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文档简介
1、文献综述贮罐的种类和特点:在石油化学工业贮存石油及其产品以及其他液体化学产品的应用越来越广。它与非金属贮罐比较有以下优点:1. 结构简单,施工方便,速度快。2. 运行,检修方便,劳动,卫生条件好。3. 不易泄漏。4. 与混凝土贮罐相比,加热温度一般不受限制。5. 投资小。6. 灭火条件较同容积的混凝土贮罐好。7. 占地面积小。缺点:热损失较大,耗金属量较多,由于贮罐贮存的介质很多,对贮存条件的要求也多样化,因此到目前为止,就会出现很多类型得贮罐。贮罐的形式是贮罐设计必须首先考虑的问题,他必须满足给定的工艺要求,根据场地条件(环境温度,雪载荷,风载荷,地震载荷,地基条件等),贮存介质的性质,容量
2、大小,操作条件,设置位置,施工方便,造价,耗钢量等有关因素来决定,通常按几何形状和结构形式可以分为:1. 固定顶贮罐。2. 浮顶贮罐。3. 无力矩贮罐。4. 套顶贮罐。贮罐由罐体(罐底,罐壁,罐顶组成,包括内部附件),附件(指焊到罐体上的固定件,如梯子,平台等),配件(指与罐体连接的可拆部分,如安装在罐体上的液面测量设备,消防设施,以及有关防雷,防静电,防液堤安全措施等组成)(一).固定顶贮罐可分为:锥顶贮罐;拱顶贮罐,自支承伞形贮罐(1).锥顶贮罐:锥顶贮罐可分为自支承和有支承锥顶罐两种。 自支承锥顶罐是一种形状接近于正圆椎体表面的罐顶,锥顶载荷靠锥顶板周边支承与罐壁上。罐顶是一种形状接近于
3、正圆椎体表面的罐顶。罐顶载荷主要由梁和柱上的檩条或置于有支柱或无支柱的衍架上的檩条来承担。一般用在容积大于1000立方米以上的贮罐。对梁柱式锥顶罐,不适用于会有不均匀下沉的地基上,或地震载荷较大的地区。锥顶贮罐与相同容积的拱顶罐相比,可以设计成气体空间较小的小坡度锥顶,“小呼吸”时损耗少,锥顶制造和施工较容易,但耗钢较多。目前,自支承式锥顶贮罐,在我国设计建造越来越多,在锥顶上操作较自支承拱顶罐安全。国外在石油化工产品的贮存方法面采用锥顶罐较多。(2)拱顶贮罐:拱顶贮罐可分为自支承拱顶罐和支承式拱顶罐两种。自支承拱顶罐的罐顶是一种形状接近于球星表面的罐顶,它是由4-6mm的薄钢板和加强肋组成的
4、球形薄壳,拱顶载荷靠拱顶板周边支承与罐壁上,支承式拱顶是一种形状接近于球星表面的罐顶,拱顶载荷主要靠柱和罐顶衍架支承于罐壁上。拱顶贮罐系我国石油化工各个部门广泛采用的一种贮罐结构形式,拱顶贮罐与相同容积的的锥顶罐相比耗钢较少,能承受较高的剩余压力,有利于减少贮液蒸发损耗,但罐顶的制造施工较复杂。目前国内拱顶罐最大容量已达到20000立方米。(3)伞形罐顶:自支承伞形罐顶是一种修正的拱形罐顶,其任何水平截面都具有规则的多角形,它和罐顶板数有同样多的棱边。罐顶载荷靠拱顶板支承与罐壁上,因此是自支承拱顶的变种。伞形罐顶是锥形顶和拱形顶之间的一种折中形式,伞形罐顶的强度接近于拱形顶,但安装容易,因为罐
5、顶板只在一个方向弯曲。固定顶贮罐一般均装有呼吸阀以降低气体的呼吸损失,同时也防止贮罐超压以保证安全。(二)浮顶贮罐浮顶贮罐可分为:1)浮顶贮罐,2)内浮顶贮罐。1.浮顶贮罐 浮顶贮罐的浮顶是一个漂浮在贮液表面上的的浮动顶盖,随着贮液液面上下浮动,浮顶与罐壁之间有一个环形空间,在这个环形空间中有密封元件使得环形空间中的贮液与大气隔开,浮顶和环形空间中的密封元件一起形成了贮液表面的覆盖层,使得罐内的贮液与大气完全隔开,从而大大减少了贮液在贮存过程中的蒸发损失,而且保证安全,减少大气污染,采用浮顶罐贮存油品时可比固定罐减少油品损失80%左右。浮顶的形式种类很多,如:单盘式,双盘式,浮子式等。双盘式浮
6、顶。从强度来看是安全的,并且上下顶板之间的空气层有隔热作用。为了减少对浮顶的热辐射,降低油品的蒸发损失,以及由于构造上的原因,我国浮顶油缸系列中容量为1000,2000, 3000 ,5000立方米。浮顶汽油灌,采用双盘式浮顶双盘材料消耗和造价都比较高,不如单盘式浮顶经济。总之,浮顶罐容量越大,浮盘强度的校核计算就要越严格。一般来说,贮罐越大,这种形势越省料。综上所述,浮顶罐因无汽相存在几乎没有蒸发损失,只有周围密封处的泄漏损失。罐内没有危险混合气体存在,不易发生火灾。故与固定顶罐比较主要有蒸发损失少,火灾危险性小和不易被腐蚀的优点。关于浮顶罐的使用范围,在一般情况下,原油,汽油,溶剂油及需控
7、制蒸发损失及大气污染,控制放出不良气体,有着火危险的产品都可用浮顶罐。2.内浮顶贮罐 美国石油学会定义内浮盘的浮顶罐为“带盖的浮顶罐”,而把内浮盘为铝或非金属盘称为内浮顶罐,我国均统称为内浮顶罐。内浮顶贮罐是在固定顶贮罐内部再加一个浮动顶盖的新贮罐,主要有罐体,内浮盘,密封装置,导向和防转装置 ,静电导电,通气孔,高液位报警器等组成。内浮顶贮罐与浮顶贮罐其贮液的收发过程是一样的,但内浮顶罐不是固定顶罐和浮顶罐结构简单的叠加,它具有独特的优点。概括其来,内浮顶罐与固定顶罐有以下几点:(1) 大量减少蒸发损失,内浮盘漂浮于液面上,使液相无蒸发空间,可减少的蒸发损失85-90%。(2) 由于液面上有
8、内浮盘覆盖,使贮液与空气隔开,大大减少了空气污染,减少了着火爆炸的危险,易于保证贮液的质量,特别适用于贮存高级汽油和喷漆燃料。易适合贮存有毒的石油化工产品。(3) 由于液面生上没有气体空间,故减轻了罐顶和罐壁的腐蚀,从而延长了贮罐的寿命,特别是贮存腐蚀性较强的贮液,效果更为显著。(4) 在结构上可取消呼吸阀,喷淋等设施,并能节约大量冷却水。(5) 易于将已建拱顶罐改造成内浮顶罐,投资少,见效快。虽然,在有些情况下可以有浮顶罐来代替拱顶罐,但内浮顶罐与浮顶罐比较仍具有以下优点:(1) 因上部有固定顶,能有效地防止风沙,雨雪或灰尘污染贮液,在各种气候条件下都能正常操作,在很冷多雪,风沙较盛及炎热多
9、雨地区贮存高级汽油喷气燃料等,严禁污染的贮液特别有利。可以绝对保证贮液的质量,”全天候贮罐”支撑(2) 在密封相同的条件下,与浮顶罐相比,可以进一步降低蒸发损耗,这是由于固定顶盖的遮挡以及固定顶盖与浮顶盖之间的空气层比双盘式浮顶具有更为显著的隔热效果,(3) 由于内浮顶罐的复盘不像浮顶罐那样上部是敞开的,因此不可能有雨雪、载荷,浮盘上负荷小,结构简单,轻便,同时在贮罐构造上可以省去中央排水管,转动扶梯,当雨板等,易于施工和维护。密封部分的材料可以避免由于日光照射而老化。(4) 节省钢材:公称容量,在10000立方米以下的油罐,内浮顶油罐要比浮顶油罐的耗电量少。当然,内浮顶罐也有缺点.l。例如与
10、拱顶罐相比耗钢量多一些,施工要求高一些,相比密封机构检查维修不便,贮罐不易大型化,目前,容量不超过10000立方米。国外用于内浮盘的材料,除钢板外还有铝板,玻璃钢,硬泡沫塑料,以及各种复合材料等等。采用铝板的好处是可防止污染贮液(如高级油品),采用合成材料的好处是节约钢材,重量轻 ,内浮盘不会沉没,耐腐蚀性能好。 内浮顶贮罐也有许多优点,应用范围也越来越广,是一种很有发展前途的贮罐。美国石油协会认为设计完善的内浮盘,是迄今为止为控制固定顶油罐蒸发损失所研究出来的最好的和投资最少的方法。美国环境保护机构(EPA)也建议炼油厂使用内浮顶贮藏易挥发的烃类产品。因此内浮顶贮罐可以用来贮存原油,汽油,喷
11、气燃料的易挥发油品,以及乙醛,丙酮,丁醇,乙醇,甲醇,丙酮等化工产品,选择适当密封材料后,也可以用来贮存苯类产品。(三)悬链式无力矩贮罐这种贮罐是根据悬链线理论,薄钢板制成的顶盖和中心柱组成。无力矩顶盖的一端支撑在中心柱顶部的扇形罩上。另一端支撑在圆周装有包角钢或刚性环上形成一悬状曲线。在这种曲线下,钢板仅在拉力作用下工作,不出现弯曲力矩,于是钢材得到充分利用,从而,可节约钢材,钢材耗量比拱顶罐少15%左右。这种贮罐的另一优点是对降低贮液蒸发损耗有利和安装方便。但近年来制造的较少,因为无力矩贮罐(特别是大容量的)有以下缺点:(1)顶板太薄,有弧垂,易积水,腐蚀顶板,且量液操作方便,行走不便。(
12、2)罐内气体腐蚀顶板,板薄易穿孔,人上罐顶有发生人身事故的危险。(3)装有呼吸阀的贮罐白天与黑夜温度变化很大,罐内压力发生变化,特别是夏天顶板以反复发生凹凸现象,易疲劳破坏。(4)结构的抗震性差。但是无力矩罐的使用情况,在我国也因地区和油品的腐蚀性不同有区别,如北方大庆地区由于地基条件好,油品腐蚀性较小,雨量少且较干燥,使用良好,但南方广东茂名地区,由于油品腐蚀性较大,且高温,多雨,潮湿,使用不好,顶板寿命很短。(四)套顶贮罐这是一种可变化气体空间的贮罐,可见少蒸发损耗。常用的湿式和干式两种。湿式升降顶贮罐用的密封液为水,轻油或其它非冻液。顶的升降范围为1.23.0米,或者更大一些。干式升降顶
13、贮罐承压能力一般为90-230mm水柱。还有一种顶部带有挠性薄膜贮气囊的贮罐。计算说明书1.贮罐经济尺寸的选择1.1 贮罐经济尺寸的计算贮罐容积大于1000立方米,应采用不等壁厚贮罐大型贮罐设计P32选用Q235,=113Mpa,钢制压力容器P14,表41钢板许用压力。P41(2-15) 见表3-4,初选壁厚不合格。令设罐顶罐底的厚度为6mm。2.罐壁设计2.1.罐壁的强度计算1.罐壁厚度 公式见大型贮罐设计P54.3-14工程上常简化为 式中:-贮液重度,tf/m³. D-贮罐直径,m; H-取罐壁顶端到计算圈板下端的距离,m;-许用应力 ,Kgf/mm²: -焊缝系数;
14、c-腐蚀裕度,mm.(cm)P55. (cm)圈板号hh-30板宽板厚11176114611.7541.7132100697610.1591.781138368068.5641.771046666366.9681.75854964665.3731.75663262963.7781.73671561262.1821.596板厚=+C,C(负偏差),圆整取。2.变截面罐壁的应力分析。3.罐壁下节点边缘应力的校验。 罐自重计算 查机械设计手册第一卷.3-86。钢板每平方米面积理论质量。板厚(mm)6668101113单位质量47.1047.1047.1062.878.586.35102.10层号76
15、54321平均板直径18.90718.91918.93118.94818.96818.99019.016板宽1.591.731.751.751.771.781.70罐顶加罐底质量=2*47.10*D²/4=2*47.10*3.14*18.907²/4=26434.18 *18.907*1.59*47.10=4446 *18.913*1.73*47.10=4839 *18.919*1.75*47.10=4896.5 *18.927*1.75*62.8=6531.4 *18.937*1.77*78.5=8262 *18.948*1.78*86.35=9144.8 *18.961
16、*1.70*102.10=10333.9罐壁总质量:4446+4839+4896.5+6531.4+8262+9144.8+10333.9=48454kg。载荷=N1+20%N1(附件)+70kgf/m²*D²/4(雪或活载荷)+30kgf/cm²*D²(雪载荷)=83257.152+17803.8+7630.2=115299.64kgf。罐壁作用于罐底周边重量,G=108691.152/*1802.7=19.42kgf/cm作用于单位面积罐底的液重,q=0.001*1176=1.176kgf/cm²贮罐壁圆筒刚性: 罐壁弹性系数, 罐壁特性系
17、数 。底的圆筒特性 底的特性系数 罐壁单位变位系数由表3-6查得 罐壁载荷变位系数由挠度方程求得,其符号见P57.图3-8 查表3-7 , 罐底单位变位系数由表3-6查得。 罐底载荷变位系数由表3-6查得(相当于中的y),由表3-6 查得(相当于中的y)=-0.0060 /Kg=0.0137 /Kg然后将上述系数代入表3-5弹性联接公式,求得M= = =124.8218064Q= = =-14.01228251 Kgf/cnm 罐壁最大弯曲应力 W= Kgf/cm Kgf/cm 故安全。下节点贴角焊缝高度h取为10mm,则A=2*0.7h=1.4*1=1.4cm²/cmW=0.7h(
18、+h)=0.7*(3.2+10/)=1.4cm/cm。焊缝抗剪强度 . 故满足要求。2.2.贮罐风力稳定计算。1.抗风圈计算。因其顶部有固定的顶盖,可以保持上口圆度,维持整体形状。故略去抗风圈。2.加强圈计算。大型贮罐设计P73。设计外压 P=(操作负压)取k1=1,k2=2,k3=1.2。 -P41页Kz=1.15 -P41 表2-3。为敞口在风力作用下外壁的最大风压 。固定顶罐在风力作用下外壁的最大风压为1.0。 P78.(3-38) Pr=1680.自下而上圈板厚度分别为13,11,10,8,6,6,6。第一层 。第二层 。第三层 。第四层 。第五,六,七层为1.7。HE=He=0.25
19、+0.37+0.47+0.83+3*1.7=7.02。代入公式(3-38)。所以p/2pr<p 所以需要加一个加强圈,加强圈在当量简体上的位置为HE/2=3.51m,在最薄的圈板上,所以不用换算。2.3.贮罐的抗震设计 P79 1.水平地震载荷Q0。 -大型贮罐设计P79 表3-13地震防裂度:8度 。式中:-综合影响系数,取为0.4。 -地震影响系数的最大值。, ,R=901.35cm,HW/R=1.305。Fr=0.37+。2.地震弯矩M.水平地震载荷对贮罐底面弯矩MN1=69380.96kgf罐壁的许用临界压力 ,故第一圈罐壁满足抗震要求。2.4.罐壁的结构设计1.截面与连接形式设
20、计。 贮罐圈板本身,圈板与圈板之间的连接采用焊接,所以纵焊缝均采用对接。环焊缝均采用搭接。-P102。圈板之间的搭接宽度一般为L=5(-罐壁厚度)2.圈板宽度计算圈板由下至上:1.7m 1.78m 1.77m 1.75m 1.75m 1.73m 1.59m。3.包边角钢设计选Lx75x6mm,角钢的水平肢必须在罐外,一面和内件相碰,见大型贮罐设计第三章P102。3.罐底设计中幅板的厚度为5mm。边缘板的厚度8mm。不开坡口,焊接间隙为1.5倍的板厚。3.1. 罐底的应力计算 校验边缘板罐壁作用在底板上集中载荷: G=108691.152/*1802.7=19.20kgf/cm作用在底板上的贮液
21、静压力:Q0=0.001*1176=kgf/cm²。底的特征系数: 由下节点计算所求得的M0方向与3-6相反。 故M0=-124.8218064kgf/cm将上述数据代入式(4-8)中求得边缘板弯矩。边缘板中的弯曲应力:。=1130kgf/cm²< 所以安全。3.2罐底结构设计罐底的排板形式根据贮罐的大小而定。对于直径16.5米以下的贮罐,因罐底受力不大,可以按照条形排板组焊,见图大型贮罐设计P120,4-4(a)。对于较大的贮罐(D)=16.5m,罐底外边缘手罐壁作用力及边缘力较大。故地板的外周需比中壁厚。并采用图示的方法进行排版。中幅板采用搭接焊,为单面连续角焊缝
22、,焊缝高度等于板厚。搭接宽度不应小于5倍板厚。中幅板要搭在边缘板上。连接也采用单面连续角焊,搭接宽度不得小于60毫米,本设计搭接宽度取为70毫米。扇形边缘板是由若干块切割好的扇形板组成。它是外周为圆形,内周围正多边形的环状,这种结构排版容易,受力均匀。板与板之间采用对接焊缝,为加强焊缝,防止贮液渗漏,腐蚀地基,连接处常垫以垫板(如图4-5),垫板截面取4*50mm,需卧在基础环梁内,本设计边缘板q取8毫米,焊接时不需要开坡口,焊缝间隙为1.5倍的板厚。与管壁连接处的边缘板之间的对接焊缝上表面,必须磨平,以保证与管壁下缘紧密接触。边缘板对罐壁变形较大,应采用与管壁底层圈板相同的材质。中幅板的厚度
23、取6mm,大于最小的公称厚度5mm-见大型贮罐设计P122页,表4-1,故合理。根据贮罐的应力实验(大型贮罐设计P122页图4-2,4-3),官邸最大警向应力在距离罐壁300-500mm处,因此设计中规定边缘板在沿贮罐半径方向的最小宽度为600mm,边缘板伸出罐壁外侧的距离为50-80mm.本设计取80mm.为减小罐底组焊时的工作量及变形,改善受力,减小焊缝及泄漏机会,官邸中幅板的宽度不宜太窄,当罐的直径不超过16.5米时,中浮板宽度布得小于500毫米,当罐直径大于16.5m时,中浮板的最小宽度为1000mm,本设计取边缘板的宽度为2米。罐底排版及下料如上图。详见BSGK011503。4.锥顶
24、设计自支撑锥顶G=69380.96kgf罐自重投影面积:G/s=0.02472kgf/, 令t=8mmP(静载和动载)=0.02720*15%(罐顶自重)+30*(雪载荷)=0.0608kgf/ 。式中:p设计外压 p=60*1.2=72kgf/平方米与估计值相差无几,加肋:t=6mm。加强筋,锥顶的厚度6mm。罐顶平面图:罐顶下料图5.贮罐附件设计与选用汽油柴油重柴油燃料油比重(t/立方米)0.720.830.850.90内点<287278120不易挥发选择,通气管不选。(1).透光孔 Dg500 因为不易挥发选CD型, 图7-2 两个(2).人孔 Dg600 沿圆周均匀分布 图7-3
25、 一个(3).量液孔 Dg150 安装在固定顶罐靠近罐壁附近的顶部 一个(4).通气管 Dg150 在罐顶靠近罐顶中心安装,起呼吸作用。表7-1(5).接合管 如图7-7(6).齐平型清扫空 安装与贮罐底部,并靠近通道,图7-8齐平型清扫孔。(7).安全阀 Dg150 安全阀应承受+240mmH2O的压力和-75mmH2O的真空度 安全阀与罐顶接合管之间,必须安装阻火器。图7-9。(8).呼吸阀 Dg150 避免蒸发和小呼吸损失,安装在固定锥罐的顶部,应避开中心顶板的加强筋。(9).液位计(10).阻火器,设计(11).呼吸阀挡板 Dg150 图7-17。(12)盘梯设计(旧式盘梯)1. H1
26、罐壁高度mm 11760 R0贮罐内半径mm 901.35 B盘梯宽度mm 656mm R锥顶外半径(曲率半径)mm 3082.9 a内侧板升角 45° R1-内侧板直径mm R1=R0+C=901.35+200=9213.5mm。2.(1)平台高度H=H1+h1 (即罐底上表面至平台上表面的垂直距离) 式中:h1平台上表面至罐壁包边角钢顶面的距离,mm。 h锥顶高度 h=tg17°*D/2=275.6mm。 l平台端部至罐壁内表面的距离 mm,取l=900mm h1=通过17°*l=900*0.305730681=275.2mm (2)内侧板展开长度l内(内侧板
27、沿罐壁为45°盘旋上升)。 (3)外侧板展开长度l外(mm) (4)单脚架个数n:n=(H-110)/l3=(11760+275.2-1100)/1800=6。 (5)三脚架在罐壁的水平位置,垂直位置 1800 1800 1935.2 1800 1800 1800 (6)盘梯包角(度) 6.安全及消防设计泡沫灭火:采用半固定式系统是在贮罐上装有固定的泡沫产生器和附属管线。 (1).根据油罐直径D,计算燃烧面积F,F=D²*3.14/4=260.0234m².重柴油的闪点78°。 (2).计算泡沫量:F(燃烧面积)*泡沫供给强度*1/(泡沫产生器,产生量的
28、实际效率)=260.0234*0.6*1/0.85=183.5459294L/S。 选用PC-15 两个 PC型泡沫器安装尺寸如表P268,8-3。设计说明书1.贮罐的制造钢板是制造贮罐的主要材料,要跟据设计要求。有关规范与严格检验。只有确认符合要求的板材才能妥为存放备用。贮罐用材料(板材及型材)应符合线也能够相应的国家冶金部及图样规定。检验一般包括机械性能,化学成分,板材缺陷,金相显微分析等项目。板材的矫形:由于贮罐用板材较薄,较易变形,表面常有不平,弯曲,扭曲,波浪形等缺陷,打这些缺陷影响到划线或加工制造必须进行矫形。板材的净化:刚材经过碾轧后,在其表面会形成钢渣,材料在运输过程中和储备期
29、间,钢材表面会生锈有其他污垢,如不除去将会影响焊缝质量。钢材表面的净化方法很多:建造贮罐用的钢板最简单的方法是用钢丝刷,砂纸等工具手工打磨(机械方法有风动砂轮,压缩空气喷砂,化学方法酸洗,火焰方法是氧乙炔加热等)板边的加工:板边的加工可以通过剪切,机加工,铲削或氧气切割。用氧气切割的板边表面应均匀且光滑。焊接材料的选用钢号手工电弧焊焊条统一牌号二氧化碳气体保护焊焊丝埋弧自动焊丝焊剂A3F结422H08Mn2SiAH08A 焊剂431A3结422,结426,结427H08Mn2VSiAH08MnA焊剂,431A3R结426,结427H08Mn2VSiAH08MA 焊剂16MnR,16Mn结506
30、,结507H08Mn2VSiAH10MnSi 焊剂431H10Mn2 焊剂43115MnV,15MnVR节06,结507H08MnMoA 焊剂250H10MnSi 焊剂330贮罐底板,壁板,顶板,的制造,组装与焊接1.1底板的制造.组装与焊接底板制造:罐底板在预制时应根据图纸及材料情况首先会制排板图。排板图要一般符合下列要求:1.为补偿焊接收缩,罐底排板直径比设计直径大1.52/1000。2.罐底弓形边缘板的对接板应采用机械加工,自动或半自动火焰切割器加工。3.罐底边缘板和中副板要求平整,局部凹凸度要用1米长的直尺检查,其间隙不得小于6毫米。4.罐底上任意两个相邻焊接接头之间距离,以及边缘板对
31、接焊接头距地圈罐壁板纵焊缝的距离,均不应小于200毫米在制造弓形板时,先放大样做一个样板,按样板划线,然后下料切割和进行边缘加工,清洁边缘的毛刺,熔瘤,氧化铁等。禁止用锤击平整板材,需要平时要用平板机。底板的组装焊接组装;底板铺设前,先在基础上划出十字中心线,安排板图铺设中间条板,然后再向两边铺设中幅板和边缘板。如边板为弓形边缘板,中幅板铺定后,再铺设边板,边铺边找正,用夹具或电焊临时固定。罐底焊接前应特别注意焊口的清洁和干燥,在钢板搭接处不可以有泥沙,油垢,钢锈等杂质罐底的焊接;罐底的结构如计算说明书所示,其中大部分是由整张钢板组成即中幅板,四周与罐壁圈板相连接的一圈为边板。罐底钢板的接头绝
32、大部分是搭接,只是直接处在罐底圈板下的一部分边是对接接头。第一圈圈板与边板定字接头。罐底直径很大(如5000立方米的直径大227米).而钢板厚度一般只有4毫米到8毫米,属于大面积的薄板焊,焊缝多,而且都是封闭焊,加上只能单面焊,所以焊接时很容易产生出罐底的焊接局不变形应予以防止和校正外,变形最大是罐底中部起凸。凸起的高度有时可达半米以上,这种变形无法校正,投入生产后,进料和出料时,罐承受的压力变化很大,使它上下反复变形,焊缝很快裂开。结果将影响贮罐的是用寿命,甚至造成严重事故。为了减少罐底的凸起变形,应采用正确的焊接步骤,原则是在焊环状丁字接头时,它应能自由收缩。而收缩力不应该作用在中幅板上。
33、为此,中幅板和边板要分别施焊,环状叫装焊焊好后再焊边板与中幅板之间的焊缝收缩焊。中幅板是由许多长方形钢板拼成,每块钢板的四边都是搭接焊缝。为了防止焊接变形,在焊每条焊缝时都要保证工件在垂直焊缝的方向能自由伸缩。正确的焊接顺序是先焊短缝,后汉长缝。焊接短缝就是把钢板接长,宽度不变,焊接是横向收缩不受限制。钢板的宽度一般都在1500毫米以上,为了减少焊缝纵向收缩引起的应力和变,每条横焊缝都应采用分段逆向焊法。各条横焊缝的焊接次序是从中间向两边对称施焊。焊前要点固,电焊时要将搭接边打平,贴紧,每隔30秒到40秒点一点,短缝焊好后,中幅板就新内阁由许多钢板组成。长缝的焊接就等于两条钢板沿长边接起来,横
34、向收缩不受限制。为了减少焊接变形,每条焊缝最好由多名焊工自中心向两边分别施焊,并采取分段逆向焊法。长缝最好是全部点好后再焊。各条纵缝的焊接次序是从中间向两边施焊。焊接过程发现焊缝起鼓时,应立即用木捶趁热打平。采用自动焊时也应采用上述顺序,但因焊接速度较大,可不采用分步退焊。边板与圈板的焊接:顺序是先焊边板的对接焊缝,再焊边板罐壁最下一圈圈板之间的环状丁字角缝,最后焊边板的搭接焊缝。边板的对接焊缝在罐底钢板排好后即进行焊接,使整个贮罐最先焊接的焊缝。边板焊接连成一圈后,由于这时边板的大部分接缝搭接缝还没有焊接,所以在焊于圈板之间的环状角缝时,虽然焊缝也构成封闭型,但它的收缩不会受到很大阻力。这种
35、收缩不会造成边板未焊部分小量错动,而与中幅板无关,根本不会引起他的变形。环状角缝的焊接应由多名焊工分段对称施焊,并采用分段逆向焊法。边板的搭接缝焊前宜先点固,点固时要把翘起的边板打平,并用撑杆撑平撑死。焊接方法与中幅板相同,也是先短后长,但方向应从外向里。收缩缝的焊接:是中幅板与边板之间搭接焊缝。他的焊接必须是除了配件外整个贮罐的最后一道焊接工序。应先点焊后,又多名焊工对称施焊,并采取分段逆向焊法。1.2壁板的制造与组装焊接1 壁板的制造(1)首先对于罐壁钢板的四边及坡口采用机械加工或自动或半自动火焰加工,对切口要求光洁平整,清除其边缘的毛刺、氧化铁等其尺寸偏差应符合以下要求。壁板几何尺寸允许
36、偏差 (mm)测量部位对接允许偏差搭接允许偏差宽度(AD,BC)±1±2长度(AB,DC)±1.5±1.5对角线(AC与BD之差)23 AD,BC不直度 AB,DC1212(2)边板坡口形式和尺寸,一般应按设计图纸的要求,若无明确的要求时要根据施工单位的经验,参照国家现行的焊接接头的基本形式与尺寸来确定。(3)壁板的两端在滚圆前,已进行预弯曲。壁板滚圆后,用弦长为2米的圆弧样板检查,间隙不大于4毫米。在壁板宽度方向上,用一米长的直尺进行检查,间隙不大于1毫米。2组装焊接罐壁采用何种方法组装,应根据施工图给定的贮罐结构特点,施工现场条件和施工单位的施工经验
37、。施工方法确定后,应编制相应的技术措施。罐壁板的运输和堆放过程中,应采取防变形措施。安装前应按预制质量进行复检,必要时应从新找圆,但应防止捶痕。地圈壁板以及采用倒装法施工的顶圈壁板及其包角钢的圆度,周长及水平度。应符合下列要求: 内壁上的任意一点的水平半径偏差,不应大于±15。 相邻两板的上边眼的水平偏差不得大于2,在整个圆周上任意的高差,最大不得超过6。 周长偏差不应大于理论周长的±0.2/1000,且上下口周长之差,不得大于10。 罐壁板与罐底边缘板之间的角焊缝,应在底全罐壁板纵焊缝焊完后施焊。 罐壁环焊缝的焊接,应在其上下两节壁板的纵缝焊完后进行。 壁板对接时,应使内
38、壁齐平。1.3 固定顶贮罐顶板制造与组装焊接制造 在预制前,先根据图纸和材料的尺寸,确定顶板的块数,并绘制排板图。每块顶板应在胎具上拼装成型,并将肋板按设计要求韩好后脱胎。预制后,用弦长为1.5米的样板检查。间隙不应大于5。 组装焊接 自支承罐顶的顶板在安装前,应首先检查包角钢的椭圆度,并根据排板图等分划线,点焊罐顶板的定位挡板,然后再管中心设立安装罐顶板的临时支架;罐顶板应进行对称组装;为防止顶板中部下凹,应采取临时支撑措施。柱子的垂直偏差不应大于柱高的1/1000。罐顶应成型美观,桥堍变形在焊接完毕后用1.5米长的样板测量,其间隙不应大于15毫米。顶板应按下列顺序焊接: 先焊内侧的断续焊缝
39、然,后焊外侧的连续焊缝。 连续焊缝应先环向的短焊缝,在焊径向长焊缝,长缝的施焊应由中心向外,并应采用分段退焊。 顶板和包角钢环缝,应由几名焊工对称分布,沿同一方向分段退焊。1.4 注意事项又与罐底焊接交错,且板厚又不相同(中幅板和边缘板),因此, 如何减少变形保证焊接质量就成为罐底焊接中的主要问题。尤其罐底在使用中很很难进行检查,如果焊缝中有裂纹或其他缺陷,则往往由于不能及时发现,而导致严重的破坏。因此,对贮罐罐底的焊接,应当在罐底排板、焊接次序以及焊接工艺等方面采取措施。以减少焊接变形。采用造成焊接变形最小的焊接顺序进行焊接,使罐底焊后进连区域平整。在地板壁板的立缝焊好以后进行焊罐壁与边缘板
40、之间的内外角焊缝时,应先焊内侧后焊外侧,或先内侧焊一遍,外侧再焊一遍,然后交错进行,这样做既可避免边缘板后侧上翘现象,是边缘板平直。为保证焊接质量,对焊接线能量要有限制,一般按下列公式; Q=60IV/U式中:Q线能量,j/cm; I电流, A;V电压, V;U焊接速度,/min;通常要求纵向焊缝比横向焊缝的线能量大些。对焊接环境也应注意:在湿度85%以上,风速超过10米每秒,气温在零度以下,以及小雨天都不宜施焊。2.贮罐的安装施工 对大型贮罐,由于其直径和高度较大壁较薄,需要有许多块薄钢板组合构成。因此钢板的排板,装配,焊接,就成为贮罐施工的中心问题。贮罐直径大,因此其径向相对要小,这就不像
41、其他容器那样进行卧式装配和焊接,也不能先其他容器(如塔体等)那样整体起吊或分节起吊;而必须有其独特的安装方式。目前贮罐的安装方法主要有正装,倒装及卷装等。倒装法:就是先从罐顶开始从上往下安装。将罐顶和第一罐圈在地面上装配、焊好之后,将第二罐圈钢板围在第一罐圈的外围,以第一罐圈为胎具,对中,点焊成圆圈后,将第一罐圈及罐顶盖部分,整体起吊至第一、二罐圈相搭接的位置(留下搭边压边,切忌脱边)停下点焊,然后在焊死环焊缝按同样方法,把第三圈围在第二圈的外围,对中,点焊成圆圈后,再将以焊好的罐顶,第一、二罐圈部分整体起至第二、三罐圈相搭接的位置停下、压边点焊并焊死环向焊缝。如此一层层罐圈继续接高,直到官的
42、下部最后一层罐圈拼接后,与罐底板以角缝焊死。近年来,我国已成功地采用气吹倒装施工法,并用于大型贮罐的施工安装。3.贮罐的验收3.1贮罐几何尺寸公差筒体高度偏差不应超过设计高度的±5/1000。罐壁的垂直度偏差不超过罐壁高度的3/1000。罐壁的局部凹凸度偏差应按“壁板的制造与组装焊接”第(11)条的要求检查验收。不圆度应符合“壁板的制造与组装焊接”中第三条的要求。3.2凹凸变形罐底或浮盘板焊接后的局部凹凸变形,应不大以变形长度的2/10超过5。 3.3焊接的检验为确保焊接质量,对贮罐的焊缝应作如下要求:(1) 所有焊缝未经检验(包括罐体充水试验)合格,禁止涂刷油漆。(2) 焊缝均应进
43、行外观检查,并符合下列要求: 焊缝表面必须清渣。 焊缝外观尺寸及尺寸偏差应符合图纸或现行的“GB985-986”焊接接头的基本形式与尺寸的要求。 焊缝表面及热影响区不容许有裂纹。 焊缝表面不得有气孔,夹渣等缺陷。 焊缝咬肉深度应不大于0.5毫米,其连续长度不得大于100毫米,每条焊缝咬边总长度(焊缝两侧之和)不得超过焊缝长度的10%。(3) 罐壁板以及罐底边缘板的对接焊缝,应采用超声波或射射线探伤,探伤结果不低于现行“JB1152”钢制压力容器对接焊缝超声探伤的级或现行的“JB928”焊接射线探伤标准的级规定。(4) 罐壁焊接无损探伤范围应符合下列规定: 公称容辆为5000-20000立方米主
44、管的底圈罐壁板的纵焊缝,以及大于20000立方米的贮罐,其底部圈板的纵焊缝和他们之间的环焊缝,均应100%探伤。 除上述规定外,其余罐壁焊缝应符合表9-3规定。表9-3 罐壁焊缝无损探伤抽查比例表壁板厚度(mm)纵焊缝(%)T型接头(%)环焊缝(%)8-1210151152030注:上表中与T型接头或环焊缝相对应的壁板厚度,系指环焊缝缝上侧壁板的厚度。(5) 罐底边缘板对接焊缝,当板厚大于或等于10毫米时,应在每条焊缝外端拍一张片。(6) 每个焊工所施焊的焊缝均应进行探伤检查。如不合格,则应在有缺陷的延长方向上加倍检查,均应全焊透:如仍不合格,则对焊工施焊焊缝进行100%检查。(7) 罐壁纵焊
45、缝及其两侧各150毫米的对接焊缝以及用普通低合金钢作罐壁的底圈对接环焊缝,均应全焊透。其余对接环焊缝,当加盐结果判定其未焊透的深度不超过较薄板的10%,且位于中心部位时,可以不返修。3.4.焊缝返修(1) 凡经检查确定需要返修的焊缝,应将缺陷清除后重新焊接。(2) 罐壁以及罐底边缘板对接焊缝返修后,应进行100%探伤检查。(3) 对于焊缝返修要慎重,返修次数不应超过两次,超过两次者有主管单位批准,并在焊接记录中注明。3.5.罐底严密性试验(1) 罐底试漏前,应清除一切杂物,焊缝上的铁锈应刷净,并进行仔细的外观检查,如发现缺陷,伤痕,应先进行补焊。(2) 罐底的严密性试验可采用真空试漏法。当采用
46、真空试漏法时,其试验负压值不得小于350mmHg.真空试漏法:即实在丢半焊缝表面刷上肥皂水,将真空箱压在焊道上,并用胶管连至真空泵,当真空度达35mmHg时,如没有发现气泡由焊到表面泄出,即为合格。3.6.罐壁,罐顶的严密性和强度试验(1)罐壁的严密性和强度均用罐内充水来检查(2)试水中,罐壁的少量渗水等现象,修复后可采用煤油试验复查;对于大量渗漏及显著变形现象。修复后重行充水试漏。在修复试验将水位降至渗漏处300mm以下。(4)试水时,逼问不应低于5摄氏度。充水数度应根据土建基础设计要求和地耐力的大小来确定。地基良好的情况下,一般上升水位不宜超过400mm,且应随水位的升高,数度逐渐减慢,当
47、地基上方载荷接近地耐力时,水位升高数度每小时不得超过100mm,并注意观测基础沉降情况。 对于软弱图纸基础贮罐时,必须。按土建设计要求贮罐充水过程中(水深超过1米后)将所有开口封闭后继续上水,利用U形管测量,观察U形管压差,计罐内空间的压力达到设计正压试验时,战士停止上水,并将罐顶焊缝表面上涂以肥皂水,如未发现气泡,则认为罐顶的严密性及正压性。合格。(4) 罐顶实验时,应防止由于气候变化造成罐内压力的突然变化,并应随时控制压力和做好安全措施。固定定贮罐放水前,应将透光孔打开,以防止贮罐抽瘪3.7.防腐蚀贮罐的所有金属构件,在焊接完毕并经检查合格后,均选设计规定进行防腐工作。交工前应将罐内外清理
48、干净。4.贮罐的使用注意事项油品贮罐 油品贮罐按照我国有关规定介绍如下:地上油罐组的组成(1) 组内尽量布置同类火灾危险性的油罐。(2) 突沸性与非突沸性的有关不易不在同一组内。(3)液化石油气罐部应布置在有关组内。2.的上油罐组的总容量及罐个数(1)灌组总容量入围固定罐部应大于160000;如为浮顶不应200000 (2)罐组内有关个数不应多余16个;但单罐容积小于或等于1000的有关以及丙B类油罐(分类是按“炼油化工企业设计防火规定”YHS01-78炼油篇定)不受限制。 3.设有防火堤的地上油罐 设有防火堤的地上油罐组内应设置隔堤。隔堤所分隔的每部分有关容积之和应小于或等于2000立方米;
49、但单罐容积等于10000立方米时,可每四个一隔;单管容积等于或大于立方米时,每两个一隔。4.油罐防火间距 有关之间的反防火间距不应小于表8-19的规定。5.油罐布置地上油罐组内,有关布置不应多余两排,但对于但容积小于或等于1000立方米的丙B类油罐(润滑有关的单容积不受此限制)。两排有关之间的防火间距不应小于5米。6.消防空地 相邻有关组防火堤的外堤脚线之间,应留宽度不小于7米的消防空地。设有事故存油池的相邻油罐组之间以及地上油罐组于地下油罐组之间的防火间距,不应小于相邻较大罐的直径(不可大于40米),同时其间应留宽度不小于7米的消防空地。7.防火堤及隔堤(1)防火堤及隔堤应采用非燃烧建筑材料
50、建造。采用土堤时,其顶宽不应小于5米。防火堤宽度宜为1.0-1.6米。防火堤高度应比按有效容积计算的高度至少高0.2米。各地高度应比防火堤至少低0.3米。(2)防火堤及隔堤应能承受油品的静压力。(3)为防止油罐泄漏至堤外,管线穿堤处应加封闭;雨水明沟穿堤处应有割断措施。(4)为便于疏散,在不同方向的防火堤上应设置两个踏步,每个各地设置踏步。8.防火堤内的有效容积(1)对于固定顶油罐,不应小于组内最大管或独立罐的容积。(2)对于浮顶油罐,不应小于组内最大罐或独立罐容量的一半。(3)对于浮顶盒固定有关混合布置的罐组,应按上列两款规定取最大值。9.油罐壁至地脚线的距离 防火堤内每个油罐的罐壁之防火堤的内脚线的距离不
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