探讨中东地区超大型水罐安装工艺

探讨中东地区超大型水罐安装工艺

黄志光

中国能源建设集团广东火电工程有限公司   510000

摘要：随着我国一带一路战略的有效实施，当前越来越多工程企业走出国门，在世界各地开展各项工程的建设。在中东地区海水淡化项目中就有着中国企业的身影。大型钢制水罐作为海水淡化项目中的重要储藏设备，其安装工艺的好坏直接关乎今后海水淡化项目的正常运营。因此本文针对中东地区大型水罐安装工艺进行探讨，介绍大型钢制水罐安装方法与关键工艺，以提升大型水罐安装工艺，确保海水淡化项目的安全、稳定运营。并分享中东项目的一些管理经验以供参考。

关键词：中东地区；大型水罐；安装工艺；经验；

引言

海水淡化是沿海缺水资源国家获得淡水的重要来源。有数据显示，在中东地区的沙特阿拉伯，阿联酋和科威特这三个国家占了全球海水淡化产量的三分之一以上，而全球约有58％的海水淡化产能来自中东和北非区域。而大型储钢制水罐是海水淡化非常重要的设备，因此，在建设安装过程中，必须确保水罐安装工艺的规范性和合理性，严格控制安装质量，以保障大型水罐运行安全，可靠。

1 大型钢制水罐安装方法

1.1 常用安装方法

钢制水罐采用的比较常用两种方法：正装法和倒装法。中东地区大型水罐或超大型水罐（一般直径50米以上）采用倒装法施工居多。本人参建项目的水罐直径达近100米，所以下面就针对倒装法展开讨论。

1.2 倒装法

当完成罐底的施工以后，对最顶层的壁板进行施工，该层壁板的限位是由罐底完成的，而且要将提升设备均匀地布置在罐内，其主要目的是通过对胀圈等辅助装置的提升而提升顶层的壁板，之后将次顶层的壁板和立缝进行组装和焊接，最后将顶层与次顶层之间的环缝焊接起来。根据同样的原理，将顶层和次顶层的壁板不断地提升，将接下来的壁板正确的安装，最后组装和焊接底圈的壁板，并组对焊接底圈壁板与罐底边缘板之间的角焊缝，这是倒装法的施工原理。其中液压顶升法和机械提升法为主要的两种安装方法：（1）液压顶升法，通过液压顶升设备实施罐壁的安装。（2）机械提升法，这一方法主要是对多个电动葫芦进行应用，每将壁板提升1 圈就需要组装和焊接一次。大型水罐多选用液压顶升法。

2大型水罐安装工序

   技术准备及基础检测→阴极保护安装及验收→基础划线→底板敷设及安装→顶升装置固定件安装同步立柱吊装→壁板安装和管道开孔（逐步顶升）→壁板顶部风梁安装同步顶部钢梁安装→顶板安装→罐体落至底板大角焊接安装→顶部与壁板安装→附属件及内部管道安装→清理及喷砂→罐体防腐处理→试验及沉降观测

3水罐安装准备工作

3.1 基础查验工作

（1）大罐基础的换填工作和承载实验工作完成，并按报验的ITP完成验收工作；

（2）水罐底板的环型水泥基础标高和平整度的测绘和验收工作已完成；

（3）大罐基础上的沉降观测点已完成并有记录；

（4）水罐地板与基础填充层的密实度已满足要求；

3.2 技术查验工作

   （1）大罐图纸已获得各方批准，设计问题已关闭，并对施工人员进行交底；

   （2）施工方案和验收ITP已报审并或各方批准；

   （3）大罐材料已按要求预制进场并获得验收合格；

4大型水罐安装关键工艺

4.1 阴极保护安装工艺控制

外加电流阴极保护关键要控制预埋的电缆先检查是否破，预埋压实后需重新核实，并保证电流测试正常；

4.2基础及划线工艺控制

一般将底圆（360°）以每10°画点，测量每个点的标高和平整度，相互之间的标高最大误差不能超过3mm，具体以各项目的图纸要求为准，误差越小对后面安装越有利。基础划线是在环形基础验收完成后画一个圆形线开始壁板的安装，也就是最下层壁板的外壁直径圆，外缘要与环形基础中心保持一致，边缘误差不要超过3mm，以保证罐体整体受力均匀落在基础上。

4.3底板敷设工艺控制

   地板敷设的吊装采用尽量多吊点，以防止变形。搭接的位置提前做好标记，一般使用边角料做好固定位置点，吊装敷设时可以快速控制位置，减少调整时间。

4.4顶升装置工艺控制

4.4.1在环板焊接验收完成后，在环板上标记储罐圆周与上述划线保持一致，在环形板上等间距固定220个固定垫墩，精确测量保证罐壁外侧紧贴定位固定垫墩层，倒数第二层壁板首先吊装预就位，通过楔块的临时固定，待全部就位后再根据尺寸，利用夹具调整偏差完成垂直装配，再垂直焊缝进行分段点焊固定。

4.4.2提升装置采用液压千斤顶，在管壁内侧设置群柱提升。通过液压控制系统，集中控制其同步上升、停止及回程这三个操作步序动作来达到位置控制和罐壁提升。一般液压提升有两种方法：

（1）第一种在大罐内部布置胀圈：

①根据顶升装置的顶升范围在适当高度分段焊接固定支撑，必须保证焊缝强度及焊接量足够满足支撑上部结构的强度，随着顶升的壁板数量增加，固定支撑焊缝长度及厚度也需逐量增加；

②顶升架、胀圈固定完毕后，检查上、下卡头是否处于受力状态；

③内壁边缘板上均匀分布80个液压千斤顶，每5个配一个控制箱，托架托住固定在罐内壁的胀圈下部，用于操纵液压千斤顶的控制柜，集中控制各组的动作；

④顶升装置必须进行空载试验和调试，控制步骤一致后合格后开始顶升；

⑤罐内外根据情况设应专人观察和监督，液压千斤顶启动操作应统一指挥，每个液压千斤顶进行刻度标注，每提升100-200mm检查平面度、液压千斤顶运行状态是否正常，每操作一次都应进行检查和确认，确保每一步安全和顶升高度满足误差要求。如有局部顶升高差较大时，应关闭其他油缸，单独顶升局部油缸至等高；

⑥经过持续顶升，使被顶升壁板下端高出下层壁板上端30mm左右，每隔500mm左右点焊调整板。然后，开始对口找正，使上下壁板对接并保证环缝组对间隙均匀一致。环缝焊完后，松上卡头，卸胀圈，再固定下一层壁板；

⑦当最后一层壁板的纵缝及环缝焊完后，全部松开下卡头，启动电机，使整体罐体下落到底板。最后一层板与底板焊接后，再焊边缘板与中幅板的焊缝；

（2）另外一种方式不采用胀圈，在大罐内部直接将液压千斤顶与罐内壁接触支撑点，需要预先焊接受力支撑点（根据计算确定位置）在大罐内壁，共布置94个液压千斤顶，每个单元需要2个支撑点，由于没有胀圈，相应增加多点均匀布置，其他操作方式基本与上一种相同。

顶升装置和工艺是整个倒装法的关键工序，需特别注意过程控制。

4.5立柱安装工艺控制

立柱安装关键控制底座的安装以确保立柱受力垂直。因为立柱坐落在罐的底板，底板带有由罐中心向四周的坡度，并不是水平的。因此要通过调整底座的安装来达到立柱的垂直度。在安装顶部网格时应该复测立柱的垂直度。

4.6顶板安装工艺控制

顶板安装并非负责，应该控制与壁板搭接的位置和焊接，因为此次的喷砂除锈等防腐位置空间比较小，应该提前策划操作，内部进行密封焊后进行下一步操作，以防止后期无法处理。

4.7焊接质量工艺控制

在大型水罐安装中，焊接质量和工艺是非常关键的。超大型水罐大量地焊接由机械自动焊接完成，顶板和少量的边缘板等其他则由人工焊接，因此必须加强顶板、罐壁、边缘辅助板及底部的焊接工作监控和控制。在边缘辅助板进行焊接操作的过程中，必须精准性的测量内部及外部，采用器具对其开展固定干预，焊接以后，拆卸器具；在焊接边缘辅助板的过程中，必须由外缘部位5cm位置开展焊接干预，固定边缘板及罐体；焊接中幅板和边缘辅助板的过程中，必须综合分析焊缝情况，开展加固干预；顶板焊接中，确保焊接位置受热均匀程度的提升，焊接人员必须预算冷却温度，以降低温差所形成的形变问题发生；管壁焊接过程中，依据管壁焊接施工工艺，应用纵向直线型及环形的焊接方式，开展焊接干预等工艺操作。

4.8防腐工艺控制

   中东地区多采用美标，大型水罐都基本根据API650标准执行。因此防腐工作的关键工艺控制中以下几点非常关键：①选择合适的喷砂材料；②选择合适的喷砂设备；③控制喷砂机的喷嘴与管壁的夹角；④大范围喷砂前做一个实验，调整最好的喷砂状态；⑤有获得国际认证的油漆监造师进行监督；⑥注意中东地区的温度和湿度控制；⑦喷涂要控制油漆损耗率；⑧严格遵守油漆供货厂家的要求；

5大型水罐试验及验收

   所有安装工序如安装程序并验收合格后，应该进行水罐的实验以检查基础的沉降和大罐是否泄漏。根据API650要求，水压试验和防腐工序的顺序可以与业主方商量。大罐进水前必须进行初始沉降观测并记录好。一般按大罐容量的25%，50%，75%，100%四档进水静置并观察泄漏和基础沉降。每一级根据规范控制进水的速率保持静置时间8h-24h。试验合格后排水时候需要打开顶部排气孔，控制排水速率并测量内部压力情况，以防罐体变形。另外容积测量必须要提前测量，提交报告。整体验收后移交业主。

6经验及结语

中东地区大型及超大型钢制水罐的安装中，业主方对于油漆厂家和国际标准的要求非常重视。总包方和施工方应严格按照标准，特别是API650的技术要求的落实。还应对安装过程中可能存在的各种问题进行有效地控制，促进大型及超大型水罐安装工艺的提升，有效地强化自身技能，为中国企业走向更广阔的国际市场添砖加瓦。

参考文献：

[1]杜全林. 立式金属储罐安装焊接变形控制探讨[J]. 安装,2022,(03):68-70.

[2]徐志豪. 食品级2×500m~3储水罐（罐中罐）制作、安装方法及过程控制[J]. 石油化工建设，2021,43(06):113-118.

[3]陈旺平. 真空引水罐罐体容积和安装高度的计算[J]. 有色冶金设计与研究,2013,34(03):82-84.