论文部分内容阅读
摘要：球形储罐是石油石化行业储备天然气、石油原料及化工产品的重要设施，也是压力容器的重要组成部分，通过分析球形储罐施工技术和施工过程的问题，提出应对措施，对提高球形储罐施工质量具有重要意义。
关键词：球形储罐；施工；问题；措施
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
引言
近年，随着我国天然气长输工程、石油石化行业油改气工程以及石化工业装置工程的建设，作为储备天然气、石油原料及化工产品的球形储罐容积趋向于大型化、压力高，因此发生事故时危害大，安装施工质量的好坏将直接关系到广大居民生命财产的安全。因此，在施工中控制好组对程序和焊接质量是提高和保证球形储罐现场施工质量的重要环节，其质量的好坏将影响球形储罐的使用安全性。
一、组对程序
1、确定施工点及组装方位
对于散装法组对的球罐，球罐预制施工点就在球罐基础之上，先装球罐支腿，调整合格后再装赤道板，依次组对上温带板、下温带板、上极板和下极板，认真核对确定球罐的组装方位和管口方位。对于分带组装法，选择的球罐预制施工点与球罐基础的距离应符合消防法规的规定,根据现场实际地理条件,确定球罐的组装方位,以方便运输安装为宜,减少不必要的后续工作。
2、铺设组对平台
分带组装法铺设的平台不平度不得大于3㎜，平台地基平稳坚固不得下沉。在组装平台上做胎具和支架，然后做圈板，以便在其上设置卡具。
3、设置排子
设计的排子在满足搬运过程中球罐稳定性及足够支承力的前提下,宽度应稍小于球罐相邻球柱之距,这样能保证运到位后不动火即能拆除排子。
4、球罐装排
(1)焊接支撑梁。支撑梁的选择依对称门架结构考虑,受力简图如图2所示。
以400m3球罐为例,单个千斤顶作用于支撑梁的力(也即单个千斤顶受力)按下式计算:
P=K·Q/N=210(kN)
式中P——单个千斤顶作用于支撑梁的力
Q——球罐重量,为700kN
N——千斤顶个数,4个
K——不平衡系数,取1.2
由于支放千斤顶,所以支撑梁选工字钢比较合适。通过对该结构的受力分析,计算出支撑梁的最大弯矩Mmax为-61.25kN·m,在最危险处按第三强度理论进行校核,从而选出支撑梁的型号、尺寸,公式如下:
R=[(Mmax/W)2+4(P/A)2]1/2≤[σ]式中
σ——支撑梁的实际弯曲应力
Mmax——支撑梁的最大弯矩
W——型钢的抗弯截面模量
P——单个千斤顶作用于支撑梁的力
A——支撑梁的截面积
[σ]——钢材抗弯许用应力,为155MPa
采用该公式,通过估计,初选工字钢20b两根并列,计算出支撑梁的实际弯曲应力为96.91MPa,小于钢材抗弯许用应力[R],所以支撑梁选择两根20b工字钢并列焊在球柱上即可。
(2)用四台相同型号的千斤顶在支撑梁处将球罐顶起,顶起高度应使球罐球柱下表面超过滚杠40~50mm,以便运输,顶起后在支撑梁下垫道木垛以增加安全性。
(3)從球罐顶部人孔上拉4根钢丝绳到排子上,用手拉葫芦拉紧、锁死(如图1封绳),使球罐与拖排成一整体,以降低其重心高度和增大左右、前后的倾翻角。
5、整体搬运
球罐整体搬运过程中的两个关键问题是球罐的稳定性和搬运方向的准确性,因此在搬运时要注意以下几个方面。
(1)球罐顶部四角拉4根辅助缆风绳,用手拉葫芦控制,随球罐的移动掌握手拉葫芦的松紧程度,以便随时调整。
(2)道木摆放要平整,特别是相邻道木的接头处要互相错开,以免卡住滚杠。
(3)卷扬机速度要平稳,启动时不能过快过猛。
(4)在球罐运输正前方的球壳中间挂垂直指示针,以便在运输过程中随时掌握其倾斜程度,及时调整辅助缆风绳。
6、球罐的找正、就位
(1)用手拉葫芦、千斤顶等工机具调整排子,使球罐球柱正好在基础正上方。
(2)移走支撑梁下的道木垛,松开封绳。
(3)同时落下4台千斤顶,使球柱完全落实到基础上,安装完毕。
二、球形储罐施工质量问题
1、施工影响因素多
首先，球形储罐基础一般是建设单位和土建单位制作，大多难以达到设计图纸和现行国家标准GB50094－1998《球形储罐施工及验收规范》的要求；其次，球形储罐安装工程是露天作业，施工中必然受到各种恶劣气候情况的影响；
再次，球形储罐安装现场焊接工作量大，焊缝无损检测受时间、施工作业区域和周围施工环境影响，而且现场热处理工艺复杂，特别是热处理升温曲线、降温曲线不好控制等因素都会给施工质量带来不利影响。
2施工环节衔接要求严格
球形储罐安装时，基础不合格会影响到支柱的安装和球壳板的组对质量；球壳板组对不合格，焊接材料采购、保管、烘干、使用不当以及焊接作业人员不能严格执行焊接工艺和严格按焊接工艺指导书作业又会直接影响到球形储罐的焊接质量。因此，施工环节的良好衔接就显得特别重要。如果现场组织管理不到位，施工各环节工作衔接不好，只要有一个环节出现漏洞，都将会给工程质量埋下不安全隐患。
三、加强球形储罐施工质量策略
1、监检重点
1.1熟悉和掌握球形储罐安装的有关标准、规范，特别是《钢制球形储罐》和《球形储罐施工及验收规范》，结合设计资料和实际情况制定监督检验方案。
监督检验方案应根据《压力容器安全技术监察规程》和相应标准、规范要求确定监督检验的工作范围、层次、内容、要点。将球形储罐安装全过程涉及安全性能方面的各个环节按其重要程度划分，确定监检工作的重点，规定监检工作的方式、方法和工作深度，以指导球形储罐安装质量监督检验工作。
1.2对人员、资质等进行审查
对被检单位的质量体系人员、资质、质量管理手册、程序文件、作业指导书、施工组织设计和施工方案以及所要监检的球形储罐设计资料进行认真审查，尤其是对人员资质的有效性，施工方案的可行性，设计单位的设计资格，设计文件的齐全、完整、规范性以及对标准、规范的符合性，设计图纸的设计单位资格印章，设计计算书，设计变更等进行审查。
1.3基础验收和零部件现场复验抽查
主要检查有无球壳板制造监督检验证书，基础中心园直径，相邻支柱基础中心距，支柱基础上的地脚螺栓中心与基础中心园的间距，采用地脚螺栓固定的基础的各支柱基础上表面标高和相邻支柱的基础标高差，采用预埋地脚板固定的基础的各支柱基础地脚板上表面标高和相邻支柱基础地脚板标高差，球壳板厚度，球壳板与样板允许间隙，球壳板长度方向弦长，球壳板任意宽度方向弦长，球壳板对角线弦长。
1.4现场组装检验
主要检查球壳板组对间隙，球壳板组对最大错边量，球壳板组对最大棱角度。
1.5焊接检验
主要检查焊接工艺评定，焊接作业指导书，施焊焊工所持证件的真实性、有效性，焊接材料及焊接材料质量证明书对标准的符合性，焊接材料现场保管、烘干、发放和回收管理制度执行情况，焊缝表面咬边、焊缝宽度、焊缝余高等焊接质量，焊接试板数量、力学性能、弯曲试验合格情况。
1.6无损检测监督
检查探伤人员资格，探伤工艺能否满足标准和现场施工要求，探伤比例及焊缝返修扩探比例是否符合设计和标准要求，按规定、按比例抽查射线探伤底片，审查探伤报告对规程、标准的符合性。
1.7整体热处理检验
审查热处理方案是否符合标准要求，热处理设备是否满足现场施工要求，检查测温点位置和布置数量，测量热处理过程中支柱位移情况，抽查升温速度恒温温度、恒温时间、降温速度是否符合设计和标准要求。
2、推行现场标准化管理
由于储罐施工具有露天作业、高空作业危险性大等特点，就使得储罐施工现场管理这个环节至关重要，现场管理水平的高低不仅事关工程质量安全，而且直接影响到公司的长远健康发展。储罐施工组织方式多年来一直在低水平中徘徊，所以在储罐施工现场实行标准化管理显得更为迫切。
结束语
为了保证球形储罐现场安装质量的有序控制，我们除了要掌握球形储罐现场安装的施工特点和遵守监检方案规定的监检方式、方法及工作深度外，还要根据实际情况，不断改进工作。
参考文献
[1]GB12337-98钢制球形储罐.
[2]GB50094-98球形储罐施工及验收规范.
关键词：球形储罐；施工；问题；措施
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
引言
近年，随着我国天然气长输工程、石油石化行业油改气工程以及石化工业装置工程的建设，作为储备天然气、石油原料及化工产品的球形储罐容积趋向于大型化、压力高，因此发生事故时危害大，安装施工质量的好坏将直接关系到广大居民生命财产的安全。因此，在施工中控制好组对程序和焊接质量是提高和保证球形储罐现场施工质量的重要环节，其质量的好坏将影响球形储罐的使用安全性。
一、组对程序
1、确定施工点及组装方位
对于散装法组对的球罐，球罐预制施工点就在球罐基础之上，先装球罐支腿，调整合格后再装赤道板，依次组对上温带板、下温带板、上极板和下极板，认真核对确定球罐的组装方位和管口方位。对于分带组装法，选择的球罐预制施工点与球罐基础的距离应符合消防法规的规定,根据现场实际地理条件,确定球罐的组装方位,以方便运输安装为宜,减少不必要的后续工作。
2、铺设组对平台
分带组装法铺设的平台不平度不得大于3㎜，平台地基平稳坚固不得下沉。在组装平台上做胎具和支架，然后做圈板，以便在其上设置卡具。
3、设置排子
设计的排子在满足搬运过程中球罐稳定性及足够支承力的前提下,宽度应稍小于球罐相邻球柱之距,这样能保证运到位后不动火即能拆除排子。
4、球罐装排
(1)焊接支撑梁。支撑梁的选择依对称门架结构考虑,受力简图如图2所示。
以400m3球罐为例,单个千斤顶作用于支撑梁的力(也即单个千斤顶受力)按下式计算:
P=K·Q/N=210(kN)
式中P——单个千斤顶作用于支撑梁的力
Q——球罐重量,为700kN
N——千斤顶个数,4个
K——不平衡系数,取1.2
由于支放千斤顶,所以支撑梁选工字钢比较合适。通过对该结构的受力分析,计算出支撑梁的最大弯矩Mmax为-61.25kN·m,在最危险处按第三强度理论进行校核,从而选出支撑梁的型号、尺寸,公式如下:
R=[(Mmax/W)2+4(P/A)2]1/2≤[σ]式中
σ——支撑梁的实际弯曲应力
Mmax——支撑梁的最大弯矩
W——型钢的抗弯截面模量
P——单个千斤顶作用于支撑梁的力
A——支撑梁的截面积
[σ]——钢材抗弯许用应力,为155MPa
采用该公式,通过估计,初选工字钢20b两根并列,计算出支撑梁的实际弯曲应力为96.91MPa,小于钢材抗弯许用应力[R],所以支撑梁选择两根20b工字钢并列焊在球柱上即可。
(2)用四台相同型号的千斤顶在支撑梁处将球罐顶起,顶起高度应使球罐球柱下表面超过滚杠40~50mm,以便运输,顶起后在支撑梁下垫道木垛以增加安全性。
(3)從球罐顶部人孔上拉4根钢丝绳到排子上,用手拉葫芦拉紧、锁死(如图1封绳),使球罐与拖排成一整体,以降低其重心高度和增大左右、前后的倾翻角。
5、整体搬运
球罐整体搬运过程中的两个关键问题是球罐的稳定性和搬运方向的准确性,因此在搬运时要注意以下几个方面。
(1)球罐顶部四角拉4根辅助缆风绳,用手拉葫芦控制,随球罐的移动掌握手拉葫芦的松紧程度,以便随时调整。
(2)道木摆放要平整,特别是相邻道木的接头处要互相错开,以免卡住滚杠。
(3)卷扬机速度要平稳,启动时不能过快过猛。
(4)在球罐运输正前方的球壳中间挂垂直指示针,以便在运输过程中随时掌握其倾斜程度,及时调整辅助缆风绳。
6、球罐的找正、就位
(1)用手拉葫芦、千斤顶等工机具调整排子,使球罐球柱正好在基础正上方。
(2)移走支撑梁下的道木垛,松开封绳。
(3)同时落下4台千斤顶,使球柱完全落实到基础上,安装完毕。
二、球形储罐施工质量问题
1、施工影响因素多
首先，球形储罐基础一般是建设单位和土建单位制作，大多难以达到设计图纸和现行国家标准GB50094－1998《球形储罐施工及验收规范》的要求；其次，球形储罐安装工程是露天作业，施工中必然受到各种恶劣气候情况的影响；
再次，球形储罐安装现场焊接工作量大，焊缝无损检测受时间、施工作业区域和周围施工环境影响，而且现场热处理工艺复杂，特别是热处理升温曲线、降温曲线不好控制等因素都会给施工质量带来不利影响。
2施工环节衔接要求严格
球形储罐安装时，基础不合格会影响到支柱的安装和球壳板的组对质量；球壳板组对不合格，焊接材料采购、保管、烘干、使用不当以及焊接作业人员不能严格执行焊接工艺和严格按焊接工艺指导书作业又会直接影响到球形储罐的焊接质量。因此，施工环节的良好衔接就显得特别重要。如果现场组织管理不到位，施工各环节工作衔接不好，只要有一个环节出现漏洞，都将会给工程质量埋下不安全隐患。
三、加强球形储罐施工质量策略
1、监检重点
1.1熟悉和掌握球形储罐安装的有关标准、规范，特别是《钢制球形储罐》和《球形储罐施工及验收规范》，结合设计资料和实际情况制定监督检验方案。
监督检验方案应根据《压力容器安全技术监察规程》和相应标准、规范要求确定监督检验的工作范围、层次、内容、要点。将球形储罐安装全过程涉及安全性能方面的各个环节按其重要程度划分，确定监检工作的重点，规定监检工作的方式、方法和工作深度，以指导球形储罐安装质量监督检验工作。
1.2对人员、资质等进行审查
对被检单位的质量体系人员、资质、质量管理手册、程序文件、作业指导书、施工组织设计和施工方案以及所要监检的球形储罐设计资料进行认真审查，尤其是对人员资质的有效性，施工方案的可行性，设计单位的设计资格，设计文件的齐全、完整、规范性以及对标准、规范的符合性，设计图纸的设计单位资格印章，设计计算书，设计变更等进行审查。
1.3基础验收和零部件现场复验抽查
主要检查有无球壳板制造监督检验证书，基础中心园直径，相邻支柱基础中心距，支柱基础上的地脚螺栓中心与基础中心园的间距，采用地脚螺栓固定的基础的各支柱基础上表面标高和相邻支柱的基础标高差，采用预埋地脚板固定的基础的各支柱基础地脚板上表面标高和相邻支柱基础地脚板标高差，球壳板厚度，球壳板与样板允许间隙，球壳板长度方向弦长，球壳板任意宽度方向弦长，球壳板对角线弦长。
1.4现场组装检验
主要检查球壳板组对间隙，球壳板组对最大错边量，球壳板组对最大棱角度。
1.5焊接检验
主要检查焊接工艺评定，焊接作业指导书，施焊焊工所持证件的真实性、有效性，焊接材料及焊接材料质量证明书对标准的符合性，焊接材料现场保管、烘干、发放和回收管理制度执行情况，焊缝表面咬边、焊缝宽度、焊缝余高等焊接质量，焊接试板数量、力学性能、弯曲试验合格情况。
1.6无损检测监督
检查探伤人员资格，探伤工艺能否满足标准和现场施工要求，探伤比例及焊缝返修扩探比例是否符合设计和标准要求，按规定、按比例抽查射线探伤底片，审查探伤报告对规程、标准的符合性。
1.7整体热处理检验
审查热处理方案是否符合标准要求，热处理设备是否满足现场施工要求，检查测温点位置和布置数量，测量热处理过程中支柱位移情况，抽查升温速度恒温温度、恒温时间、降温速度是否符合设计和标准要求。
2、推行现场标准化管理
由于储罐施工具有露天作业、高空作业危险性大等特点，就使得储罐施工现场管理这个环节至关重要，现场管理水平的高低不仅事关工程质量安全，而且直接影响到公司的长远健康发展。储罐施工组织方式多年来一直在低水平中徘徊，所以在储罐施工现场实行标准化管理显得更为迫切。
结束语
为了保证球形储罐现场安装质量的有序控制，我们除了要掌握球形储罐现场安装的施工特点和遵守监检方案规定的监检方式、方法及工作深度外，还要根据实际情况，不断改进工作。
参考文献
[1]GB12337-98钢制球形储罐.
[2]GB50094-98球形储罐施工及验收规范.