LNG儲罐罐頂的氣吹頂升調試及應力分析

LNG全容儲罐結構包括樁基礎、承臺、罐壁、育頂、內罐、鋁吊頂和育頂鋼結構等主要部分。穹頂鋼結構包括頂梁框架和襯板，是育頂混凝土澆筑施工的受力載體，而育頂鋼結構的氣升頂過(guò)程，被認為是儲罐建造過(guò)程中較為關(guān)鍵的環(huán)節之一，頂梁框架的設計也是儲罐設計的較重要部分之一。對于型LNG儲罐，頂梁框架和襯板結構體系的受力、穩定性等方面需要考慮的因素多、加復雜，適用于小體積儲罐的基本假定，不適用于型儲罐。

頂梁框架及襯板系統力學(xué)分析既包括應力分析，也包括穩定性分析。對于應力分析采用的方法基本相同，其過(guò)程一般包括確定荷載和荷載組合、建模、分工況計算和應力校核等。對于穩定性分析，在LNG儲罐育頂計算，公司常規的做法是采用線(xiàn)性攝動(dòng)分析，不考慮結構初始缺陷、不考慮材料的塑性、不考慮結構的幾何非線(xiàn)性，以結構的屈曲特征值作為系數。

圓度和水平度的調試

1)在頂升前應儲罐拱頂的圓度在公差的范圍內。在相等的框架間隔內測量直徑，且在直徑方面，圓度的較大誤差為250mm。

2)在氣吹頂升之前找到罐內90度的基準記號來(lái)指出頂升時(shí)拱頂的平衡度，這些點(diǎn)應該從拱頂延伸到頂部承壓環(huán)，以500mm遞增。較低的2m應以250mm遞增標明。在較初的氣吹頂升期間，檢查外面的水平度。如果大于允許值，立即停止氣吹頂升，并且改正問(wèn)題。允許的較度在第 一個(gè)2m為450mm。

罐頂的氣吹頂升

LNG儲罐罐頂外形為帶蒙皮的鋼骨架球冠結構，體積為160000m3。安裝在混凝土外罐上，靠預埋在外罐上的承壓環(huán)支撐，罐頂的自高約13m，罐頂在水平方向的投影是直徑為82m的圓面，安裝相對標高約38m，重量約607t，安裝后的罐頂頂部標高為51m。

罐頂采用鋼筋混凝土澆注，內置鋼墊板用于頂部的氣密性。所用墊板可用作結構模板并可充當一種復合結構使用。在項目建造方案中，地面預制好的拱形鋼質(zhì)罐頂(約607t，在當外墻澆注到第10層、承壓環(huán)設置完成后，采用微壓空氣浮升技術(shù)，沿混凝土外罐內壁連續平穩地浮升至38米高處，并通過(guò)螺栓錨固和焊接于混凝土及承壓環(huán)上。罐頂的氣吹頂升是整個(gè)LNG項目建造工程中的技術(shù)難點(diǎn)和，其原理主要是利用鼓風(fēng)機向罐內送入壓縮風(fēng)所產(chǎn)生的浮力使儲罐拱頂和吊頂上升至儲罐頂部就位的一種施工工藝。在進(jìn)吹頂升工作前，要嚴格仔細地檢查儲罐的弧度、水平度和密封性，良好的平衡系統和密封系統是成功升頂的關(guān)鍵。當罐頂到達頂部后，立即用楔子將拱頂固定，并安裝在承壓環(huán)上，然后開(kāi)始焊接，拱頂穩固的安裝在儲罐上。

9%Ni鋼是低溫合金鋼，在-196℃具有很好的低溫沖擊韌性，是目前低溫儲罐用鋼中較經(jīng)濟、實(shí)惠的一種鋼材。由于本課題主要的是LNG儲罐9%Ni鋼壁板的焊接施工技術(shù)，因此本文選用了兩種在LNG儲罐建造過(guò)程中所占比例較大的焊接位置，即立焊和橫焊，對9%Ni鋼的焊接進(jìn)行了焊接工藝評定。

LNG儲罐常用的焊接方法是用于環(huán)縫、平縫的埋弧自動(dòng)焊(SAW)和用于立縫及其它焊縫的手工電弧焊(SMAW)。手工電弧焊操作靈活、方便，適應性強，可適用于各種位置焊接，對設備要求也很低，但效率較低；埋弧自動(dòng)焊具有很高的熔敷效率，但焊接熱輸入難控制，且局限于平焊及橫焊位置的焊接，因此所有的橫焊縫都采用埋弧自動(dòng)焊。

手工電弧焊對電源沒(méi)有太，普通的直流電源弧焊機就可以滿(mǎn)足要求。埋弧焊焊接環(huán)縫為橫縫，熔融的鐵水容易下墜，焊縫成型不易控制，且焊接線(xiàn)能量要求嚴格，電流不宜過(guò)大，選擇具有恒壓、恒流特性可控交流弧焊電源和與之匹配的控制箱。