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程，被認為是儲罐建造過程中較為關鍵的環節之一，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性攝動分析，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度的基準記號來指出頂升時拱頂的平衡度，這些點應該從拱頂延伸到頂部承壓環，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，并且改正問題。允許的較度在第 一個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罐頂(約607t，在當外墻澆注到第10層、承壓環設置完成后，采用微壓空氣浮升技術，沿混凝土外罐內壁連續平穩地浮升至38米高處，并通過螺栓錨固和焊接于混凝土及承壓環上。罐頂的氣吹頂升是整個LNG項目建造工程中的技術難點和，其原理主要是利用鼓風機向罐內送入壓縮風所產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，并安裝在承壓環上，然后開始焊接，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濟、實惠的一種鋼材。由于本課題主要的是LNG儲罐9%Ni鋼壁板的焊接施工技術，因此本文選用了兩種在LNG儲罐建造過程中所占比例較大的焊接位置，即立焊和橫焊，對9%Ni鋼的焊接進行了焊接工藝評定。

LNG儲罐常用的焊接方法是用于環縫、平縫的埋弧自動焊(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焊。

手工電弧焊對電源沒有太，普通的直流電源弧焊機就可以滿足要求。埋弧焊焊接環縫為橫縫，熔融的鐵水容易下墜，焊縫成型不易控制，且焊接線能量要求嚴格，電流不宜過大，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。