2016年造价工程师安装工程精选考点：静置设备安装
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【摘要】2016年造价工程师考试时间确定为：10月15日、16日，环球网校造价工程师考试频道小编分享2016年造价工程师安装工程精选考 点：静置设备安装，帮大家更好的做好2016年造价工程师考试备考工作。2016年造价工程师考试备考的路上，你并不孤独，坚持到底，我们将一直与您同 在。
静置设备安装
安装后处于静止状态即在生产操作过程中无需动力传动的设备称为静置设备。这些设备大都不作为定型设备批量生产，而是按照设计图纸，由制造厂生产或由施工单位在现场制造，故又称之为非标准设备或非定型设备。
本节所述静置设备包括容器、塔、油罐、球罐、气柜、火炬、排气筒等。
一、静置设备的分类
静置设备分类方法较多，通常可按以下方法进行分类：
(一)按设备的设计压力分类
(二)按设备在生产工艺过程中的作用原理分类
(1)反应设备
(2)换热设备
(3)分离设备
(4)储存设备
(三)按《压力容器安全技术监察规程》(即按设备的工作压力、温度、介质的危害程度)分类
1.一类容器
(1)非易燃或无毒介质的低压容器;
(2)易燃或有毒介质的低压分离器外壳或换热器外壳。
2.二类容器
3.三类容器
(四)按结构材料分类
制造设备所用的材料有金属和非金属两大类。
(五)按介质安全性质分级
1.易燃、易爆介质
易燃介质亦即爆炸危险介质，系指其气体或液体的蒸汽、薄雾与空气混合形成爆炸混合物，且其爆炸下限小于10%(体积百分数)，或爆炸上限与下限之差值不小于20%的介质。如氢的爆炸下限为4.00%。上限为74.20%;乙醇(蒸气)的爆炸下限为3.28%，上限为18.95%。
2.介质毒性的分级
化学介质的毒害程度以国家有关标准规定的指标为基础进行分级，可分为极度危害、高度危害、中度危害和轻度危害四级。
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二、容器
容器一般是由筒体(又称壳体)、封头(又称端盖)及其附件(法兰、支座、接管、人孔、视镜、液面计)组成。
容器可根据不同的用途、材质、制造方法、形状、承压要求、装配方式、安装位置、壁厚等而有各种不同的分类方法。
根据形状分类，容器主要有矩形、球形、圆筒形3种。
矩形容器由平板焊接而成，制造方便，但承压能力差，只用作小型常压储槽。球形容器由数块弓形板拼焊而成，承压能力好，但由于安置内件不方便和制造工艺复杂，多用作承受一定压力的大、中型储罐。圆筒形容器是由圆柱形筒体和各种成型封头组成，制造容易，安装内件方便，且承压能力较好，因此这类容器被广泛应用。
(一)一般容器
(二)带搅拌容器
借助于搅拌器搅拌，向介质传递必要的能量进行化学反应的容器(可带压或常压反应)，称有搅拌反应器，习惯上称为反应釜，或称搅拌罐。
搅拌设备在化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、制备悬浮液、聚合反应、制备催化剂等。主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。
(1)搅拌装置。按其安装形式可分为：立式容器中心搅拌、偏心式搅拌、倾斜式搅拌、底搅拌、卧式容器搅拌、旁人室搅拌等。由于搅拌操作的多种多样，也使搅拌器存在着许多形式，典型的搅拌器形式有桨式、涡轮式、推进式、锚式、框式、螺杆式等。
(2)轴封。轴封是搅拌设备的一个重要组成部分。
转轴密封的形式很多，最常用的有填料密封、机械密封、迷宫密封、浮动环密封等。虽然搅拌器轴封也属于转轴密封的范围，但由于搅拌器轴封的作用是保证搅拌设备内处于一定的正压或真空，防止反应物料逸出和杂质的渗入，因此不是所有转轴密封形式都能用于搅拌设备。
(3)搅拌罐。包括罐体和装焊在罐体上的各种附件。常用的罐体是立式圆筒形容器，它有顶盖、筒体和罐底(参见图7.2.8)，通过支座安装在基础或平台上。罐体在设计的操作压力、操作温度下，为完成物料的搅拌过程提供了空间。由于物料在反应过程中一般都伴有热效应，即反应过程中放出热量或吸收热量，因此在罐体的外部或内部需设置加热或冷却用的传热装置，如在罐体外部设置夹套、在罐体内部设置蛇管等。
(三)高压容器
三、反应器
化学反应器是化工厂中的主要设备之一。上述带搅拌装置的容器也属于反应器的一种，即反应釜。反应器主要用来完成介质的物理、化学反应，生成新的物质。反应过程的进行不仅受传热、传质过程的影响，而且要受到操作温度、压力、浓度等一系列因素的影响。
根据反应过程和反应器的不同特征，可以有不同的分类方法。按结构形式可分为釜式、管式、塔式和流化床式反应器;按操作压力的高低可分为高压反应器和中低压反应器。
(1)釜式反应器。
(2)管式反应器。
(3)固定床反应器。
(4)流化床反应器。
四、塔器
塔设备是化工、石油工业中广泛使用的重要生产设备。用以实现蒸馏和吸收两种分离操作的塔设备分别称为蒸馏塔和吸收塔。这类塔设备的基本功能是提供气、液两相充分接触的机会，使传质、传热两种过程能够迅速有效地进行，还要求能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。
(一)塔设备分类及性能
根据塔内气、液接触部件的结构形式，可将塔设备分为两大类：板式塔与填料塔。
1.板式塔
按照塔内气、液流动方式，可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。
常用的板式塔有泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、舌形喷射塔以及一些新型塔和复合型塔(如浮动喷射塔、浮舌塔、压延金属网板塔、多降液管筛板塔等)
(1)泡罩塔。是较早为工业蒸馏操作所采用的一种气—液传质设备。每层塔板上装有若干短管作为上升气体通道，称为升气管。由于升气管高出液面，故板上液体不会从中漏下。升气管上覆以泡罩，泡罩下部周边开有许多齿缝。在操作条件下，齿缝浸没在板上液层中，形成液封。上升气体通过齿缝被分散成细小的气泡或流股进入液层。板上的鼓泡液层或充气的泡沫体为气、液两相提供了较大的传质界面。液体通过降液管流下，并依靠溢流堰以保证塔板上存有一定厚度的液层。
泡罩塔的优点是不易发生漏液现象，有较好的操作弹性，即当气、液负荷有较大的波动时，仍能维持几乎恒定的板效率;塔板不易堵塞，对于各种物料的适应性强。缺点是塔板结构复杂，金属耗量大，造价高;板上液层厚，气体流径曲折，塔板压降大，兼因雾沫夹带现象较严重，限制了气速的提高，故生产能力不大;且板上液流遇到的阻力大，致使液面落差大，气体分布不均，也影响了板效率的提高。
(2)筛板塔。是在塔板上开有许多均匀分布的筛孔，上升气流通过筛孔分散成细小的流股，在板上液层中鼓泡而出，与液体密切接触。筛孔在塔板上做正三角形排列，其直径宜为3～8mm，孔心距与孔径之比常在2.5～4.0范围内。塔板上设置溢流堰，以使板上维持一定浓度的液层。在正常操作范围内，通过筛孔上升的气流，应能阻止液体经筛孔向下泄漏。液体应通过降液管逐板流下。
筛板塔的突出优点是结构简单，金属耗量小，造价低廉;气体压降小，板上液面落差也较小，其生产能力及板效率较泡罩塔高。主要缺点是操作弹性范围较窄，小孔筛板易堵塞。
(3)浮阀塔。是国内许多工厂进行蒸馏操作时最乐于采用的一种塔型。在吸收、脱吸等操作中也有应用，效果较好。浮阀塔板的结构特点是在带有降液管的塔板上开有若干大孔(标准孔径为39mm)，每孔装一个可以上下浮动的阀片，由孔上升的气流，经过阀片与塔板的间隙而与板上横流的液体接触。国内最常采用的阀片形式有F1型，另外还有V—4型及T型浮阀。
浮阀结构简单，制造方便，节省材料，广泛用于化工及炼油生产中。浮阀塔具有下列优点：
1)生产能力大
2)操作弹性大
3)塔体板效率高
4)气体压降及液面落差较小
5)塔的造价较低
(4)喷射型塔
1)舌形塔板。在舌形塔板上冲出许多舌形孔，舌叶与板面成一定角度，向塔板的溢流出口侧张开。上升气流穿过舌孔后，沿舌叶的张角向斜上方以较高速度(20～30m/s)喷出。从上层塔板降液管流出的液体，流过每排舌孔时，即为喷出的气流强烈扰动而形成泡沫体，并有部分液滴被斜向喷射到液层上方。最后在塔板的出口侧，被喷射的液流高速冲至降液管上方的塔壁，流入降液管。舌形塔板开孔率较大，故可采用较大气速，生产能力比泡罩、筛板等塔型的都大，且操作灵敏、压降小。当塔内气体流量较小时，不能阻止液体经舌孔泄漏。所以舌型塔板也有对负荷波动的适应能力较差的缺点。此外，板上液流被气体喷射后，仍带有大量的泡沫，易将气泡带到下层塔板，尤其在液体流量很大时，这种气相夹带的现象更严重，将使板效率明显下降。这是喷射型塔板一个值得注意的问题。
2)浮动喷射塔板
浮动喷射塔的优点是生产能力大，操作弹性大，压强降小，持液量小。缺点是操作波动较大时，液体入口处泄漏较多;液量小时，板上易“干吹”;液量大时，板上液体出现水浪式的脉动，因而影响接触效果，板效率降低。塔板结构复杂，浮板也易磨损及脱落。
3)浮舌塔板。是综合浮阀和固定舌形塔板的长处而提出的又一种喷射型塔板。据研究，这种塔板的压强降要比浮阀塔板及固定舌形塔板都低，而操作弹性范围较二者都大，在板效率及泄漏量方面也优于固定舌形塔板。
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2.填料塔
填料塔也是一种重要的气、液传质设备。它的结构很简单，在塔体内充填一定高度的填料，其下方有支承板，上方为填料压板及液体分布装置。液体自填料层顶部分散后沿填料表面流下而润湿填料表面;气体在压强差推动下，通过填料间的空隙由塔的一端流向另一端。气、液两相间的传质通常是在填料表面上液体与气相间的界面上进行的。塔壳可由陶瓷、金属、玻璃、塑料等材料制成，必要时也可在金属筒体内衬以防腐材料。为保证液体在整个截面上的均匀分布，塔体应具有良好的垂直度。
填料塔不仅结构简单，且具有阻力小和便于用耐腐材料制造等优点，尤其对于直径较小的塔、处理有腐蚀性的物料或减压蒸馏系统，都表现出明显的优越性。另外，对于某些液、气比较大的蒸馏或吸收操作，若采用板式塔，则降液管将占用过多的塔截面积，此时也宜采用填料塔。
为使填料塔发挥良好的效能，填料应符合以下要求：
(1)要有较大的比表面积。单位体积填料层所具有的表面积称为填料的比表面积，以ε表示，其单位为m2/ m3。填料表面只有被流动的液相所润湿，才能构成有效的传质面积。因此，若希望有较高的传质速率，除了需要有较大的比表面积之外，还要求填料有良好的润湿性能及有利于液体在填料上均匀分布的形状。
(2)要有较高的空隙率。单位体积填料层所具有的空隙体积称为填料的空隙率，以￡表示，其单位为m3/m3。一般说来，填料的空隙率多在0.45～0.95范围以内;当填料的空隙率较高时，气、液通过能力大且气流阻力小，操作弹性范围较宽。
(3)从经济、实用及可靠的角度出发，还要求单位体积填料的重量轻、造价低、坚固耐用、不易堵塞、有足够的力学强度，对于气、液两相介质都有良好的化学稳定性等。
上述各项条件，未必为每种填料所兼备，在实际应用时，可根据具体情况加以适当选择。
(二)塔器类设备的运输与吊装
1.设备水平运输
是指将设备从仓库或堆放地点运至安装地点(基础附近)。塔器类设备组装或拼装时，由于条件限制，不能在基础附近组装。因此，吊装时，也要把组装好的设备进行场内二次运输。
2.设备吊装就位
(1)机械化吊装
(2)半机械化吊装
抱杆(单抱杆或双抱杆)是建设工程中吊装大型静置设备的主要起重工具。重型设备的质量在200t以上，设备高度50～80m。当机械起重机难以完成吊装时，均可采用抱杆吊装。
1)单抱杆吊装塔类设备。塔的质量在350t以内，塔直径较小，可以采用单抱杆起吊。
2)双抱杆起吊塔器类设备。塔的直径较大，质量在350～700t之间，可以采用双抱杆起吊。
3)塔群吊装。对于塔群的起吊方法，应有周密的施工方案。塔群的安装位置如果为一条直线，塔与塔之间相隔离不远，可以根据具体情况，安装一座双桅杆或单抱杆，通过位移依次吊装，而不宜将每一座塔的抱杆安装、拆除一次。
五、换热设备
(一)换热设备分类
热传递有3种基本方式：传导、对流和辐射。换热器依据不同的传递机理设计。在工业生产中，由于用途、操作条件、载热体的特性等不同，出现了各种不同形式和结构的换热器。
1.按作用原理或传热方式分类
(1)混合式换热器(或称直接式换热器)是通过换热流体的直接接触与混合作用进行热量交换的，如蒸汽直接加热。
(2)蓄热式换热器。
(3)间壁式换热器。
2.按生产中的使用目的分类
3.按换热器所用材料分类
4.按换热器传热面的形状和结构分类
(二)几种常用换热器
常用的换热器有夹套式、蛇管式、套管式、列管式、板式等。
1.夹套式换热器
夹套式换热器主要用于反应过程的加热或冷却。在用蒸汽进行加热时，蒸汽由上部接管进入夹套，冷凝水则由下部接管流出。作为冷却器时，冷却介质(如冷却水)由夹套下部的接管进入，而由上部的接管流出。
该种换热器的传热系数较小，传热面又受到容器的限制，因此只适用于传热量不太大的场合。为了提高其传热性能，可在容器内安装搅拌器，使容器内液体做强制对流;为了弥补传热面的不足，还可在容器内安装蛇管换热器。
2.蛇管式换热器
蛇管式换热器可分沉浸式和喷淋式两种。
(1)沉浸式蛇管换热器。蛇管多以金属管弯制，制成适应容器要求的形状，沉浸在容器中。两种流体分别在蛇管内、外流动而进行热量交换。这种蛇管换热器的优点是结构简单，价格低廉，便于防腐，能承受高压。主要缺点是由于容器的体积较蛇管的体积大得多，故管外流体的对流换热系数较小，因而总传热系数 K值也较小。如在容器内加搅拌器或减小管外空间，则可提高传热系数。
(2)喷淋式蛇管换热器。多用作冷却器。固定在支架上的蛇管排列在同一垂直面上，热流体在管内流动，自最下端管进入，由最上端管流出。冷却水由最上面的多孔分布管(淋水管)流下，分布在蛇管上，并沿其两侧流至下面的管子表面，最后流入水槽而排出。
冷水在各管表面上流过时，与管内流体进行热交换。这种设备常放置在室外空气流通处，冷却水在汽化时，可带走部分热量，可提高冷却效果。它和沉浸式蛇管换热器相比，具有便于检修和清洗、传热效果较好等优点，其缺点是喷淋不易均匀。
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3.套管式换热器
套管式换热器系用管件将两种尺寸不同的标准管连接成为同心圆的套管，然后用180°的回弯管将多段套管串连而成。每一段套管称为一程，程数可根据传热要求而增减，每程的有效长度为4～6m。若管子太长，管中间会向下弯曲，使环形中的流体分布不均匀。
套管式换热器的优点是：构造较简单;能耐高压;传热面积可根据需要而增减;适当地选择管子内径、外径，可使流体的流速较大，且双方的流体可做严格的逆流，有利于传热。缺点是：管间接头较多，易发生泄漏;单位换热器长度具有的传热面积较小。故在需要传热面积不太大而要求压强较高或传热效果较好时，宜采用套管式换热器。
4.列管式换热器
根据热补偿方法的不同，列管式换热器有下面几种形式：
(1)固定管板式换热器。 (2)U形管换热器。 (3)浮头式换热器。 以上几种类型的列管式换热器，都有系列标准可供选用。规格型号中通常标明形式、壳体直径、传热面积、承受的压强和管程数等。
(4)填料函式列管换热器。该换热器的活动管板和壳体之间以填料函的形式加以密封。在一些温差较大、腐蚀严重且需经常更换管束的冷却器中应用较多，其结构较浮头简单、制造方便、易于检修清洗。
5.板片式换热器
板片式换热器的传热面是由冷压成形或经焊接的金属板材构成。属于这类的换热器的有螺旋板式换热器、板式换热器和板翅式换热器等。
(1)螺旋板式换热器
(2)板式换热器
(3)板翅式换热器
6.非金属换热器
六、油罐
(一)油罐分类
金属油罐可根据油罐所处位置、几何形状和不同结构形式等几方面来划分。
1.按油罐所处位置划分
分为地上油罐、半地下油罐和地下油罐三种。
(1)地上油罐。指油罐的罐底位于设计标高±0.00及其以上;罐底在设计标高±0.00以下但不超过油罐高度的1/2，也称为地上油罐。
(2)半地下油罐。指油罐埋人地下深于其高度的1/2，且油罐液位的最大高度不超过设计标高±0.00以上0.2m。
(3)地下油罐。指罐内液位处于设计标高±0.00以下0.2m的油罐。
2.按油罐的几何形状划分
按油罐的几何形状可划分为：立式圆柱形罐、卧式圆柱形罐和球形罐。
3.按油罐的不同结构形式划分
按油罐的不同结构形式可分为固定顶储罐、无力矩顶储罐、浮顶储罐和套顶储罐。
(1)固定顶储罐。又可分为锥顶储罐、拱顶储罐、自支承伞形储罐。
(2)无力矩顶储罐(悬链式无力矩储罐)是根据悬链线理论，用薄钢板制造的。其顶板纵断面呈悬链曲线状。由于这种形状的罐顶板只受拉力作用而不产生弯矩，所以称为无力矩顶油罐。
(3)浮顶储罐。分为浮顶储罐、内浮顶储罐(带盖内浮顶储罐)
1)浮顶储罐。浮顶储罐的浮顶是一个漂浮在储液表面上的浮动顶盖，随着储液的输入输出而上下浮动;浮顶与罐壁之间有一个环形空间，这个环形空间有一个密封装置，使罐内液体在顶盖上下浮动时与大气隔绝，从而大大减少了储液在储存过程中的蒸发损失。采用浮顶罐储存油品时，可比固定顶储罐减少油品损失 80%左右。
2)内浮顶储罐。内浮顶储罐是带罐顶的浮顶罐，也是拱顶罐和浮顶罐相结合的新型储罐。内浮顶储罐的顶部是拱顶与浮顶的结合，外部为拱顶，内部为浮顶。
内浮顶储罐具有独特优点：一是与浮顶储罐比较，因为有固定顶，能有效地防止风、砂、雨雪或灰尘的侵入，绝对保证储液的质量。同时，内浮盘漂浮在液面上，使液体无蒸汽空间，减少蒸发损失85%～96%;减少空气污染，减少着火爆炸危险;易于保证储液质量，特别适合于储存高级汽油和喷气燃料及有毒的石油化工产品;由于液面上没有气体空间，故减少罐壁罐顶的腐蚀，从而延长储罐的使用寿命。二是在密封相同情况下，与浮顶相比可以进一步降低蒸发损耗。
内浮顶储罐的缺点：与拱顶储罐相比，钢板耗量比较多，施工要求高;与浮顶储罐相比，维修不便(密封结构)，储罐不易大型化，目前一般不超讨10000m3。
(二)金属油罐附件
罐体上安装的一些供特殊用途的附属配件，即油罐附件。油罐附件应适应各种油品的储存、发放、计量和维修等的要求，确保金属油罐的正常工作。
(1)人孔。专为操作人员进出油罐检查、清洗和修理之用。
(2)透光孔。专为罐内进行检查、修理、刷洗时透光、通风之用。一般安装在罐内的顶部。
(3)排污孔(管)用于清扫油罐时排出淤泥油污等，平时可以通过放水管排泄罐底沉积水。
(4)放水管。用于排除罐底的沉积水。
(5)罐顶结合管与罐壁接合管。用于进出储存介质之用。
(6)量油孔。用于测量罐内油品的液面、温度及取样。量油孔一般与测量液位的仪表相连，通常安装在罐顶平台附近。
(7)呼吸阀、安全阀。呼吸阀的作用是调节罐内油气压力，当罐内压力过高时，通过呼吸阀将部分多余油气排出，使罐内压力下降;当罐内压力过低时，通过呼吸阀从罐外吸入空气，使罐内压力升高，始终保持与大气压恒定的状态。
安全阀的作用是当油罐在操作过程中，由于呼吸阀失灵或其他原因影响正常工作时，可通过它调节罐内压力，从而防止由于罐内正压或负压太高、罐壁应力过大而造成油罐外形破坏或油罐被抽瘪。
(8)防火器。用来防止火星、空气经过安全阀或呼吸阀进入罐内引起意外，它安装在呼吸阀或安全阀的下面。
(9)内部关闭阀操纵装置。该装置用来连接罐内外自动关闭阀，完成进油和出油。
(10)加热器。分局部加热器和全面加热器两种。其作用是通过蒸汽对原油和重油加热，以防止油品凝固。
(11)升降管。通过回转接头与出油接合管相连接，用卷扬机带动升降，可选择抽取罐内任何部位油品。一般只安装在润滑油或特种油品罐上。
(12)泡沫发生器。当罐内油品发生意外起火燃烧时，利用泡沫发生器产生泡沫剂灭火。
(13)进料孔。用于进料。
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(三)金属油罐的制作安装
1.罐底预制与安装
首先在基础上放好纵横十字轴线、罐底中幅板及边缘圆周线。中幅板的尺寸由现场供应钢板规格来决定，尽量做到钢板长度不剪裁，以减少料头损耗。排板时以中间条板为基准，按排板图的编号，从基准板处画好搭接线，向两侧按顺序铺板。当中幅板铺完后，再铺设边缘板。经检查罐底直径及底板相互搭接尺寸符合设计要求后，将底板点焊或用夹具临时固定。
罐底安装时要注意，中间条板的中心线必须与基础上的纵横中心线重合。相邻两条中幅板上的短缝应错开500mm以上，中幅板和边板的焊缝应错开 200mm以上。底板铺设之前，应在底面涂防腐沥青漆(搭接部位可不刷涂)罐底的焊接步骤是：先焊接中幅板，在丁字缝处用捻锤将焊缝打严，然后按焊接顺序对称施焊。
2.罐顶预制与安装
罐顶预制和安装与罐体的安装工艺密切相关。对于采用倒装法安装工艺的油罐，其罐顶预制与安装过程为：当罐底铺好后，即开始安装罐顶。首先安装末圈壁板，其方法是先在罐底上以罐底中心为圆心，画出第一圈及末一圈壁板圆周线，将中心柱垂直立于底板中心。然后按圆周线组装末圈壁板，待第一圈壁板组装完后，以设计确定的罐顶透光孔位置的中心作为第一块罐顶板的中心线，并以此线为基础把每一块罐顶板的中心线位置用冲子在包边角钢上打上记号。然后按排板图尺寸点焊好挡铁，按包边角钢所对应的顶板位置决定伞架。
组装罐顶板时用弧形样板调整好弧度，临时点焊固定。待罐顶全部拼装整形、点焊完毕后，即可进行罐顶的焊接。焊接完后，再根据图纸规定的附件位置进行放线开孔，把透光孔、管接头、护栏、梯踏板、操作平台等安装完毕。接着拆除罐内支撑，在罐壁外部下面划好搭接线及起罐终止的预视线，同时组装好限位拉杆，进行第二圈壁板的组装工作。
3.金属油罐的安装施工方法
根据金属油罐的不同结构，可选用抱杆倒装法、卷装法、充气顶升法和水浮正装法。
下面介绍几种常见的施工方法：
(1)机械正装法。是先将罐底铺设焊好后，焊缝经无损探伤及严密性试验合格后，将罐壁的第一圈板逐块分别与底板垂直对接并施焊。当第一圈罐壁组焊完毕，再用机械逐块吊装第二圈壁板与第一圈壁板焊接，直至最后一圈壁板组焊完毕，再安装顶板。
(2)抱杆倒装法。
抱杆倒装法可分为中心抱杆倒装法和多抱杆倒装法。多抱杆倒装法的抱杆在罐壁内均布，用倒链提升。
(3)卷装法。这种储罐安装施工方法主要应用于罐体，当底板安装施焊完毕后，在金属预制加工厂将罐壁预先制成的整幅钢板，在专用胎具上组对，采用自动焊机进行焊接，并对焊缝进行严密性试验。再将组对好的整幅钢板卷绕在钢制圆筒上，运到安装好的罐底底板上，随后将其在罐底上直立起来，沿罐体设计的圆弧线展开，一边展开，一边与罐底焊接。在展开过程中安装罐顶结构。卷装壁板展开完毕，封闭罐壁板的安装纵缝，最后再焊接罐壁板与罐底的“T”形焊缝。
(4)充气升顶法。充气升顶法是罐壁倒装法的另一种形式。它与前面所述倒装法的区别是：提升罐顶和上部罐壁不是靠起重机械来吊装，而是利用鼓风机向罐内送入压缩风所产生的浮力使上部罐体上升就位。
它的基本原理是当罐内空气压力大于罐体自重(顶起部分)和附加重量(胀圈等)以及壁板间的摩擦力时，则罐体上升，反之，则罐体下降。上升和下降的动作可根据作业需要进行充气和排气即可。这是一个较普遍采用的方法，节省人力，也比较安全可靠。
充气顶升的风机安装在地平面距罐壁2m左右的地方，风管总长约3m，采用厚3mm钢板制成。风机一般采用6～9m3/min规格。充气顶升装置是在罐内壁套一槽钢煨制的圆圈，安装时用千斤顶将槽钢煨制的圆圈与罐壁顶压严实，然后在槽内装一圈薄胶片，胶皮厚为1.5mm.顶升时，可采用8个手动葫芦调整平衡。
(5)水浮正装法。适用于大容量的浮船式金属储罐的施工。它是利用水的浮力和浮船罐顶结构的特点，给罐体组装提供方便。
1)单盘浮船油罐的壁板施工
2)双盘浮船油罐的壁板施工
①罐内充水
②壁板的压制及焊稳装卡具
③吊装
④焊接操作平台
4.金属油罐的试验
(1)油罐焊缝质量的检验及验收。为确保油罐安装的焊缝质量，应对油罐焊缝上外观和内部质量进行检验，采用相应的无损探伤方法和技术标准。常用的无损探伤方法有：超声波探伤、射线探伤、磁粉探伤、渗透探伤等。
(2)油罐严密性试验。油罐(包括附件)安装完毕，应按设计技术条件和规范要求，分别对罐底、罐壁、罐顶及附件进行严密性试验。油罐严密性试验的目的是检验其本身结构强度及焊缝严密性。下面简介几种试验方法：
1)真空箱试验法
2)煤油试漏方法
3)化学试验法
4)压缩空气试验法
罐底焊接完毕后，通常用真空箱试验法或化学试验法进行严密性试验。罐壁严密性试验一般采用煤油试漏法，罐顶则一般利用煤油试漏或压缩空气试验法以检查其焊缝的严密性。
(3)油罐充水试验。对油罐的罐底、罐壁、罐顶分别进行严密性试验后，应再进行充水试验，并检查下列试验内容：罐底严密性，罐壁强度及严密性，固定顶强度、稳定性及严密性，浮顶及内浮面的升降试验及严密性，中央排水管的严密性，基础的沉降观测。
充水试验要求：充水试验前所有附件及其他与罐体焊接部位应全部焊接完毕;充水试验采用淡水，罐壁采用普通碳素钢或16MnR钢板时，水温不能低于5℃;采用其他低合金钢时，水温不能低于15℃。
1)罐底的严密性应以充水试验过程中罐底无渗透漏为合格。
2)罐壁的强度及严密性应以充水到设计最高液位并保持48h后罐壁无渗漏、无异常变形为合格。
3)固定顶的强度及严密性试验时，罐内水位应在最高设计液位下1m进行缓慢充水升压，当升至试验压力时，应以罐顶无异常变形、焊缝无渗漏为合格。
6)基础的沉降观测应符合下列规定：
①罐壁下部每隔10m左右设一个观测点，点数宜为4的倍数，且不得少于4点;
②充水试验应按设计文件的要求，对基础进行沉降观测。
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七、球罐
球形罐与立式圆筒形储罐相比，在相同容积和相同压力下，球罐的表面积最小，故所需钢材面积少;在相同直径情况下，球罐壁内应力最小，且均匀，其承载能力比圆筒形容器大1倍，故球罐的板厚只需相应圆筒形容器壁板厚度的一半。
由上述特点可知，采用球罐，可大幅度减少钢材的消耗，一般可节省钢材30%～45%;此外，球罐占地面积较小，基础工程量小，可节省土地面积。
(一)球罐的构造与分类
1.球罐的构造
球罐由本体、支柱(承)及附件组成。
(1)球罐本体。球罐本体是球罐结构的主体;是球罐储存物料承受物料工作压力和液体静压力的构件;是由壳板拼焊而成的一个圆球形容器。由于球壳体直径大小不同，球壳板的数量也不一样，球壳有环带式(橘瓣式)、足球瓣式、混合式结构三种形式。
(2)球罐支柱(承)是用于支承球罐本体重量和储存物料重量的结构部件，有柱式、裙式、半埋入式及高架式支座多种。
1)柱式支座。它是由若干支柱组成的支座。支柱由无缝钢管制成，无缝钢管的大小规格及数量根据球罐的大小规格而定。
赤道正切柱式支座是使用最多的一种形式。它的结构是支柱正切于球罐的赤道带;各支柱间有拉杆连接，以加强受力情况。
2)裙式支座。这种结构的特点是支座较低，由钢板制成。其优点是稳定性好，节省钢材。
3)半埋入支座。这种结构是半球体支承于钢筋混凝土基础上。
(3)球罐的附件
1)梯子平台
2)人孔和接管
3)水喷淋装置
4)隔热和保冷设施
5)液面计
6)压力表
2.球罐分类
球罐的结构是多种多样的，根据不同的使用条件(介质、容量、压力和湿度)有不同的结构形式。通常按照外观形状、壳体构造和支承方式的不同来分类。
(二)球罐的安装施工
1.球罐的拼装方法
球罐的拼装方法有多种，可根据球罐的容量、结构形式、施工现场及组装平台的大小、施工单位吊装机具及人力资源情况进行合理选择。
(1)分片组装法
采用分片组装法的优点是：施工准备工作量少，组装速度快，组装应力小，且组装精度易于掌握，不需要很大的吊装机械，也不需要太大的施工场地。缺点是高空作业量大，需要相当数量的夹具，全位置焊接技术要求高，且焊工施焊条件差，劳动强度大。分片组装法适用于任意大小球罐的安装。
(2)拼大片组装法。拼大片组装法是分片组装法的延伸。在胎具上将已预热好、编了号的相邻两片或多片球壳瓣，拼接成较大的球壳片，然后吊装组焊成球壳体。组合的球壳片瓣数多少为宜，要根据吊装能力确定。拼大片组装法由于在地面上进行组装焊接，减少了高空作业，并可以采用自动焊进行焊接，从而提高了焊接质量。
(3)环带组装法。一般分两种，一种是在预制厂先将各环带预制成型，然后运输到现场组装。这种方法常受各种限制，比较大的球罐很少采用。另一种，大多数施工单位一般都是在现场进行预制并组装。在临时钢平台上，先将赤道带、上下温带、上下极板分别组对焊接成环带，然后将各环带组装焊接成球体。
环带组装法组装的球壳，各环带纵缝的组装精度高，组装的拘束力小，减少了高空作业和全位置焊接，施工进度快，提高了工效。同时也减少了不安全因素，并能保证纵缝的焊接质量。
环带组装法现场施工时，需要一定面积的临时钢平台，占用场地大;组装时需用的加固支撑较多;组成的环带重量较大，组装成球时需较大的吊装机械。另外，环缝组对时难以避免强制性组装，因而强装焊接后产生较大的应力。环带组装法一般适用于中、小球罐的安装。
(4)拼半球组装法。首先搭设平台，然后在平台上划出赤道带大口径的内、外圆弧线、瓣片的平面投影线和赤道带小口的投影线，并沿大口内外圆线，每隔500mm处内交错焊接临时定位角钢，然后沿大口圆周用水准仪测量20个水准点(每块瓣片两个点)及圆中心点。在安放第一块瓣片时，需沿大口中心线错开200mm处。为保证安装准确，安装时要对正圆弧内外线和平面投影线，并量上口至圆心斜长值(±2mm)来控制上、下口的同心度。
这种施工方法的特点是：高空作业少，安装速度快，但需用吊装能力较大的起重机械等。故仅适用于中、小型球罐的安装。
(5)分带分片混合组装法。将支柱分两部分，上部支柱与赤道环带在临时钢平台上组装拼接好，然后吊起赤道环带，与已就位于基础上的下部支柱组对拼接。其他球壳板以分片组装的方法，逐片吊装与赤道环带接成上下温带和上下极板，最后焊接成完整的球壳体。这种方法适用于中、小型球罐的安装。
上述这些组装方法中，在施工中较常用的是分片组装法和环带组装方法。
2.球罐焊接
球罐的焊接工作量很大，焊接难度高，焊缝包括平、立、仰、横各种位置的焊接，技术要求十分严格。
(1)焊接工作首先应经过与球壳板同材质、同批号试验。焊工应具有劳动部门考试合格证。施工单位应制定合理的焊接施工方案与严格的管理制度。焊接工作应按有关技术规范的要求进行施焊和验收。
(2)施工现场必须建立焊条管理与气象管理制度。焊条管理工作包括焊条的烘干、恒温和保温;焊条一般在250℃的烘干箱内烘干2h，随烘随用; 未经烘干或药皮不全的焊条严禁使用。气象管理主要是对下雨、风速在10m/s以上及气温在0℃以下时如没有适当的防护措施，应停止焊接。
(3)球壳板双面对焊时，应进行背面清根;如用碳弧气刨清根，清根后应将渗透碳层磨去，必要时需经着色检查合格，然后再行施焊。
(4)组对时的点固焊、工夹具和起重吊耳的焊接工艺及焊条，必须和主焊缝相同。点固焊长度不小于50mm，其焊肉高度不低于8mm;点固焊距离不得大于300mm。工夹具、吊耳等非正式附件，装配后均应用碳弧气刨去掉，并用砂轮磨光。
3.球罐焊前预热、焊后热处理及整体热处理
(1)焊前预热。预热是指施焊前把焊接的工件加热到比环境更高的温度，再在此温度下进行焊接。球罐的材质大多数为高强度的合金钢，在焊接过程中，由于材质焊后冷却收缩，易于产生冷裂纹及脆性断裂。预热的目的就是为了防止焊接金属的热影响区产生裂纹，减少应力变形量，防止金属热影响区的塑性、韧性的降低，并可以除去表面水分。根据施工规范规定，球罐的预热温度根据焊件材质、厚度、接头的拘束度、焊接材料及气象条件确定。
预热时要求对焊接部位均匀加热，使其达到焊接工艺规定的温度。预热范围为焊接接头中心两侧各3倍板厚以上且不少于10Omm的范围内。
(2)焊后热处理。球罐焊接完后应立即进行焊后热处理。焊后热处理的主要目的：一方面是释放残余应力，改善焊缝塑性和韧性;更重要的是为了消除焊缝中的氢根，改善焊接部位的力学性能。
球罐的焊接后消氢处理应由焊接工艺评定结果确定，焊后热处理温度一般要求应与预热温度相同(200～350℃)，保温时间应为0.5～1h。
遇有下列情况的焊缝，均应在焊后立即进行焊后热消氢处理。
1)厚度大于32mm的高强度钢;
2)厚度大于38mm的其他低合金钢;
3)锻制凸缘与球壳板的对接焊缝。
(3)整体热处理
1)整体热处理的目的。球罐的整体热处理是根据设计的规定和要求进行的。球罐整体热处理的目的是为了消除由于球罐组焊产生的应力，稳定球罐几何尺寸，改变焊接金相组织，提高金属的韧性和抗应力能力，防止裂纹的产生。同时，由于溶解氢的析出，防止延迟裂纹产生，预防滞后破坏，提高耐疲劳强度与蠕变强度。
球罐焊接后产生的残余应力是由于焊接时局部加热、焊缝金属的金相组织的变化而引起的内应力;另外，焊缝应力分布也比较复杂，同时金属球壳也产生内应力。三项应力的不良金相存在是引起球罐低应力脆性破坏的主要因素。为消除残余应力和减轻焊缝附近金相组织的局部硬化、改善焊缝的力学性能，目前我国对壁厚大于34mm的各种材质的球罐都采用整体热处理。
2)整体热处理的方法。球罐整体热处理有两种方法：内燃法和电热法。
①内燃法。是把焊接完毕并经检验合格的球体作为炉壳，在球体内布置若干个喷油嘴，用空气压缩机(鼓风机)、油泵、雾化器相配套的设备，以雾化的轻柴油作为燃料，以石油液化气作为点火器燃料，使球罐内部燃料不断燃烧，产生热对流和热辐射加热整个球体。为防止热量的损耗，罐外用保温材料进行保温。为了加强温度测量和管理，在球体外部均匀布置测温点，并设专人定岗操作和监视测量系统，做好记录。热处理温度应按设计要求。如设计无要求时，对于A3R钢、 16MnR钢热处理温度宜为625±25℃;对于15MnVR钢宜为570±25℃;对于15MnVNR钢宜为565±15℃。
②电加热法。在施工现场不允许用火焰加热时，可采用电加热法进行球罐的整体热处理。电加热的原理和方法是把专门设计的电气元件放置在球罐内的下方，电热元件的引线从底部人孔引出接到电源。球罐做表面保温处理，人孔以及所有管口也均用保温材料封闭，这样整体球罐就形成了一个封闭式电炉。加热时，借助于罐内空气的对流把电热元件放出的热量均匀地传给罐壁，从而达到加热的目的。
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4.球罐的检验
焊接质量检验是保证球罐质量不可缺少的重要手段。
(1)焊缝检查
1)外观检查。对焊缝表面质量检验、检查的方法主要靠目测，也称为焊缝的外观检验。焊缝外观检查时，焊缝及热影响区表面不得有裂纹、气孔、夹渣、凹陷、熔合性飞溅物等缺陷，焊缝的焊角高度、宽度、余高等都应满足有关规定要求。
2)焊缝内在质量的检验。对焊缝内在质量的检验是采用无损探伤检验。无损探伤检查的具体手段有射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤和渗透探伤。
①球罐的对接焊缝(包括人孔和公称直径不小于250mm接管的对接焊缝和法兰，锻制加强圈的外接焊缝)应100%进行射线探伤和超声波探伤。
②选择100%射线探伤检查时，对球壳板厚度大于38mm的焊缝还应做超声波探伤复检，复检长度不应小于所探焊缝总长的20%。
③选择100%超声波探伤方法时，应对超声波探伤部位做射线探伤复检，复检长度不应小于所探焊缝总长的20%。
④水压试验后进行复查，复查数量不得小于焊缝全长的20%。复查部位包括全部T形接头及每个焊工各个焊接位置的对接焊缝和各种角焊缝。
3)磁粉探伤和渗透探伤检查。磁粉探伤和渗透探伤规定：
(2)水压试验。是为了检查球罐的强度、考核球罐组装焊接质量，以保证球罐能够承受设计压力不漏。经过水压超载能够改善球罐的承载能力。尽管球罐在制造、组装焊接过程中和焊后都进行了严格的检验工作，但漏检的缺陷有可能在水压试验中出现。因此，水压试验也是比较重要的检验手段。
1)进行水压试验前，球罐应具备的条件
2)水压试验步骤
3)水压试验要求：
①水压试验压力应为设计压力的1.25倍。设计有特殊规定时按设计文件要求进行，但不应小于球罐设计压力的1.25倍。
②试验用水应为清洁的工业用水。对碳素钢和16MnR钢制球罐水温不得低于5℃;其他低合金钢球罐试压用水温度不得低于15℃;对新钢种的试验水温应按设计规定进行。
③球罐水压试验过程中要进行基础沉降观测，观测应分别在充水前、充水到1/3、充水到2/3球罐本体高度、充满水24h和放水后各个阶段进行观测，并做好实测记录。
(3)气密性试验。根据规定，球罐经水压试验合格后要再进行一次磁粉探伤或渗透探伤;排除表面裂纹及其他缺陷后，再进行气密性试验。气密性试验是在球罐各附件安装完毕，压力表、安全阀、温度计经过校验合格后进行。气密性试验所用气体应是干燥、清洁空气或其他惰性气体，气体温度不得低于5℃。当球罐充满气后，开始升压。
八、气柜
(一)气柜种类及结构形式
气柜是煤气和混合气的储存设备。它用来调节煤气高低不均匀的供气负荷。气柜实际上就是储气柜，按储气压力大小可分为低压储气柜和高压储气柜两种。低压储气柜按密封方式分类为湿式和干式两种。湿式有直立式和螺旋式;干式气柜是利用弹性垫片及油封填充方法，保持密封，目前使用很少。高压气柜通常称为高压储气罐，有圆筒形(立式或卧式)和球形。
1.低压湿式气柜
低压湿式气柜主要由水槽和钟罩组成，钟罩分为数节(可随煤气输入输出而升降)，按升降方式不同，可分为直立式和螺旋式两种。下面介绍几种常用的低压湿式气柜结构。
(1)直立式低压湿式气柜。由水槽、钟罩、塔节、水封、顶架、导轨立柱、导轮、配重及防真空装置等组成。
(2)低压螺旋湿式储气柜。其结构由水槽、塔节、钟罩、导轨、平台、顶板和顶架、进出气管等部分组成。气柜本体由钢板拼焊成。
(3)低压干式气柜。低压干式气柜同低压湿式气柜一样，是一种压力基本稳定，储气容积可以在一定限度内变化的低压储气设备。
(二)湿式气柜制作安装施工方法
1.气柜的预制
气柜的安装速度和质量很大程度上与预制的质量有关，做好气柜的预制是保证质量、加快安装速度的重要前提。
2.气柜安装及施工方法
低压湿式气柜钟罩、中节和水槽壁的组装有倒装法和正装法。
(1)倒装法。是由钟罩开始逐节向外安装，最后组装水槽壁。施工时先装最上面的带板，然后由上而下逐圈组装焊接，壁板全部组装焊接后，安装下水封、立柱、上水封环形板和导轨。为了施工操作方便，钟罩和中节在导轨安装后，宜提升至适于焊接的高度，待水槽壁安装完后再复位。上水封立板可在各塔节复位前安装，钟罩拱顶则在钟罩最上一带板组装完后进行组装。
(2)正装法。是由组装焊接水槽壁开始逐节向里安装，最后组装钟罩、中节。钟罩安装时，先将下水封及下带板组装焊接后再装立柱、上带板、上水封顶和螺旋导轨，最后安装预制壁板。
目前常用的施工方法是正装法。根据各单位的施工条件和现场情况，气柜的正装法施工分为两种：一种是机械配合正装法，另一种是起重机机械配合水浮正装法。这里仅对低压螺旋气柜正装法施工作简单介绍。
3.气柜安装质量检验
(1)施工过程中的焊接质量检验。焊接规范要求：
1)气柜壁板所有对焊焊缝均应经煤油渗透试验。
2)下水封的焊缝应进行注水试验，不漏为合格。
3)当钢板厚度为8mm以上时，水槽壁对接焊缝应进行无损探伤检查。抽查数量：立焊缝不少于10%，环缝不少于5%。如不合格，则应在该焊工所焊焊缝有缺陷部分的延伸方向加倍检查，或在其他可疑部分进行补充探伤;如仍不合格时，则该焊工所焊的焊缝应100%探伤检查。
(2)气柜底板的严密性试验。气柜底板严密性试验同样是为了检查底板结构强度和焊缝的严密性。底板的严密性试验可采用真空试漏法或氨气渗漏法。
1)真空试漏法。是在底板焊缝表面刷上肥皂水，将真空箱压在焊道上并用胶管接至真空泵，当真空度达到1.96kPa(200mmHg)时进行检查，以焊缝表面不产生气泡为合格。
2)氨气渗漏法。沿底板周围用粘土或其他材料将底板与基础间隙封闭(需留出4～6个孔洞，以检查氨气分布情况)。检查时向底板下通入氨气，用试纸在底板周围留好的孔洞处检查。氨气分布均匀后，即可在焊缝表面涂刷酚酞—酒精溶液进行检查。
(3)气柜总体试验。
1)气柜施工完毕，进行注水试验。气柜施工完后，经检查合格后首先进行注水试验，其目的一是预压基础，二是检查水槽的焊接质量。水槽的注水要分次进行，每次注水后观察基础沉陷情况，如发现沉陷较快和不均匀沉陷要立即停止注水并将水放尽，找出原因，采取有效措施进行处理，处理完后进行注水。水槽注水试验不应少于24h。
2)钟罩、中节的气密试验和快速升降试验。气柜的气密试验和快速升降试验的目的是检查各中节、钟罩在升降时的性能和各导轮、导轨、配合及工作情况，整体气柜密封的性能。
试验方法：
①试升。用鼓风机向钟罩内充气，使钟罩及中节徐徐上升，通过观察导轮运转情况和借助于钟罩上U形压力计压力变化情况来检查钟罩及中节上升性能; 用涂肥皂液来检查钟罩、中节、罐顶的焊缝和水槽壁的密封性能，观察水槽有无漏水现象。如发现有漏水现象，应立即停止注水，将水位降到缺陷位置以下进行补焊。
②试下降。当钟罩升到最高位置后关闭进气阀，打开放空阀，使钟罩及中节缓缓下降。此时要注意压力变化和导轮运转情况，并加以记录。
③快速升降。缓慢升降合格后，应进行快速升降试验。速度不超过1.5m/min，观察钟罩、中节和导轮的运转情况。快速升降以2次为宜。
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