专利名称：一种单盘式大型储罐浮顶及其施工工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种单盘式大型储罐浮顶及其施工工艺，所述的施工工艺具体是用拘束法和逐圈释放变形法双重控制单盘式大型储罐浮顶平整度的施工工艺。该工艺适用于大型单盘式浮顶储罐的浮顶施工。
背景技术：
浮顶作为大型储罐的重要组成部分，其施工质量不容忽视。浮顶平整度是浮顶施工的一个重要环节，其优劣一方面影响到浮顶的外观质量，另一方面影响到浮顶排水系统的正常工作，导致浮顶大量积水，进而破坏防腐层，缩短浮顶的使用寿命。由于单盘板面积大、板薄，在组对焊接过程中，极易产生波浪变形。按以往的施工 工艺，稍不注意就会产生较大的凸起，给单盘质量控制及后续施工带来极大的麻烦，且重新修整难度大，稍有不慎将严重影响到施工质量，同时会使生产成本大大的增加。长期以来，我国对单盘平整度控制的施工工艺较为单一且少有与施工经验与时俱进的新工艺诞生，不能对单盘平整度进行有效的控制。目前，国内许多施工单位仍采用GB50128-2005《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》第5. 5. 4. 3条所记载的施工工艺，其主要内容为船舱与单盘板连接的焊缝，宜在船舱与单盘板分别焊接后施焊。该种施工工艺不能有效的控制薄板的焊接变形，易产生波浪变形，局部凹凸度严重超标。我公司于1999年在沧州五万立原油储罐的施工过程中，大胆创新，首创采用边缘浮舱拘束法焊接施工工艺，较高标准的控制了浮顶的平整度，其各项指标均远远低于规范及设计标准的偏差要求，但该种施工工艺对浮顶中央部位的平整度控制较差，中央部位局部凹凸度与浮顶其他部位相比明显偏大。鉴于以上施工工艺存在的不足，本次发明的施工工艺能够较好的克服以上不足，提高单盘的施工质量，有效的控制单盘平整度，且提高施工效率，节约生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的施工工艺，即用拘束法和逐圈释放变形法双重控制单盘式浮顶平整度。本施工工艺能够简化施工步骤，很好的控制单盘平整度，且易于管理。本发明的目的可以通过以下技术方案实现一种单盘式大型储罐浮顶，包括设在浮顶周缘的环形边缘浮舱、设在浮顶中间的中心浮舱以及设在环形边缘浮舱和中心浮舱之间的单盘。所述的环形边缘浮舱是由多个边缘浮舱单体拼接而成，所述的单盘由单盘边缘板和单盘板拼接而成，单盘边缘板的外缘和环形边缘浮舱的内缘相连，在单盘边缘板的内缘和中心浮舱的外缘之间铺设单盘板；所述单盘的下表面，自单盘外缘起沿径向方向每隔Γ6πι的距离设置环向筋，以环向筋为界将单盘分为多个区域，除最外区域外，其余每个区域内设有径向筋。上述单盘式大型储罐浮顶的施工工艺为先将多个边缘浮舱单体焊接成环形边缘浮舱，环形边缘浮舱焊接完成后，按区域由外向内组对焊接单盘，单盘最外区域的组对焊接顺序为先组对单盘边缘板，后组对单盘板，最后组对环向筋，组对顺序为由外向内，组对完成之后对单盘下表面进行焊接，焊接顺序依次为环向筋、单盘边缘板和单盘板搭接缝，单盘下表面焊接完成后，对单盘边缘板和单盘板上表面进行均匀焊接，焊接顺序为由外向内；其他各区域组对焊接的顺序为先组对单盘板，后组对环向筋与径向筋，组对顺序为由外向内；组对完成之后对单盘下表面进行焊接，焊接顺序依次为环向筋、径向筋和单盘板搭接缝；单盘下表面焊接完成后，对单盘板上表面进行均匀焊接，焊接顺序为由外向内，各区域组对焊接完成后；最后组对焊接中心浮舱。以环向筋为界，将单盘分为若干个区域，按区域由外向内对单盘进行组对焊接，某一区域组对焊接时，将施工范围严格控制在该区域范围内。单盘边缘板组对时机的选择在浮顶环形边缘浮舱焊接完成后，单盘板组对之前开始。将多个边缘浮舱单体焊接成环形边缘浮舱，以单盘边缘板为媒介将单盘板与环形边缘浮舱连成一个整体，利用环形边缘浮舱这个拘束体约束单盘组对焊接时的收缩。以环向筋为界限，按区域逐次由外向内进行组焊，给予单盘充分的收缩空间，逐圈释放变形。本发明的有益效果本发明单盘式大型储罐浮顶的施工工艺采用拘束法和逐圈释放变形法双重控制浮顶单盘平整度，控制点简单明确，组对焊接区域清楚分明，该施工工艺操作简单方便，更有利于管理和控制施工质量，更有利于管理与控制施工质量，且能够有效的控制单盘平整度。拘束法和逐圈释放变形法双结合，能有效的控制单盘平整度，无需增加其他的措施来控制或修正局部凹凸度，大大提高了施工效率，节约了生产成本及施工周期。根据我公司在镇海中转油库4台10X 104m3原油储罐、镇海国家石油储备基地24台10X 104m3原油储罐以及日照16台10X104m3原油储罐的安装工程实践过程中，该种工艺能将单盘局部凹凸度控制在20mm以内，且浮顶单盘上表面基本无积水，各项质量指标均优于设计技术文件规定及规范标准要求。
图1为单盘式浮顶储罐的纵向剖面图。图2单盘式浮顶的上表面和下表面局部形状图。其中，A为下表面局部形状图，B为上表面局部形状图1-环形边缘浮舱；2-环向筋；3-单盘板；4-中心浮舱；5-罐壁；6-径向筋；7-单盘边缘板。
具体实施例方式实施例1
以日照商业储备基地工程十万立方米浮顶油罐为例，其16台十万立方米浮顶储罐均为单盘式浮顶油罐，浮顶采用搭接形式，直径为79. 5米。单盘式浮顶由浮顶周缘42个边缘浮舱单体拼接组成的环形边缘浮舱1、浮顶中间的2个中心浮舱4以及设在环形边缘浮舱1和中心浮舱4之间的单盘组成。所述的单盘由单盘边缘板7和单盘板3拼接而成，单盘边缘板7的外缘和环形边缘浮舱I的内缘相连，单盘板3在单盘边缘板7的内缘和中心浮舱4的外缘之间铺设，单盘下表面分别在半径R30. 8m、R25. 8 m、R20. 8 m、R15. 8 m、RIO. 8m的位置上安装有五圈环向筋2及相应径向筋6，以环向筋2为界，将单盘分为六大区域，由单盘边缘向中心依次为VI区、V区、IV区、III区、II区、I区，除最外区域(VI区)外，其余每个区域内设有径向筋6。单盘上表面为连续满焊，下表面为断续焊。本工程浮顶施工第一步将42个边缘浮舱单体组对焊接成环形边缘浮舱I，环形边缘浮舱I焊接完成后，按区域由外向内组对焊接单盘，以环向径2为界，将单盘分成六个区域，分别标为VI区、V区、IV区、III区、II区、I区，施工顺序按区域由外向内，即整 体组焊按VI — V — IV — III — II — I的顺序进行；单盘最外区域VI区的组对焊接顺序为先组对单盘边缘板7，后组对单盘板3，最后组对环向筋2，组对顺序为由外向内，组对完成之后对单盘下表面进行焊接，焊接顺序依次为环向筋2、单盘边缘板7和单盘板3搭接缝，单盘下表面焊接完成后，对单盘边缘板7和单盘板3上表面进行均匀焊接，焊接顺序为由外向内；以单盘边缘板7为媒介，单盘与边缘浮舱I连成一个整体后，对单盘其他区域进行组对焊接。以第V区为例，区域内组对焊接顺序按照由外向内的原则，先组对单盘板3，后组对环向筋2与径向筋6，组对顺序为由外向内；组对完成后进行焊接，焊接顺序按照由外向内，先下后上的原则，先进行单盘下表面的焊接，焊接次序为先环向筋2、径向筋6，最后单盘板3搭接缝；待单盘下表面焊接完成后，再进行单盘板3上表面的焊接；单盘各区域焊接完成后，最后组对焊接浮顶中心浮舱4。在施工过程中主要有两大控制环节1、对单盘边缘板组对时机的控制；2、对各区域组对焊接工艺的控制。单盘边缘板组对时机应在浮顶环形边缘浮舱I焊接完成后，单盘板组对之前开始。浮顶环形边缘浮舱I焊接完成之后，浮顶环形边缘浮舱I已形成一个拘束体，可以很好的约束单盘组对焊接时的收缩，增加单盘板3的刚性，同时，在一定程度上可以充分利用焊接残余拉应力，起到一个张紧或支撑作用，能有效的防止单盘因压缩失稳而出现波浪变形。各区域组对焊接，应遵守由外向内的原则，区域间施工顺序为VI — V— IV — III — II — I，各区域可以看成一个独立的部分，由外向内进行施工，在组焊某个单独区域时，需严格将施工范围控制在该区域内；单个区域的组焊，按照由外向内的原则，除最外区域VI区外，其他区域的组对焊接顺序为先组对单盘板3，后组对环向筋2与径向筋6 ;组对完成后方可进行焊接，焊接顺序按照由外向内，先下后上的原则，先进行单盘下表面的焊接，焊接次序为先环向筋2、径向筋6，最后单盘板3搭接缝；单盘下表面焊接完成后，最后进行单盘板上表面的焊接。采用各大区域相对独立的组对焊接工艺，能够给予单盘充分的收缩空间，减少焊接区域对未焊接区域的影响，有效的提高了单盘平整度的质量。
权利要求
1.一种单盘式大型储罐浮顶，其特征在于所述的单盘式浮顶包括设在浮顶周缘的环形边缘浮舱(I)、设在浮顶中间的中心浮舱(4)以及设在环形边缘浮舱(I)和中心浮舱(4)之间的单盘，所述的环形边缘浮舱(I)是由多个边缘浮舱单体拼接而成，所述的单盘由单盘边缘板(7)和单盘板(3)拼接而成，单盘边缘板(7)的外缘和环形边缘浮舱(I)的内缘相连，单盘边缘板(7)的内缘和中心浮舱(4)的外缘之间铺设单盘板(3);所述单盘的下表面，自单盘外缘起沿径向方向每隔Γ6πι的距离设置环向筋(2)，以环向筋(2)为界将单盘分为多个区域，除最外区域外，其余每个区域内设有径向筋(6)。
2.根据权利要求I所述的单盘式大型储罐浮顶的施工工艺，其特征在于先将多个边缘浮舱单体焊接成环形边缘浮舱(I )，环形边缘浮舱(I)焊接完成后，按区域由外向内组对焊接单盘，单盘最外区域的组对焊接顺序为先组对单盘边缘板(7)，后组对单盘板(3)，最后组对环向筋(2)，组对顺序为由外向内，组对完成之后对单盘下表面进行焊接，焊接顺序依次为环向筋(2)、单盘边缘板(7)和单盘板(3)搭接缝，单盘下表面焊接完成后，对单盘边缘板(7)和单盘板(3)上表面进行均匀焊接，焊接顺序为由外向内；其他各区域组对焊接的顺序为先组对单盘板(3)，后组对环向筋(2)与径向筋(6)，组对顺序为由外向内；组对完成之后对单盘下表面进行焊接，焊接顺序依次为环向筋(2)、径向筋(6)和单盘板(3)搭接缝；单盘下表面焊接完成后，对单盘板(3)上表面进行均匀焊接，焊接顺序为由外向内，各区域组对焊接完成后；最后组对焊接中心浮舱(4)。
3.根据权利要求2所述的单盘式大型储罐浮顶的施工工艺，其特征在于按区域由外向内对单盘进行组对焊接，某一区域组对焊接时，将施工范围严格控制在该区域范围内。
4.根据权利要求2所述的单盘式大型储罐浮顶的施工工艺，其特征在于单盘边缘板组对时机的选择是在浮顶环形边缘浮舱(I)焊接完成后，单盘板(3)组对之前开始。
全文摘要
本发明公开了一种单盘式大型储罐浮顶及其施工工艺，该单盘浮顶采用拘束法和逐圈释放变形法的施工工艺双重控制浮顶单盘平整度，控制点简单明确，组对焊接区域清楚分明，便于管理和控制施工质量。拘束法和逐圈释放变形法双结合，能有效的控制单盘平整度，无需增加其他的措施来控制或修正局部凹凸度，大大提高了施工效率，节约了生产成本及施工周期。
文档编号B65D88/34GK102874502SQ20121040439
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者杭万红, 陈晨 申请人:中国石油化工集团公司, 中石化南京工程有限公司