用于儲(chǔ)存液體或氣體的鋼制密封容器即為鋼制儲(chǔ)罐，鋼制儲(chǔ)罐是儲(chǔ)存石油、天然氣必不可少的、重要的基礎(chǔ)設(shè)施，其中主要包括高壓儲(chǔ)氣罐、拱頂儲(chǔ)罐、浮頂儲(chǔ)罐和地下儲(chǔ)油罐。儲(chǔ)油罐主要包括拱頂儲(chǔ)罐、浮頂儲(chǔ)罐和內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐。

      (1)儲(chǔ)油罐的材料

      儲(chǔ)罐工程所需材料分為罐體材料和附屬設(shè)施材料。罐體材料可按抗拉屈服強(qiáng)度或抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度分為低強(qiáng)鋼和高強(qiáng)鋼，高強(qiáng)鋼多用于5000m3以上儲(chǔ)罐；附屬設(shè)施(包括抗風(fēng)圈梁、鎖口、盤梯、護(hù)欄等)均采用強(qiáng)度較低的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，其余配件、附件則根據(jù)不同的用途采用其它材質(zhì)。制造罐體常用的國(guó)產(chǎn)鋼材有20、20R、16Mn、16MnR以及Q235系列等。

      (2)儲(chǔ)油罐的結(jié)構(gòu)：

      ①拱頂儲(chǔ)罐的構(gòu)造

      拱頂儲(chǔ)罐是指罐頂為球冠狀、罐體為圓柱形的一種鋼制容器。拱頂儲(chǔ)罐制造簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，所以在國(guó)內(nèi)外許多行業(yè)應(yīng)用最為廣泛。最常用的容積為1000  -  10000 m 3，目前，國(guó)內(nèi)拱頂儲(chǔ)罐的最大容積已經(jīng)達(dá)到30000m 3。

      罐底：罐底由鋼板拼裝而成，罐底中部的鋼板為中幅板，周邊的鋼板為邊緣板。邊緣板可采用條形板，也可采用弓形板。一般情況下，儲(chǔ)罐內(nèi)徑＜16.5m時(shí)，宜采用條形邊緣板，儲(chǔ)罐內(nèi)徑≥16.5m時(shí)，宜采用弓形邊緣板。

      罐壁：罐壁由多圈鋼板組對(duì)焊接而成，分為套筒式和直線式。套筒式罐壁板環(huán)向焊縫采用搭接，縱向焊縫為對(duì)接。拱頂儲(chǔ)罐多采用該形式，其優(yōu)點(diǎn)是便于各圈壁板組對(duì)，采用倒裝法施工比較安全。直線式罐壁板環(huán)向焊縫和縱向焊縫均為對(duì)接。優(yōu)點(diǎn)是罐壁整體自上而下直徑相同，特別適用于內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐，但組對(duì)安裝要求較高、難度亦較大。

      罐頂：罐頂有多塊扇形板組對(duì)焊接而成球冠狀，罐頂內(nèi)側(cè)采用扁鋼制成加強(qiáng)筋，各個(gè)扇形板之間采用搭接焊縫，整個(gè)罐頂與罐壁板上部的角鋼圈(或稱鎖口)焊接成一體。

      ②浮頂儲(chǔ)罐的構(gòu)造

      浮頂儲(chǔ)罐是由漂浮在介質(zhì)表面上的浮頂和立式圓柱形罐壁所構(gòu)成。浮頂隨罐內(nèi)介質(zhì)儲(chǔ)量的增加或減少而升降，浮頂外緣與罐壁之間有環(huán)形密封裝置，罐內(nèi)介質(zhì)始終被內(nèi)浮頂直接覆蓋，減少介質(zhì)揮發(fā)。

      罐底：浮頂罐的容積一般都比較大，其底板均采用弓形邊緣板。

      罐壁：采用直線式罐壁，對(duì)接焊縫宜打磨光滑，保證內(nèi)表面平整。浮頂儲(chǔ)罐上部為敞口，為增加壁板剛度，應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)的風(fēng)載大小，罐壁頂部需設(shè)置抗風(fēng)圈梁和加強(qiáng)圈。

      浮頂：浮頂分為單盤式浮頂、雙盤式浮頂和浮子式浮頂?shù)刃问健?/span>

      單盤式浮頂：由若干個(gè)獨(dú)立艙室組成環(huán)形浮船，其環(huán)形內(nèi)側(cè)為單盤頂板。單盤頂板底部設(shè)有多道環(huán)形鋼圈加固。其優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低、好維修。

      雙盤式浮頂：由上盤板、下盤板和船艙邊緣板所組成，由徑向隔板和環(huán)向隔板隔成若干獨(dú)立的環(huán)形艙。其優(yōu)點(diǎn)是浮力大、排水效果好。

      ③內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐的構(gòu)造

      內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐是在拱頂儲(chǔ)罐內(nèi)部增設(shè)浮頂而成，罐內(nèi)增設(shè)浮頂可減少介質(zhì)的揮發(fā)損耗，外部的拱頂又可以防止雨水、積雪及灰塵等進(jìn)入罐內(nèi)，保證罐內(nèi)介質(zhì)清潔。這種儲(chǔ)罐主要用于儲(chǔ)存輕質(zhì)油，例如汽油、航空煤油等。內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐采用直線式罐壁，壁板對(duì)接焊制，拱頂按拱頂儲(chǔ)罐的要求制作。目前國(guó)內(nèi)的內(nèi)浮頂有兩種結(jié)構(gòu)：一種是與浮頂儲(chǔ)罐相同的鋼制浮頂；另一種是拼裝成型的鋁合金浮頂。

      (3)儲(chǔ)油罐的基礎(chǔ)

      ①基礎(chǔ)形式：通常有護(hù)坡式基礎(chǔ)、環(huán)墻式基礎(chǔ)、外環(huán)墻式基礎(chǔ)三種基礎(chǔ)形式。

      ②儲(chǔ)罐基礎(chǔ)選型：

      l當(dāng)?shù)鼗�土層能滿足承載力設(shè)計(jì)值和沉降差的要求且場(chǎng)地不受限制時(shí)，宜采用護(hù)坡式或外環(huán)墻式基礎(chǔ)；

      l當(dāng)?shù)鼗�土層不能滿足承載力設(shè)計(jì)值要求、但沉降量不超過(guò)允許值時(shí)，可采用環(huán)墻式或外環(huán)墻式基礎(chǔ)；

      l當(dāng)?shù)鼗�土層為軟土層時(shí)，宜對(duì)地基處理后再采用外環(huán)墻式基礎(chǔ)；

      l當(dāng)場(chǎng)地受限時(shí)，可采用環(huán)墻式基礎(chǔ)。

      (4)儲(chǔ)油罐制作與安裝

      大型儲(chǔ)罐的施工是一個(gè)系統(tǒng)工程，必須進(jìn)行全過(guò)程管理、全方位控制。目前世界上最大的儲(chǔ)罐是沙特阿拉伯建成的20×104m3浮頂罐。為適應(yīng)石油戰(zhàn)略儲(chǔ)備的需要，國(guó)內(nèi)石油石化行業(yè)正規(guī)劃和建造大型儲(chǔ)罐，我國(guó)已掌握了15×104m3浮頂罐的施工。

      ①材料預(yù)制

      對(duì)于大型儲(chǔ)罐，視所處地理位置一般現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制，可用機(jī)械方法(剪板機(jī))切割加工，也可用半自動(dòng)切割機(jī)、數(shù)控切割機(jī)等進(jìn)行火焰切割加工。

      吊板、放置及運(yùn)輸：因板較長(zhǎng)，對(duì)10×104m3儲(chǔ)罐壁板長(zhǎng)度達(dá)到13000mm，中幅板長(zhǎng)近15000mm，因此施工的整個(gè)過(guò)程中臥置吊裝用平衡框，立置吊裝用平衡梁，防止在吊裝過(guò)程中對(duì)板造成塑性變形。從底板、壁板到貨至安裝，一般需要幾個(gè)月時(shí)間，在此期間由于擺放不當(dāng)安裝時(shí)可能已造成塑性變形，因此板在堆放時(shí)必須墊平，厚板間墊木方，間距控制在2m左右。薄板3～5張板疊放，之間加木方，并且層間木方在同一位置上。同時(shí)由于其自重產(chǎn)生的壓應(yīng)力在安裝時(shí)得不到完全釋放而產(chǎn)生變形，因此不宜堆放過(guò)高。

      下料：如果采用數(shù)控切割機(jī)，下料精度及坡口質(zhì)量會(huì)穩(wěn)定一些。如果是半自動(dòng)下料，每個(gè)人、每臺(tái)切割機(jī)切割出來(lái)可能不一樣，給組裝焊接增加了一定難度，原則上專人畫線、專人切割。滾制后的鋼板置于胎具存放。盡量采用立胎，防止自重引起的弧度變化。

      滾圓：施工過(guò)程中控制變形有一定難度，只能靠工種間相互配合和操作者的責(zé)任心。若制作胎具可有效避免天吊與滾板配合不好造成板變形，但卻給現(xiàn)場(chǎng)正常施工帶來(lái)很多困難：一是胎具太長(zhǎng)，可能占據(jù)位置大。二是影響“壓頭”施工。

      熱處理：大型儲(chǔ)罐第一圈進(jìn)行接管焊接的壁板需進(jìn)行消除焊接應(yīng)力處理，四建公司自行研制的可拆卸的熱處理組裝爐能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際要求。要防止開(kāi)孔部位發(fā)生變形，焊接和熱處理時(shí)的加固方法、措施要得當(dāng)，如果控制不好，一旦產(chǎn)生變形就難以矯正。

      ②罐底施工

      對(duì)于5×104m3、10×104m3浮頂儲(chǔ)罐，罐底為弓形邊緣板一般為14mm、21mm的國(guó)產(chǎn)16MnR板、日本產(chǎn)SPV490Q鋼板，全部為對(duì)接，焊接時(shí)易產(chǎn)生單條焊縫角變形和罐底整體變形。一般通過(guò)反變形加以控制。帶清掃孔的罐底邊緣板厚，應(yīng)多削薄1～2mm避免對(duì)口錯(cuò)邊，邊緣板焊接時(shí)一定要均布對(duì)稱焊接，不能一道焊縫焊完后再焊接其他焊縫，這樣會(huì)導(dǎo)致邊緣板收縮不均勻；罐底上畫罐壁組裝圓時(shí)一定要同一個(gè)人盡可能快地一次完成，以免因氣溫變化引起罐底的熱脹冷縮造成罐壁基準(zhǔn)圓不準(zhǔn)確而影響罐壁的橢圓度。

      中幅板為8mm與12mm國(guó)產(chǎn)Q235A板，施工前進(jìn)行排板。搭接焊縫施工難度不大，帶墊板的對(duì)接焊縫易產(chǎn)生焊接變形。首先墊板鋪設(shè)必須斷開(kāi)留活口增加二次墊板，保證焊接過(guò)程中每張板自由收縮。二是打底和蓋面焊時(shí)分段退焊，薄板不開(kāi)坡口間隙稍大些(8mm左右)，確保打底焊質(zhì)量。蓋面以添加碎焊絲的埋弧焊自動(dòng)焊方法進(jìn)行焊接可有效防止變形。三必須加背杠。四在有條件情況下(施工季節(jié)天氣好、少風(fēng)雨影響)可采用CO2氣體保護(hù)焊接也可有效防止變形。

      ③罐壁組裝

      第一壁板找水平時(shí)，一般是在底部墊方銷子調(diào)整高度。如果整圈水平度找好后，建議在每個(gè)銷子上點(diǎn)焊擋板，避免施工中壁板振動(dòng)導(dǎo)致銷子移動(dòng)。另外，根據(jù)相關(guān)提出的“補(bǔ)償”工藝(罐底大角縫焊接收縮引起壁板垂直度變化)，每節(jié)壁板安裝時(shí)，使其盡可能向里傾(在規(guī)范范圍內(nèi))，盡量避免外傾。

      壁板組裝難度不大，如果環(huán)縫用砂輪機(jī)清根，要求環(huán)縫組對(duì)時(shí)留有2mm間隙，這給組裝增加了一些難度。壁板厚度在14mm以下，易出現(xiàn)變形。主要是立縫與環(huán)縫相交的部位，影響垂直度(規(guī)范要求最大50mm)，但主要原因是薄板本身的預(yù)制質(zhì)量不好或在施工及運(yùn)輸過(guò)程中變形造成的。

      ④焊接

      罐底焊接：根據(jù)試驗(yàn)效果，打底用手工焊和CO2氣體保護(hù)焊均可。手工焊清渣費(fèi)時(shí)一些，CO2氣體保護(hù)焊對(duì)坡口水分等要求嚴(yán)一些，但清渣容易。打底焊質(zhì)量一定要好，才能保證碎絲埋弧焊蓋面的質(zhì)量，否則缺陷就留在里面成隱患。

      大角縫焊接：采用手工焊里外封底，埋弧焊填充蓋面。由于圓周形焊縫，所以平角焊機(jī)需專用的裝備。焊內(nèi)側(cè)焊縫時(shí)需加側(cè)面頂輪，頂在罐壁上，保證焊機(jī)沿罐壁行走。焊外側(cè)時(shí)，平角焊機(jī)能將自身重量吸在罐壁上，使焊機(jī)沿罐壁行走，否則只能在每臺(tái)焊機(jī)上增加2塊活動(dòng)平臺(tái)，焊工用手動(dòng)來(lái)控制焊機(jī)行走方向。

      罐壁焊接：目前國(guó)內(nèi)10萬(wàn)或15萬(wàn)立方米罐主體焊接材料都從日本采購(gòu)。對(duì)5萬(wàn)立方米罐施工，立焊盡可能改為氣電立焊。值得注意的是滑動(dòng)銅塊一側(cè)的壁板上焊前要清干凈，不能有影響滑塊移動(dòng)的焊疤、飛濺等。環(huán)縫焊接要靠焊工的熟練操作經(jīng)驗(yàn)來(lái)保證。環(huán)縫的焊劑要求顆粒度很小才能保證不出氣孔。用碳弧氣刨清根后必須用砂輪機(jī)磨掉氧化層，對(duì)不同強(qiáng)度等級(jí)的板材進(jìn)行必要的磁粉或著色檢測(cè)。

      ⑤浮頂施工

      單盤時(shí)，船艙在外面預(yù)制好后安裝。由于船艙底板坡度較大，一定要做胎具進(jìn)行預(yù)制。單盤的臨時(shí)支架上表面要保持平整，有環(huán)梁、經(jīng)向加強(qiáng)梁的單盤，臨時(shí)支架以圓形布置且保證每個(gè)環(huán)梁的圓周與支架圓周吻合，以環(huán)梁和經(jīng)向梁作為支架的一部分。無(wú)環(huán)梁經(jīng)向梁時(shí)一般長(zhǎng)方形或菱形布置臨時(shí)支架較簡(jiǎn)單。單盤鋪完后，先檢查上表面有無(wú)凹陷、凸出加以調(diào)整，然后從下部焊接，最后再焊接上面。焊接上面時(shí)視具體情況加背杠強(qiáng)制變形。

      雙浮盤結(jié)構(gòu)一般不進(jìn)行船艙的預(yù)制，因?yàn)閱胃”P的船艙與單盤之間有專門的連接角鋼，便于安裝。而雙浮盤的底面是平整的，船艙與浮盤底板沒(méi)有專門的連接角鋼，相互間的連接要麻煩一些。但進(jìn)行預(yù)制后安放在施工上還是可行的。雙盤先鋪底層鋼板，然后安裝隔板、桁架等(事先將安裝位置焊接焊完)。再進(jìn)行底部焊接和頂部焊接，最后鋪設(shè)頂板。在安裝雙盤時(shí)，由于一圈圈的同心圓確定環(huán)形隔板的位置，相鄰環(huán)形隔板之間的徑向距離是固定的，所以畫同心圓時(shí)中心位置確定很重要。保證中心點(diǎn)到罐壁各點(diǎn)位置距離一致，才能避免經(jīng)向桁架長(zhǎng)度調(diào)整量少。