1.金属储罐的分类及其结构特点

1）金属储罐的分类

  （1）根据储罐顶部结构形式分类
  ① 固定顶储罐。指罐顶周边与罐壁顶端固定连接的储罐，主要包括：自支撑式锥顶罐、支撑式锥顶罐、自支撑式拱顶罐等形式。
  ② 浮顶储罐。指罐顶随罐内液面变化而上下升降的储罐，浮顶包括外浮顶和内浮顶，主要有单盘式浮顶、双盘式浮顶、敞口隔舱式浮顶、浮筒式浮顶等形式。
  （2）根据储罐本体结构形式分类
  ① 单层储罐。罐壁为单层，例如：一般的金属油罐。
  ② 双层储罐。为平底双壁圆柱形，内、外壁为不同材质。例如：现在较为常见的 LNG 常压低温储罐。
  （3）根据储罐本体材质分类
  可分为非合金钢储罐、合金钢储罐、不锈钢储罐等。

2）金属储罐的结构特点

  （1）固定拱顶储罐的结构特点
  拱顶罐也称自支撑式拱顶储罐，罐顶为球冠形结构，罐体为圆筒形，拱顶中间无支撑，荷载靠其周边支承于罐壁上。有带肋壳拱顶、网壳拱顶等结构。
  ① 带肋壳拱顶罐：拱顶球面的曲率半径一般为罐直径的0.8～1.2倍，拱顶由4~6mm的薄钢板（切割后拼接成瓜皮板）和加强筋组成；罐顶板多采用搭接。优点是施工容易、造价低。
  ② 网壳顶共顶罐：由网格状空间杆件系组成的球面网架拱壳承载顶面荷载。网壳顶由网状壳、边环梁、蒙皮三大部分组成；网状壳由型钢和连接件组成。钢制网壳重量较大，大型储罐一般采用铝合金材料网壳，杆件为工厂化预制，现场组装。边环梁是罐壁顶部的边沿构件，代替包边角钢。蒙皮覆盖在网壳表面的罐顶板，蒙皮与网壳杆件之间不焊接。特大型拱顶罐尤其是特大型内浮顶罐已较多采用网壳顶结构。
  （2）浮顶储罐的结构特点
  ① 外浮顶储罐的结构特点：外浮顶储罐也简称为浮顶储罐，罐顶盖浮在敞口的圆简形罐壁内的液面上并随液面升降，在浮顶与罐内壁之间的环形空间设有随着浮顶浮动的密封装置。其优点是可减少或防止罐内液体蒸发损失。大型储油罐大多采用浮顶罐。
  ② 单盘式浮顶罐浮顶周边为环形密封舱（浮船），浮船内设置径向隔板将其分隔成若干独立的舱室。浮船中间为单层盘板，与船舱通过环形角钢相接，单层板底部用数道环形型钢圈加固。
  ③ 双盘式浮顶罐浮顶由上、下盘板和船舱边缘板组成整个浮顶，内部由上、下盘板间的环形和径向隔板将其分隔成若干独立的舱室（隔舱）。浮顶具有较好的稳定性，能承受较大载荷，绝热性能较好，但费钢材。
  （3）内浮顶储罐的结构特点
  ① 内浮顶储罐是由拱顶罐内部增设浮顶而成。这种罐主要用来储存汽油、航空煤油等。
  ② 内浮顶为在罐内源浮在液面上的浮动顶盖，有钢制内浮顶（包括单盘式浮顶、双盘式浮顶、敞口隔舱式内浮顶等）、铝制装配式内浮顶（由多块铝合金元件拼装而成，用浮筒作浮力元件）和非金属整体式内浮顶（表面采用能导电的高强塑料，包裹中空塑料块）等几种形式。非金属整体式内浮顶是整顶在罐内胎架上成型，造价昂贵，国内很少采用。
  （4）LNG（常压低温）储罐的结构特点
  ① LNG 储罐有单容罐、双容罐和全容罐几种类型。
  ② 储罐内筒一般采用Ni9合金钢，也可为全铝、不锈钢薄膜或预应力混凝土，外壁为碳钢或预应力混凝土。壁顶的悬挂式绝热支撑平台为铝制，罐顶则由碳钢或混凝土制成。罐内绝热材料主要为膨胀珍珠岩、弹性玻璃纤维毡及泡沫玻璃砖等。

2.气柜分类及结构特点

1）金属气柜的分类

  （1）低压湿式气柜
  湿式气柜是设置水槽，用水密封的气柜，包括直升式气柜（导轨为带外导架的直导轨）和螺旋式气柜（导轨为螺旋形）。亦可按照活动塔节分为单节气柜和多节气柜。
  （2）干式气柜（简称干式柜）
  是相对于采用水为密封介质的湿式气柜而言，其密封形式为非水密封，为具有活塞密封结构的储气设备。国内主要有多边稀油密封干式气柜、圆简形稀油密封干式气柜和橡胶膜密封干式气柜。

2）金属气柜的结构特点

  （1）湿式气柜结构包括水槽、塔节、钟罩、导轨和导轮、配重块等。
  ① 水槽：即湿式气柜盛水的圆筒形敞口容器。
  ② 塔节；气柜的储气部分，相当于拱顶油嫌的罐顶加键壁，由于柜体需要能够随柜内的气体的容量（压力）变化而进行升降，则分为若干可升降的节（段），简称塔。其中最顶端塔节称为钟罩或一塔。其他为中节，为无顶无底的圆筒形结构。从上到下依次称为中节I（简称二塔）、中节Ⅱ（简称三塔）等。
  ③ 导轨：引导气柜活动塔节升降的轨道或结构，有直导轨和螺旋导轨。
  （2）干式气柜的结构特点：
  ① 干式气柜结构主要包括气柜底板、立柱、侧壁板、柜顶架、活塞系统、密封装置、平衡装置等。
  ② 多边形稀油密封干式气柜主要采用稀油和钢质滑板密封装置的活塞密封方法，具有正多边形外形特征。
  ③ 圆筒形稀油密封干式气柜主要采用稀油和条形橡胶制品密封装置的活塞密封方法，具有圆筒形外形特征。
  ④ 橡胶膜密封干式气柜以橡胶膜作为密封材料封闭介质的干式气柜，具有采用特制橡胶膜的活塞结构和圆筒形外形特征，也称布帘气柜、皮膜柜、卷帘柜。

3.金属储罐的安装方法和施工要求

1）金属储罐的正装法施工

  罐壁板自下而上依次组装焊接，最后组焊完成顶层壁板、抗风圈及顶端包边角钢等。较适用于大型浮顶罐。包括：水浮正装法，架设正装法（包括外搭脚手架正装法、内挂脚手架正装法）等。
  （1）外搭脚手架正装法
  脚手架随罐壁板升高而逐层搭设；当纵向焊缝采用气电立焊、环向焊缝采用自动焊时，脚手架不得影响焊接操作；在壁板内侧挂设移动小车进行内侧施工；用吊车吊装壁板。这种架设正装法（包括以下内挂脚手架正装法）适合于大型和特大型储罐，便于自动焊作业。
  （2）内挂脚手架正装法
  每组对一圈壁板，就在壁板内侧沿圆周挂上一圈三脚架，在三脚架上铺设跳板，组成环形脚手架，作业人员即可在跳板上组对安装上一层壁板；在已安装的最上一层内侧沿圆周按规定间距在同一水平标高处挂上一圈三脚架，铺满跳板，跳板搭头处捆绑牢固，安装护栏；搭设楼梯间或斜梯连接各圈脚手架，形成上、下通道；一台储罐施工宜用2层至3层脚手架，1个或2个楼梯间，脚手架从下至上交替使用；在罐壁外侧挂设移动小车进行罐壁外侧施工；用吊车吊装壁板。
  （3）水浮正装法
  罐底板、底圈壁板、第二圈罐壁板施工完毕，底圈壁板与底板的大角缝组焊完毕并检验合格后，利用这部分罐体作为水槽；在罐体内组焊浮船，浮船施工完毕并检验合格后，利用浮船作为内操作平台；设置罐壁移动小车或弧形吊篮，进行罐壁外侧作业；用吊车吊装或在浮船上设置吊杆吊装壁板；设置浮船导向装置；向罐内充水，使浮船浮 升到需要高度，逐圈组装第三圈及以上各圈壁板；壁板组装前、组装过程中、组装后按设计规定进行沉降观测。此法施工工期很长，一般用于浮顶罐的施工。

2）金属储罐的倒装法施工

  在罐底板铺设后，先完成底板边缘板外侧300mm对接焊缝的焊接，并进行无损检测；组装焊接顶层壁板及包边角钢、组装焊接罐顶。然后自上而下依次组装焊接每层壁板，直至底层壁板。倒装法分为中心柱组装法、边柱倒装法（有液压提升、葫芦提升等）、充气顶升法和水浮顶升法。
  （1）边柱倒装法
  系利用均布在烯壁内侧带有提（顶）升机构的边柱提升与罐壁板下部临时胀紧固定的胀圈，使上节壁板随胀圈一起上升到预定高度，组焊第二圈罐壁板，然后松开胀圈，降至第二圈罐壁板下部胀紧、固定后再次起升。如此往复，直至组焊完。
  （2）边柱液压提升倒装法
  在罐壁板内侧沿周向均匀设置提升架，提升架上设置液压千斤顶；提升架高度应比最大提升高度大1000mm左右，背向壁板一侧设置防倾覆斜拉杆；液压提升装置的总额定起重量应大于提升罐体的最大重量及附加重量（由此确定液压提升装置的数量和提升架的间距）；设置人员进出罐内的通道；胀圈用千斤顶或加紧丝与罐壁胀紧；提升过程应平稳，各提升挂点应同步上升。
  （3）边柱葫芦提升倒装法
  可采用手拉葫芦（倒链）或电动葫芦提升动力；在罐壁板内侧沿周向均匀设置提升柱，提升柱顶部设置手拉葫芦或电动葫芦；提升柱的数量、结构、规格根据提升需要的最大重量计算确定；背向壁板一侧设置防倾覆斜拉撑；其余与液压提升倒装过程相同。

4.金属拱顶储油罐的倒装法施工

1）储罐的预制

  预制前对每块钢板进行外观检查，应无重皮、裂纹、夹渣、分层、气孔、折痕等缺陷；钢板的表面锈蚀深度不得超过0.5mm。钢板切割后应将边缘的毛刺和氧化物清除干净。
  （1）底板预制
  中幅板应根据钢板来料规格按图纸的排板方式承新绘制排板图，并需要设计确认，施工现场切割铺设。边缘板按放大后的直径先行下料预制，每罐预留两块边缘板待现场铺设时实测调整后再下料。
  （2）壁板预制
  壁板切割坡口按设计图纸，除顶圈壁板外，其余每圈壁板留两道活动缝，每缝预留钢板长度300mm。璧板四边及坡口切口应光洁、平整，并打磨掉氧化皮。壁板滚制弧形时，应用制作好的胎具板压头并控制好质量；滚圆后用核准的弧形 样板检查，样板弦长为2m，其间隙≤4mm；合格品应按顺序放置于胎具上。
  （3）顶板预制
  每罐弧形板，下料时要求两对角线之差的绝对值不大于5mm，并逐一编号标记，做好原始记录；弧形板筋板按图纸要求施工，筋板应调平调直，按图要求滚圆，筋板间采用搭接连接，搭接长度为筋板宽度的两倍；成型后弧形板用核准的弦长为2m的弧形样板检查，间隙不大于10mm，在运输过程中要防止变形，吊装时多吊点起吊。
  （4）包边角钢滚制
  对包边角钢进行滚弧处理，用核准的弧形样板检查，然后在平台上用千斤顶校准弯曲弧度，采用弦长为2m的弧形样板检查，间隙不能大于4mm；每根包边角钢两端去除未滚弧部分，保证安装时接头处的弧度要求。

2）罐底安装

  （1）底板铺设前应在基础上用经纬仪划出十字线，并划出底板外圆周线，按排板方位图在基础圈梁上标出底板、边缘板的位置。
  （2）底板由中心向外铺设，注意做出中心标志，留出伸缩缝。罐底中幅板宽度不应小于500mm，长度不应小于1000mm。
  （3）罐底板任意相邻两个焊接接头之间的距离以及边缘板焊接接头距底圈罐壁纵焊缝的距离不应小于200mm。
  （4）底板边缘板外侧300mm的对接焊缝应先行组焊并进行射线探伤检测，焊缝合格后，在罐底板上按罐体半径于罐内侧焊好限位铁。

3）顶圈壁板安装

  （1）罐壁板组装要求。垂直度：组装时≤3mm，立缝焊接后≤4mm，用磁力线锤测量；相邻壁板上口水平度：允许偏差不大于2mm，每3m间隔测一点，任意两点之间偏差不大于6mm；椭圆度：要求底部半径偏差为±13mm，在圆周上均匀测量8点。
  （2）壁板立缝采用专用组对工具组对，每道立缝设置三块以上弧形加强板，待立缝内侧清根后焊接完毕才能拆除，顶圈壁板组对留一道活动口，待其他立缝焊接后，根据测量出的周长误差处理活动口，活动口组对时严格控制壁板的垂直度，利用带有加减 丝的斜撑进行调节找正。

4）包边角钢安装

  （1）组对时，包边角钢本身对接缝须离开壁板立缝200mm以上。组对时必须保证包边角钢上表面的水平度，可用U型管或水准仪测量，允许偏差与壁板相同。
  （2）焊接顺序是先焊内侧断续焊，后焊外侧角缝，焊接高度不小于壁板厚度，要求焊工均匀分布，同向施焊。

5）顶板安装

  （1）设立临时立柱和中心支撑圈，然后对称吊装瓜皮板，顶板搭接宽度误差为土5mm。
  （2）焊接要求，先焊内侧的短焊缝，后焊外侧的搭接角缝，焊角高度必须符合要求，径向长缝应由中心向外分段退步焊，最后焊接与包边角钢的角缝时，焊工均布，沿同一方向分段退步焊接。

6）圈板组焊

  按排板图吊装第二圈板（其后的各圈罐壁纵向焊缝宜向同方向错开板长的三分之一，且不应小于500mm）。用连接板、楔铁及加强板连接，要求保证垂直度、局部凹凸度及上口水平度在允许偏差范围内，具体要求与顶圈壁板相同。

7）焊接要求

  （1）环缝焊接要求：焊工均布，在焊接层次和焊接方向上同步，严禁在同一地方焊接若干层，焊接顺序先外侧后内侧，焊内侧应先清根。切除调整焊缝处多余的钢板预留量，完成调整焊缝的焊接和其相连的环缝焊接。
  （2）底板焊接要求：先焊中幅板，后焊边缘板；先焊短缝，后焊长缝；焊工均布，隔缝焊接，分段退焊，严禁一遍成型；罐底收缩缝应在底圈壁板和罐底板之间的角缝施焊完后才能进行；在底板排板图上注明焊接顺序，并向班组交底。
  （3）拱顶焊接要求：先焊内侧断续焊，后焊外部连续焊；先焊环向短缝，再焊径向长缝；由拱顶中心向外分段退步焊；包边角钢与顶板的环缝，焊工均布，沿同一方向 分段退步焊，不得超量焊接。

8）预防变形的技术措施

  （1）组装技术措施：储罐排板要符合规范的要求，焊缝要分散、对称布置；底板边缘板对接接头采用不等间隙，间隙要外小内大；采用反变形措施，在边缘板下安装楔铁，补偿焊缝的角向收缩；用弧形护板定位控制纵缝的角变形。
  （2）焊接技术措施：根据焊接工艺评定报告，编制合理的焊接作业指导书，采取对称焊、分段焊、跳焊等方法减少焊接变形。

9）矫正焊接变形技术措施

  （1）机械矫正：采用龙门架、千斤顶对局部变形处加压，产生与焊接变形相反方向的塑性变形，矫正焊后残余变形；采用锤击法使材料延伸以补偿焊接收缩产生的变形。   （2）火焰加热矫正：焊接变形可以采取火焰加热急冷的方法消除，在高温时材料的热膨胀受到本身的刚性制约，产生局部压缩塑性变形，冷却收缩后，抵消了在该部位的伸长变形，达到矫正的目的。火焰加热矫正壁板时，可采用梅花点状加热，增强矫正效果。

10）储罐焊缝质量检验

  （1）焊缝外观质量检查：焊缝表面及热影响区不得有裂纹、气孔、夹渣、弧坑和未焊满等缺陷；浮顶及内浮顶储罐罐壁内侧焊缝余高≤1mm；对接焊缝的咬边深度≤0.5mm，连续长度≤100mm，两侧咬边总长度不应超过该焊缝总长度的10%。
  （2）焊缝无损检测：罐壁钢板最低标准屈服强度>390MPa时，焊接完毕后应至少经过24h后再进行无损检测；罐底厚度≥10mm的罐底边缘板，每条对接焊缝外端300mm应进行射线探伤，质量等级应符合规范要求；当板厚>12mm时，可采用衍射时差法超声检测。

11）罐外观尺寸的检查

  罐壁铅垂的允许偏差不超过罐壁高的4/1000，且不大于50mm；壁板局部凹凸变形及底圈板的半径允许偏差范围为±13mm；高度偏差≤50mm；底板焊接后局部凹凸变形不应大于变形长度的2且≤50mm；罐顶局部变形，用弦长大于2m的样板检查 ≤15mm；罐壁上的工卡具焊迹，应清除干净，焊疤应打磨平滑。

12）储罐试验

  （1）罐底的严密性试验
  罐底板的所有焊缝采用真空箱试漏法进行严密性试验，真空度不低于53kPa，焊缝表面涂刷肥皂水，无气泡、无渗漏为合格。
  （2）罐壁的严密性和强度试验
  ① 充水试验前，所有储罐附件应安装完毕，并检验合格，补强板圈进行0.15MPa 表压气密性试验，检验合格。
  ② 充水试验采用洁净淡水，试验水温不低于5℃,对于不锈钢罐，试验用水中氯离子含量不得超过25ppm；充水试验中应进行基础沉降观测。当沉降观测值在圆周任何10m范围内不均匀沉降超过13mm或整体均匀沉降超过50mm时，应立即停止充水，在采取有效处理措施后方可继续进行试验。
  ③ 充水和放水过程中，应打开透光孔，且不得使基础浸水；储罐试水要先注水至罐高1/2，观察24h，基础沉降差值在设计规定的范围内，方可继续充水，并要继续观测，注水到设计要求的充水高度，静置48h，罐壁无异常变形，罐壁、罐底各部分焊缝无渗漏，则罐壁的严密性和强度试验合格。