６Ｏ 国外油田工程第２６卷第１１期（２０１０．１１） 倒装法安装固定拱顶储罐施工概述 摘要 作为中国石油迄今为止最大的国 际总承包项目，阿布扎比原油管线项目对中 国石油进一步参与中东地区高端石油市场的 开发具有重要意义。对倒装法安装固定拱顶 储罐施工方案的制定及注意事项进行了总 结，对电动倒链倒装施工方法及要领进行了 详细介绍。在国际工程标准要求下，该储罐 的施工组织和技术要求对类似工程施工具有 一定的参考价值。 关键词钢结构储罐固定拱顶倒装法 Ｉ）ＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—６４１Ｘ．２０１０．１１．０１５ １ 工程概况 阿布扎比原油管线项目由阿拉伯联合酋长国国 际石油投资公司（ＩＰＩＣ）投资控股，中国石油工程 建设公司与中石油管道局联合总承包，原油输送设 计能力为每天１５０×１０ ｂｂｌ（１ ｂｂｌ一０．１５９ ｍ ）， 主要工程量有管径４８ ｉｎ、全长３７１ ｋｍ的管道，首 站、中间站、末站３个站场和末站海上终端系统。 该项目是集团公司迄今为止最大的国际总承包项 目，也是中石油与阿联酋开展的第一个大型石油合 作项目，对进一步参与中东地区高端石油市场的开 发具有重要意义。 首站的２座钢制立式固定拱顶消防储罐直径３９ ＩＴＩ，高１７ ｍ，容积１７ ０００ ｍ。。罐底板采用１２ ｍｍ （边缘板）、１１ ｍｍ（中幅板）钢板，中幅板之间及中 幅板与边缘间采用搭接接头，边缘板间采用加垫板的 单面焊对接接头，底板由中心向外坡度为１ ；罐壁 板有７圈，详细信息见表１，壁板之间采用对接接头； 罐壁有抗风圈、加强圈及支架若干。拱顶钢板厚度为 ７ ｍｍ，由中心向外坡度为５ 。 表１罐壁板设计参数 高飞（中国石油工程建设公司） 向爱丽（大庆市建设集团培训中心） ２ 准备工作 储罐基础验收前需进行联合检查，检查要求如 下 ： ◇基础中心标高允许偏差为±１０ ｍｍ； ◇罐底边缘板处每３ ｍ弧长内任意两点的高差 不得大于３ ｍｌＴｌ，整个圆周长度内任意两点的高差 不得大于１３ ｍｍ； ◇沥青砂层表面应平整密实，无突出的隆起、 凹陷和贯穿裂纹，表面凹凸度应符合要求。 罐体的许多构件和材料安装前必须进行预制加 工，如罐底板坡口加工、罐壁板坡口加工及弧度成 型以及各种弧型构件（加强圈、抗风圈、包边角钢 等）等。有些构件为了成型规范、减少高空作业、 提高工效、保证工程质量，也需要在专用平台上进 行预制加工，如罐顶系统、劳动平台、盘梯，以及 抗风圈的组对等。预制是施工生产中的一个关键环 节，加大预制深度是目前施工条件下有效缩短工期 的重要手段之一。 罐底板的圆周边缘采用手工火焰切割下料，其 余直边采用半自动火焰切割，板边用磨光机打磨修 正。罐壁板采用龙门切割机加工坡口，滚板机和弧 形胎具配合进行滚圆预制。罐顶扇形板采用机械剪 切和手工火焰切割相结合，扇形板的预制在弧形胎 具上进行。 ３ 罐板组装 ３．１罐底板组装 罐基础验收合格后，在表面划出十字中心线。 罐底边缘板从清扫孔加强底板开始向两边铺设，铺 设前将垫板顺次点焊在一侧的边缘板上。在焊接边 缘板时，首先施焊外侧３００ ｍｍ的焊缝，在罐底与 罐壁连接的角焊缝焊完后且边缘板与中幅板之间的 收缩缝施焊前，完成剩余的边缘板对接焊缝，焊工 均匀分布，对称施焊。中幅板从中心开始向两侧铺 设，所有底板吊装就位，全部组对点焊后，经检查 合格后进行焊接，先焊短焊缝，后焊长焊缝，焊接 时焊工分散均布，每条焊缝采用分段退焊进行施 焊。罐底所有焊缝应采用真空箱法进行严密性试 高飞等：倒装法安装固定拱顶储罐施工概述 ６１ 验Ｌ 。 按同样方法围上数第三圈壁板，焊接纵缝外 口，外侧顶部设置档板，提升罐顶及上数一、二圈 壁板，环缝组对焊接。如此反复，直至最底一层壁 板。最底层罐壁板组对焊接完毕后。把所有的Ｈ ３．２顶圈壁板和罐顶组装 在罐底板上划出罐壁组装线，为方便施工和材 料搬运，在此圆周上均匀分布间隔１ ｍ，高５００ ｍｍ的Ｈ型钢并与罐底焊接牢固，作为管壁组对 安装的基础；然后对Ｈ型钢进行找平，画出管壁 组装线并在内侧设置档板；接着进行顶圈壁板的组 装，其垂直度、圆度、直径偏差及上端水平度严格 控制在误差范围内。包边角钢组装后，悬挂膨胀 环、液压装置和电动倒链进罐，同时，设置中心 型钢基础全部撤走，罐内所有的机具均从人孔倒 出。如果罐内的机具设备太大不能从人孔中倒出， 最底层罐壁板需留一张板不安装，待罐内所有的机 具设备倒出后，再安装焊接最后一张板。最后，完 成最底层罐壁板与底板的焊接工作。 罐壁组对时，要严格控制罐体的垂直度和罐体 柱、伞架等罐顶组装胎具，从对称的两个起点位置 沿同一方向铺设罐顶板。 首先从内侧进行第一圈罐壁板和底板的焊接， 工艺为气保护药芯焊丝电弧焊。其中第一层根部焊 道需全部进行渗透探伤，从外部使用柴油进行泄漏 试验，然后从外侧进行第一圈罐壁板和底板的焊 接，最后进行磁粉检测。 ３．３罐壁板组装 罐壁板组装采用电动倒链倒装法施工，如图１ 所示。主要原理是：将倒链拉力通过吊耳传到胀 圈，再通过胀圈与待提升罐壁的卡（承重块）将罐 体提升起来，进行下圈壁板的组焊，然后将胀圈松 开，降至已组焊壁的下部，再次胀紧、顶升，如此 反复，直到最底一节壁板。 ＼ ｌ耳＼ 垫、Ｘ ＼ 板ｌ、 图１ 电动倒链倒装法原理示意图 沿罐内壁均匀分布设置液压装和电动倒链提升 系统，在每个柱子正上方的储罐罐顶开预留孔，待 罐顶提升一圈后再封闭。在顶圈罐壁底部组对胀 圈，胀圈槽钢型号按悬臂梁理论确定。 进行上数第二圈壁板的围板和纵缝组焊，罐壁 围板设两道活口，活口处用导链预紧。在焊完纵缝 外口的上数第二圈壁板外侧顶部，沿圆周每隔１．５ ＩＴＩ左右设置档板，用于组对环缝。启动电动提升 系统，使罐顶及顶圈壁板提升到位，逐渐将第二圈 壁板活口收紧，调整环缝合格后组对点焊，封口完 毕，进行环缝焊接。 的成型尺寸，其具体工序流程为：准备工作一底圈 壁板安装位置放线一底圈壁板组装调整、焊接一第 二圈壁板组焊一大角缝组焊一三层以上各圈壁板组 焊一罐壁上相应构件组装。 吊装时，从进出油开口处进行铺围作业，根据 画线确定的位置点焊临时内外档板，以限制罐壁位 置，板与板之间用龙门组合卡具连接固定。全部吊 装完成后，进行分组调整壁板间隙及垂直度，罐壁 椭圆度由基准圆确定，垂直度由铅锤测量、正反加 减丝调整确定，考虑到焊接大角缝的收缩，调整垂 直度应以罐壁稍微向内倾０～３ ｍｍ为宜。 相邻壁板的水平度在下料时得到控制，整个圆 周上的水平度可以通过调节边缘板和基础之间的距 离获得。板与板之间的对口间隙与错边量可以由组 合龙门卡具调节，立缝组对时为解决焊接变形引起 的角变形超标问题，采取预先向外凸出２～３ ｍｍ 的组对方法（如果先焊内侧，则向内凹２～３ ａｒｍ）。 罐顶所有附件尽可能地在罐顶组焊后、罐壁提 升前安装焊接完，罐壁上的附件（包括盘梯支架） 随罐壁提升同步安装焊接，以减少高空作业。盘梯 整体预制，罐体组装完后利用吊车安装就位。 ４ 焊接方法 采用手工电弧焊，罐底采用自由收缩法焊接， 中幅板焊接先焊短缝，后焊长缝，短缝焊接前将该 条板与两侧条板或边板之间的组对临时点焊铲开， 长缝焊接时焊工要均匀对称分布，由中心向外分段 退焊，罐底角焊缝至少焊两遍。 罐底边缘板的焊接首先施焊靠外缘３００ ｍｍ部 位的焊缝。在罐底与罐壁的角焊缝焊完后，先完成 剩余边缘板对接焊缝的焊接，最后施焊边缘板与中 幅板之间的收缩缝。罐底与罐壁连接角缝的焊接由 数对焊工均匀布置，沿同一方向分段焊接，初层焊 道采用分段退焊。罐壁的焊接先焊纵缝，后焊环 ６２ 国外油田工程第２６卷第１１期（２０１０．１１ 缝，焊工均匀布置并沿同一方向施焊。外部焊完后 在内部用碳弧气刨清根，并打磨干净后再施焊。罐 罐壁吊装前应进行罐壁位置确定，罐壁的放线直径 应大于设计尺寸，即放线半径： Ｒ—ＲＬ＋（Ｎ×Ｂ＋△Ｌ）／（２丌）＋△ 顶的焊接先焊内侧焊缝，后焊外侧焊缝，径向长焊 缝采用隔缝对称施焊法，并由中心向外分段退焊。 顶圈壁板与包边角钢、顶板与包边角钢的焊 缝，在罐顶全部组对完毕后，由数对焊工对称均匀 分布，沿同一方向分段退焊。 ５ 试验测试 ５．１ 罐底 底板焊接完工后通过真空盒对所有的焊道进行 测试，该测试必须在水压测试前进行，罐底焊接完 成、清除焊渣、金属刷刷净后尽快进行这个测试， 但测试前不进行任何表面刷漆。 通过电机驱动的真空泵产生一个不完全真空 （Ｏ．０６５ ＭＰａ）。为检测泄漏，将肥皂泡或相似的物 质喷在所有的焊缝上。如果用千斤顶对罐重新校正 过水平度，必须通过真空盒重新进行泄漏测试。 ５．２罐壁 通过往罐内注入新鲜水到顶部镶边角铁的支腿 顶部然后进行测试，记录下２４ ｈ内的任何泄漏。 ５．３罐顶 罐壁水压测试完之后，水仍然充满罐内，在罐 顶板下用泵冲人空气进行罐顶测试。必须考虑气压 的突然下降和夜间可能的冷缩影响。罐顶部必须测 试压力至０．７５ ｋＰａ，用真空盒的方法对罐顶焊缝 进行测试。 ６ 注意事项 （１）罐基础联合验收时，需要注意罐基础材料 在温度作用下可产生膨胀，影响测量精度。该基础 验收时当地白天最高气温可达５０ Ｃ以上，所以基 础联合验收时间为清晨，此时气温适中，对罐基础 测量的影响较小。 （２）罐壁板滚圆后及扇形顶板成型后，均须用 弧形样板检查曲率，在专用弧形胎具上存放和运 输，并在起吊过程中采取有效措施，以防变形。 （３）为了提高工效，减少高空作业，方便安 装，其他各圈壁板的组对前，应提前把壁板上的卡 具焊接在罐壁外壁。罐壁纵缝组对前，利用横缝组 对卡具将壁板调整至内壁平齐，然后利用纵缝组合 卡具进行间隙调整。横缝采用双面坡口，横缝组对 在纵缝焊接完成后进行。横缝组对应保证内口平 齐，并根据横缝的角变形情况，利用横缝组对组合 卡具采取防变形措施。 （４）底圈壁板组对应在罐底验收合格后进行， 式中ＲＬ——理论半径； Ｎ——罐壁板数量； Ｂ～—焊缝间隙； △彤——坡度影响； ＡＬ——实际下料周长和理论周长的误差。 按放大半径在罐底上以罐底基础中心点为依据 画出罐壁内、外侧线位置，按排板图及罐体方位确 定每一块壁板的位置线，同时在内侧１００ ｍｍ处画 出检查基准线。 参考资料 ［１］Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ６５０，Ｗｅｌｄｅｄ Ｓｔｅｅｌ Ｔａｎｋｓ ｆｏｒ Ｏｉｌ Ｓｔｏｒａｇｅ ［２］Ｓｈｅｌｌ ＤＥＰ ６４．５１．０１．３１，Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｔａｎｋ— Ｆｉｅｌｄ Ｅｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｅｓｔｉｎｇ （收稿日期２０ｌＯ一０５—０２） 非洲撒哈拉沙漠以南地区的油气探明储量 全球石油储量最多的十个国家排榜（２００７ Ｊ 石油探明储量 羔 占 储 沙特阿拉伯 ６９．５ 伊朗 ８６．２ 伊拉克 １００＋ 科威特 １００＋ 阿联酋 ９１．９ 委内瑞拉 ９１．３ 俄罗斯 ２１．８ 利比亚 ６１．５ 哈萨克斯坦 ７３．２ 尼Ｅｔ利亚 ４２．１ 李亮供稿