LNG罐内加强圈的安装方法与流程

本发明属于lng储罐施工技术领域，具体涉及lng罐内加强圈的安装方法。

背景技术：

加强圈是防止罐体外压失稳的一种重要装置，能有效减小罐体钢板的厚度，明显减轻罐体的重量。当罐体进行抽真空等操作时，罐内的压力将小于外界大气压。此时，如果罐体厚度不够，不足以抵抗这种负压载荷，罐体将产生外压失稳变形。如果罐体内不设置加强圈，仅依靠罐体自身的厚度抵抗外压失稳变形，罐体厚度将明显增加，加大了罐体的自重，增加了制造成本，同时也减小了罐体载重。因此，在需承受外压的罐体中，一般通过设置加强圈的方式来减小罐体的厚度，保证罐体的抗压能力。

结合图1所示，以160000m³lng储罐为例，目前对加强圈1的安装是在同一个罐体壁板2上设置两个首尾相接的加强筋11，并且两个加强筋11的长度总和正好与一个罐体壁板2的弧形长度相等。此时，首先对加强圈1所在层的罐体壁板2进行安装，并且对罐体壁板2进行拍片检测；当罐体壁板2的安装检测合格后，通过吊具将加强筋11吊装至安装高度，进行与罐体壁板2之间的固定连接。

其中，加强圈的设计位置通常在距离地面大概11米至33米高空区域内的五圈罐体壁板上，并且每一圈由22块罐体壁板拼装而成，因此一共需要进行220块加强筋的固定安装，总重量达到76吨左右。这样，不仅需要进行大量的高空吊装作业和高空焊接作业，存在着很大安全风险，而且在高空中进行加强筋的固定焊接操作更加困难，焊接质量和焊接效率更低。

技术实现要素：

为了解决目前对lng储罐进行加强圈的安装时，存在着高空作业多、焊接质量和焊接效率低的问题，本发明提出了一种lng罐内加强圈的安装方法。该安装方法，具体包括以下步骤：

步骤s1，进行部分加强圈的地面安装；借助组对工装，在地面上将部分加强圈与罐体壁板进行固定安装，其中该部分加强圈在圆周方向的长度小于对应罐体壁板在圆周方向的长度，并且将该部分加强圈安装在对应罐体壁板在圆周方向的中间位置；

步骤s2，进行罐体壁板的拼装；对完成部分加强圈安装的罐体壁板进行高空拼装，并且对完成拼装的罐体壁板进行尺寸检查；

步骤s3，进行剩余加强圈的高空安装；对完成拍片检查并合格的罐体壁板，进行剩余加强圈的高空安装，将剩余加强圈插装至相邻两个罐体壁板之间的已经完成固定的加强圈之间，并且通过焊接的方式进行固定连接。

优选的，所述加强圈由长加强筋和短加强筋组成，其中两个所述长加强筋和一个所述短加强筋在圆周方向的长度总和等于一个所述罐体壁板在圆周方向的长度。

进一步优选的，在所述步骤s1中进行加强圈中长加强筋的地面安装，在所述步骤s3中进行加强圈中短加强筋的高空安装；其中，在所述步骤s1中将两个所述长加强筋固定在罐体壁板上，并且是首尾相接。

优选的，所述组对工装，包括底座、调节杆以及支撑杆，其中所述调节杆的一端与所述底座活动连接，可以调节其沿竖直方向的高度，另一端与所述支撑杆固定连接，并且所述支撑杆呈水平方向设置。

进一步优选的，所述支撑杆的两端各设有一个所述调节杆。

进一步优选的，在所述步骤s1中，进行部分加强圈地面安装的具体步骤为：

步骤s11，对所述组对工装中的调节杆进行高度调节，使所有支撑杆位于同一个弧形面上，其中该弧形面的弧度尺寸与罐体壁板的弧度尺寸相同；

步骤s12，将罐体壁板置于所述组对工装的支撑杆上，并且对支撑杆进行微调，使所有支撑杆都与罐体壁板接触支撑；

步骤s13，将部分加强圈置于所述罐体壁板的中间位置，并进行该部分加强圈与所述罐体壁板之间的固定连接。

优选的，所述支撑杆采用圆管形结构。

优选的，所述调节杆采用丝杆结构，并且与所述底座形成蜗轮丝杆升降结构。

优选的，在所述步骤s1中安装的加强圈位于所述罐体壁板在竖直方向的中间位置。

采用本发明lng罐内加强圈的安装方法对lng罐内加强圈进行安装，具有以下有益效果：

1、在本发明中，首先将加强圈的结构改进为由长度不同的长加强筋和短加强筋相互组合而成，并且以此为基础，将lng罐内加强圈的安装方法调整为：首先在地面上对加强圈进行预安装，即对长加强筋进行地面安装，然后再进行罐体壁板的拼装，最后进行短加强筋的高空安装，进而将长加强筋连接为一个整体，形成完整的加强圈。这样，可以利用对底层罐体壁板进行拼装的时候，将加强圈中的大部分加强筋预先安装在上层罐体板壁的中间位置，从而在不影响罐体壁板拼装的情况下，可以大大减少在后期进行加强圈高空安装的时间，以及后期进行加强圈高空安装的工作量，提高整个加强圈的安装效率。

2、在本发明中，加强圈中的大部分加强筋是在地面完成与罐体钢板的焊接固定，少数加强筋通过高空焊接完成固定连接。这样，在加强圈的焊接固定过程中，主要是进行2f和3g焊接位置的焊接，即横角焊位焊接和立焊焊接。与现有技术中，对加强圈全部进行高空焊接时采用的4f和4g焊接位置的焊接相比较，即与仰角焊位焊接和仰焊焊接相比较，大大降低了焊接过程的操作难度，从而保证了焊接的效率和焊接的质量。

3、在本发明中，为了保证在地面进行加强圈与罐体壁板固定安装的质量，在地面上设置了组对工装。通过对组对工装中调节杆的长度进行调节，使组对工装上端的所有支撑杆位于一个与罐体壁板弧度相同的弧形面内。这样，将罐体壁板置于组对工装上时，可以对罐体壁板提供稳定的支撑，进而保证对加强圈与罐体壁板进行固定时，罐体壁板位置的稳定性，保证加强圈与罐体壁板固定安装的质量。

附图说明

图1为现有技术中加强圈与lng罐体壁板的安装结构示意图；

图2为本发明中加强圈与lng罐体壁板的位置关系示意图；

图3为图2中沿f方向的结构示意图；

图4为本发明lng罐内加强圈的安装方法的流程示意图；

图5为本发明中长加强筋与罐体壁板进行地面安装时的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明中的技术方案进行详细介绍。

结合图2所示，在本发明中，加强圈1由长度尺寸不同的两部分加强筋组成，分别为长加强筋12和短加强筋13。其中，两个长加强筋12和一个短加强筋13在圆周方向的长度总和等于一个罐体壁板2在圆周方向的长度。这样可以保证在罐体壁板2的同一高度上，通过多个长加强筋12和多个短加强筋13之间的首尾连接，可以组成一个完整的加强圈1。

结合图2至图5所示，本发明的lng罐内加强圈的安装方法，具体包括以下步骤：

步骤s1，进行长加强筋12的地面安装。借助组对工装3，在地面上将两个长加强筋12首尾相接的与罐体壁板2进行固定安装。其中，两个长加强筋12在圆周方向的总长度尺寸小于对应罐体壁板2在圆周方向的长度尺寸，并且将两个长加强筋12固定在对应罐体壁板2在圆周方向的中间位置。此时，在罐体壁板2圆周方向的两个边缘位置各预留一定的间隙，用于两个罐体壁板2进行拼装时对纵向焊缝21的焊接操作。这样，在对完成长加强筋12固定的罐体壁板2进行拼装时，可以通过预留的间隙快速完成罐体壁板2之间纵向焊缝21的焊接工作，从而避免了如果长加强筋12的自由端与罐体壁板2的边缘对齐，而没有足够的操作空间对纵向焊缝21进行焊接的情况，实现了对罐体壁板2拼接操作的零干扰，进而保证了罐体壁板2之间的拼接质量。

组对工装3，包括底座31、调节杆32以及支撑杆33。其中，调节杆32的一端与底座31活动连接，可以调节其沿竖直方向的高度，另一端与支撑杆33固定连接，并且与支撑杆33成垂直状态，使支撑杆33沿水平方向设置。

优选的，调节杆32采用丝杆结构，并且通过蜗轮与底座31连接，组成蜗轮丝杠升降结构，从而实现对调节杆32高度的精准调整。此外，在支撑杆33的两个端部各设有一个调节杆32。这样，通过分别对位于支撑杆33两端的调节杆32进行高度调节，可以对支撑杆33的水平状态进行调整，使其与罐体壁板2贴牢接触。

进一步优选的，通过组对工装3对长加强筋12进行地面安装时的具体步骤为：

步骤s11，对组对工装3中的调节杆32进行高度调节。通过对每一个支撑杆33两端的调节杆32进行高度调节，使所有支撑杆33位于同一个弧形面上，并且使该弧形面的弧度尺寸与罐体壁板2的弧度尺寸相同。

步骤s12，将罐体壁板2置于组对工装3的支撑杆33上，并且通过对所有支撑杆33进行高度上的微调，使所有支撑杆33都与罐体壁板2进行接触支撑，保证罐体壁板2在组对工装3上放置的平稳性。

其中，在本实施例中，组对工装3中设有七个相互平行的支撑杆33，并且支撑杆33采用圆管形结构。此时，通过对单个支撑杆33两端的调节杆32进行配合调整，可以使每一个支撑杆33与罐体壁板2之间都形成线接触，从而在多个线接触的作用下形成一个连续完整的弧形支撑面。这样，不仅可以保证对罐体壁板2支撑的稳定性，而且在线接触的作用下可以对罐体壁板2进行适当的保护，避免对罐体壁板2的表面造成磕碰划伤的破坏。

步骤s13，将两件长加强筋12首尾相接的置于罐体壁板2圆周方向上的中间位置，使长加强筋12与罐体壁板2接触贴牢，并对长加强筋12进行与罐体壁板2之间的固定连接以及两个长加强筋12之间的固定连接。

此时，由于罐体壁板2是通过组对工装3平放在地面上的。因此，长加强筋12与罐体壁板2之间角焊缝的焊接位置全部为2f，即横角焊位；长加强筋12之间对接焊缝的焊接位置全部为3g，即立焊。这样，通过采用2f和3g的焊接位置对长加强筋12和罐体壁板2进行焊接，不仅大大降低了焊接难度，而且提高了焊接的质量和效率。

步骤s2，进行罐体壁板的拼装。当完成长加强筋12与罐体壁板2之间的焊接固定以及两者之间的焊接检测后，通过吊具对罐体壁板2进行高空拼装，并且对完成拼装的罐体壁板2进行拍片检查。

步骤s3，进行短加强筋13的高空安装。对完成拍片检查并合格的罐体壁板2，进行短加强筋13的高空安装，从而完成整个加强圈1的安装。

由于，在步骤s1中，安装的长加强筋12都位于罐体壁板2在圆周方向的中间位置。因此，在相邻两块罐体壁板2上的长加强筋12之间留有圆周方向的间隙，将短加强筋13插装至该间隙中，并对短加强筋13与长加强筋12进行对接焊接，以及对短加强筋13与罐体壁板2进行固定焊接，从而将位于同一高度的所有长加强筋12连接为一体，与短加强筋13共同形成一个完整的加强圈。

此外，在步骤s1中，将长加强筋12固定在罐体壁板2在高度方向的中间位置。这样可以避免在对罐体壁板2进行环缝焊接时，长加强筋12对焊接操作产生干涉影响，从而保证对罐体壁板2的焊接效率和焊接质量。

采用本发明的方法对浙江宁波160000m³lng储罐进行加强圈的安装时，根据罐体壁板2在圆周方向的长度，将加强圈1中短加强筋13的长度尺寸设计为2米。此时，在长加强筋12与罐体壁板2完成固定连接后，长加强筋12的两个自由端与罐体壁板2在圆周方向上的两个边缘各自相距1米。这样，短加强圈12则跨越两个罐体壁板2，对位于相邻罐体壁板2上的长加强筋12进行固定连接。同样，也可以根据其他储罐中罐体壁板2的尺寸以及现场施工的情况，对短加强筋13采用其他尺寸，只要不影响罐体壁板2之间的焊接以及便于对短加强筋13进行安装固定即可。此外，采用本发明的方法对160000m³lng储罐进行加强圈的安装时，加强圈的高空安装作业工期由原来的大约15天缩短为现在的大约5天。这样，不仅大大减少了高空的作业量，而且大大减少了对加强圈进行高空安装的时间，进而减少了整个lng储罐施工过程中的高空作业时间，从而提高了lng储罐的施工效率，降低了高空作业风险。