下面文章針對浮頂油罐罐頂隨液位變化，易引起單盤變形，嚴重影響浮頂油罐正常運行現象展開討論，主要分析影響浮頂油罐正常運行的因素，主要是由于單盤產生變形產生的，也深入探索了單盤產生變形的原因，并且針對這些原因制定相應的預防措施，從而延長浮頂油罐的使用壽命。

　　關鍵詞：浮頂油罐,單盤變形,預防措施

　　1 前言

　　我站浮頂油罐采用單盤式浮頂，單盤變形是浮頂油罐一個非常嚴重的問題。從我站的4座單盤式浮頂罐使用狀況來看，較早建的1#罐就是因為單盤變形，造成密封刮蠟板損壞及浮船邊緣密封的海綿偏磨而進行了維修，并且將隨著使用時間的延長，其它罐也出現不同程度的單盤變形，嚴重影響浮頂油罐正常運行。

　　2 影響浮頂油罐正常運行的因素

　　影響這種浮頂油罐正常運行的原因很多，主要有以下幾點

　　2.1 腐蝕穿孔滲漏造成油氣溢出污染了環境，留下火災安全隱患。

　　2.1.1 罐底板金屬腐蝕滲漏。

　　由于圈梁的阻隔，油罐邊緣板部位是陰極防腐的盲區，儲油罐裝油后，邊緣板微上翹，雨水很容易進入邊緣板與基礎的縫隙中，加劇罐底板的金屬腐蝕，存在較大的安全隱患。

　　2.1.2 蒸汽盤管泄漏。

　　油罐底部安裝有蒸汽盤管，防止油罐停用后剩余油的冷凝。當蒸汽盤管發生穿孔后，罐內油水有可能回竄入蒸汽管線，從蒸汽放空管線排出，嚴重時蒸汽回水可將油氣帶回鍋爐內部，給鍋爐的安全運行帶來隱患。目前我站四座油罐蒸汽盤管均因穿孔停止使用。

　　2.2 油罐浮船密封圈脫落

　　油罐浮船密封圈脫落原因有：1)浮船密封圈老化開裂;2)管理使用不當。一是當罐內油品凝結時進油，造成浮盤傾斜，致使浮船密封圈撕裂;二是液泛。當含有大量氣體的油料輸送到罐內，壓力降低，產生大量的油氣。氣體在罐壁與密封裝置某處微小縫隙產生極大的流速，并攜帶著液沫從密封縫隙中噴濺而出，所夾帶的大部分液體，積聚在外浮頂上，從中央排水管中排出。在此過程中，氣體以極大的流速噴出，加上油料在罐內劇烈湍動，使得浮頂傾斜、旋轉，造成浮船密封圈與罐壁上下急速刮擦、密封圈連接部位開裂、脫落。

　　2.3 中央排水管漏油。

　　2.3.1 中央排水管漏油。

　　浮頂油罐的排水系統為剛性回轉接頭排水系統，這種系統的密封面即為旋轉面，動密封容易失效，每隔3-8年就要進行更換，造成油品外泄，對浮盤、罐底板也有外力作用。中央排水管漏油故障發生時，因可能造成環境污染，迫使該罐停用并抽空，此時浮船靠支柱支撐，浮盤幾何形狀和尺寸發生變化，浮盤逐漸變形，表面凹凸不平而存水，加速了浮盤腐蝕;若關閉中央排水管排水閥門，可能會造成罐內原油滲入中央排水管并通過中央排水單向閥進入浮船單盤，致使浮盤淹沒。

　　2.3.2 中央排水單向閥打不開或排水不暢。

　　產生的原因一是轉動部位銹蝕，二是浮球腐蝕穿孔，三是由于設計不合理，對于浮球連桿式單向閥，由于連桿過長，遇大雨時，中央排水井滿水后產生較大的浮力，致使浮球連桿開啟角度大，造成浮球與中央排水井卡死，2007年7月18日氣象預報降雨量110mm，2#油罐，就出現了此種情況，浮盤上積水近30cm厚。

　　2.3.3 蒸汽盤管泄漏。

　　油罐底部安裝有蒸汽盤管，防止油罐停用后剩余油的冷凝。當蒸汽盤管發生穿孔后，罐內油水有可能回竄入蒸汽管線，從蒸汽放空管線排出，嚴重時蒸汽回水可將油氣帶回鍋爐內部，給鍋爐的安全運行帶來隱患。目前我站四座油罐蒸汽盤管均因穿孔逐一進行施工改造。

　　2.4 單盤變形。

　　變形嚴重時，由于浮頂上的雨水不能通過集水坑全部從中央排水管排出罐外，尤其是在冬季，單盤上的雨水、雪水不能順暢排出而結冰，加之單盤變形受力不均勻和堆積物的重量偏重于某一位置而導致浮面傾斜，使導向管、量油管彎曲，浮頂升降卡塞，浮梯脫軌，密封刮蠟板及擋雨板損壞，嚴重時可能造成浮頂沉沒。因此必須分析單盤產生變形的原因，并采取相應的措施進行預防和修復。

　　3 單盤產生變形的原因

　　單盤的變形主要產生于排板方式、焊接工藝、組裝方法等施工階段。

　　3.1 排板方式

　　目前常用的單盤排板方式有“條”形排板、“T”字形排板、“井”字形排板和“人”字形排板4種，其特點如下。

　　3.1.1 “條”形排板

　　整個單盤由若干張貫穿的條形板組成，剛性在垂直于條形的方向上最小。該種排板方式鋪板方便，有利于自動化焊接工藝的應用。但由于長縫太多，在組裝、焊接時容易產生很大的波浪變形，而且變形量、變形位置分布不均勻。

　　3.1.2 “T”字形排板

　　該排板方式是在條形排板的基礎上，將整個條形板從中間斷開，增加一廊板，形成T字形，焊接應力主要集中在廊板兩側，而且分布不均勻。整體剛性與條形排板相比略有增大。該排板方式施工方便，易于操作，有利于自動化焊接工藝的應用。

　　3.1.3 “井”字形排板

　　這種排板是條形與T字形兩種排板的結合，順序復雜，施工難度大。排板構成的井字形中間的4個點是應力集中點，而且焊接應力分布不均勻。該排板的焊接工藝順序制定較復雜，不利于自動化焊接。唯一優點是整體剛性比條形、T字形排板都大。

　　3.1.4 “人”字形排拉

　　該排板方式是在條形排板和T字形排板的基礎上發展而來，既吸收了井字形排板剛性大的優點，又避免了應力集中不均勻的缺陷。此排板方式突出的優點是，所有焊縫均為階梯形狀，產生的焊接應力、焊接變形不斷地被自然形成的階梯所抵消，確保了焊接收縮縫的應力自由伸縮，減少了焊接變形量，應力分布較均勻。從以上分析可以看出，人字形排板為最佳排板。而我站的浮頂油罐的單盤都為“條”形排板.這是引起單盤變形的首要原因。

　　3.2 焊接熱應力

　　焊接是一種局部加熱的工藝過程，焊接時，在焊接區附近產生不均勻溫度場，工件會產生熱脹冷縮的變化。但基于接頭的約束，在大多數情況下，工件不能隨溫度的變化而自由膨脹和收縮。因而，在焊后冷卻過程中，焊接加熱產生塑性變形的部位因不能自由收縮而受到拉伸，這樣，在工件內部產生不均勻的內應力場，使工件產生焊接殘余應力和焊接變形。

　　3.3 組裝方法

　　由于底板有15‰的坡度，因此當連接單盤板和浮船時，不僅要克服單盤本身自重的下凹量，而且還要克服底板坡度產生的富余量(自重產生的下凹量+1.5%，浮頂半徑減浮船寬度)。通常采取以下方法消除這兩種因素產生的總下凹量。

　　4 預防措施

　　為了防止鋼板產生焊接殘余應力和變形，可以采取以下預防措施。

　　4.1 設計措施

　　選用合理的焊縫尺寸和形狀。在保證單盤結構有足夠承載能力的前提下，應盡量采用小的焊縫尺寸，對僅起連接作用的或受力不大的角焊縫應按板厚和焊接工藝選取最小尺寸。盡可能減少焊縫數量，以減少焊接變形;合理安排焊縫位置，只要結構允許，應盡可能使焊縫對稱于截面的中性軸，或者接近中性軸，以減少焊接變形。

　　4.2 工藝措施

　　焊接單盤板時，應盡量采用熱源較集中的焊接方法。合理的裝配、焊接順序不僅能減少焊接變形，而且能減少焊接內應力。選擇焊接順序是比較復雜的，通常根據實際構件進行具體分析。單盤焊接順序的基本原則是，不論縱縫還是橫縫，均要從單盤的中心向兩邊施焊。先焊短縫，后焊長縫，最后焊單盤板的收縮縫。將整個單盤分成若于個對稱的小單元，這些小單元焊完后，通過收縮縫將這些小單元組焊在一起，組成一個完整的單盤。

　　5 總結

　　我站2017年對四個浮頂油罐進行施工改造中，目前該技術已應用于3、4#浮頂油罐的施工改造中(已完工投產)，有效的預防浮頂油罐單盤產生變形。而且延長了浮頂油罐的使用壽命，確保油罐的安全運行。

　　參考文獻：

　　[1] 李征西.油品儲運設計手冊[M]北京：石油工業出版社.2013.

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　　《石化技術與應用》是甘肅省出版的石油化工類期刊省級期刊，發表論文內容涉及石油化工新產品、新設備、新工藝的開發、工業應用、技術改造成果，以及在石油化工產品生產過程中的有關工業自動控制、計算機技術、分析測試技術、綠色化工技術等。堅持科研開發與工業生產相結合的辦刊思想，注重報道新技術的工業應用、工程技術問題解決措施、現有工藝及設備的技術改造成果及新產品、新工藝的研發成果，為國內外石油化工技術的傳播、交流發揮了較大的作用。