儲罐基礎(chǔ)知識介紹

1、儲罐按其制造材質(zhì)可分為金屬罐和非金屬罐。在化工、石油化工和石油等工業(yè)中儲存液化氣以外的原料油主要采用金屬儲罐，即金屬油罐。(一)油罐分類金屬油罐可根據(jù)油罐所處位置、幾何形狀和不同結(jié)構(gòu)形式等幾方面來劃分。1、按油罐所處位置劃分分為地上油罐、半地下油罐和地下油罐三種。(1)地上油罐。指油罐的罐底位于設(shè)計標(biāo)高 M.00 及其以上；罐底在設(shè)計標(biāo)高 10.00 以下但不超過油罐高度的 1/2,也稱為地上油罐。(2)半地下油罐。半地下油罐是指油罐埋入地下深于其高度的 1/2,而且油罐的液位的最大高度不超過設(shè)計標(biāo)高 i0.00 以上 0.2m。(3)地下油罐。地下油罐指罐內(nèi)液位處于設(shè)計標(biāo)高 10.00 以下

2、 0.2m 的油罐。2、按油罐的幾何形狀劃分按油罐的幾何形狀可劃分為：(1)立式圓柱形罐；(2)臥式圓柱形罐；(3)球形罐；3、按油罐的不同結(jié)構(gòu)形式劃分可分為：固定頂儲罐、無力矩頂儲罐、浮頂儲罐和套頂儲罐。(1)固定頂儲罐：固定頂儲罐又可分為錐頂儲罐、拱頂儲罐、自支承傘形儲罐。(2)無力矩頂儲罐(懸鏈?zhǔn)綗o力矩儲罐)：無力矩頂儲罐是根據(jù)懸鏈線理論，用薄鋼板制造的。其頂板縱斷面呈懸鏈曲線狀。由于這種形狀的罐頂板只受拉力作用而不產(chǎn)生彎矩，所以稱為無力矩頂油罐。(3)浮頂儲罐：浮頂儲罐分為浮頂儲罐、內(nèi)浮頂儲罐(帶蓋內(nèi)浮頂儲罐)。1)浮頂儲罐。浮頂儲罐的浮頂是一個漂浮在貯液表面上的浮動頂蓋，隨著儲液的輸

3、入輸出而上下浮動，浮頂與罐壁之間有一個環(huán)形空間，這個環(huán)形空間有一個密封裝置，使罐內(nèi)液體在頂蓋上下浮動時與大氣隔絕，從而大大減少了儲液在儲存過程中的蒸發(fā)損失。采用浮頂罐儲存油品時，可比固定頂罐減少油品損失 80%左右。2)內(nèi)浮頂儲罐。內(nèi)浮頂儲罐是帶罐頂?shù)母№敼蓿彩枪绊敼藓透№敼尴嘟Y(jié)合的新型儲罐。內(nèi)浮頂儲罐的頂部是拱頂與浮頂?shù)慕Y(jié)合，外部為拱頂，內(nèi)部為浮頂。內(nèi)浮頂儲罐具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)：一是與浮頂罐比較，因為有固定頂，能有效地防止風(fēng)、砂、雨、雪或灰塵的侵入，絕對保證儲液的質(zhì)量。同時，內(nèi)浮盤漂浮在液面上，使液體無蒸汽空間，減少蒸發(fā)損失 85%96%;減少空氣污染，減少著火爆炸危險，易于保證儲液質(zhì)量，特別適

4、合于儲存高級汽油和噴氣燃料及有毒的石油化工產(chǎn)品；由于液面上沒有氣體空間，故減少罐壁罐頂?shù)腻庑停瑥亩娱L儲罐的使用壽命，二是在密封相同情況下，與浮頂相比可以進(jìn)一步降低蒸發(fā)損耗。內(nèi)浮頂儲罐的缺點(diǎn)：與拱頂罐相比，鋼板耗量比較多，施工要求高；與浮頂罐相比，維修不便(密封結(jié)構(gòu))，儲罐不易大型化，目前一般不超過 10000m3。(舟山項目以為 15000m3)(二)金屬油罐附件罐體上安裝的一些供特殊用途的附屬配件，即油罐附件，應(yīng)適應(yīng)各種油品的儲存、發(fā)放、計量和維修等的要求,確保金屬油罐的正常工作。(1)人孔：專為操作人員進(jìn)出油罐檢查、清洗和修理之用。(2)透光孔：專為罐內(nèi)進(jìn)行檢查、修理、刷洗時透光、通風(fēng)之

5、用。一般安裝在罐內(nèi)的頂部。(3)排污孔(管)：用于清掃油罐時排出淤泥油污等，平時可以通過放水管排泄罐底沉積水。(4)放水管：用于排除罐底的沉積水。(5)罐頂結(jié)合管與罐壁接合管：用于進(jìn)出儲存介質(zhì)之用。(6)量油孔：用于測量罐內(nèi)油品的液面、溫度及取樣。量油孔一般與測量液位的儀表相連。通常安裝在罐頂平臺附近。(7)呼吸閥、安全閥：呼吸閥的作用是調(diào)節(jié)罐內(nèi)油氣壓力，當(dāng)罐內(nèi)壓力過高時，通過呼吸閥將部分多余油氣排出，使罐內(nèi)壓力下降；當(dāng)罐內(nèi)壓力過低時，通過呼吸閥從罐外吸入空氣，使罐內(nèi)壓力升高，始終保持與大氣壓恒定的狀態(tài)。安全閥的作用是當(dāng)油罐在操作過程中，由于呼吸閥失靈或其他原因影響正常工作時，可通過它調(diào)節(jié)罐內(nèi)

6、壓力，從而防止由于罐內(nèi)正壓或負(fù)壓太高、罐壁應(yīng)力過大而造成油罐外形破壞或油罐被抽癟。(8)防火器：用來防止火星、空氣經(jīng)過安全閥或呼吸閥進(jìn)入罐內(nèi)引起意外，它安裝在呼吸閥或安全閥的下面。(9)內(nèi)部關(guān)閉閥操縱裝置：該裝置用來連接罐內(nèi)外自動關(guān)閉閥，完成進(jìn)油和出油。(10)加熱器：加熱器分局部加熱器和全面加熱器兩種。其作用是通過蒸汽對原油和重油加熱，以防止油品凝固。(11)升降管：通過回轉(zhuǎn)接頭與出油接合管相連接,用卷揚(yáng)機(jī)帶動升降，可選擇抽取罐內(nèi)任何部位油品，一般只安裝在潤滑油或特種油品罐上。(12)泡沫發(fā)生器：當(dāng)罐內(nèi)油品發(fā)生意外起火燃燒時，利用泡沫發(fā)生器產(chǎn)生泡沫劑滅火。(13)進(jìn)料孔：用于進(jìn)料。(三)金屬

7、油罐的制作安裝1、罐底預(yù)制與安裝罐底安裝時要注意，中間條板的中心線必須與基礎(chǔ)上的縱橫中心線重合。相鄰兩條中幅板上的短縫應(yīng)錯開 500mm 以上，中幅板和邊板的焊縫應(yīng)錯開 200mm 以上。底板鋪設(shè)之前，應(yīng)在底面涂防腐瀝青漆(搭接部位可不刷涂)。罐底的焊接步驟是：先焊接中幅板，在丁字縫處用捻錘將焊縫打嚴(yán)，然后按焊接順序?qū)ΨQ施焊。2、罐頂預(yù)制與安裝罐頂預(yù)制和安裝與罐體的安裝工藝密切相關(guān)，對于采用倒裝法安裝工藝的油罐，其罐頂預(yù)制與安裝過程為：當(dāng)罐底鋪好后，即開始安裝罐頂。3、金屬油罐的安裝施工方法(1)機(jī)械正裝法。(2)抱桿倒裝法。(3)卷裝法。(4)充氣升頂法。(5)水浮正裝法。水浮正裝法適用于大

8、容量的浮船式金屬儲罐的施工。4、金屬油罐的試驗(1)油罐焊縫質(zhì)量的檢驗及驗收。為確保油罐安裝的焊縫質(zhì)量，應(yīng)對油罐焊縫上外觀和內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢驗，采用相應(yīng)的無損探傷方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。常用的無損探傷方法有：超聲波探傷、射線探傷、磁粉探傷、滲透探傷等。(2)油罐嚴(yán)密性試驗。油罐(包括附件)安裝完畢，應(yīng)按設(shè)計技術(shù)條件和規(guī)范要求，分別對罐底、罐壁、罐頂及附件進(jìn)行嚴(yán)密性試驗。油罐嚴(yán)密性試驗的目的是檢驗其本身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及焊縫嚴(yán)密性。幾種常見的試驗方法有：真空箱試驗法、煤油試漏方法、化學(xué)試驗法、壓縮空氣試驗法。罐底焊接完畢后，通常用真空箱試驗法或化學(xué)試驗法進(jìn)行嚴(yán)密性試驗，罐壁嚴(yán)密性試驗一般采用煤油試漏法，罐頂則一般

9、利用煤油試漏或壓縮空氣試驗法以檢查其焊縫的嚴(yán)密。(3)油罐充水試驗。對油罐的罐底、罐壁、罐頂分別進(jìn)行嚴(yán)密性試驗后，應(yīng)再進(jìn)行充水試驗，并檢查下列試驗內(nèi)容：罐底嚴(yán)密性，罐壁強(qiáng)度及嚴(yán)密性，固定頂強(qiáng)度、穩(wěn)定性及嚴(yán)密性，浮頂及內(nèi)浮面的升降試驗及嚴(yán)密性，中央排水管的嚴(yán)密性，基礎(chǔ)的沉降觀測。球罐球形罐與立式圓筒形儲罐相比，在相同容積和相同壓力下，球罐的表面積最小，故所需鋼材面積少；在相同直徑情況下，球罐壁內(nèi)應(yīng)力最小，而且均勻，其承載能力比圓筒形容器大 1 倍，故球罐的板厚只需相應(yīng)圓筒形容器壁板厚度的一半。由上述特點(diǎn)可知，采用球罐，可大幅度減少鋼材的消耗，一般可節(jié)省鋼材 30%45%;此外，球罐占地面積較小，

10、基礎(chǔ)工程量小，可節(jié)省土地面積。(一)球罐的構(gòu)造與分類1、球罐的構(gòu)造球罐由本體、支柱(承)及附件組成。（1）球罐本體。球殼有環(huán)帶式（橘瓣式）、足球瓣式、混合式結(jié)構(gòu)三種形式。（2）球罐支柱（承）。球罐支柱（承）是用于支承球罐本體重量和儲存物料重量的結(jié)構(gòu)部件，有柱式、裙式半埋入式及高架式支座多種。1）柱式支座。赤道正切柱式支座是使用最多的一種形式,另外，還有 V 型支承或三柱合一型支承。2）裙式支座。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是支座較低，由鋼板制成，其優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性好，節(jié)省鋼材。3）半埋入支座。這種結(jié)構(gòu)是半球體支承于鋼筋混凝土基礎(chǔ)上。（3）球罐的附件1）梯子平臺：一般球罐設(shè)置頂部平臺和中間平臺，頂部平臺是工藝操作

11、平臺。2）人孔和接魚：人孔是為了操作人員進(jìn)出球罐進(jìn)行檢驗和維修而設(shè)置的,同時也用于現(xiàn)場組裝焊接球罐時進(jìn)行焊后整體熱處理、進(jìn)風(fēng)、燃燒口和煙氣排出等。3）水噴淋裝置：球罐上裝設(shè)水噴淋裝置是為了貯存的液化石油氣、可燃?xì)怏w和毒性氣體的隔熱需要,同時也可起消防保護(hù)作用。4）隔熱和保冷設(shè)施。隔盤和保冷一般是為了保證貯存介質(zhì)的一定溫度。儲存液化石油氣、可燃性氣體和液化氣及有毒氣體的球罐和支柱，應(yīng)該設(shè)置隔熱設(shè)施。球罐儲存低溫物料（如乙烯、液氨等）時應(yīng)設(shè)保冷裝置。5）液面計。為了觀測球罐內(nèi)液位情況，一般在儲存液體和液化氣體的球罐中裝置液面計。6）壓力表。為了測量球罐內(nèi)的壓力而設(shè)置壓力表。考慮到壓力表由于某種原因

12、而發(fā)生故障或由于儀表檢查而取出等情況，應(yīng)在球殼的上部和下部各設(shè)一塊壓力表。2、球罐分類球罐的結(jié)構(gòu)是多種多樣的，根據(jù)不同的使用條件（介質(zhì)、容量、壓力濕度）有不同的結(jié)構(gòu)形式。通常按照外觀形狀、殼體構(gòu)造和支承方式的不同來分類。（1）按形狀分為圓球形和橢球形（2）按殼體層數(shù)分為單層殼體和雙層殼體1）單層殼體最常見，多用于常溫高壓和高溫中壓球罐。2）雙層殼體球罐，由外球和內(nèi)球組成，由于雙層殼體間放置了優(yōu)質(zhì)絕熱材料，所以絕熱保冷性能好，故能儲存溫度低的液化氣。雙層殼體球罐采用雙金屬復(fù)合板制造，適用于超高壓氣體或液化氣的儲存，目前使用不多。（3）按球殼的組合方式分為純橘瓣式、純足球瓣式和足球橘瓣混合式。1）

13、純橘瓣式球殼是按橘瓣結(jié)構(gòu)形式（或稱西瓜皮瓣）進(jìn)行分割組合的，這種結(jié)構(gòu)形式稱純橘瓣球殼。這種球殼的特點(diǎn)是球殼拼裝焊縫較規(guī)則，施工簡單。純橘瓣式球殼結(jié)構(gòu)有赤道帶，球罐支承大多數(shù)為赤道正切柱式支承。2）足球瓣式球殼。其優(yōu)點(diǎn)是球瓣的尺寸相同或相近，制作開片簡單省料。缺點(diǎn)是組裝比較困難，有部分支柱搭在球殼的焊縫上造成該處焊接應(yīng)力較復(fù)雜。3）足球橘瓣混合式球殼。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是赤道帶采用橘瓣式，上下極板是足球瓣式。優(yōu)點(diǎn)是制造球皮工作量小，焊縫短，施工進(jìn)度快，另處可以避免支柱搭在球殼焊縫上帶來的不足，缺點(diǎn)是兩種球瓣組裝校正麻煩，球皮制造要求高。（4）按支承結(jié)構(gòu)分為柱式支承和裙式支承，半埋入式支承、高架支承等。（

14、二）球罐的安裝施工1、球罐的拼裝方法（1）分片組裝法。采用分片組裝法的優(yōu)點(diǎn)是：施工準(zhǔn)備工作量少，組裝速度快，組裝應(yīng)力小，而且組裝精度易于掌握，不需要很大的吊裝機(jī)械，也不需要太大的施工場地，缺點(diǎn)是高空作業(yè)量大，需要相當(dāng)數(shù)量的夾具，全位置焊接技術(shù)要求高，而且焊工施焊條件差，勞動強(qiáng)度大。分片組裝法適用于任意大小球罐的安裝。（2）拼大片組裝法。拼大片組裝法是分片組裝法的延伸。在胎具上將已預(yù)熱好、編了號的相鄰兩片或多片球殼瓣，拼接成較大的球殼片，然后吊裝組焊成球殼體。組合的球殼片瓣數(shù)多少為宜，要根據(jù)吊裝能力確定。拼大片組裝法由于在地面上進(jìn)行組裝焊接，減少了高空作業(yè)，并可以采用自動焊進(jìn)行焊接，從而提高了焊

15、接質(zhì)量。(3)環(huán)帶組裝法。環(huán)帶組裝法一般分兩種，一種是在預(yù)制廠先將各環(huán)帶預(yù)制成型，然后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場組裝，這種方法常受各種限制，比較大的球罐很少采用。大多數(shù)施工單位一般都是在現(xiàn)場進(jìn)行預(yù)制并組裝。在臨時鋼平臺上，先后將赤道帶，上下溫帶、上下極板分別組對焊接成環(huán)帶，然后將各環(huán)帶組裝焊接成球體。環(huán)帶組裝法組裝的球殼，各環(huán)帶縱縫的組裝精度高，組裝的拘束力小，減少了高空作業(yè)和全位置焊接，施工進(jìn)度快，提高了工效。同時也減少了不安全因素，并能保證縱縫的焊接質(zhì)量。環(huán)帶組裝法現(xiàn)場施工時，需要一定面積的臨時鋼平臺，占用場地大；組裝時需用的加固支撐較多；組成的環(huán)帶重量較大，組裝成球時需較大的吊裝機(jī)械。另外，環(huán)縫組對時難

16、以避免強(qiáng)制性組裝，因而強(qiáng)裝焊接后產(chǎn)生較大的應(yīng)力。環(huán)帶組裝法一般適用于中、小球罐的安裝。(4)拼半球組裝法。這種施工方法的特點(diǎn)是：高空作業(yè)少，安裝速度快，但需用吊裝能力較大的起重機(jī)械等，故僅適用于中、小型球罐的安裝。(5)分帶分片混合組裝法。這種方法適用于中、小型球罐的安裝。上述這組裝方法中，在施工中較常用的是分片組裝法和環(huán)帶組裝方法。2、球罐焊接球罐的焊接工作量很大，焊接難度高，焊縫包括平、立、仰、橫各種位置的焊接，技術(shù)要求十分嚴(yán)格。3、球罐焊前預(yù)熱、焊后熱處理及整體熱處理(1)焊前預(yù)熱。預(yù)熱是指施焊前把焊接的工件加熱到比環(huán)境更高的溫度，再在此溫度下進(jìn)行焊接，球罐的材質(zhì)大多數(shù)為高強(qiáng)度的合金鋼，

17、在焊接過程中，由于材質(zhì)焊后冷卻收縮，易于產(chǎn)生冷裂紋及脆性匹。預(yù)熱的目的就是為了防止焊接金屬的熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋，減少應(yīng)力變形量，防止金屬熱影響區(qū)的塑性、韌性的降低，并且可以除去表面水分。根據(jù)施工規(guī)范規(guī)定，球罐的預(yù)熱溫度根據(jù)焊件材質(zhì)、厚度、接頭的拘束度、焊接材料及氣象條件確定。預(yù)熱時要求對焊接部位均勻加熱，使其達(dá)到焊接工藝規(guī)定的溫度，預(yù)熱范圍為焊接接頭中心兩側(cè)各 3 倍板厚以上且不少于 100mm 的范圍內(nèi)。(2)焊后熱處理。球罐焊接完后應(yīng)立即進(jìn)行焊后熱處理。焊后熱處理的主要目的：一方面是釋放殘余應(yīng)力，改善焊縫塑性和韌性；更重要的是為了消除焊縫中的氫根，改善焊接部位的力學(xué)性能。球罐的焊接后消氫處理

18、應(yīng)由焊接工藝評定結(jié)果確定，焊后熱處理溫度一般要求應(yīng)與預(yù)熱溫度相同(200350C),保溫時間應(yīng)為 0.51h。遇有下列情況的焊縫，均應(yīng)在焊后立即進(jìn)行焊后熱消氫處理。1)厚度大于 32mm 的高強(qiáng)度鋼；2)厚度大于 38mm 的其他低合金鋼；3)鍛制凸緣與球殼板的對接焊縫。(3)整體熱處理1)整體熱處理的目的。球罐整體熱處理的目的是為了消除由于球罐組焊產(chǎn)生的應(yīng)力，穩(wěn)定球罐幾何尺寸，改變焊接金相組織，提高金屬的韌性和抗應(yīng)力能力，防止裂紋的產(chǎn)生。同時,由于溶解氫的析出，防止延遲裂紋產(chǎn)生，預(yù)防滯后破壞，提高耐疲勞強(qiáng)度與幅變強(qiáng)度。目前我國對壁厚大于 34mm 的各種材質(zhì)的球罐都采用整體熱處理。2)整體熱處理的方法。球罐整體熱處理有兩種方法：內(nèi)燃法和電熱法。4、球罐的檢驗焊接質(zhì)量檢驗是保證球罐質(zhì)量不可缺少