蔣東華

（中國(guó)石化管道儲(chǔ)運(yùn)分公司聊城輸油處山東聊城252000）

儲(chǔ)油罐浮頂卡阻故障分析及處理技術(shù)

蔣東華

（中國(guó)石化管道儲(chǔ)運(yùn)分公司聊城輸油處山東聊城252000）

在對(duì)儲(chǔ)油罐浮頂密封結(jié)構(gòu)及作用進(jìn)行概述的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際運(yùn)用實(shí)踐，探討了儲(chǔ)油罐浮頂卡阻故障的主要原因，并提出了對(duì)應(yīng)的故障處理及整治措施，為保證儲(chǔ)油罐的正常、平穩(wěn)運(yùn)行提供參考。

儲(chǔ)油罐；浮頂；卡阻

儲(chǔ)油罐是在原油儲(chǔ)存、周轉(zhuǎn)過程中需要使用的重要設(shè)備與設(shè)施，完好無損的儲(chǔ)油罐是保證原油庫(kù)正常運(yùn)行的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。但是，在日常的運(yùn)行過程中，隨著使用和運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，部分早期建設(shè)的儲(chǔ)油罐開始出現(xiàn)一些問題，例如罐體變形、浮盤變形、儲(chǔ)罐基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降，導(dǎo)致儲(chǔ)油罐浮頂出現(xiàn)卡阻等問題。本文針對(duì)儲(chǔ)油罐浮頂出現(xiàn)的卡阻問題，根據(jù)工程實(shí)際，分析導(dǎo)致浮頂卡阻的主要原因，并提出對(duì)應(yīng)的處理技術(shù)與策略，為保證儲(chǔ)油罐的正常使用提供相關(guān)的參考。

1 儲(chǔ)油罐浮頂密封結(jié)構(gòu)及作用

通常，在外浮頂油罐的罐壁與浮船之間會(huì)形成一個(gè)環(huán)形的空間，在實(shí)際使用過程中為了減少并避免油品的蒸發(fā)，通常會(huì)在該位置設(shè)置軟密封或者機(jī)械密封裝置作為一次密封構(gòu)建，例如使用橡膠制品及彈性填充材料制成的密封構(gòu)件。但是，因?yàn)橄鹉z制品油溫變化、性能限制以及安裝過程中油罐尺寸的誤差，導(dǎo)致一次密封之后依然存在一定的間隙。所以，就需要使用二次密封結(jié)構(gòu)進(jìn)一步減少油品的揮發(fā)。

所謂二次密封結(jié)構(gòu)，就是在浮頂油罐的一次密封結(jié)構(gòu)上方沿著罐壁設(shè)置一整圈的呈帶狀的橡膠密封刮板，然后將之與底部的承壓板相連。該結(jié)構(gòu)沿著罐壁與浮船之間的環(huán)狀間隙進(jìn)行搭接、排列，然后將其下端與浮船的邊緣板使用螺栓固定。在工作過程中，承壓板能夠使得橡膠密封刮板與罐壁緊密相連，然后在承壓板的整個(gè)內(nèi)側(cè)覆蓋形成一層緊密的防蒸發(fā)隔膜。橡膠密封刮板能夠與一次密封共同形成一個(gè)封閉的環(huán)狀密封空間。

2 儲(chǔ)油罐浮頂卡阻故障原因分析

2.1 既有設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)約束過多

儲(chǔ)油罐原油的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在較多的約束，例如在量油管、導(dǎo)向管的兩側(cè)設(shè)置的4個(gè)滾軸、浮梯滾輪和軌道、中央排水管等。其中，前三個(gè)結(jié)構(gòu)將浮頂與罐壁結(jié)合在一起，后兩者則將浮頂與罐底板緊密相連。對(duì)于像油罐、浮頂這種大型鋼結(jié)構(gòu)，在正常的使用情況下，安裝誤差一般較大，價(jià)值浮頂與各個(gè)部件之間又屬于固結(jié)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致兩點(diǎn)之間距離較大，產(chǎn)生較大的約束力矩，使得浮頂?shù)幕顒?dòng)自由度受到限制，容易出現(xiàn)卡阻情況。

2.2 罐體局部存在凹凸變形

罐體的凹凸變形問題不但包括初始施工因素，同時(shí)也包括后續(xù)使用過程中因?yàn)榛A(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降而導(dǎo)致的變形。從實(shí)際的情況來看，導(dǎo)致罐體出現(xiàn)明顯的凹凸變形，是因?yàn)榈鼗牟痪鶆虺两担沟霉摅w的局部應(yīng)力增加，導(dǎo)致罐壁出現(xiàn)明顯的應(yīng)力集中，從而影響浮頂?shù)捻樌?，出現(xiàn)卡阻、偏移等故障。另外，罐壁發(fā)生的凹凸變形主要集中在罐體的頂部，該位置的一次應(yīng)力相對(duì)較小，因?yàn)榘纪棺冃味鴮?dǎo)致的應(yīng)力是二次應(yīng)力，其具有一定的自限性，因此通常對(duì)罐體強(qiáng)度產(chǎn)生的影響不大。當(dāng)使用過程中浮頂?shù)淖杂缮挡皇苡绊憰r(shí)，可以不對(duì)之進(jìn)行處理。

2.3 刮蠟板結(jié)構(gòu)故障

儲(chǔ)油罐使用過程中，刮蠟板機(jī)構(gòu)（參看圖1）銷子斷裂時(shí)會(huì)導(dǎo)致浮頂出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象。同時(shí)，當(dāng)刮蠟板機(jī)構(gòu)與儲(chǔ)油罐罐壁的間距過小，例如，通常小于設(shè)計(jì)要求2cm時(shí)，會(huì)使得油罐頂部罐壁圓柱度局部超差，使得儲(chǔ)油罐罐頂與罐壁之間發(fā)卡，在運(yùn)行中產(chǎn)生咔咔巨大響聲。圖1是刮蠟板機(jī)構(gòu)圖。

圖1 刮蠟板機(jī)構(gòu)圖

3 儲(chǔ)油罐浮頂卡阻故障處理方法

3.1 儲(chǔ)油罐浮頂卡阻故障處理基本措施

（1）將量油管、導(dǎo)向管兩側(cè)的滾軸拆除，減少對(duì)浮頂自由度的限制。

（2）將之前的導(dǎo)向管滾軸徑向安裝方式修改成為環(huán)向安裝方式。

（3）將量油管、導(dǎo)向管滾軸支座與蓋板間的焊接連接方式修改成為螺栓連接方式，且將滾軸支座上的圓螺栓孔修改為扁長(zhǎng)孔（尺寸：半圓中心距為10mm），使得運(yùn)行過程中自由度更大，能夠使得浮頂在升降過程中實(shí)現(xiàn)間隙的自我調(diào)整。

3.2 導(dǎo)軌位移調(diào)整上水試驗(yàn)

通過釋放中央排水管的內(nèi)部應(yīng)力、調(diào)整導(dǎo)軌位移，上水試驗(yàn)的方式能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)儲(chǔ)油罐卡阻故障的調(diào)整。當(dāng)完成3.1項(xiàng)中的相關(guān)操作之后，可以進(jìn)行充水試驗(yàn)，在浮頂完全上浮之前對(duì)相關(guān)的各個(gè)部件尺寸進(jìn)行檢查，確定浮頂與儲(chǔ)罐罐壁間的間隙；量油管、導(dǎo)向管與各自導(dǎo)向筒間的相對(duì)位置；導(dǎo)向管處浮頂?shù)膶?shí)際偏移尺寸等。在進(jìn)行充水試驗(yàn)的過程中，要記錄不同水位高度對(duì)應(yīng)的上部各個(gè)部件尺寸，通常每相隔0.5m檢測(cè)并獲得一組數(shù)據(jù)。

在數(shù)據(jù)記錄完成之后，需要根據(jù)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，通過取平均值確定各個(gè)部件的除濕位置，并根據(jù)高度進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整。必要時(shí)，在取得設(shè)計(jì)人員的認(rèn)可之后，可以適當(dāng)減小局部環(huán)向密封裝置的支撐壓板寬度。在充水試驗(yàn)的過程中，若發(fā)現(xiàn)存在卡阻情況，應(yīng)該及時(shí)的分析導(dǎo)致卡阻的原因，并進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整。在調(diào)整完成之后的放水過程，要按照充水過程的相關(guān)要求對(duì)各個(gè)部件的尺寸進(jìn)行檢測(cè)，并在放水過程中進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

3.3 罐壁凹凸度的調(diào)整

在通過試水（充水與放水）的調(diào)整之后，若依然不能夠完全消除浮頂?shù)目ㄗ鑶栴}時(shí)，則可確定浮頂卡阻是因?yàn)楣薇诘木植孔冃?、凹凸?dǎo)致的，可以將水位下降至存在凹凸部位的下部，對(duì)罐壁進(jìn)行整治、調(diào)整。

在罐壁的整治過程中，首先可對(duì)罐壁進(jìn)行局部調(diào)整、整形，但是不能夠使用強(qiáng)力進(jìn)行矯形處理，更加不得使用其它對(duì)罐壁母材產(chǎn)生損毀的措施。其次，對(duì)罐壁進(jìn)行局部換板處理，但是在使用這種處理方式時(shí)，要經(jīng)過設(shè)計(jì)方的許可，并在處理之前通過嚴(yán)格的計(jì)算，且保證更換的板材要與原板材一致，確保其機(jī)械性能不得低于母材。同時(shí)，焊接材料的方式也要與板材一致，保證其整個(gè)施工、檢驗(yàn)、驗(yàn)收都符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

[1]萬樹志.浮頂儲(chǔ)罐二次密封卡阻問題的改造技術(shù)[J].安全、健康和環(huán)境，2010（10）.

[2]張新民，張雪.魏崗站1#浮頂油罐罐體變形隱患整治[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2010（10）.

[3]張新民.魏崗輸油站浮頂油罐浮頂卡阻整治[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2011（5）.

TE972

A

1004-7344（2016）28-0307-02

2016-9-21

蔣東華（1965-），男，江蘇宜興人，工程師，本科，從事設(shè)備管理工作。