大型乙烯低温储罐的施工技术

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大型乙烯低温储罐是石油化工行业中关键的储存设施，其施工技术复杂且要求极高。这类储罐通常采用双层结构设计，外罐为常温钢筋混凝土结构，内罐为低温金属材料（如9%镍钢或铝合金），以适应乙烯在104℃左右的低温储存需求。

施工技术主要包括以下方面：首先，基础施工需确保地基承载力满足要求，并设置隔热层以防止冻土现象。其次，内罐焊接工艺是核心技术，需采用先进的窄间隙自动焊技术，确保低温条件下的焊接质量和强度。同时，为保证密封性，需进行严格的真空试漏和氦质谱检测。

此外，绝热保温层的施工也至关重要，通常使用珍珠岩或泡沫玻璃等材料[广东]高层住宅地下室基坑支护(锚杆)施工方案，通过多层包覆方式减少冷量损失。施工过程中还需严格控制环境湿度和温度，避免材料吸湿影响性能。

最后，安全监测系统安装也是关键环节，包括液位、压力、温度传感器及泄漏报警装置，确保储罐运行的安全性和可靠性。整体施工需遵循国际标准（如API620）并结合项目具体需求，以实现高效、安全的建设目标。

低温罐对不均匀沉降要求极严。桩基采用钻孔 灌注桩，桩长42.5m，直径1m，共131根。罐基 础采用双层承台形式，承台直径41.2m，厚度 800mm，上、下承台的间距1.8m。

乙烯低温储罐采用双层圆筒形拱顶金属结构。 内罐全部采用5Ni钢制成，用以储存低温乙烯；罐 底采用带垫板的对接接头，中幅板厚5mm，边缘 板厚8mm；内罐壁直径36m，高18.75m，由7圈 板组成，罐壁厚度9～9.6mm，罐壁内侧设置4道 加固圈；内罐顶由铝材制成，通过拉杆悬挂于外罐 顶的工字钢梁上。 外罐罐底和第一圈壁板采用5Ni钢，其余均采 用优质碳素钢；外罐底亦采用带垫板的对接接头， 中幅板厚6mm，边缘板厚8mm；外罐壁直径38m， 罐壁高20.25m，由9圈板组成，除顶圈壁板（也 称承压环）厚30mm外，其余各圈壁板厚9 Ilnm，罐壁外侧设置4道加固圈，罐壁外侧下部 设置88根锚固拉杆，与基础预埋锚固件相连接； 外罐拱顶为球面结构，拱高5.8m，由60根弧形工 字钢梁构成骨架，上铺5mm厚的罐顶板。 内外罐之间填充绝热材料，两罐底之间绝热厚

度450mm，内罐边缘板下绝热材料为轻质混凝土 预制块，罐底中间区域为硬质发泡玻璃块；内外罐 壁之间填充膨胀珍珠岩；内罐顶上铺500mm厚的 岩棉。

罐基础施工→外罐底组焊→外罐两圈壁板组焊 →外罐底大角缝及收缩缝组焊→组焊内罐底边缘板 （在临时台架上）→内罐两圈壁板组焊一内罐底大 角缝组焊→内外罐壁交错组焊完→外罐顶及内罐悬 挂顶组焊→内罐提升并拆除临时台架→罐底绝热层 施工→内罐底中幅板组焊→内罐底收缩缝组焊→罐 内管线、罐顶操作平台、盘梯、消防管线等附属设 施施工→罐总体试验→内罐壁弹性层绝热施工→内 罐顶绝热施T→壁夹层膨胀珍珠岩填充一防腐。 2组芸

内、外罐壁采用正装法施工，在罐内侧、外侧 和内外罐之间搭设脚手架，内外罐壁交错同时组 焊，有利于组对、焊接、无损检测各工序的协调， 有利于保证质量。外罐拱顶施工采用立中心支架散 装法，在罐中心设立钢结构支架，首先将拱顶中心 环吊装就位，临时固定在中心支架顶端，然后将拱 顶工字钢骨架梁对称地逐根吊装就位。由于拱顶是 采用散装法施工，所以，拱顶板采用瓜瓣式排版、 板的连接采用搭接接头，下料时保证搭接宽度。内 悬挂顶为铝合金结构，由铝型材构成骨架梁，上铺 波形铝板，在地面下料预制好，并对骨架梁进行预 组装。内悬挂顶在罐内满堂红脚手架上组装，通过 拉杆与拱顶工字钢骨架梁连接

由于罐内绝热施工必须在罐顶施工完后进行， 所以内罐底及内罐壁只能在临时支承台架上组焊 （在支承台架上组焊可以减小内罐的提升高度）。设 置96组支承台架，高度为470mm，每组台架由 6mim厚钢板制作的两块楔形块组成，可以调整台 架的高度。在内罐壁组焊完、罐底绝热施工前，将 内罐整体提升，拆除支承台架。内罐的提升采用

2.2.3设置临时进出门

由于内罐底中幅板及罐底绝热施工是在内、外 罐壁及罐顶组焊完进行，所以为了方便罐底板、绝 热材料进罐和施工人员进出罐，在罐壁上设置了临 时进出门。组焊内、外罐壁底圈壁板时，在同一方 位预留一张板不焊，在第二圈壁板组焊完，各用一 张临时壁板将正式壁板换下，并进行必要的加固。 在临时壁板上开1800mm×2600mm的进出门。在 罐底绝热及内罐底组焊完成后，用正式壁板将临时 壁板换下。为防罐壁变形，更换壁板时，先将正式 壁板组对并进行单面焊接，然后撤去临时壁板，待 全部焊完后，再拆除加固件。

2.3.25Ni钢的焊接

5Ni钢的化学成分及力学性能列于表2、表3。 5Ni钢的焊接性与9Ni钢相类似，主要问题是保证 接头在使用温度下的低温韧性，防止产生热裂纹及 消除磁偏吹的影响。现场全部采用焊条电弧焊，焊

Ni钢（12Ni19）的化学成分及含量/%

表45.Ni钢焊条熔敷金属化学成分及含量/% Ni 0.11.05.0 7.0 17.5~19.013.5~14.5

2.3.3产品焊接试板

5Ni钢立焊产品试板1块，进行射线检测、渗 透检测、拉伸、弯曲及低温冲击试验。产品焊接试 板的力学性能试验结果列于表5（低温冲击试验温 度为～107℃，试样尺寸10mm×7.5mm，V形缺 口)

2.4.1罐底绝热施工

罐底绝热厚度450mm，从结构上分为两个区 域：内罐边缘板下625num宽的环状承载区和中心 区。承载区和中心区的绝热结构分别见表6、表7。 底层50mm厚的干砂是找平外罐底的变形，上 层50mm厚的干砂除找平作用外，还具有保护发泡 玻璃块的作用，以免在内罐底施工时损坏下面的绝 热层。铺设干砂时要求密实平整，底层干砂与第 层发泡玻璃块同时施工，用3m靠尺检查第一层发 泡玻璃块的平整度，应小于3mm。同一层发泡玻 璃块的接缝间隙控制在2ma以下，上、下相邻两 层发泡玻璃块的接缝应错开，错缝距离不小于玻璃 块长度的30%，不得形成上下贯通缝，以免影响 绝热效果。相邻珍珠岩混凝土预制块及其与发泡玻 璃块之间的缝隙，填塞50mm厚的玻璃棉，铺设时 压缩至10mmn。在罐底绝热施工过程中，对临时进 出门及罐顶通气孔采取必要的防雨措施。

2.4.2罐壁绝热施工

（1）射线检测。对边缘板对接焊缝外端300mm 范围内进行射线检测。 (2）超声波检测。对垫板接头处上部的罐底板 对接焊缝进行超声波检测，每处检测长度100mmo 因此，垫板接头处上部的罐底焊缝应在焊前作好标 记，焊后将焊缝打磨平。 （3）渗透检测。对所有工卡具临时焊点打磨后 进行渗透检测。罐底大角缝在充水试验后进行 100%渗透检测。 （4）焊缝严密性试验。罐底边缘板焊缝在罐壁 安装前进行100%严密性试验。外罐底焊缝（包括 大角缝）在罐底绝热施工前进行100%严密性试 验。内罐底焊缝（包括大角缝）在内罐充水试验前 后均要进行100%严密性试验。焊缝严密性试验采 用真空箱法进行，试验负压值不小于50kPao （5）几何尺寸检查。罐底焊接后局部凸起最大 为30mm，而国内规范对普通石油储罐的要求是

(1）射线检测。对内罐壁对接焊缝进行100% 射线检测。对外罐壁下部第一圈壁板（材质为5Ni 钢）立缝和环缝进行100%射线检测，外罐壁其余 对接焊缝进行20%（包括全部丁字缝处）射线检 测。 (2）渗透检测。对5Ni钢焊缝及5Ni钢与碳钢 的异种钢的对接焊缝进行10%渗透检测，对角焊 缝进行100%渗透检测。对5Ni钢板表面工卡具临

时焊点打磨处进行100%渗透检测，

（1）罐顶板搭接宽度不小于30mmo (2）接管与罐顶板角焊缝进行100%渗透检 测。 (3）接管补强板焊缝，在罐体充水试验前进行 气密试验，试验压力为50kPa。

(3）接管补强板焊缝，在罐体充水试验前进行 气密试验，试验压力为50kPa

由于采用科学合理的施工程序和施工技术，加 强施工全过程的质量控制，该低温储罐的几何尺寸 经检验均符合规范要求某住宅楼雨季施工方案，并控制在规范允许偏差的 下限，焊接一次合格率达到99.85%，罐的总体试 验均一次合格，施工工期也比计划（下转第38页）

（20”、Q235等）集输管道、长输管道，当压力≤ 6.4MPa时，焊接熔深控制在管道壁厚的1/2以内 是安全的（不会穿孔）。而焊接熔深要不小于壁厚 的1/3才能保证角焊缝的结构强度。所以应将焊接 熔深控制在管壁厚的1/2~1/3

针对长输管道、集输管道的特点，其材质一般 为低碳钢（20#、Q235等），工作压力低于 10MPa，并结合施工实际情况，焊接方法应选用手 工电弧焊。焊接材料选用E4303。考虑到是野外作 业，且焊接时要求严格控制焊接熔深，所以选用林 肯直流焊机。 根据该焊接作业要求严格控制焊接熔深的特 点，我们经过多次焊接工艺评定试验，确定了一组 常用管线规格、材质的焊接工艺参数，见表2，坡 口形式见图2，并确定了采用小电流、多层焊的方 法。实践证明，采用小电流、多层焊可以保证在不 焊透原有管线的基础上，保证法兰及四通管件焊缝 的质量及力学性能

表2手工电弧焊焊接工艺参数

线切割时应力的控制及封

切割中应防止因管线的应力发生旁通撕裂。在 中开输气管线改造工程杜良段、厂尚段施工时，由 于正处于冬季，室外温度达到零下十几度，高压软 管在室外易发生冷脆。考虑到施工安全，在施工时

我们采用D219mm×7mm无缝管做旁通管线，代 替高压软管，管线切割前，为防止因管线断开产生 的应力将旁通管线的焊缝撕裂导致天然气泄漏，我 们对旁通管线进行了加强处理，即焊接加强筋。实 际切割中，当管线断开时，原管口错位5mm。（根 据施工经验，错位控制在5mm以内，旁路不会撕 裂）通过加强处理，避免了旁路撕裂的现象。 新旧管线连头时，为避免焊接热对管内封堵器 的影响，在安装法兰堵塞时，应保证连头焊口位置 距封堵器的距离在1.5m以上。由于冬季施工，热 损失快，这样就可避免焊接热能传递到管内封堵器 处。 在封堵连头前，要求生产单位在可行的条件 下，对原管线降压减量。在施工时，原管内压力由 1.2MPa降至0.6MPa，既不影响输气，也可保证 施工的可靠性。

（上接第28页）提前1个月。1997年6月投人运 行，1998年2月完成对设计的7大工况的达标考 核170.路基工程土方运输安全技术交底，各项技术经济指标均达到设计要求。荣获国家 工程建设“优秀焊接工程奖”和“国家优质工程 （银质奖）