LNG储罐罐顶的气吹顶升调试及应力分析

LNG全容储罐结构包括桩基础、承台、罐壁、育顶、内罐、铝吊顶和育顶钢结构等主要部分。穹顶钢结构包括顶梁框架和衬板，是育顶混凝土浇筑施工的受力载体，而育顶钢结构的气升顶过程，被认为是储罐建造过程中较为关键的环节之一，顶梁框架的设计也是储罐设计的较重要部分之一。对于型LNG储罐，顶梁框架和衬板结构体系的受力、稳定性等方面需要考虑的因素多、加复杂，适用于小体积储罐的基本假定，不适用于型储罐。

顶梁框架及衬板系统力学分析既包括应力分析，也包括稳定性分析。对于应力分析采用的方法基本相同，其过程一般包括确定荷载和荷载组合、建模、分工况计算和应力校核等。对于稳定性分析，在LNG储罐育顶计算，公司常规的做法是采用线性摄动分析，不考虑结构初始缺陷、不考虑材料的塑性、不考虑结构的几何非线性，以结构的屈曲特征值作为系数。

圆度和水平度的调试

1)在顶升前应储罐拱顶的圆度在公差的范围内。在相等的框架间隔内测量直径，且在直径方面，圆度的较大误差为250mm。

2)在气吹顶升之前找到罐内90度的基准记号来指出顶升时拱顶的平衡度，这些点应该从拱顶延伸到顶部承压环，以500mm递增。较低的2m应以250mm递增标明。在较初的气吹顶升期间，检查外面的水平度。如果大于允许值，立即停止气吹顶升，并且改正问题。允许的较度在第 一个2m为450mm。

罐顶的气吹顶升

LNG储罐罐顶外形为带蒙皮的钢骨架球冠结构，体积为160000m3。安装在混凝土外罐上，靠预埋在外罐上的承压环支撑，罐顶的自高约13m，罐顶在水平方向的投影是直径为82m的圆面，安装相对标高约38m，重量约607t，安装后的罐顶顶部标高为51m。

罐顶采用钢筋混凝土浇注，内置钢垫板用于顶部的气密性。所用垫板可用作结构模板并可充当一种复合结构使用。在项目建造方案中，地面预制好的拱形钢质罐顶(约607t，在当外墙浇注到第10层、承压环设置完成后，采用微压空气浮升技术，沿混凝土外罐内壁连续平稳地浮升至38米高处，并通过螺栓锚固和焊接于混凝土及承压环上。罐顶的气吹顶升是整个LNG项目建造工程中的技术难点和，其原理主要是利用鼓风机向罐内送入压缩风所产生的浮力使储罐拱顶和吊顶上升至储罐顶部就位的一种施工工艺。在进吹顶升工作前，要严格仔细地检查储罐的弧度、水平度和密封性，良好的平衡系统和密封系统是成功升顶的关键。当罐顶到达顶部后，立即用楔子将拱顶固定，并安装在承压环上，然后开始焊接，拱顶稳固的安装在储罐上。

9%Ni钢是低温合金钢，在-196℃具有很好的低温冲击韧性，是目前低温储罐用钢中较经济、实惠的一种钢材。由于本课题主要的是LNG储罐9%Ni钢壁板的焊接施工技术，因此本文选用了两种在LNG储罐建造过程中所占比例较大的焊接位置，即立焊和横焊，对9%Ni钢的焊接进行了焊接工艺评定。

LNG储罐常用的焊接方法是用于环缝、平缝的埋弧自动焊(SAW)和用于立缝及其它焊缝的手工电弧焊(SMAW)。手工电弧焊操作灵活、方便，适应性强，可适用于各种位置焊接，对设备要求也很低，但效率较低；埋弧自动焊具有很高的熔敷效率，但焊接热输入难控制，且局限于平焊及横焊位置的焊接，因此所有的横焊缝都采用埋弧自动焊。

手工电弧焊对电源没有太，普通的直流电源弧焊机就可以满足要求。埋弧焊焊接环缝为横缝，熔融的铁水容易下坠，焊缝成型不易控制，且焊接线能量要求严格，电流不宜过大，选择具有恒压、恒流特性可控交流弧焊电源和与之匹配的控制箱。