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20000m3拱頂儲罐頂板支撐網(wǎng)架組裝及罐底焊接

文檔作者：李保國牟永春文檔來源：北京帕克國際工程咨詢有限公司中國石油股份有限責(zé)任公司規(guī)劃設(shè)計(jì)院地面所中國石油工程設(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拱頂儲罐頂板支撐網(wǎng)架組裝及罐底焊接
李保國(北京帕克國際工程咨詢有限公司)
牟永春(中國石油股份有限責(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拱頂儲罐為例，對
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工程
的施工提供了借鑒作用。
主題詞拱頂儲罐排板焊接
在煉油、石油化工企業(yè)和各類石油庫中，地上
固定拱頂儲罐的容量大于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
料油拱頂儲罐為例，介紹如何對這種特殊的罐底和
罐頂結(jié)構(gòu)型式確定合理的組裝和焊接方法。
I．儲罐的結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)
(1)結(jié)構(gòu)形式。20000m3拱頂儲罐的立面簡圖
見圖I；罐底“人”字排板示意圖見圖2。
圖I儲罐立面簡圖
(2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。20000m3拱頂儲罐結(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
分作用會加強(qiáng)振蕩對于管道壓力，流量等滯后不大
的對象，I值可選小些，溫度對象的滯后較大，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，動偏差大，波動周期
長，穩(wěn)定性較好。
3．結(jié)語
(1)比例調(diào)節(jié)P依據(jù)“偏差的大小”來動作。
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)，會引起振蕩。
(2)積分調(diào)節(jié)I。依據(jù)“偏差是否存在”來動
作。它的輸出與偏差對時(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偏差增大，延
長了調(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
動作。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。對滯后大的對象有很好的效果。使調(diào)節(jié)過
程動偏差減小，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
大會引起振蕩。
(欄目主持張秀麗)
萬方數(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)軸對稱，
每兩對稱檁條空間方位相同，非對稱檁條方位各
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異。其示意圖見圖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設(shè)置5排組裝胎架
(見圖3(a))，每排均為不同半徑(非對稱排)
的圓弧形胎架。這種胎架的優(yōu)點(diǎn)是制作簡單，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球
心平面的一組平面來截球缺，所得的截面預(yù)部是一
組空間上互相平行的圓弧(見圖3(b))，只要保
證胎架與球面支撐的工字鋼為線接觸，就可以避免
胎架安裝方位對安裝精度的影響。為此采用鋼管做
胎架，很好地解決了這個(gè)問題(見圖3(C))。
郴9x5鋼管／
qb76x5鋼鬯
殄7≤
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)及組裝胎架俯視簡圖結(jié)構(gòu)及組裝胎架正視截面圖胎架正視簡圖
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，盡可能對稱施焊，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。對于大多數(shù)儲罐，罐底中腹板的排板都采
用條形排板。過圓心平行于短焊縫和長焊縫分別做
2條坐標(biāo)線，其焊縫分布關(guān)于坐標(biāo)線對稱。故條形
排板的焊接順序是“先短后長，由內(nèi)向外”對稱
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。對于“人”字形排板，
首先研究一下焊縫的分布情況。以過圓心互相垂直
的兩條坐標(biāo)線為對稱軸將中腹板的焊縫分成4個(gè)對
稱的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的長焊縫均呈“人”字型分
布，且四個(gè)區(qū)域關(guān)于圓心對稱。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
組對稱區(qū)域I、Ⅲ或Ⅱ、Ⅳ，先從中問向兩端對稱
焊接“人”字的撇或捺板中的短焊縫，然后以圓
心為對稱點(diǎn)同時(shí)對稱焊接區(qū)域中的“人”字型長
焊縫，每一個(gè)區(qū)域從最外端的三角形板的最短長焊
縫焊起，然后向內(nèi)逐一焊接直至每個(gè)區(qū)域的最長的
長焊縫；②焊接完成一組對稱區(qū)域后，再重復(fù)上述
焊接順序①焊接另一組對稱區(qū)域。采取這樣的焊接
順序焊接長焊縫時(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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