膜型油罐建設(shè)中的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及質(zhì)量控制

郭錦江(空軍后勤部工程代建管理辦公室，北京 100032)

0 引言

現(xiàn)階段，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與國(guó)防科技發(fā)展，對(duì)膜型油罐的需求量正呈現(xiàn)不斷上升的趨勢(shì)，對(duì)膜型油罐建設(shè)的質(zhì)量控制也提出了更高的要求。因此，本文將從膜型油罐建設(shè)的質(zhì)量控制現(xiàn)狀作為出發(fā)點(diǎn)展開(kāi)討論，從施工準(zhǔn)備、基礎(chǔ)驗(yàn)收、施工過(guò)程監(jiān)控、竣工驗(yàn)收4個(gè)方面強(qiáng)化施工質(zhì)量，并重點(diǎn)對(duì)油罐基礎(chǔ)的質(zhì)量驗(yàn)收要點(diǎn)進(jìn)行分析和闡述，對(duì)質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行深入分析。從多方面實(shí)現(xiàn)對(duì)施工管理的有效控制，進(jìn)一步提高油罐建設(shè)的實(shí)用性和高效性，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性，促進(jìn)我國(guó)膜型油罐建設(shè)的發(fā)展。

1 膜型油罐建設(shè)工藝質(zhì)量控制現(xiàn)狀

膜型油罐多設(shè)在地下或半地下封閉式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)防護(hù)體內(nèi)，罐體鋼板較薄，罐體型鋼骨架與防護(hù)體預(yù)埋件剛性連接，造價(jià)經(jīng)濟(jì)且結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。由于油罐建造涉及土建和安裝工程交叉作業(yè)多，且罐頂必須在防護(hù)體全部施工完畢后才能安裝，罐頂就位焊接空間受限，操作難度大[1]。

近年來(lái)，我國(guó)在國(guó)防科技上取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，作為一種新型的油品存儲(chǔ)裝置，膜型油罐的需求量也不斷增加。由于膜型油罐的應(yīng)用范圍十分特殊，且用于存儲(chǔ)液體受到環(huán)境結(jié)構(gòu)以及存放物體性質(zhì)的局限性較大。膜型油罐建設(shè)中保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的穩(wěn)定性以及焊縫、防腐的可靠性十分重要。當(dāng)前膜型油罐還屬新型設(shè)計(jì)成果，工程建設(shè)中無(wú)成熟結(jié)構(gòu)參考，因此建設(shè)的過(guò)程中面臨著很多問(wèn)題，例如油罐結(jié)構(gòu)的可靠性、存儲(chǔ)性能、操作使用性能、耐腐蝕性能等，迫切需要進(jìn)行改善提升。要全面提高質(zhì)量，就必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行具體分析，進(jìn)一步提高膜型油罐建設(shè)的科學(xué)性和合理性，加大控制力度并實(shí)施切實(shí)可行的質(zhì)量控制措施，從而有效減少或者避免各種問(wèn)題的發(fā)生，確保油罐的建設(shè)質(zhì)量同時(shí)延長(zhǎng)油罐的使用壽命。

2 施工質(zhì)量監(jiān)控

2.1 施工前的準(zhǔn)備

施工前首先要編制施工方案、質(zhì)量計(jì)劃、材料計(jì)劃、勞動(dòng)力計(jì)劃、進(jìn)度計(jì)劃等，報(bào)業(yè)主、監(jiān)理審批后才能實(shí)施。要做好參建員工的培訓(xùn)，做好全員技術(shù)交底工作。特殊工作要持證上崗，焊工應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)考試合格后方可上崗。材料采購(gòu)必須符合圖紙及國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)驗(yàn)收合格后方可使用。膜型油罐建設(shè)前，必須按照實(shí)際的需要制定完善的檢試驗(yàn)計(jì)劃和質(zhì)量控制點(diǎn)一覽表，并經(jīng)過(guò)討論后各相關(guān)單位和部門(mén)審核通過(guò)，便于后續(xù)質(zhì)量控制和檢查有方可循，為質(zhì)量控制提供強(qiáng)有力的保障。

2.2 基礎(chǔ)驗(yàn)收、劃線

基礎(chǔ)質(zhì)量是確保油罐安裝的質(zhì)量的前提，驗(yàn)收工作必須業(yè)主、監(jiān)理、土建、安裝四方到場(chǎng)驗(yàn)收，在驗(yàn)收合格的情況下共同簽字確認(rèn)。基礎(chǔ)驗(yàn)收的主要內(nèi)容如下：基礎(chǔ)表面應(yīng)清理干凈，上表面鏟平，必要時(shí)采用砂輪機(jī)打磨清理，每10 m長(zhǎng)內(nèi)任意兩點(diǎn)的高度差不得大于6 mm，整個(gè)周長(zhǎng)度內(nèi)任意兩點(diǎn)的高度差不得大于12 mm，瀝青砂表層應(yīng)平整密實(shí)，無(wú)突出的隆起、凹陷及貫穿性裂紋[2]。基礎(chǔ)的劃線主要包括按照?qǐng)D紙畫(huà)出罐中心十字線，以中心線放出罐底板邊緣板安裝位置，劃線采用50 m以上盤(pán)尺一次定位軸線上立柱中心點(diǎn)，避免造成累計(jì)誤差。

2.3 施工過(guò)程監(jiān)控

在膜型油罐建設(shè)的過(guò)程中，業(yè)主、監(jiān)理、施工三方必須對(duì)自己的本職工作予以充分的重視，各司其職，明確自己的工作任務(wù)和目標(biāo)。施工過(guò)程中相關(guān)人員要加大對(duì)施工人員的監(jiān)管力度，現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢查要按點(diǎn)及時(shí)到位，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)整改，避免發(fā)生返工、停工現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)，施工人員也要提高自身的專(zhuān)業(yè)能力、技術(shù)水平和綜合素養(yǎng)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙、規(guī)范和方案進(jìn)行施工作業(yè)，進(jìn)一步提高作業(yè)的規(guī)范性，避免質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。特別是質(zhì)量檢查人員，及時(shí)做好各工序質(zhì)量檢查工作并記錄，在確保本工序質(zhì)量合格后方可進(jìn)入下道工序，同時(shí)也要對(duì)施工人員的自檢記錄和檢查記錄進(jìn)行核查確認(rèn)。

2.4 竣工驗(yàn)收控制

在膜型油罐建設(shè)完成后，相關(guān)人員必須進(jìn)行全面檢查，檢查有無(wú)遺漏的部件或未完成的工作；所有的檢驗(yàn)、試驗(yàn)工作有沒(méi)有完成；檢查設(shè)計(jì)變更和改進(jìn)有沒(méi)有完成。從而最大程度的排除隱患問(wèn)題[3]。若在驗(yàn)收過(guò)程中發(fā)現(xiàn)不足和缺陷，必須根據(jù)具體情況制定整改措施，做好質(zhì)量的評(píng)定工作，再進(jìn)行驗(yàn)收和核實(shí)，直至驗(yàn)收結(jié)果無(wú)疑漏、偏離和差錯(cuò)。

3 膜型油罐結(jié)構(gòu)優(yōu)化及質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 加強(qiáng)對(duì)材料、機(jī)械、人員的控制

首先，必須從加強(qiáng)材料與機(jī)械設(shè)備管理的角度出發(fā)，因此儲(chǔ)油罐施工計(jì)劃思想必須融入膜型油罐建設(shè)中，并按照相關(guān)的要求制度選擇相應(yīng)的材料和機(jī)械設(shè)備。在材料選擇的過(guò)程中，必須在貨比三家、擇優(yōu)選擇的基礎(chǔ)上符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其質(zhì)量證明及合格證件進(jìn)行重視。材料選擇完畢后也要對(duì)材料進(jìn)行分類(lèi)和抽檢工作，對(duì)于不合格的材料要做出相應(yīng)的標(biāo)記，嚴(yán)禁投入使用[4]。與此同時(shí)，對(duì)于膜型油罐建設(shè)的設(shè)備也要進(jìn)行定期的維修和養(yǎng)護(hù)，保證機(jī)械能夠順利作業(yè)，延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命，保障機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。其次，要從加強(qiáng)人員素質(zhì)管理的角度出發(fā)，加強(qiáng)對(duì)工作人員的培訓(xùn)和管理，在管理的過(guò)程中實(shí)施人性化的管理模式，建立獎(jiǎng)罰分明的制度規(guī)則，從而全方位多層次多角度提高工作人員的能力和素養(yǎng)，并對(duì)工作人員進(jìn)行定期的審核。除此之外，對(duì)于儲(chǔ)油罐防腐施工必須予以充分的重視，采用新工藝、新技術(shù)、新材料前，必須組織專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員對(duì)操作人員培訓(xùn)和交底，并將相應(yīng)的施工方案報(bào)批。

3.2 油罐底板的優(yōu)化及質(zhì)量控制要點(diǎn)

底板施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵是焊縫質(zhì)量及變形控制。底板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用了雙錐底及中幅板梯形排板對(duì)接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是底部積油、水及雜質(zhì)易于清理，底板排板施工較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是焊縫較多，中幅板與邊緣板形成焊縫尖型對(duì)接，材料損耗大。

施工過(guò)程中對(duì)底板優(yōu)化為矩形排版如圖1所示。

圖1 設(shè)計(jì)底板及優(yōu)化后的底板排版

底板在排版優(yōu)化后質(zhì)量控制要點(diǎn)：一是避免了尖型焊縫對(duì)接，消除了應(yīng)力集中對(duì)焊縫質(zhì)量的影響；二是焊縫比圖一排板減少，減少了焊接熱應(yīng)力的產(chǎn)生，減少了焊接變形；三焊接采用CO2保護(hù)焊打底，埋弧自動(dòng)焊蓋面，并采用對(duì)稱(chēng)間隔施焊，既減少了底板變形又提高了焊接質(zhì)量，同時(shí)提高了生產(chǎn)率、降低了成本；四是采用真空試漏法檢查所有焊縫質(zhì)量[5]。

3.3 罐壁的優(yōu)化及質(zhì)量控制要點(diǎn)

膜型油罐的壁板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)側(cè)板與H型鋼搭接，焊接質(zhì)量難以保證。施工過(guò)程中對(duì)鋼板與H型鋼連接型式進(jìn)行優(yōu)化，采用壁板與H型鋼之間對(duì)接結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 優(yōu)化前后的壁板結(jié)構(gòu)

壁板優(yōu)化后，質(zhì)量控制要點(diǎn)：一是圓弧板的采用數(shù)控下料保證尺寸精度，采用壓制成型樣板檢查控制弧度；二是成型后壁板在胎具上分片組對(duì)焊接以保證組對(duì)尺寸和控制變形；三是弧板與H型鋼對(duì)接焊縫外側(cè)用手工電弧焊(或CO2氣體保護(hù)焊)，內(nèi)側(cè)清根用埋弧自動(dòng)焊填充蓋面，保證焊縫質(zhì)量較少變形；四是按照規(guī)范要求控制最后一帶板無(wú)損檢測(cè)要求，對(duì)每條縱縫抽取250 mm進(jìn)行RT檢測(cè)，或提高檢測(cè)數(shù)量，保證主體焊縫質(zhì)量；五是用水壓試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)罐壁的強(qiáng)度與焊縫質(zhì)量[6]。

3.4 油罐頂板的優(yōu)化及質(zhì)量控制要點(diǎn)

膜型油罐罐頂設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上部為H型鋼拱形框架，型鋼下部位鋼板對(duì)接，鋼板與框架之間焊接固定成型，框架結(jié)構(gòu)安裝跨度大產(chǎn)生焊接變形，使得結(jié)構(gòu)梁下翼緣板無(wú)法貼合成統(tǒng)一弧面，要同時(shí)保證鋼板與鋼結(jié)構(gòu)之間連接及自身對(duì)接十分困難。

施工過(guò)程中對(duì)罐頂進(jìn)行優(yōu)化：將異形儲(chǔ)罐頂板改成矩形搭接結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，如圖3所示。

圖3 異形儲(chǔ)罐頂板改成矩形搭接結(jié)構(gòu)

頂板優(yōu)化后質(zhì)量控制要點(diǎn)：一是罐頂板的縱向焊縫應(yīng)向同一方向錯(cuò)開(kāi)1/3板長(zhǎng)，且不得小于500 mm，保證焊縫間距滿足規(guī)范要求；二是上下搭接焊縫滿焊，保證焊縫的強(qiáng)度及嚴(yán)密性；三是鋼板與型鋼之間采用200(300)間斷焊，保證頂板跟型鋼間的連接強(qiáng)度；四是焊接采用分段對(duì)稱(chēng)，低線能量，減少焊接變形；四是用煤油滲漏及負(fù)壓檢查頂板焊縫質(zhì)量及頂板與鋼結(jié)構(gòu)之間連接強(qiáng)度和整體剛度[7].

3.5 針對(duì)工藝特點(diǎn)實(shí)施質(zhì)量監(jiān)控

合理安排罐體與防護(hù)庫(kù)穿插作業(yè)，合理利用防護(hù)庫(kù)頂部預(yù)埋件，采用多吊點(diǎn)吊裝頂板至拱頂鋼架下緣與骨架貼合、焊接，避免后期只能從操作間門(mén)洞倒運(yùn)入庫(kù)，有效解決了防護(hù)庫(kù)與罐頂凈空不足的難題。防護(hù)油庫(kù)的施工工藝主要分為防護(hù)結(jié)構(gòu)、膜型油罐兩部分[8-10]。在膜型油罐施工工藝中，必須要注意到的是罐體部件預(yù)制、基礎(chǔ)驗(yàn)收、罐底安裝、罐體安裝及罐頂安裝五大類(lèi)問(wèn)題。施工工藝中必須要強(qiáng)化罐頂型鋼骨架安裝、罐頂板安裝、罐附件安裝及罐整體試驗(yàn)。這為提高油罐的質(zhì)量提供了有力保障。

4 膜型油罐建設(shè)安裝經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

頂板安裝在罐壁和防護(hù)結(jié)構(gòu)完成后，在罐內(nèi)搭設(shè)移動(dòng)腳手架安裝作業(yè)平臺(tái)，構(gòu)成每拱的兩段頂板就位與拱形梁進(jìn)行貼合組對(duì)，然后按照從下至上的順序焊接，最后將兩段頂板組對(duì)焊接。頂板焊接先短縫后環(huán)向縫，環(huán)向焊縫焊工要均勻?qū)ΨQ(chēng)分布，由中心向外分段退焊，采用卡具進(jìn)行反變形，檢測(cè)合格后拆除全部腳手架，這樣便于掩體內(nèi)施工。對(duì)側(cè)壁及底板優(yōu)化后，保證了質(zhì)量，縮短了工期，同時(shí)節(jié)約了成本。近年來(lái)，該技術(shù)在軍民融合供油項(xiàng)目中開(kāi)始逐步推廣應(yīng)用，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提升了此類(lèi)油罐的建造水平，社會(huì)效益顯著，得到了各方的一致好評(píng)[11]。

5 結(jié)語(yǔ)

油罐的質(zhì)量是膜型油罐建設(shè)的關(guān)鍵，關(guān)系著膜型油罐建設(shè)發(fā)展的可持續(xù)性。膜型油罐是國(guó)防工業(yè)建設(shè)中必不可少的設(shè)施，因此對(duì)于膜型油罐建設(shè)的加強(qiáng)和改善質(zhì)量就顯得極為重要，對(duì)該領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展也有著積極的意義和深遠(yuǎn)的影響。從當(dāng)前的情況來(lái)看，膜型油罐建設(shè)的質(zhì)量控制還存在諸多的不足，影響了油罐的使用性能和使用壽命，只有通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、施工過(guò)程管理和控制，才能保證油罐質(zhì)量穩(wěn)步提升。