淺談如何控制原油儲罐的變形

劉佳南

摘 要：原油儲罐變形超過要求會影響儲罐的安全使用，通過采取有效的技術措施可以明顯減少和控制儲罐的變形。

關鍵詞：儲罐;變形;控制

近年來，隨著原油儲罐的大型化和高強鋼質量的飛速發展，儲罐的罐壁厚度在逐漸減薄，雖然油罐的整體質量減少，但油罐的變形問題卻一直存在，成為不可忽視的安全隱患。儲罐的變形如果在標準范圍內，則不會影響儲罐的使用;如果儲罐的變形超過標準要求，不僅會影響儲罐的外觀，而且還會在外載荷的作用下產生應力集中和附加應力，降低儲罐使用的能力，使儲罐的安全性下降，嚴重得影響了儲罐的使用。

原油儲罐的變形主要是因為在儲罐的施工過程中，預制精度、組裝誤差和焊接時的熱脹冷縮等，以及儲罐底板、壁板和頂板都會產生不同程度的變形。這種變形以焊接變形為主，下面就從以下幾個方面對儲罐變形的控制進行論述。

1保證儲罐所用鋼板的預制精度

儲罐所用板材在預制廠預制時，如果板材預制后的誤差太大，在安裝時就要強行焊接，強行組對，這樣就造成板材產生塑性變形。即使焊接完成，也有可能在原來的變形上又加上焊接變形，變形更大。因此，在預制板材的過程中，要嚴格執行GB 50128-2014《立式圓筒形鋼制鋼制焊接儲罐施工規范》的要求。

另外，壁板的卷制加工一般采用滾壓機，要控制壁板的曲率半徑。壁板的曲率半徑不能小于設計值。如果曲率半徑過小，強行組對時，再加上焊接的應力，會使罐壁產生更大的角變形。此外，在滾板加工時板端的曲率半徑R可稍大一些，這樣在焊接時由于焊接的橫向收縮產生的角變形，正好能抵消原來的曲率半徑R富裕量。

目前，現場儲罐板材的切割一般采用氣體切割，半自動切割機切割和自動切割機切割，這些方法都屬于熱切割，都會造成鋼板的變形，因此對于鋼板進行熱切割時，必須將其變形控制在一定指標內。控制熱變形的方法之一是對不同厚度的鋼板采用不同的切割速度以及選擇適當大小的火嘴，例如在切割薄板時可使用較小口徑的火嘴。此外，切割鋼板時應對稱切割，否則會導致對稱邊長不等，誤差超標，使鋼板產生翹曲。

2制定合理的焊接順序

儲罐底板、壁板以及頂板的變形程度與焊接順序有著密切的關系，所以在施工前應根據儲罐的結構形式，板材的厚度和組裝方法等制定合理的焊接順序。

對于浮頂罐來說，罐壁板的環焊縫和縱焊縫均為對接，罐底板有對接的，有搭接的，浮頂板均為搭接。罐底板的焊接順序為：

對于拱頂罐而言，頂板一般采用搭接。因此才用的焊接順序是隔一道焊縫、焊一道焊縫，并由多個作業人員在罐頂對稱焊接，這樣就能把焊縫收縮量分散到每一塊，保證收縮均勻而不致產生較大變形。對于罐底板的焊接而言，焊接順序一般為先焊接短焊縫、后焊接長焊縫，最后焊接靠近邊緣板的收縮縫。如果罐底板有環形邊緣板，最后焊接環形邊緣板與中幅板之前的龜甲縫。

3使用夾具控制變形

使用夾具控制的變形，主要是針對原油儲罐的焊接變形。使用夾具的目的是拘束鋼板的局部收縮變形，拘束雖然可以減少焊接變形，但拘束越強，焊縫內的殘余應力就越大，因此使用夾具既要把變形控制在許可范圍內，又要防止焊縫內殘余應力超過母材的屈服極限。目前常用于儲罐施工的夾具主要有防止外大角焊縫角變形的龍門板，防止底板焊縫的縱向收縮的槽鋼以及罐內壁使用的脹圈，脹緊后進行焊接防止環焊縫的縱向收縮等。對于正裝法施工的大型浮頂油罐，罐壁板組對使用防止變形夾具為龍門板加背杠，這種方法明顯降低了儲罐的變形。

4總結

雖然儲罐的變形種類很多，原因較復雜，但是在施工過程中，通過采取有效的控制措施，嚴格執行儲罐施工的工藝標準，是可以將變形控制在有效的范圍內的，大大提升了儲罐的安全性。

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