浮顶罐沉盘论文：浮顶罐沉盘卡盘故障分析【摘要】沉盘或卡盘是内、外浮顶储罐安全运行的故降之一，造成的损失十分严重。通过对导向柱式内、外浮顶雄沉盘过程进行分析，认为：沉盘或卡盘一般表现为两种形态，即沉没式和悬挂式。其产生的原因分别为：支柱超负荷，导向轮等部件的设计、安装不合理和事故处理不当等。事实表明在各方面加强管理，是能够避免沉卡故障的。【关键词】沉盘；卡盘；导向柱；支柱本文讨论的是具有导向柱式结构的外浮顶、内浮顶罐浮船或浮盘，这里通称为“浮盘” 。沉盘和卡盘是浮盘储罐独有的、非常危险的设备故障。对设备造成严重损坏、罐内物质不易清除、浮舱内充入了介质、聚胺脂密封结构体内吸附了油品等，极易造成火灾事故；卡盘后状态不稳定，浮盘随时坠落；修复储罐时需要动用大型设备，施工困难；随着储罐的大型化，因检修停运及其他间接损失更难以估算。国内曾经发生过10104m3 外浮顶储罐的沉盘事故。发生沉盘、卡盘后，浮盘状态稳定时，通常是两种状态：沉没式和悬挂式。沉没式：通常浮盘渗漏后仍然漂浮在油面上，当发现故障倒罐付油时，支柱接触罐底，油位脱离盘底，浮盘失去浮力，载荷超过了支柱承载极限，导致浮盘支柱失效，浮盘坠落在罐底上，形成了沉盘。悬挂式：浮盘运行过程中卡阻，并最终被介质淹没。发现故障降低液位，浮盘并不随液面的下降而下移，而是倾斜状卡在导向柱上。此时，浮舱内积满介质高位悬挂，非常危险。浮盘沉没原因按照文献gb 50341-2003 立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范中的设计准则，浮盘上积水 250 mm 或相邻的 2 个浮舱泄漏，浮盘仍然是安全的。这些描述的只是浮盘的静态状况，保证的也只是不失去浮力。实际上，浮盘的运动状态相对较为复杂，是一个动态过程。设计规范只保证了在如此的漏人储液重量的情况下，浮盘能漂浮。然而，一旦失去浮力后支柱却不能同时承受浮盘重量和漏人储液重量之和，因此导致浮盘沉没。1.1 支柱的失稳浮盘负重下降(通常是发现浮盘上有油，进行外付倒罐操作)时，支柱接触罐底、介质离开浮盘底部，此时浮力为零。可以认为浮盘上的积水、浮盘重量等全部载荷此刻均集中在了浮盘的支柱上。文献gb 50341-2003 立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范中给出的“浮顶支柱应能承受浮顶自重和 1. 2 kpa 的附加荷载”的支柱设计要求。如果支柱腐蚀减薄，支柱的失稳故障更易于发生。1.2 浮盘沉没的故障的处理及预防首先对未考虑带负荷落盘的浮盘应先清除盘上积油后再落盘，如须保证浮盘携带准则允许的漏液重量时可靠倒罐落盘不失稳。应在设计时对支柱进行强度和刚度校核，或采取其他措施，如增加支柱截面惯性矩、对支柱销孔进行补强等，本质避免故障。2.悬挂式沉盘、卡盘原因浮盘泄漏介质造成浮盘倾斜，浮盘本身压迫导向柱，使之挠曲，进而加大了接触面上的摩擦力和运行阻力。如果上浮或下落的力量可以克服挠曲和阻力，浮盘尚可起降；反之则无法正常运行。此时若继续收油，介质会从密封的间隙处涌上浮盘，造成浮盘重量增加，即使此后液位下降，但因浮盘倾斜、重心偏移、导向柱和量油管变形，浮盘很难自动回位，卡在导向柱上，形成故障。卡盘时通常伴有导向柱、量油管变形。罐龄长、导向柱、量油管壁腐蚀减薄的储罐，更为明显。悬挂式沉盘、卡盘故障的预防:满足限位作用下，应保证导向轮与导向柱的间隙，当浮盘处于不平衡受力工况时，有足够的可自适应式调节量，避免卡阻及对导向柱施加作用力。加大导向柱、量油管的规格和尺寸，加大其惯性矩，增加抗弯截面系数，可以防止失稳。国外某些大型外浮顶储罐，导向柱同时具有量油管、检尺、采样等功能，直径较大。同样是 10104m3 储罐，国内导向柱、量油管直径均为 273 mm 钢管；日本神钢设计制造的储罐，导向柱直径达 550mm；单盘设计了“中央浮舱”，减小了环舱泄漏时浮盘倾斜的角度，有利于预防悬挂沉盘、卡盘。在施工工艺标准中，明确导向柱与导向轮的间隙，并作为质量控制点，严格检查监控。重视对导向柱壁厚的监测，结合清罐，对腐蚀减薄的导向柱、支柱等及时更换。运行使用中认真巡检，及时发现泄漏，观察导向柱与导向轮的间隙变化；平稳操作，避免流体对浮盘的冲击。3.结论(1)支柱超负荷、不平衡受力、导向柱与导向轮的干涉等，是发生沉盘、卡盘故障的直接原因。(2)应对沉盘、卡盘这类较大的故障易发生的地方，进行必要的校核。采取对支柱销孔补强，保证导向柱与导向轮间隙等措施，避免故障的发生。储罐安装施工时，应设置质量控制点进行检查管理；注意对支柱、导向柱部位的测厚，对腐蚀减薄者予以更换，调整导向轮与导向柱的间隙。(3)储罐操作使用者发现储罐异常时，应立即停止收付油操作；在浮盘表面带液漂浮时，须首先排除盘上积液，再进行倒油操作，可以避免支柱失稳引起的浮盘沉没。