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20000m3拱顶储罐顶板支撑网架组装及罐底焊接

文档作者：李保国牟永春文档来源：北京帕克国际工程咨询有限公司中国石油股份有限责任公司规划设计院地面所中国石油工程设计有限责任公司北京分公司工艺所		点击数：	更新时间： 2021年02月06日
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38 油气田地面工程第25卷第3期(2006．3)
20000m3拱顶储罐顶板支撑网架组装及罐底焊接
李保国(北京帕克国际工程咨询有限公司)
牟永春(中国石油股份有限责任公司规划设计院地面所)
曾晖(中国石油工程设计有限责任公司北京分公司工艺所)
摘要以20000m3拱顶储罐为例，对
罐顶板支撑网架结构和罐底“人”字形排
板的焊缝分布情况进行分析、研究，确定了
先进、合理的组装方法和焊接顺序，加快了
施工的进度，提高了施工的质量。这种特殊
结构的罐项组装和罐底焊接方法为同类工程
的施工提供了借鉴作用。
主题词拱顶储罐排板焊接
在炼油、石油化工企业和各类石油库中，地上
固定拱顶储罐的容量大于10000m3时，由于受到
自身结构及经济性的限制，拱顶多采用网架式结
构；而对于罐底排板，考虑到焊接变形最小、易于
施工以及节约钢材等因素，采用“人”字形排板。
下面以民航津京输油管道工程中20000m3航空燃
料油拱顶储罐为例，介绍如何对这种特殊的罐底和
罐顶结构型式确定合理的组装和焊接方法。
I．储罐的结构形式及特点
(1)结构形式。20000m3拱顶储罐的立面简图
见图I；罐底“人”字排板示意图见图2。
图I储罐立面简图
(2)结构特点。20000m3拱顶储罐结构特点如
下：①罐顶板支撑结构为工字钢球面网架结构，工
字钢规格为284，材质为Q235一A；②罐底板截面
呈倒锥体(边高中低)，中腹板排板为“人”字
形，材质为Q235一A。
分作用就强，过程振荡剧烈，稳定程度低；积分时
间太大，积分作用不明显；余差消除很慢。因为积
分作用会加强振荡对于管道压力，流量等滞后不大
的对象，I值可选小些，温度对象的滞后较大，I
值可选大些。
(3)微分调节D。调节器的输出的变化与偏
差变化速度成正比的调节规律，主要是用来克服被
调参数的容量滞后，有调“超前”快速作用。微分
时间D大，作用强，动偏差减少，余差能小些，
但增加了系统的不稳定性，D太大则容易引起系统
振荡，D适当微分作用小，动偏差大，波动周期
长，稳定性较好。
3．结语
(1)比例调节P依据“偏差的大小”来动作。
它的输出与输人偏差大小成比例调节及时、有力，但
有余差。用比例度来表示其作用的强弱。比例度越
小，调节作用越强，比例作用太强时，会引起振荡。
(2)积分调节I。依据“偏差是否存在”来动
作。它的输出与偏差对时间的积分成比例。其实质
就是消除余差。但积分作用使最大动偏差增大，延
长了调节时间，用积分时间I表示其作用强弱，I
越小，积分作用越强，积分作用太强时，也易引起
振荡。
(3)微分调节D。依据“偏差变化速度”来
动作。它的输出与输人偏差变化的速度成比例，其
实质和效果是阻止被调参数的一切变化，有超前调
节作用。对滞后大的对象有很好的效果。使调节过
程动偏差减小，时间缩短，余差也减小(但不能
消除)。用D表示其作用强弱，D大作用强，D太
大会引起振荡。
(栏目主持张秀丽)
万方数据
油气田地面工程第25卷第3期(2006．3) 39
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图2罐底“人”字形板不意图
2。罐顶板工字钢球面支撑网架的组装
(1)罐顶板工字钢球面支撑网架的结构特点。
罐顶板球面支撑由上下两层工字钢檩条构成，每层
11根檩条，平面同方向的檩条关于坐标轴对称，
每两对称檩条空间方位相同，非对称檩条方位各
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异。其示意图见图3(a)、图3(b)。
(2)工字钢球面支撑网架的组装胎架设计和
选定。根据工字钢球面支撑网架的结构特点，设计
了三种组装胎架：①在罐内搭设“满堂红”脚手
架，作梵组装胎架。此胎架的优点是便于操作人员
工作，缺点是拆装耗时费力，胎架精度不易保汪；
②在与水平面垂直的方向对称设置5排组装胎架
(见图3(a))，每排均为不同半径(非对称排)
的圆弧形胎架。这种胎架的优点是制作简单，安装
精度容易保证，稳定牢固，拆装方便，缺点是一次
使用完成后可能就没用了，材料有些浪费，但量很
少；③胎架从设计思想看，考虑到用平行于通过球
心平面的一组平面来截球缺，所得的截面预部是一
组空间上互相平行的圆弧(见图3(b))，只要保
证胎架与球面支撑的工字钢为线接触，就可以避免
胎架安装方位对安装精度的影响。为此采用钢管做
胎架，很好地解决了这个问题(见图3(C))。
郴9x5钢管／
qb76x5钢鬯
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图3(a) 罐顶双层工字钢球面支撑网图3(b) 罐顶双层工字钢球面支撑网架图3{c)罐顶支撑组装
架结构及组装胎架俯视简图结构及组装胎架正视截面图胎架正视简图
3．“人”字形罐底中腹板的焊接
(1)确定合理焊接顺序依据的原理。焊接不
可避免的要产生应力，合理的焊接顺序是减小焊接
应力对构件的影响、减小焊接变形的方法之一。其
依据的原理是尽量避免在不可再去除的约束条件下
进行焊接，尽可能对称施焊，以保证焊接应力的最
大释放及均衡分布。罐底板的焊接顺序就是依据这
样的原理得出的。
(2)罐底中腹板焊缝分布的研究及焊接顺序
的确定。对于大多数储罐，罐底中腹板的排板都采
用条形排板。过圆心平行于短焊缝和长焊缝分别做
2条坐标线，其焊缝分布关于坐标线对称。故条形
排板的焊接顺序是“先短后长，由内向外”对称
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。对于“人”字形排板，
首先研究一下焊缝的分布情况。以过圆心互相垂直
的两条坐标线为对称轴将中腹板的焊缝分成4个对
称的区域，每个区域的长焊缝均呈“人”字型分
布，且四个区域关于圆心对称。根据排板特点，依
据上述焊接原理，采取的焊接顺序如下：①选择一
组对称区域I、Ⅲ或Ⅱ、Ⅳ，先从中问向两端对称
焊接“人”字的撇或捺板中的短焊缝，然后以圆
心为对称点同时对称焊接区域中的“人”字型长
焊缝，每一个区域从最外端的三角形板的最短长焊
缝焊起，然后向内逐一焊接直至每个区域的最长的
长焊缝；②焊接完成一组对称区域后，再重复上述
焊接顺序①焊接另一组对称区域。采取这样的焊接
顺序焊接长焊缝时，约束力最少，焊接应力能得到
充分释放，变形也最小。
[http：／／www．cnogfe．corrt／20060305．zip]
(栏目主持张秀丽)

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