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储罐工程所需材料分为罐体材料和附属设施材料。罐体材料可按抗拉屈服强度或抗拉标准强度分为低强钢和高强钢,高强钢多用于5000m3以上储罐;附属设施(包括抗风圈梁、锁口、盘梯、护栏等)均采用强度较低的普通碳素结构钢,其余配件、附件则根据不同的用途采用其他材质,制造罐体常用的国产钢材有20、20R、16Mn、16MnR、以及Q235系列等。
拱顶储罐是指罐顶为球冠状、罐体为圆柱形的一种钢制容器。拱顶储罐制造简单、造价低廉,所以在国内外许多行业应用为广泛,常用的容积为 1000 -10000m 3 ,国内拱顶储罐的大容积已经达到 30000m 3 。
罐底:罐底由钢板拼装而成,罐底中部的钢板为中幅板,周边的钢板为边缘板。边缘板可采用条形板,也可采用弓形板。一般情况下,储罐内径< 16.5m 时,宜采用条形边缘板,储罐内径≥ 16.5m 时,宜采用弓形边缘板。
罐壁:罐壁由多圈钢板组对焊接而成,分为套筒式和直线式。
套筒式罐壁板环向焊缝采用搭接,纵向焊缝为对接。拱顶储罐多采用该形式,其优点是便于各圈壁板组对,采用倒装法施工比较安全。
直线式罐壁板环向焊缝为对接。优点是罐壁整体自上而下直径相同,特别适用于内浮顶储罐,但组对安装要求较高、难度亦较大。
罐顶:罐顶有多块扇形板组对焊接而成球冠状,罐顶内侧采用扁钢制成加强筋,各个扇形板之间采用搭接焊缝,整个罐顶与罐壁板上部的角钢圈(或称锁口)焊接成一体。
内浮顶储罐是在拱顶储罐内部增设浮顶而成,罐内增设浮顶可减少介质的挥发损耗,外部的拱顶又可以防止雨水、积雪及灰尘等进入罐内,罐内介质清洁。这种储罐主要用于储存轻质油,例如汽油、航空煤油等。内浮顶储罐采用直线式罐壁,壁板对接焊制,拱顶按拱顶储罐的要求制作。目前国内的内浮顶有两种结构:一种是与浮顶储罐相同的钢制浮顶;另一种是拼装成型的铝合金浮顶。
传统罐内加热器对粘稠液体的加热是一种静置式的自然对流换热,其放热系数极低。由于换热效率低,泠凝水温度高,常常随着大量蒸汽排除。同时由于在加热管表面的粘稠液体温度过高,在换热管高温面长时间滞留,极容易产生分解物,结聚于换热管表面,容易结焦,严重阻碍热量的传递,也影响换热效率。
储油罐和储罐区储油多,危险性大,容易发生火灾和爆炸事故,按照有关规定,建立防火、防爆制度,经常进行防火巡查,严格进行消防安全管理,确保消防安全。
(1)储油罐、储罐区防火防爆应按GB50183,GB50074规定。低倍数空气泡沫灭火系统应按GB50151规定。
(2)储罐区应保持整洁,防火堤内应无干草,无油污,无可燃物。
(3)储罐区排水系统应设水封井;排水管在防火堤外应设置阀门;油罐放水时,应有专人监护,及时清除水封井内的残油。
(4)储罐区内不应装设非防爆电气设备和高压架空线路。
(5)储罐区应当按规定设置防火堤,防火堤应保持完好。
(6)储油罐顶部应无油污,无积水。储油罐进出油管线、阀门应采取保温措施。
(7)储油罐顶的透光孔、检尺孔盖、垫片应保持完好,孔盖应盖严密。量油口应装有不打火花的金属垫片。
(8)储油罐上的呼吸阀、液压安全阀底座应装设阻火器。阻火器每季至少检查一次。
(9)储油罐进出油管线应装设韧性软管补偿器。
(10)钢制储油罐罐体应设置防雷防静电接地装置,其接地电阻不应大于10Ω。接地点沿罐底边每30m至少设置一处,单罐接地不应少于两处。
(11)每年春季应全面检查防雷防静电接地装置,测试接地电阻值应符合要求。
(12)浮顶罐的浮船与罐壁之间应用两根截面积不小于25mm2的软铜线连接。
(13)储油罐装油量应在安全罐位内运行。
(14)当凝油油位加热盘管时,应先用蒸汽立管加热,待凝油溶化后,再用蒸汽盘管加热。
(15)不应穿化纤服装和带铁钉的鞋上罐。在罐顶不应开、关非防爆电筒。
(16)储罐区内油管线动火、清罐作业应执行行业规定。
(17)储油罐着火,应立即报告并停止着火油罐的一切作业。组织灭火并适时启动应急预案。
清洗或更换液面计修理或更换进、出口及排污阀门疏通清理冷却水盘管。检查修理安全阀放空阻火器。修补防腐层和绝热层 。大修:包括中修项目修理储罐内件,对发现有裂纹,严重腐蚀等部位,相应修补或更换筒节。修补可采用高分子复合材料修复。根据内外部检验要求,以及经过修补或更换筒节后,需进行试漏或液压试验。全面除绣保温。对储罐内外部检验中发现的其他问题进行处理。
检修方法及质量标准储罐的修理,如开孔、补焊、更换筒节等,应根据《容规》及其他有关标准,规范制定具体施工方案并经单位技术负责批准。修理所用材料(母材、焊条、焊丝、焊剂等)和阀门,应具有质量证明书,利用旧的材料阀门、紧固件时,检验合格后方可使用。装配储罐的紧固件应涂润滑材料,紧螺栓时应按对角依次拧紧。非金属垫片一般不得重复使用,选用垫片时,应考虑介质的腐蚀性。修理后经检验合格后方可进行防腐保温工作。
玻璃钢储罐有如下特性:
(1)轻质高强,相对密度在1.5~2.0之间,只有碳钢的1/4~1/5,可是拉伸强度却接近,甚至超过碳素钢,而比强度可以与合金钢相比。因此,在航空、火箭、宇宙、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中,都具有成效。某些环氧FRP的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400Mpa以上。部分材料的密度、强度和比强度见表1-1。
(2)耐腐蚀性能好
FRP是良好的耐腐材料,对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。已应用到化工防腐的各个方面,正在取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等。
(3)电性能好
是优良的绝缘材料,用来制造绝缘体。高频下仍能保护良好介电性。微波透过性良好,已广泛用于雷达天线罩。
(4)热性能良好
FRP热导率低,室温下为1.25~1.67kJ/(m·h·K),只有金属的1/100~1/1000,是优良的绝热材料。在瞬时温情况下,是理想的热防护和耐烧蚀材料,能保护宇宙在2000℃以上承受高速气流的冲刷。
(5)可设计性好
①可以根据需要,灵活地设计出各种结构产品,来满足使用要求,可以使产品有很好的整体性。
②可以充分选择材料来满足产品的性能,如:可以设计出耐腐的,耐瞬时高温的、产品某方向上有特别高强度的、介电性好的,等等。
(6)工艺性优良
①可以根据产品的形状、技术要求、用途及数量来灵活地选择成型工艺。
②工艺简单,可以一次成型,经济效果,尤其对形状复杂、不易成型的数量少的产品,更它的工艺性。
储罐制作与安装
1. 储罐建造过程分为半成品预制和现场组对安装两部分。
2. 半成品预制:罐底、罐壁、罐顶等部件都需要进行预制(具体预制方法略)。
3. 现场组对安装方法:大致分为倒装法施工工艺、正装法施工工艺和特殊法施工工艺。