摘要：本文针对原油储罐浮顶在运行过程中存在的问题进行分析，基于现场多次储罐壁与浮船间距测量和数据分析，提出一种分段式一次密封装置的改造方案，有效解决了储油罐使用过程中存在卡阻和胶带损坏问题，在原油浮顶储罐大修中有一定的帮助。
关键词：原油储罐；浮顶；一次密封
1 概述
某公司F522原油储罐投入使用超过十年，为解决在运行中存在很多的问题对该罐进行了大修改造——对储罐加强圈进行了加固处理、部分底板进行防腐和更换储罐浮顶密封胶带。投用后不久发现该罐出现储罐浮顶喷油的现象，在储罐例行检查中发现在储罐罐壁加强圈部分区域出现许多竖条状刮痕，深入检查发现该罐一次密封胶带出现破损，造成原油在进罐过程中喷油泄露，存在较大的安全隐患，严重影响了储罐的正常使用，故决定停产对该罐进行修复。
2 密封胶带失效原因分析及数据测量
2.1 现场检查
发现储罐密封破损后，经进一步的检查过程中发现储罐加强圈处壁板上发现许多竖条状刮痕，并在该圈壁板局部向内凸起30-50mm。在出罐过程中测量发现浮盘与壁板的间距，罐壁与浮盘间的环形间距最小值只有30mm，最大值在380mm左右，超过了密封胶带正常使用的间隙范围150mm-300mm，这样在间隙尺寸较小处，由于一次密封局部受到严重挤压，致使密封胶带受到密封托板与罐壁的剪切，出现胶带破损、进油现象。
为此，股份公司有针对性的制定了测量方案，并根据实际需要和测量的准确性，在储罐顶部角钢圈制定了45个固定测量点，同时对变形量较大、浮船间距较小刮痕密集处进行了加密布置，以便测量数据的准确及测量结果分析，测量点的分布图如右图：
2.2 数据分析
1）加强圈附近环形空间：通过分析加强圈附近环形空间数据进行统计分析，发现储罐在5-10和31-40的测量点间间距较小，最小处在38测量点处（储罐东北角），约50mm；
2）垂线数据分析：通过分析每个测量点的重锤线与罐壁板间距，发现储罐壁板南北方向向外倾斜约15cm，东西方向向内倾斜约10cm，判断为基础南北方向沉降较大（基础上表面标高与东西方向低约10cm）；
3）加强圈所在壁板变形分析：通过重锤线测量，该处向凸起约20至50mm与左右。
通过分析得知，浮船与储罐壁环形间距过小的主要原因是因为储罐基础沉降不均匀，引起储罐上沿呈马鞍状变形导致，若不对基础进行改造，不能从根本上解决问题，而基础改造涉及面广投资额较大，短期内无法决策实施。
3.方案选择及实施过程
为保证浮盘上下顺利通过和密封效果，必须保证在环形间距最小处不卡阻过。在此基础上，初步选定三种施工方案，即更换加强圈所在壁板、浮盘整形以及分段式的密封胶带安装。方案一更换壁板需拆除储罐外保温、满搭脚手架，对该圈壁板进行整体更换，施工难度大，费用高；且解决的是局部壁板突起问题，但不能矫正储罐壁板向内外倾斜。方案二浮盘整形是通过对浮盘外边缘进行局部割除后，使浮盘能正常通过环形间距最小处，但因切除部分浮舱，浮盘的平衡性等无法通过定量计算进行核算，可能产生其他未知的影响。方案三是更换密封形式，该方案具有成本低、改动小的特点，但存在部分区域密封效果相对较差的问题。
3.1密封胶带方案设计
一次密封胶带囊整体式设计，采用整条1450mm宽胶带，长度约190m的密封包带，以保证不同间距圆滑过渡和密封效果；
3.2 方案试验
由于储罐环形间距分布大小不均匀，且位置不固定，给一次密封带来了较大的问题，根据现场测量的情况，通过绘制模拟图，将不同间距的环形空间采用不同颜色进行区分，分别为绿色（超宽）、蓝色（正常）、红色（偏窄）、黄色（过窄）进行标识，通过与厂家协调进行多次模拟实验，确定了四种类型的密封结构.
3.2.1环形间距小于70mm处，采用橡胶密封带包覆片状海绵的密封形式
此形式密封由宽片状海绵（宽1400mm）包覆窄片状海绵（宽1000mm），不安装固定板，再由橡胶密封带包覆后压入在环形间距内部。此形式密封具有良好的环形间距适应性。当环形间距小于70mm时，此片状海绵密封能挤压紧贴罐壁，保证密封。此形式密封没有固定板，极大的降低了卡阻情况的发生。当环形间距增大时，折叠的片状海绵会自行展开，以适应较大的环形间距。但位于较大环形间距处时，其密封的效果可能没有方形海绵优秀，因其对罐壁的挤压力较小，仅仅只能靠折叠应力展开抵在罐壁上；如果环形间距过大时可能会存在失效，不能抵到罐壁的现象。此段有两段，每段长度约为8米，此处与两侧密封衔接处可能存在油气泄漏的情况。
3.2.2环形间距在70-120mm之间处，采用方形海绵密封形式
对固定板进行改进，海绵采用软海绵。此处密封形式为常规囊式海绵密封形式，考虑到该处环形间距偏小，故对固定板进行的改进，固定板底部焊接无缝钢管替代折弯，固定板由常规6mm增厚至8mm，此改进有效地减小了固定板在环形间距内的宽度，极大地降低了环形间距过小密封卡阻和密封损坏的风险。固定板加厚，有效的降低了固定板的变形量；填充海绵采用软海绵，降低其对罐壁的挤压力，减小其与罐壁的摩擦力，进一步降低密封卡阻、损坏的风险。当环形间距过小，浮盘下行时，橡胶密封带与罐壁的摩擦力会大大增加，这将导致固定板下部被拉离边缘板，趋向罐壁，甚至贴上罐壁，当环形间距再度减小时，固定板可能会顶住罐壁，破坏密封，甚至带来浮盘卡死或是倾盘的风险。固定板经改进后，其底部宽度由折弯形式的80mm宽降低到40mm宽，钢管圆滑，固定板加厚，海绵质软，难以发生卡死现象。此段密封形式位于图1品红色区域，有四段，总长度约为24米。
3.2.3环形间距在325-380mm之间处，采用长方形海绵（400mm×350mm）的密封形式
此处密封形式为常规囊式海绵密封形式，因在此液位处，环形间距过大，最大处约380mm，为改善此处的密封，特将此处的填充海绵增宽到400mm宽。当浮盘运行到此液位时，环形间距增大，400mm宽填充海绵基本能贴到罐壁，能有效的改善密封，降低油气泄漏。
3.2.4环形间距在120-325mm之间处，采用方形海绵（350mm×350mm）的常规密封形式
环形间距除局部小段异常外，其他区域处于可接受范围内，方形海绵基本能满足此区域的密封。当环形间距过大时，此密封形式也存在失效的可能，导致油气泄漏。当环形间距过小时，可能导致海绵永久压缩变形，位于大环形间距处时，密封失效。
3.2.5导向柱定位器更新
原导向柱限位器在长时间上下运行过程中，由于环形间距的变化，导致浮盘受挤压漂移，并挤压限位轴，导致限位轴磨损非常严重，针对这种情况，我们设计了一套可调式的限位器，将原固定、不可调的限位轴改造成可调式的轴。可通过调节限位轴的位置，解决限位轴磨损的问题。
4 密封胶带安装后效果试验
施工完毕后，对储罐进行进水试验，进水至15米高（加强圈处壁板高度为14m），使浮盘通过并对进水过程中每隔2米进行一次环形间距测量，并检查密封胶带是否存在卡阻、密封不严的现象。在试验过程中发现，浮盘运动正常，能正常通过环形间距较小处，并且密封胶带无卡阻的现象，此次密封胶带失效问题得到了解决，该方案基本达到改造目的。
5 项目创新及结论
在本次大修方案中，通过改变密封形式，实现分段式的的泡沫塑料填充式密封，适应性较通用密封有了较大的提高。新设计一套可调式的限位器，将原固定、不可调的限位轴改造成可调式的轴，也为导向柱限位轴的磨损、脱位提供了一种新的解决方式。本次项目的顺利实施也为以后储罐类似故障的解决提供了实例支撑，如后期使用情况良好，可广泛应用于后续改造中。
参考文献：
[1]GB50160-2008，石油化工企业设计防火规范[S]
[2]GB50074-2014，石油库设计规范[S]
[3]SH/T3007-2014，实友化工储运系统罐区设计规范[S]
论文作者:唐百富,胡峰,腾月
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/14
标签：间距论文; 环形论文; 海绵论文; 储罐论文; 壁板论文; 胶带论文; 测量论文; 《基层建设》2017年第34期论文;