摘 要：隨著國民經濟對能源的依賴性越來越強，穩定的不斷增長的石油生產對保障國民經濟的穩定快速發展是必不可少的前途條件。而玻璃鋼大型儲罐以其耐腐蝕，無需維修，壽命長的優點在石油系統中有著廣泛的應用空間。
　　關鍵詞：玻璃鋼大型儲罐 耐腐蝕 無需維修 質量控制 綜合成本 油田應用
　　塔里木輪南油田污水主要來自輪一聯原油脫水站合原油穩定系統。輪一聯已建污水處理及注水站的設計規模為5800m3/d。目前污水量約為6600m3/d，隨著油田綜合含水率的增長，污水產量逐年遞增，老站已不能滿足污水增長的處理要求，需要新建6000m3/d污水處理站和注水站。
　　由我單位負責承建的新疆輪南油田新建6000m3/d污水處理及注水系統改擴建工程，包含2座3000m3鋼制儲罐和3座1000m3玻璃鋼儲罐。其中3座1000m3玻璃鋼儲罐為新疆塔里木輪南油田，次將立式現場纏繞耐腐蝕玻璃鋼大型儲罐應用在油田生產中，分別做為1座污水回收罐和2座注水罐進行使用。
　　一、玻璃鋼大型儲罐的性能特點：
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　　玻璃鋼在93℃以下，能耐絕大多數的酸、堿、鹽、溶劑、油、污水、海水等各種介質。
　　（二）輕質高強
　　玻璃鋼的比重為1.65～1.9g/cm3，為鋼的1/4～1/5。
　　（三）可設計性強
　　玻璃鋼大型儲罐可以針對不同的介質、使用溫度，選用不同的耐腐蝕、耐溫樹脂。根據不同的直徑、壓力及受力情況通過改變產品的壁厚，纖維纏繞角，鋪層，樹脂含量等技術參數，來實現優化的設計。
　?。ㄋ模o需維修 壽命長
　　耐腐蝕玻璃鋼大型儲罐通常使用壽命高達50年，且在整個使用過程中，幾乎不需要維修，維護成本非常低。
　?。ㄎ澹┠透g玻璃鋼大型儲罐的熱性能
　　耐腐蝕玻璃鋼大型儲罐的熱膨脹系數為11.2×10-6/℃，約為鋼的1/2，為PVC塑料管的1/6；熱傳導系數為0.23，只有鋼的0.5%，是一種相當突出的熱的絕緣體。
　　（六）耐腐蝕玻璃鋼大型儲罐的阻燃性能
　　耐腐蝕玻璃鋼大型儲罐可以通過使用阻燃樹脂，普通樹脂中添加阻燃劑（無機阻燃劑如三氧化二鋁；有機阻燃劑如溴化物、磷化物等），阻燃樹脂+阻燃劑等各種方法，獲得不同阻燃氧指數的阻燃產品。
　?。ㄆ撸┠透g玻璃鋼大型儲罐的電性能
　　耐腐蝕玻璃鋼大型儲罐的絕緣電阻通常在1012-1015Ω.cm，為優良的電絕緣材料。
　　（八）耐腐蝕玻璃鋼大型儲罐的耐低溫性能
　　耐腐蝕玻璃鋼大型儲罐不象其它類塑料制品，在低溫狀態下，會變脆和降低強度。其在-30℃的狀態下，仍具有良好的韌性和極高的強度。有實驗證明，耐腐蝕玻璃鋼大型儲罐處在或略低于攝氏零度狀態下，具有特殊的抗結冰能力。
　　二、耐腐蝕玻璃鋼大型儲罐的設計、制造與質量控制
　　耐腐蝕玻璃鋼大型儲罐的優點
　　采用立式現場纏繞耐腐蝕玻璃鋼大型儲罐具有以下優點：
　　a、玻璃鋼制品的環、軸向強度高：由于立式纏繞設備環向纏繞、軸向纏繞均可實現，纏繞角度可以根據制品的受力設計，在40-80度之間調整，環向強度與軸向強度均可以大限度地得到保證。同時，玻璃鋼具有儲罐抗風壓能力和外載性能好，抗變形能力及抗震性能高等優點。
　　b、內襯抗滲性能好：立式纏繞時，內襯直接在做好的整體模具上制作，內襯凝膠后，經檢驗及處理后，直接纏繞結構層，內襯與結構層結合緊密，內襯不易因變形而產生微裂紋，抗滲漏性能好。
　　c、罐底形式合理：在JC587及其它國外標準中，對于DN≤4000mm的玻璃鋼儲罐罐底的形式，一般規定為內外封口對接包纏形式。但針對大型玻璃鋼儲罐，由于罐底拐角處的應力疲勞大，是導致拐角處經常發生滲漏的直接原因。針對這一情況，通過采用承插罐底的形式，可大大降低甚至避免了罐底拐角處的彎曲應力，根除了滲漏的發生，對儲罐的安全使用也提供了保障。同時，承插罐底形式要求儲罐基礎為鋼筋混凝土硬基礎，儲罐罐底直接在基礎上糊制，這就使得儲罐封底與基礎結合緊密，形成一個整體。從根本上避免了傳統罐底形式由于罐底墊的沙子流失，而造成罐底局部懸空疲勞破壞。
　　d、吊裝方便：對于立式現場纏繞，儲罐帶頂封頭纏繞完后，平移到基礎上與底封頭進行承插糊制即可，吊裝安全方便。
　　e、纏繞占地面積?。河捎谑橇⑹嚼p繞，纏繞小車在高度方向運動不受儲罐直徑的限制，可制作較大直徑的儲罐，大可制作30米直徑的儲罐，且使用的場地非常小。
　　f、生產周期短：由于內襯不需要脫模，纏繞速度快，吊裝方便等一系列優點，使得生產制作的周期大大縮短。
　?。ㄒ唬┠透g玻璃鋼大型儲罐的設計
　　1.玻璃鋼儲罐的設計主要從兩個方面來考慮：
　?。?）耐腐蝕性：優異的耐腐蝕性是玻璃鋼儲罐成功應用于各種化工領域的關鍵。耐腐蝕性能主要由儲罐的內襯樹脂提供，所以選擇合適的耐腐、耐溫樹脂制作儲罐是非常重要的。
　　2.強度及剛度性能：
　?。?）由于儲罐長期暴露在外界，因此風壓對儲罐的影響很大，設計時應該重點對儲罐的筒身進行抗彎較核、背風面軸向受壓較核、迎風面軸向受拉較核。另外由于儲罐的容積較大，地震波引起的貯液晃動對罐壁的橫向壓力不可忽略，也應該對該橫向力產生的儲罐筒身環向和軸向的強度破壞和失穩進行較核。
　?。?）對于頂封頭與筒身的對接的強度和耐腐蝕性能的保證，采用“內封防腐，外封纏繞加強”的方案，這樣在接縫處采用筒身整體纏繞加強，可以使此處的抗內壓和抗彎曲性能與筒身纏繞層保持一致，實踐證明這種方案是可靠、有效的。
　?。?）當儲罐的直徑和高度均較大時，貯液將對筒體產生很大的環向應變（變形），因此，儲罐筒身采用加強筋對抗變形設計（加強儲罐的剛度），大應用2500m3罐（采用4道加強筋）。 　?。?）由于儲罐直徑較大，儲罐頂封頭的剛度與強度也是至關重要的。采取的措施有：
　　a：合理的厚度避免封頭自重過大引起下墜；
　　b：封頭設計縱向加強筋和環向加強筋；
　?。?）筒身罐底承插一體結構。儲罐封底與筒身采用承插工藝結合成一整體，大大提高了罐底的強度及剛度，而且罐底直接在硬板基礎上制作，根本上避免了底部疲勞破壞，罐體穩定性增強，罐拐角受力結構改變，安全性增加。
　?。?）罐底施工后不脫模，不移位，避免了罐底運輸吊裝移位過程中的損壞。
　　（二）材料選擇
　　1.玻璃纖維的選擇：無堿玻璃纖維的力學性能好，與樹脂的粘接性能好，玻璃鋼制品的強度高；中堿玻璃纖維易吸潮，玻璃鋼制品的力學性能差，但耐堿性能好。
　　2.樹脂的選擇：內襯樹脂必須滿足耐腐蝕及一定的耐溫要求；結構層的樹脂必須強度高、韌性好；
　?。ㄈ┠透g玻璃鋼大型儲罐的層合結構：
　　2.筒身設計4道加強筋
　　3.H為從下至上高度
　　2300-4800 42
　　4800-7300 30
　　7300-9950 20
　　9950-11300 14
　　平底封頭 20
　?。ㄋ模┠透g玻璃鋼大型儲罐制作過程中的質量控制
　　1.制作過程的關鍵點控制
　　內襯層制作為質量管理體系中的關鍵工序，操作員工經多次培訓合格方可配戴關鍵工序上崗證上崗操作。內襯層的質量直接決定設備的耐磨性、耐腐性、防滲能力及力學性能。玻璃鋼罐的內表面應光滑平整，無對使用性能有影響的龜裂、分層、針孔、雜質、貧膠區、氣泡等缺陷。
　?。?）結構層制作
　　采用國內目前性能先進立式的微機變頻控制現場纏繞機，可按設計對設備的壁厚及含膠量、纏繞角及含膠量等進行微機參數設置，大限度地保證了設備壁厚的均勻性，避免了人為因素的波動影響。完全可以保證設備平均壁厚不得小于標稱厚度（設計要求厚度）且設備環向斷面壁厚誤差<5%，小厚度不小于設計要求的95%.由于設備工作環境為戶外，在設備外表面制作1mm富膠衣樹脂外保護層，可有效起到耐腐蝕、耐老化、防負壓等保護作用。
　?。?）外保護層級固化控制點
　?。?）接管安裝控制點
　　（五）設備現場施工圖及基礎要求
　　1.公用工程條件
　　a、場地：現場要求50×40平方米左右，要求道路平整，基礎堅硬，可承重達40噸。
　　b、庫房：提供50平方米的材料倉庫。
　　c、用電：提供45KW容量的三相380V電源，接到現場。
　　d、用水：提供施工人員的生活飲用水，滿水試壓的水源及供水設施。
　　2.基礎驗收和處理
　　a、土建承包商應提交儲罐基礎質量合格證明書，測量記錄及其它施工記錄給儲罐制作方，并由代表組織基礎的復查和交接工作。
　　b、交接的儲罐基礎表面不能有裂紋、蜂窩狀空洞及露筋等缺陷。
　　3.纏繞設備的組裝
　　纏繞設備有五大部分組成：
　　a、微機控制系統
　　b、侍服驅動系統
　　c、浸膠系統
　　d、纏繞系統
　　e、模具系統
　　其中微機控制系統是儲罐制作的中樞神經，它控制纏繞系統按預先設計的工藝參數進行生產。模具制作則是設備中對產品質量影響較大的另一個重要因素。
　　（六）制造驗收標準
　　HG/T3983