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20000m3拱頂儲(chǔ)罐頂板支撐網(wǎng)架組裝及罐底焊接

文檔作者：李保國(guó) 牟永春文檔來(lái)源：北京帕克國(guó)際工程咨詢(xún)有限公司中國(guó)石油股份有限責(zé)任公司規(guī)劃設(shè)計(jì)院地面所中國(guó)石油工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司北京分公司工藝所		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年02月06日
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38 油氣田地面工程第25卷第3期(2006．3)
20000m3拱頂儲(chǔ)罐頂板支撐網(wǎng)架組裝及罐底焊接
李保國(guó)(北京帕克國(guó)際工程咨詢(xún)有限公司)
牟永春(中國(guó)石油股份有限責(zé)任公司規(guī)劃設(shè)計(jì)院地面所)
曾暉(中國(guó)石油工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司北京分公司工藝所)
摘要以20000m3拱頂儲(chǔ)罐為例，對(duì)
罐頂板支撐網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和罐底“人”字形排
板的焊縫分布情況進(jìn)行分析、研究，確定了
先進(jìn)、合理的組裝方法和焊接順序，加快了
施工的進(jìn)度，提高了施工的質(zhì)量。這種特殊
結(jié)構(gòu)的罐項(xiàng)組裝和罐底焊接方法為同類(lèi)工程
的施工提供了借鑒作用。
主題詞拱頂儲(chǔ)罐排板焊接
在煉油、石油化工企業(yè)和各類(lèi)石油庫(kù)中，地上
固定拱頂儲(chǔ)罐的容量大于10000m3時(shí)，由于受到
自身結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)性的限制，拱頂多采用網(wǎng)架式結(jié)
構(gòu)；而對(duì)于罐底排板，考慮到焊接變形最小、易于
施工以及節(jié)約鋼材等因素，采用“人”字形排板。
下面以民航津京輸油管道工程中20000m3航空燃
料油拱頂儲(chǔ)罐為例，介紹如何對(duì)這種特殊的罐底和
罐頂結(jié)構(gòu)型式確定合理的組裝和焊接方法。
I．儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)
(1)結(jié)構(gòu)形式。20000m3拱頂儲(chǔ)罐的立面簡(jiǎn)圖
見(jiàn)圖I；罐底“人”字排板示意圖見(jiàn)圖2。
圖I儲(chǔ)罐立面簡(jiǎn)圖
(2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。20000m3拱頂儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如
下：①罐頂板支撐結(jié)構(gòu)為工字鋼球面網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，工
字鋼規(guī)格為284，材質(zhì)為Q235一A；②罐底板截面
呈倒錐體(邊高中低)，中腹板排板為“人”字
形，材質(zhì)為Q235一A。
分作用就強(qiáng)，過(guò)程振蕩劇烈，穩(wěn)定程度低；積分時(shí)
間太大，積分作用不明顯；余差消除很慢。因?yàn)榉e
分作用會(huì)加強(qiáng)振蕩對(duì)于管道壓力，流量等滯后不大
的對(duì)象，I值可選小些，溫度對(duì)象的滯后較大，I
值可選大些。
(3)微分調(diào)節(jié)D。調(diào)節(jié)器的輸出的變化與偏
差變化速度成正比的調(diào)節(jié)規(guī)律，主要是用來(lái)克服被
調(diào)參數(shù)的容量滯后，有調(diào)“超前”快速作用。微分
時(shí)間D大，作用強(qiáng)，動(dòng)偏差減少，余差能小些，
但增加了系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，D太大則容易引起系統(tǒng)
振蕩，D適當(dāng)微分作用小，動(dòng)偏差大，波動(dòng)周期
長(zhǎng)，穩(wěn)定性較好。
3．結(jié)語(yǔ)
(1)比例調(diào)節(jié)P依據(jù)“偏差的大小”來(lái)動(dòng)作。
它的輸出與輸人偏差大小成比例調(diào)節(jié)及時(shí)、有力，但
有余差。用比例度來(lái)表示其作用的強(qiáng)弱。比例度越
小，調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)，比例作用太強(qiáng)時(shí)，會(huì)引起振蕩。
(2)積分調(diào)節(jié)I。依據(jù)“偏差是否存在”來(lái)動(dòng)
作。它的輸出與偏差對(duì)時(shí)間的積分成比例。其實(shí)質(zhì)
就是消除余差。但積分作用使最大動(dòng)偏差增大，延
長(zhǎng)了調(diào)節(jié)時(shí)間，用積分時(shí)間I表示其作用強(qiáng)弱，I
越小，積分作用越強(qiáng)，積分作用太強(qiáng)時(shí)，也易引起
振蕩。
(3)微分調(diào)節(jié)D。依據(jù)“偏差變化速度”來(lái)
動(dòng)作。它的輸出與輸人偏差變化的速度成比例，其
實(shí)質(zhì)和效果是阻止被調(diào)參數(shù)的一切變化，有超前調(diào)
節(jié)作用。對(duì)滯后大的對(duì)象有很好的效果。使調(diào)節(jié)過(guò)
程動(dòng)偏差減小，時(shí)間縮短，余差也減小(但不能
消除)。用D表示其作用強(qiáng)弱，D大作用強(qiáng)，D太
大會(huì)引起振蕩。
(欄目主持張秀麗)
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
油氣田地面工程第25卷第3期(2006．3) 39
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圖2罐底“人”字形板不意圖
2。罐頂板工字鋼球面支撐網(wǎng)架的組裝
(1)罐頂板工字鋼球面支撐網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
罐頂板球面支撐由上下兩層工字鋼檁條構(gòu)成，每層
11根檁條，平面同方向的檁條關(guān)于坐標(biāo)軸對(duì)稱(chēng)，
每?jī)蓪?duì)稱(chēng)檁條空間方位相同，非對(duì)稱(chēng)檁條方位各
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異。其示意圖見(jiàn)圖3(a)、圖3(b)。
(2)工字鋼球面支撐網(wǎng)架的組裝胎架設(shè)計(jì)和
選定。根據(jù)工字鋼球面支撐網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)
了三種組裝胎架：①在罐內(nèi)搭設(shè)“滿(mǎn)堂紅”腳手
架，作梵組裝胎架。此胎架的優(yōu)點(diǎn)是便于操作人員
工作，缺點(diǎn)是拆裝耗時(shí)費(fèi)力，胎架精度不易保汪；
②在與水平面垂直的方向?qū)ΨQ(chēng)設(shè)置5排組裝胎架
(見(jiàn)圖3(a))，每排均為不同半徑(非對(duì)稱(chēng)排)
的圓弧形胎架。這種胎架的優(yōu)點(diǎn)是制作簡(jiǎn)單，安裝
精度容易保證，穩(wěn)定牢固，拆裝方便，缺點(diǎn)是一次
使用完成后可能就沒(méi)用了，材料有些浪費(fèi)，但量很
少；③胎架從設(shè)計(jì)思想看，考慮到用平行于通過(guò)球
心平面的一組平面來(lái)截球缺，所得的截面預(yù)部是一
組空間上互相平行的圓弧(見(jiàn)圖3(b))，只要保
證胎架與球面支撐的工字鋼為線(xiàn)接觸，就可以避免
胎架安裝方位對(duì)安裝精度的影響。為此采用鋼管做
胎架，很好地解決了這個(gè)問(wèn)題(見(jiàn)圖3(C))。
郴9x5鋼管／
qb76x5鋼鬯
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圖3(a) 罐頂雙層工字鋼球面支撐網(wǎng)圖3(b) 罐頂雙層工字鋼球面支撐網(wǎng)架圖3{c)罐頂支撐組裝
架結(jié)構(gòu)及組裝胎架俯視簡(jiǎn)圖結(jié)構(gòu)及組裝胎架正視截面圖胎架正視簡(jiǎn)圖
3．“人”字形罐底中腹板的焊接
(1)確定合理焊接順序依據(jù)的原理。焊接不
可避免的要產(chǎn)生應(yīng)力，合理的焊接順序是減小焊接
應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的影響、減小焊接變形的方法之一。其
依據(jù)的原理是盡量避免在不可再去除的約束條件下
進(jìn)行焊接，盡可能對(duì)稱(chēng)施焊，以保證焊接應(yīng)力的最
大釋放及均衡分布。罐底板的焊接順序就是依據(jù)這
樣的原理得出的。
(2)罐底中腹板焊縫分布的研究及焊接順序
的確定。對(duì)于大多數(shù)儲(chǔ)罐，罐底中腹板的排板都采
用條形排板。過(guò)圓心平行于短焊縫和長(zhǎng)焊縫分別做
2條坐標(biāo)線(xiàn)，其焊縫分布關(guān)于坐標(biāo)線(xiàn)對(duì)稱(chēng)。故條形
排板的焊接順序是“先短后長(zhǎng)，由內(nèi)向外”對(duì)稱(chēng)
施焊，采用退步跳焊。而20000m3罐底中腹板的
排板采用“人”字形排板。對(duì)于“人”字形排板，
首先研究一下焊縫的分布情況。以過(guò)圓心互相垂直
的兩條坐標(biāo)線(xiàn)為對(duì)稱(chēng)軸將中腹板的焊縫分成4個(gè)對(duì)
稱(chēng)的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的長(zhǎng)焊縫均呈“人”字型分
布，且四個(gè)區(qū)域關(guān)于圓心對(duì)稱(chēng)。根據(jù)排板特點(diǎn)，依
據(jù)上述焊接原理，采取的焊接順序如下：①選擇一
組對(duì)稱(chēng)區(qū)域I、Ⅲ或Ⅱ、Ⅳ，先從中問(wèn)向兩端對(duì)稱(chēng)
焊接“人”字的撇或捺板中的短焊縫，然后以圓
心為對(duì)稱(chēng)點(diǎn)同時(shí)對(duì)稱(chēng)焊接區(qū)域中的“人”字型長(zhǎng)
焊縫，每一個(gè)區(qū)域從最外端的三角形板的最短長(zhǎng)焊
縫焊起，然后向內(nèi)逐一焊接直至每個(gè)區(qū)域的最長(zhǎng)的
長(zhǎng)焊縫；②焊接完成一組對(duì)稱(chēng)區(qū)域后，再重復(fù)上述
焊接順序①焊接另一組對(duì)稱(chēng)區(qū)域。采取這樣的焊接
順序焊接長(zhǎng)焊縫時(shí)，約束力最少，焊接應(yīng)力能得到
充分釋放，變形也最小。
[http：／／www．cnogfe．corrt／20060305．zip]
(欄目主持張秀麗)

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