊縫之間熱應力的不斷累積，出現變形的折疊現象，進而使得焊縫變形的加劇，給焊接作業帶來很大的難度。因此，我們要對焊接能量有效控制，采取兩頭焊接的方式，隨著焊接應力的不斷擴散，焊接形變得到了很好的控制，焊接完畢后，對邊緣板進行無損檢測，合格后才可以使用。

7 結束語

總之，石油化工行業的發展飛速，伴隨著大型儲罐的出現和推廣應用，大型儲罐在工程的使用中越來越普遍。網殼結構更是作為一種新興技術，在大型儲罐的施工中普遍應用，并取得了很好的效果。值得我們總結經驗并不斷完善該項技術，進而使該技術得到更大范圍的推廣和應用。

參考文獻

[1]中國石油天然氣集團公司：GB50128-2014《立式圓筒形鋼制焊接儲罐施工及驗收規范》

[2]中國石油化工總公司：SH/T3530-2011《石油化工立式圓筒鋼制儲罐施工工藝標準》