大型低温常压储罐的制造

【摘要】本文阐述了大型低温常压储罐的典型结构和严格的制造工艺，分析了在制造上得难点，有针对性地提出了解决难点的制造方案，记录了实际制造的经验数据，对类似设备的制造有着重要的参考价值。

【关键词】大型低温常压储罐制造工艺

1 概述

随着科学技术的发展，在常压下利用低温储罐储存物料的技术日臻成熟，国内低温储罐的建设也越来越多。低温常压贮存是指某种气体在低温时其饱和蒸汽压接近于大气压（100-300mmH2O柱）的储存方式。其工作原理是：经过制冷液化装置使气体温度降至沸点以下，变成液体状态然后进入到低温常压储罐，为了防止周围大气通过绝热层传入热量使罐内气体温度升高，必须将传入的这部分热量通过冷却的方式带走，以保证低温储罐正常稳定的工作，使罐内的温度、压力保持稳定。低温储罐结构简单施工容易，降低了建设及储存成本，并且安全性好。

我厂有幸设计并承制了一台1500m3储存液态氩的大型低温常压储罐，直径φ12200/14400mm，全高16996mm，主体材料采用06Cr19Ni10。构造为地上式圆筒形拱顶双层金属结构（即双壁、双顶、双底）。内罐为平底拱顶用于储存介质；外罐为平底拱顶用作保冷保护罐。储罐保冷结构为内外罐壁及罐顶之间填膨胀珍珠岩颗粒，内外罐底之间衬垫玻璃砖保冷材料。下面结合我厂的实际经验，就低温常压储罐在制造中遇到的难点问题及有效措施加以阐述。

2 设备制造主要技术难点、有效措施

2.1 材料

经大量资料查阅氩气要达到低温-186℃时才能被液化，此时能够适应这个温度的常见钢材为奥氏体不锈钢06Cr19Ni10，特此我们将储罐的内罐材料选为06Cr19Ni10，外壁材料选用碳钢Q235-B。

2.2 罐体

为确保罐体的工程质量及使用安全，储罐的底板、拱形梁、加强圈、拱顶板、壁板及扶梯、平台等其它附件均需在厂区内进行预制。在预制过程中应注意中幅板的支边长度应不小于500mm；底板任意相邻焊接接头之间的距离应不小于300mm；边缘板对接焊接接头与壁板纵向焊接接头的距离应不小于300mm；底圈壁板外表面与边缘板外沿之间的距离应不小于50mm；筒壁加强圈对接接头与筒体纵向焊接接头之间的距离应不小于300mm。在运输中应采取弧形支架支撑，钢板表面以塑料薄膜隔离等措施以防止材料损坏变形及表面被污染

2.3 现场制造安装

2.3.1？底板

储罐底板焊接变形量的控制是储罐施工的重点与难点。由于底板焊接的变形收缩量较大应对底板直径适当的放大，特别是底板弓型边缘板宜放大0.2%左右；中幅板直径适当放大0.1%左右。底板的焊接应采用收缩变形最小的焊接工艺及焊接顺序，严格控制线能量的大小是保障焊接变形的重要手段。底板弓型边缘板在焊接中防止边缘板焊接产生超标变形的措施与焊接质量措施：

（1）由于边缘板对接缝是单面坡口且底面有垫板，所以初层焊道焊完后，待冷却到常温后再进行第二层焊道的焊接，待冷却到常温后再进行第三层、第四层，避免一次受热过大产生过大变形；

（2）焊接时用重物压在每块边缘板的中心位置防止上翘变形中间突起，此部位是边缘板变形最大的部位。

2.3.2？提升

壁板的安装组焊是施工中的难点之一。根据储罐的直径、高度、重量以及复杂的罐顶结构型式，本工程采用提升倒装法进行施工。此法是由储罐的特点及施工要求决定的，既保证了施工的安全可靠性、可行性，又可以保证施工质量。具体措施为：在储罐内部架设多个工艺吊装支架及滑轮，并由专人负责统一指挥，均应按指挥号令同时起升倒链且每次的拽拉量和提升量均应相同以确保罐体平移起升，并且在提升过程中应在多点设置标尺以便观察罐体是否水平提升。提升施工顺序如下：

（1）底板铺设焊接，正装顶圈壁板，抗压环组装，胀圈就位；

（2）安装罐顶网架，罐顶组焊；

（3）安装提升装置；

（4）吊装柱锁紧装置及胀圈锁紧装置就位同时预围组焊下圈壁板（外侧、立缝）；

（5）提升罐体离底板100mm左右，进行各部观察、检查；

（6）提升并随时调平，差异在50mm之内，达到对接高度，调整错边量并点焊和组焊全部环缝，落下提升装置g.重复f工序h. 焊接底圈与底板的角缝及其它。在每一层壁板焊接完成后应将纵环向焊接接头逐条进行RT检测，当检测合格后方可进行下一圈壁板的组焊。

2.3.3？检验

（1）焊缝检验

所有对接焊缝进行1 0 0%射线检测（RT）所有角焊缝进行100%渗透检测（PT）罐底板所有焊缝采用真空箱法进行真空检查（55KPa真空下无漏气）。组对焊缝间隙，焊缝错边量，焊缝咬边，焊缝余高，每层壁板水平度、垂直度、直径均应按设计规范进行检验。

（2）试验

整体制造完成后应进行充水试验。内灌试验用水充至设计最高液位并保持48小时。检查内容：壁板及焊缝变形、渗漏情况、底部角焊缝渗漏情况，基础沉降情况。检查结果必须满足设计要求。充水试验合格后进行内外罐之间的气密性试验，用0.02MPa压缩空气来检查内外罐壁之间的空间持续检测至少1h，用肥皂沫检查所有焊缝均无泄漏为合格。

3 结论

通过严格执行上述的制造工艺，并对储罐进行充水及气密性试验，均无泄漏现象，并且使用至今，设备运行良好，各项技术指标均满足了设计及生产工艺要求，为我厂积累了大型常压低温储罐的宝贵经验。

参考文献

[1] NB/T47003.1-2009.钢制焊接常压容器

[2] JB/T4730-2005.承压设备无损检测

[3] 董新.液化气低温储罐及其施工技术[J].石油天然气工程，1995（5）

[3] 吴云龙，王大成，周海强.大型钢制焊接双层低温储罐设计建造[J].石油化工设计，2002，31（1）