一级造价工程师

三、金属油罐的制作和安装

油罐(储罐)按其制造材质可分为金属罐和非金属罐。在化工、石油化工和石油等工业中储存液化气以外的原料油主要采用金属储罐，即金属油罐。

(一)油罐分类

金属油罐可根据油罐所处位置、几何形状和不同结构形式等几方面来划分。

1.按油罐所处位置划分

按油罐所处位置可分为：地上油罐、半地下油罐和地下油罐三种。

(1)地上油罐。指油罐的罐底位于设计标高±0.00及其以上;罐底在设计标高±0.00以下但不超过油罐高度的1/2,也称为地上油罐。

(2)半地下油罐。指油罐埋入地下深于其高度的1/2，而且油罐的液位的最大高度不超过设计标高±0.00以上0.2m。

(3)地下油罐。指罐内液位处于设计标高±0.00以下0.2m的油罐。

2.按油罐的几何形状划分

按油罐的几何形状可划分为立式圆柱形罐、卧式圆柱形罐和球形罐。

3.按油罐的不同结构形式划分按油罐的不同结构形式可分为：

(1)固定顶储罐。固定顶储罐又可分为锥顶储罐、拱顶储罐、自支撑伞形储罐。

(2)无力矩顶储罐(悬链式无力矩储罐)。无力矩顶储罐是根据悬链线理论，用薄钢板制造的。其顶板纵断面呈悬链曲线状。由于这种形状的罐顶板只受拉力作用而不产生弯矩，所以称为无力矩顶油罐。

(3)浮顶储罐。可分为浮顶储罐、内浮顶储罐(带盖内浮顶储罐)。

1)浮顶储罐。浮顶储罐的浮顶是一个漂浮在储液表面上的浮动顶盖，、随着储液的输入输出而上下浮动，在浮顶与罐内壁之间的环形空间有随着浮顶上下的密封装置，使罐内液体在顶盖上下浮动时与大气隔绝，从而大大减少了储液在储存过程中的蒸发损失。采用浮顶罐储存油品时，可比固定顶罐减少油品损失80%左右。

2)内浮顶储罐。内浮顶储罐是带有固定罐顶的浮顶罐，也是拱顶罐和浮顶罐相结合的新型储罐。见图4.3.3。内浮顶储罐具有独特优点：一是与浮顶罐比较，因为有固定顶，能有效地防止风、砂、雨雪或灰尘的侵人，绝对保证储液的质量。同时，内浮盘漂浮在液面上，使液体无蒸气空间，可减少蒸发损失85%?96%;减少空气污染，降低着火爆炸危险，特别适合于储存高级汽油和喷气燃料及有毒的石油化工产品;由于液面上没有气体空间，还可减少罐壁罐顶的腐蚀，延长储罐的使用寿命。二是在密封相同情况下，与浮顶相比可以进一步降低蒸发损耗。

内浮顶储罐的缺点：与拱顶罐相比，钢板耗量比较多，施工要求高;与浮顶罐相比，维修不便(密封结构)，储罐不易大型化，目前一般不超过10000m3。

(二)金属油罐附件

油罐附件应适应各种油品的储存、计量和维修等的要求，金属油罐附件有：

(1)人孔。专为操作人员进出油罐检查、清洗和修理之用。

(2)透光孔。专为罐内进行检查、修理、刷洗时透光、通风之用。

(3)排污孔(管)。用于清扫油罐时排出淤泥油污等，通过放水管排泄罐底沉积水。

(4)放水管。用于排除罐底的沉积水。

(5)罐顶结合管与罐壁接合管。用于进、出储存介质之用。

(6)量油孔。用于测量罐内油品的液面、温度及取样。量油孔一般与测量液位的仪表相连。

(7)呼吸阀、安全阀。呼吸阀的作用是调节罐内油气压力，当罐内压力过高时，通过呼吸阀将部分多余油气排出，使罐内压力下降;当罐内压力过低时，通过呼吸阀从罐外吸入空气，使罐内压力升高，始终保持与大气压恒定的状态。

安全阀的作用是当油罐在操作过程中，当呼吸阀失灵或其他原因影响正常工作时，可通过它调节罐内压力，从而防止由于罐内正压或负压太高、罐壁应力过大而造成油罐外形破坏或油罐被抽瘪。

(8)防火器。用来防止火星、空气经过安全阀或呼吸阀进人罐内引起意外，它安装在呼吸阀或安全阀的下面。

(9)内部关闭阀操纵装置。该装置用来连接罐内、外自动关闭阀，完成进油和出油。

(10)加热器。分局部加热器和全面加热器两种。其作用是通过蒸汽对原油和重油加热，以防止油品凝固。

(11)升降管。通过回转接头与出油接合管相连接，用卷扬机带动升降，可选择抽取罐内任何部位油品，一般只安装在润滑油或特种油品罐上。

(12)泡沫发生器。当罐内油品发生意外起火燃烧时，利用泡沫发生器产生泡沫剂灭火。

(13)进料孔。用于进料。

(三)金属油罐的制作安装

1.罐底预制与安装

首先在基础上放好纵横十字轴线、罐底中幅板及边缘圆周线。中幅板的尺寸由现场供应钢板规格决定，尽量做到钢板长度不剪裁，以减少料头损耗。排版时以中间条板为基准，按排版图的编号，从基准板处画好搭接线，向两侧按顺序铺板。当中幅板铺完后，再铺设边缘板。经检查罐底直径及底板相互搭接尺寸符合设计要求后，将底板点焊或用夹具临时固定。

罐底安装时要注意，中间条板的中心线必须与基础上的纵横中心线重合。相邻两条中幅板上的短缝应错开500mm以上，中幅板和边板的焊缝应错开200mm以上。底板铺设之前，应在底面涂防腐沥青漆(搭接部位可不刷涂)。罐底的焊接步骤是：先焊接中幅板，在丁字缝处用捻锤将焊缝打严，然后按焊接顺序对称施焊。

2.罐顶预制与安装

罐顶预制和安装与罐体的安装工艺密切相关，对于采用倒装法安装工艺的油罐，其罐顶预制与安装过程为：当罐底铺好后，即开始安装罐顶。首先安装末圈壁板，其方法是先在罐底上以罐底中心为圆心，画出第一圈及末一圈壁板圆周线，将中心柱垂直立于底板中心。然后按圆周线组装末圏壁板，待第一圈壁板组装完后，以设计确定的罐顶透光孔位置的中心作为第一块罐顶板的中心线，并以此线为基础把每一块罐顶板的中心线位置用冲子在包边角钢上打上记号。然后按排版图尺寸点焊好挡铁，按包边角钢所对应的顶板位置决定伞架。

组装罐顶板时用弧形祥板调整好弧度，临时点焊固定。待罐顶全部拼装整形、点焊完毕后，即可进行罐顶的焊接。焊接完后，再根据图纸规定的附件位置进行放线开，把透光孔、管接头、护栏、梯踏板、操作平台等安装完毕。接着拆除罐内支撑，在罐壁外部下面画好搭接线及起罐终止的预视线，同时组装好限位拉杆，进行第二圈壁板的组装工作。

3.金属油罐的安装施工方法

根据金属油罐的不同结构，可选用机械正装法、抱杆倒装法、卷装法、充气顶升法和水浮正装法(见表4.3.1)。

下面介绍几种常见的施工方法：

(1)机械正装法。机械正装法是先将罐底铺设焊好后，焊缝经无损探伤及严密性试验合格后，将罐壁的第一圈板逐块分别与底板垂直对接并施焊。当第一圈罐壁组焊完毕，再用机械逐块吊装第二圈壁板与第一圈壁板焊接，直至最后一圈壁板组焊完毕，再安装顶板。

(2)抱杆倒装法。同正装法相反，首先将罐顶和罐顶下的第一圈壁板安装好，再将罐顶下的第二圈壁板围在第一圏壁板的外围，并以第一圈壁板为胎具，组对壁板的纵向焊缝点焊成圆圈后，将罐顶和第一圈壁板用起重机械吊装至第一、二圈壁板相搭接的位置停下点焊，再进行环焊缝的焊接。其他各带壁板均依同样方法顺序安装，直至储罐的最下一圈壁板焊接后与罐底板焊接完成。

抱杆倒装法可分为中心抱杆倒装法和多抱杆倒装法，多抱杆倒装法的抱杆在罐壁内均布，用倒链提升。

(3)卷装法。这种储罐安装施工方法主要应用于罐体，当底板安装施焊完毕后，在金属预制加工厂将罐壁预先制成的整幅钢板，在专用胎具上组对，采用自动焊机进行焊接，并对焊缝进行严密性试验。再将组对好的整幅钢板卷绕在钢制圆筒上，运到安装好的罐底底板上，随后将其在罐底上直立起来，沿罐体设计的圆弧线展开，一边展开，一边与罐底焊接。在展开过程中安装罐顶结构。卷装壁板展开完毕，封闭罐壁板的安装纵缝，最后再焊接罐壁板与罐底的“T”形焊缝。

(4)充气升顶法。充气升顶法是罐壁倒装法的另一种形式。它与前面所述倒装法的区别是，提升罐顶和上部罐壁不是靠起重机械来吊装，而是利用鼓风机向罐内送人压缩风所产生的浮力使上部罐体上升就位。充气顶升过程为：

1)首先将罐底在基础上铺设焊好，经无损探伤和严密性实验合格。

2)组装罐顶和上部第一圈罐壁板，随后将自上而下的第二圈擘板逐块围在第一圈壁板的外侧，作为密封套筒，并且用拉紧装置将这一层圈壁板的所有立缝(除留有活口外)全部焊接完毕。

3)开动鼓风机通过送风道从罐底部向罐内送风，当上部罐体被空气顶升到预定位置时控制送风量，使罐体悬空平衡，并将第二圈板的拉紧装置收紧，调整好焊缝的间隙后再进行施焊。

4)按上述的步骤依次进行以下各圈壁板的拼装、焊接，直至最后一圈壁板安装完毕，并与罐底连接，完成全部壁板的顶升和组焊。

(5)水浮正装法。水浮正装法适用于大容量的浮船式金属储罐的施工，它是利用水的浮力和浮船罐顶结构的特点，给罐体组装提供方便。

1)单盘浮船油罐的壁板施工。首先安装好浮船及单盘板，然后安装第一圈壁板，在罐内逐圈充水，利用浮船起浮作为内脚手架，以逐圈安装壁板。在浮船顶上，沿罐边设置悬挂吊笼外脚手架，作为组装焊接罐壁操作平台，浮船的顶上安装桅杆，诡杆套在圆形轨道上可作360°旋转，主要用于起吊壁板。当第一圈壁板焊完后，再次充水，浮船上升，接着再安装第二圈板。

2)双盘浮船油罐的壁板施工。以50000m3双盘式浮顶油罐为例，说明其施工程序：

①罐内充水。首先解决水源及充水速度，由于罐内充水量大，每安装一圏壁板，需将浮船上升一定高度，均需4000t的水，仅依靠井水及自来水难以满足。对其他水源应对水质进行化验后，证明水质符合要求，才可用泵抽取，并应单独设置水管，以保证灌水速度和水源的充足。

②壁板的压制及焊稳装卡具。壁板为宽1.4m、长14m的整块钢板，用大型卷板机滚压成型，然后在每块板内侧焊上横向稳装卡口及纵向缝的卡扣，主要是当吊装时，便于与原已焊好的壁板稳固找正。

③吊装。由于罐壁板宽长，制作一铁扁担，上部由两根钢绳与吊车挂钩相连;下部有两根钢绳，下端装有夹具。起吊时只需用夹具套住壁板边缘即可。

④焊接操作平台。靠近罐体四周摆放电焊机，一台活动操作小车配一台电焊机。活动小车由型钢制成，上部有两个移动轮套在罐壁板上，可以沿着壁板移动，活动小车靠罐壁内侧有梯子可以自由通向浮船顶平面。

4.金属油罐的试验

(1)油罐焊缝质量的检验及验收。常用的无损探伤方法有：超声波探伤、射线探伤、磁粉探伤、渗透探伤等。油罐射线探伤的要求参见表4. 3.2。

(2)油罐严密性试验。油罐严密性试验的目的是检验其本身结构强度及焊缝严密性。下面简介几种试验方法：

1)真空箱试验法。真空箱是一个无底矩形试验箱，箱底周边装有海绵状泡沫塑料，顶部装窥视镜(有机玻璃)。开始试验前，将真空箱置于焊道上，并在焊道上涂刷肥皂溶液，当从真空箱中抽出空气使箱内处于真空状态时，焊缝中如有穿透性裂纹和穿透性气孔及其他焊接缺陷时，空气就会从上述焊接缺陷中穿过而产生肥皂泡，确定焊接缺陷部位并画出明显标记，以便返修。

2)煤油试漏方法。首先在试验的焊道(外壁)部位涂刷一层白垩水溶液，然后在焊道壁内上以0.1?0.2MPa的压力喷射煤油，经过一段时间后检查焊道外表面。当焊道有穿透性焊接缺陷时，煤油立即会渗透到白垩的表面，出现明显的煤油斑点，即可确定焊道缺陷位置，以便对焊缝缺陷进行必要的返修处理。

3)化学试验法。化学试验法是在所需试验的焊道上涂以酚酞溶液后释放氨气，利用氨气穿过焊道中的缺陷与酚酞溶液发生化学反应而出现鲜红色或紫色这一特征，来发现焊接缺陷，以便对焊接缺陷进行返修处理。

4)压缩空气试验法。在所需试验焊道的内部空间中通入压缩空气，并在焊道表面涂以肥皂水，如未发现气泡即为合格。

罐底焊接完毕后，通常用真空箱试验法或化学试验法进行严密性试验，罐壁严密性试验一般采用煤油试漏法，罐顶则一般利用煤油试漏或压缩空气试验法以检查其焊缝的严密性。

(3)油罐充水试验。对油罐的罐底、罐壁、罐顶分别进行严密性试验后，应再进行充水试验，并检查下列试验内容：罐底严密性，罐壁强度及严密性，固定顶强度、稳定性及严密性，浮顶及内浮面的升降试验及严密性，中央排水管的严密性，基础的沉降观测。

充水试验要求：充水试验前所有附件及其他与罐体焊接部位应全部焊接完毕;充水试验采用淡水，罐壁采用普通碳素钢或16MnR钢板时，水温不能低于5℃;采用其他低合金钢时，水温不能低于15℃。

1)罐底的严密性应以充水试验过程中罐底无渗透漏为合格。

2)罐壁的强度及严密性应以充水到设计最高液位并保持48h后罐壁无渗漏、无异常变形为合格。

3)固定顶的强度及严密性试验时，罐内水位应在最高设计液位下1m进行缓慢充水升压，当升至试验压力时，应以罐顶无异常变形、焊缝无渗漏为合格。

4)浮顶的升降试验应以升降平稳、导向机械及密封装置无卡涩现象、浮梯转动灵活、浮顶与液面接触部分无渗漏为合格。

5)中央排水管的严密性试验应符合下列规定：

①以390kPa压力进行压试验，持压30min应无渗漏;

②在浮顶的升降过程中，中央排水管的出口应保持开启状态，不得有水从管内流出。

6)基础的沉降观测应符合下列规定：

①罐壁下部每隔10m左右设一个观测点，点数宜为4的倍数，且不得少于4点;

②充水试验应按设计文件的要求，对基础进行沉降观测。

（责任编辑：gx）

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