CN115402662A - 大尺寸衬塑防腐存贮装备及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的大尺寸衬塑防腐存贮装备及制备方法，包括步骤：钢板卷曲，形成侧壁筒体；竖向焊缝焊接；侧壁上设置若干托板用于支撑加强板；底板成型和/或顶盖成型，且底板和顶盖预先形成防腐层；底板、顶盖与侧壁连接，形成罐体；将罐体置于滚塑设备上；向罐体内部加入滚塑介质；加热滚塑；滚塑完毕后，冷却降温，将罐体从滚塑设备上卸下，将加强板套设于罐体侧壁上，且由托板支撑；将加强机构接口处连接，使加强机构与侧壁紧密接触，本方案采用非摇摆式滚塑方法，预先对底板成型、顶盖成型，形成防腐层，然后与侧壁筒体焊接连接，对侧壁进行滚塑，并且提前在侧壁上焊接托板及加强板，用于增强筒体的强度。

Description

大尺寸衬塑防腐存贮装备及制备方法

技术领域

本发明涉及大尺寸滚塑储罐制备技术领域，尤其涉及一种大尺寸衬塑防腐存贮装备及制备方法。

背景技术

钢衬塑储罐化工防腐设备的生产技术已经进入快速发展阶段。而对于超大尺寸的防腐储罐的生产还属于初始阶段。对于大尺寸衬塑储罐，尤其是直径大于4.8米的罐体，生产存在如下问题：若采用工厂生产成型产品，在运输至使用地点，由于该尺寸较大，在道路运输时，无适合的运输车辆能够运输，且因尺寸过大，道路运输时也属于限制尺寸，例如一些限制关卡无法通过的问题。如何提出一种能够满足大尺寸需求、又能达到衬塑防腐功能，并且还可以在工地或现场施工完成的、不受运输限制的、大型防腐存储装备及其制备方法是急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种大尺寸衬塑防腐存贮装备，包括罐体，罐体包括密封连接的底板、侧壁、顶盖，底板、侧壁、顶盖的外壁为钢结构板、内壁为防腐蚀层，二者紧密连接。

一种大尺寸衬塑防腐存贮装备的加工方法，包括以下步骤：

S1:钢板卷曲，形成侧壁筒体；

S2:焊接竖向焊缝；

S3:侧壁上设置若干托板用于支撑加强板；

S4:底板成型和/或顶盖成型，且底板和顶盖预先形成防腐层；

S5:底板、顶盖与侧壁连接，形成罐体；

S6:将罐体置于滚塑设备上；

S7:向罐体内部加入滚塑介质；

S8:加热滚塑；

S9:滚塑完毕后，冷却降温，将罐体从滚塑设备上卸下，将加强板套设于罐体侧壁上，且由托板支撑；

S10:将加强机构接口处连接，使加强机构与侧壁紧密接触。

有益效果：本方案的大尺寸衬塑防腐存贮装备具有直径尺寸4.8-8米，高度为6-15米大型尺寸且采用室外就地制备形成的防腐滚塑储罐。该制备方法中，采用非摇摆式滚塑方法，预先对底板成型、顶盖成型，形成防腐层，然后与侧壁筒体焊接连接，对侧壁进行滚塑，并且提前在侧壁上焊接托板及加强板，用于增强筒体的强度。本方法就地生产的大型储罐，直径达到4.8-8米、高度达到6米-15米，容纳腐蚀性液体温度达到130-150摄氏度，体积达到200-500立方米，罐体总壁厚>=12mm。

附图说明

图1、2为大尺寸衬塑防腐存贮装备的主视图、右视图。

图3为去除锁紧机构之后的右视图。

图4、5为大尺寸衬塑防腐存贮装备滚塑时候的状态图。

图6为大尺寸衬塑防腐存贮装备的另一种实施例的示意图。

图7为顶盖防腐层的第一种实施例状态图。

图8为第一种实施例顶盖设置限位圈的示意图。

图9为第一种实施例顶盖形成防腐层的示意图。

图10为顶盖防腐层的第二种实施例状态图。

图11为第二种实施例顶盖设置限位圈的示意图。

图12为第二种实施例顶盖形成防腐层的示意图。

图13为图7的局部放大图。

图14为图13滚塑后的显示防腐层的示意图。

图15为图10的局部放大图。

图16为图15滚塑后的显示防腐层的示意图。

图17为顶盖开设人孔和加热机构的示意图。

图18为图17 的局部放大图。

图19为罐体径向剖视示意图。

图20、21是储罐的人孔滚塑防腐层后、及封盖后的实物图。

图中：底板10、侧壁20、钢结构层21、防脱落层22、防腐层23、顶盖30、限位圈31、内层模筒32、外层脱模层33、垂直面34、等径缝隙35、未融化塑料颗粒36、斜面37、梯形缝隙38、形成的防腐层39、人孔391、防护机构40、托板50、锁紧机构60、滚轮架100、加热机构200。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

请参看图1至图18，一种大尺寸衬塑防腐存贮装备，包括罐体，罐体包括密封连接的底板10、侧壁20、顶盖30，底板10、侧壁20、顶盖30的外壁为钢结构板、内壁为防腐蚀层，二者紧密（最为重要的是，二者滚塑连接）连接。该防腐装备特别指容积大于500立方米，或直径尺寸4.8-8米，高度为6-15米的储罐。顶盖30上还开设人孔391或其他工艺孔。

进一步，在罐体的侧壁20上设置防护机构40，所述防护机构40沿着罐体横向或径向的设置。

对于小型储罐而言，由于小型储罐储存的液体较少，罐体承受的液体压力较小，所以罐体侧壁20采用预先设置缺口或后期焊接形成焊缝的方式能够满足压力承受均匀的目的，而对于大型储罐而言，尤其对于直径大于4.8米，高度大于6米，其容积很大，储存的液体量很大，液体压力也很大，为了保证罐体的整体性，不能预先设置缺口或焊缝，由于缺口的开设，破坏了罐体的整体性，所以强度会下降，后续使用时，存在安全风险。

对于大型储罐而言，目的在于存储腐蚀性液体，使用时是放置在平台或地面上的，立式放置时，液体对于储罐侧壁20的挤压力较大，所以在罐体侧壁20不易开设竖向的焊接缝等，但是圆筒形罐体是由钢板卷曲形成，所以在轴向方向必然会存在焊缝，即竖向焊缝，因此由于焊缝不可避免，为了增大大型储罐罐体侧壁20的强度，有必要在侧壁20上设置沿着横向，即径向的加强防护机构40，用于增加、补强罐体侧壁20的强度。所述加强防护机构40为加强板。

进一步，还在罐体侧壁20外部设置若干托板50，若干托板50沿着罐体侧壁20周向设置，若干托板50的上平台用于形成支撑加强板的面。由于加强板的作用在于增加罐体侧壁20周向的强度，在制作时，为了增加其强度，加强板具有一定的宽度和厚度，例如50cm等的宽度，1-2cm左右的厚度，最终环设包覆于罐体侧壁20外壁上，在小型储罐制作时，待罐体侧壁20卷曲形成弧形板时，将该加强板套设于外壁上，然后将二者焊接为一体，一起安装在滚塑设备上，一次性一体滚塑。而在大型储罐滚塑制备时，这样存在的问题是，由于罐体较大，自身本来是受热不均匀，而加强板所处的位置，会造成此处罐体侧壁20厚度增加，此处外部热源的热量传递至罐体内部后热量不均匀，导致此处内部的滚塑温度低于其他位置，使此处滚塑后防腐层厚度较薄，整体不均匀。所以本方案中，预先设计若干支撑托板50，由于该托板50体积小，焊接在罐体侧壁20上之后占据面积较小，在罐体整体滚塑时，不影响热量的传递，这样能够保证罐体内壁滚塑的一致性、均匀性，同时，滚塑完毕后，将加强板套设在罐体外壁上，加强板搭接在支撑托板50上方，再将加强板自身接口处焊接连接为一个整体，将罐体侧壁20抱紧。

本方案与另一种实施方式也不同，也有的厂家采用滚塑完毕后，将加强板套设在罐体外壁上，然后将加强板与罐体侧壁20二次焊接链接，这种方式存在更为严重的技术缺陷，由于加强板面积较大，二次焊接时，需要将加强板和罐体侧壁20熔化连接，这样焊接所产生的热量从罐体侧壁20传递至内部，会将此处内壁滚塑的防腐层（即塑料层）熔化，甚至脱落，造成此处的防腐层严重缺陷。

所以该实施方式中加强板、支撑托板50的结构及加工工艺解决了上述两个问题，加强板并不会影响滚塑时热量的传递，同时也不会影响滚塑后防腐层的质量，而且还能起到加强罐体侧壁20强度的作用。

进一步，还在加强板的接口处设置锁紧机构60。较佳实施例中，锁紧机构60为螺杆螺母锁紧组合或其他可调节的机构。由于加强板只通过支撑托板50支撑，而支撑托板50为了不影响热量传递，体积、面积均设计的较小，支撑能力有限，所以此处设计了锁紧机构60，在将加强板套设在罐体外壁之后，通过锁紧机构60将加强板的接口处连接，且将加强板与罐体紧密接触，从而抱紧罐体，实现加强罐体侧壁20强度的作用。该实施例与支撑托板50的实施例作为并列的两个实施方式，可以同时实施，也可以择一实施。该方式与加强板焊接的方式为并列实施方式，择一使用即可。

一种大尺寸衬塑防腐存贮装备的加工方法，包括以下步骤：

钢板卷曲，形成侧壁20筒体；

焊接竖向焊缝；

侧壁20上设置若干托板50用于支撑加强板；

底板10成型和/或顶盖30成型（侧壁20及底板10、顶盖30上的人孔391或其他工艺孔不在详述，可以根据不同产品需求对应设计，属于本领域常规设计），且底板10和顶盖30预先形成防腐层；

底板10、顶盖30与侧壁20连接，形成罐体；

将罐体置于滚塑设备上；

向罐体内部加入滚塑介质（如交联聚乙烯或其他塑料材料，如PE、PO、PP）；

加热滚塑；

滚塑完毕后，冷却降温，将罐体从滚塑设备上卸下，将加强板套设于罐体侧壁20上，且由托板50支撑；

将加强机构接口处连接，使加强机构与侧壁20紧密接触。起到抱紧、加强罐体侧壁20强度的作用。

本方案是针对非摇摆式滚塑工艺制备的，由于对于本发明的大尺寸滚罐而言，若仍然采用车间生产技术，即底部左右摇摆同时轴向滚动的方式，在室外、就地操作时，受室外环境的影响，大尺寸储罐再加上摇摆机的高度，使得滚塑操作高度较高，很容易受到风速的影响，存在很大的安全隐患。所以本方案采用非摇摆式，仅在储罐底部设置滚轮架100，使其轴向滚动。这样就存在顶盖30和底板10无法粘接塑料层的问题，所以顶盖30和底板10预先单独形成防腐层，之后在与侧壁20筒体连接形成封闭罐体，再对罐体滚塑成型。而顶盖30和底板10也是本方法不可避免的步骤，尤其是与侧壁20筒体焊接后形成的拐角处薄弱部位，更是本发明技术创新的关注点。

进一步，在“底板10成型和/或顶盖30成型，且底板10和顶盖30预先形成防腐层”步骤中，分别包括顶盖30防腐层形成和底板10防腐层形成的步骤，所述顶盖30防腐层形成的方法为：将顶盖30平板（或弧形板）水平置于旋转平台上，在旋转平台下方设置加热机构200，对顶盖30的外表面加热，在顶盖30的上方铺洒防腐介质，使顶盖30边旋转、防腐介质边熔化粘附在顶盖30上。

进一步，还在顶盖30平板的内表面设置限位圈31，限位圈31的直径小于罐体侧壁20的直径，通过限位圈31限定成型后形成的防腐层39的侧壁20形状和尺寸。通过限位圈31限定熔覆后的顶盖30内表面的防腐层的直径小于罐体侧壁20直径，在后期顶盖30与罐体的侧壁20对接焊接时，侧壁20与顶盖30的防腐层外部的金属对接，通过限位圈31的限制，使侧壁20筒体与顶盖30对接属于金属直接接触，中间不会夹杂有塑料层，只有金属直接接触时，二者焊接连接时，中间不会夹杂塑料等杂质，才不存在虚焊，焊接后二者连接的焊接强度较高，同理，在底板10与侧壁20筒体焊接时，该方案的作用更加重要，由于罐体底部承受较大的液体压力，所以焊接强度必须要很强，不能存在虚焊，所以，底板10滚塑时，仍然采用和上述顶盖30同样的工艺。

进一步，所述限位圈31为向内倾斜设置的斜面限位圈31，使顶盖30或底板10形成的防腐层39也具有倾斜侧边。第一种设计中，形成的防腐层39的侧壁20是直角形状，其与侧壁20之间形成的缝隙也是等径缝隙35，该缝隙的口部与底部等径，筒体刚开始转动时，粉末塑料颗粒进入该等径缝隙35，由于此处处于拐角处，越靠近顶盖30和底板10的位置，比较于中间位置，受热的热量越低，进入的塑料颗粒部分未来得及熔化就被封堵在缝隙内，导致此处侧壁20的防腐层与顶盖30的防腐层融合性差，内部存在未充分熔化连接的虚熔覆位置，俗称“空心”，而此处拐角处不仅存在焊缝，也是承受液体压力较大的薄弱部位，如果因为未充分熔化而出现连接不坚固的问题，常年使用，则此处往往成为滚塑储罐最容易泄露的部位。所以本方案提出改进设计，通过斜面37限位圈31设计，使顶盖30或底板10上形成的防腐层39也具有斜面37的侧壁20，当顶盖30、底板10与侧壁20焊接后，此处形成的是口部宽、底部窄的梯形缝隙38，该缝隙的设计，滚塑时，筒体旋转一周，则在侧壁20上熔覆一层防腐层，以此类推，一层一层熔覆形成一定厚度的滚塑层（为了直观显示筒体旋转后一层一层形成的滚塑层，此图中用若干直线表示形成的防腐层39），在该拐角处，即使存在受热温度较低，塑料颗粒熔化效果不佳时，随着筒体旋转，此时未融化塑料颗粒36也会沿着斜面37滑落，再次进入筒体内部，这与等径缝隙35相比，等径缝隙35的直角面很容易阻挡未融化颗粒滑出，从而导致残留在拐角内部，形成熔融虚连接的“空心”。

现有技术中，顶盖30或底板10表面的防腐层是通过预先全面熔覆，之后机械打磨形成垂直面34或斜面37的，这种方法与本方案采用的工艺不同，而且采用先熔覆后打磨的方式，在侧壁20筒体与顶盖30或底板10接触连接的位置，虽然经过了打磨，但顶盖30或底板10内表面仍然存在未清理干净的塑料层，从而会导致二者焊接时虚焊的问题。

由于底板10和顶盖30的结构有所不同，单独对顶盖30而言还需要开设人孔391或工艺孔或检修口，这些接口处仍然需要滚塑形成防腐层。在较佳实施例中，仅针对人孔391的滚塑工艺进行说明。在顶盖30预设人孔391位置，先通过切割的方式形成钢结构人孔391，人孔391包括前案中已经记载的申请人研究的一种针对人孔的原有成型工艺，该工艺中设计了专用的模具，如标号501、502，然而该种模具目前采用的是钢结构成型的材质，在与人孔391的钢接管30装配后，塑料颗粒进入熔化后，不仅与钢接管30紧密熔覆，还与第一凸台501、第二法兰盘502也紧密熔覆，造成冷却后脱模时，防腐层与模具的第一凸台501、第二法兰盘502也粘接紧密，无法脱模，强制脱模，造成防腐层的损坏或与筒体的钢接管30之间分层。本方案对模具进行改进，从而完成顶盖30防腐层形成的一次性成型。

进一步，还在顶盖30的人孔391处设置成型模具，成型模具的外壁形状与人孔391内壁形状匹配，成型模具包括内层模筒32和外层脱模层33，均为“几”字形，内层模筒32采用金属材质，外层脱模层33采用耐火材质。

进一步，耐火材质为湿润黏土。黏土加水后，可以粘附在内层模筒32上，并形成“几”字形，然后初步烘干定型，使得内层模筒32与人孔391侧壁20之间形成容纳塑料颗粒流动的通道，也就是加热后形成的防腐层39的形状。黏土的特性为湿润时好成型，烘干后形状不变，在加热温度为120℃以上时形状固定，且具有脆性，防腐层成型完毕后，在脱模时，轻轻敲击模具，黏土即可碎裂，即可实现与防腐层的脱模，从而解决上述问题。

参见图19，进一步，还在“S2:焊接竖向焊缝”步骤之后设置“S21:焊接防脱落层22”，且在“S6：将罐体置于滚塑设备上”步骤之后设置“S61：清理渣屑”步骤，所述S21的制备步骤为：在卷曲形成的钢结构层21的内壁上焊接一层防脱落层22，使得防脱落层22与筒体内壁连接为一体，所述S61的制备步骤为：向罐体内部加入溶解液，通过滚轮架缓慢旋转罐体，使罐体内的溶解液与焊接操作中形成的碎渣、碎屑反应，进而溶解，从而去除罐体内部的金属渣屑。

该脱落层的材质为铁丝网，焊接方式为点焊。

进一步，焊接或点焊时，铁丝网需要弯折成与罐体相同的形状，且铁丝网是容易生锈的材质，焊接后，在罐体内部会存在部分少量的铁屑、金属碎渣，散落在铁丝网层或罐体内部，在后续滚塑形成防腐层23时，至少存在两方面的影响，首先碎屑的存在，由于其形状各异，如果存在尖锐的碎屑，防腐层23滚塑后，该碎屑会伸入至防腐层23内，而防腐层23的厚度是有工艺要求的，该碎屑进入后，会导致防腐层23的部分厚度达不到工艺要求，但此处由于碎屑的存在，使防腐层23的厚度降低，整体性破坏，此处会成为防腐层23的厚度较薄、容易泄露的薄弱部位；甚至该碎屑的尖部会超出防腐层23，裸露在外面，使防腐层23不能将其全面覆盖，这就会使此处位置的防腐层23破损，腐蚀性液体会渗入，长期会腐蚀罐体外部金属层或钢结构层21；第二，防腐颗粒熔化与铁丝网粘附时，某些碎屑粘附在铁丝网上，使防腐层23与铁丝网粘附时因夹杂有碎屑而造成虚连接，使此处的防腐层23与罐体侧壁之间连接不结实，后续在防腐层23热胀冷缩时，由于防腐层23为塑性材料，膨胀系数较大，形变量也较大，虚连接则会造成防腐层23与铁丝网之间分层、剥离，进而与罐体内壁之间也分层。

进一步，所以本方案采用溶解液先行溶解，一般采用弱酸溶液（如稀盐酸溶液），将小颗粒碎屑溶解，较大的碎屑随着液体的流动被带动集中收集排出，从而达到清除碎屑碎渣的目的，此处溶解液的设置不仅具有溶解的作用，还具有清洗的作用，通过清洗和溶解，使粘附在铁丝网层或内壁上的金属碎渣碎屑被清理干净，避免滚塑时进入防腐层23。

进一步，待溶解完毕后，可采用人工方式将罐体内部的溶液清理干净，自燃晾干，至铁丝网及罐体内壁干燥，然后在进行下一步的操作。目前的技术中，铁丝网焊接后，无其他清理操作即进行滚塑防腐层23，或者有些生产商只进行简单的物理清扫或吹扫，几乎没有效果。

进一步，通过本方法制备的大尺寸储罐，对形成的储罐进行性能检测分析，得到如 下检测参数表

序号	罐体侧壁厚度	泄露性	焊接牢固性
				1	12mm	无	无崩开、剥离
2	14mm	无	无崩开、剥离
				3	12.8mm	无	无崩开、剥离
	>=12mm，一致性好	无泄露	较好

进一步，防腐层23厚度通过检测罐体内壁到外壁的厚度（其中钢板层的厚度为3-5mm），检测时，至少检测罐体上不同位置的9个检测点，之后取均值得到罐体侧壁厚度，重复三次检测，得到三组厚度数值；泄露性检测时，向罐体内注入水，静置4h以上，看有无液体泄露；焊接牢固性检测时，向罐体内注入有温度的水，如60-80℃，待防腐层23受热后自然冷却，静置2h以上，观测罐体内铁丝网层是否有崩开，用于判断是否有分层或剥离。本检测手段中，采用先加入热水再冷却的方式，利用防腐层23热胀冷缩膨胀系数大的特点来检验，若该种情况下，铁丝网仍然没有与钢结构外壁层崩开、剥离的现象，则表面铁丝网与钢结构层21、防腐层23与铁丝网及钢结构层21连接紧密结实，焊接牢固性好。

图20、21，大尺寸储罐室外就地生产中，顶盖、底板及与侧壁连接的拐点处，以及人孔或检修孔、仿佛层滚塑牢固性都是储罐的必要结构组成部分，在室外生产中会存在的上述的问题，本发明对这些结构点分别进行了技术改进，形成一个整体方案，从而通过本发明的方法制备处整体性能优良的大尺寸滚塑储罐。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种大尺寸衬塑防腐存贮装备，其特征在于：包括罐体，罐体包括密封连接的底板、侧壁、顶盖，底板、侧壁、顶盖的外壁为钢结构板、内壁为防腐蚀层，二者紧密连接。

2.如权利要求1所述的大尺寸衬塑防腐存贮装备，其特征在于：在罐体的侧壁上设置防护机构，所述防护机构沿着罐体横向或径向的设置。

3.如权利要求1所述的大尺寸衬塑防腐存贮装备，其特征在于：还在罐体侧壁外部设置若干托板，若干托板沿着罐体侧壁周向设置，若干托板的上平台用于形成支撑加强板的面。

4.如权利要求3所述的大尺寸衬塑防腐存贮装备，其特征在于：还在加强板的接口处设置锁紧机构。

5.一种大尺寸衬塑防腐存贮装备的加工方法，其特征在于包括以下步骤：

S1:钢板卷曲，形成侧壁筒体；

S2:焊接竖向焊缝；

S3:侧壁上设置若干托板用于支撑加强板；

S4:底板成型和/或顶盖成型，且底板和顶盖预先形成防腐层；

S5:底板、顶盖与侧壁连接，形成罐体；

S6:将罐体置于滚塑设备上；

S7:向罐体内部加入滚塑介质；

S8:加热滚塑；

S9:滚塑完毕后，冷却降温，将罐体从滚塑设备上卸下，将加强板套设于罐体侧壁上，且由托板支撑；

S10:将加强机构接口处连接，使加强机构与侧壁紧密接触。

6.如权利要求5所述的大尺寸衬塑防腐存贮装备的加工方法，其特征在于：在“S4：底板成型和/或顶盖成型，且底板和顶盖预先形成防腐层”步骤中，分别包括S41形成顶盖防腐层和形成底板防腐层的步骤，所述S41的方法为：将顶盖平板水平置于旋转平台上，在旋转平台下方设置加热机构，对顶盖的外表面加热，在顶盖的上方铺洒防腐介质，使顶盖边旋转、防腐介质边熔化粘附在顶盖上。

7.如权利要求6所述的大尺寸衬塑防腐存贮装备的加工方法，其特征在于：还在顶盖平板得内表面设置限位圈，限位圈的直径小于罐体侧壁的直径，通过限位圈限定成型后形成的防腐层的侧壁形状和尺寸。

8.如权利要求7所述的大尺寸衬塑防腐存贮装备的加工方法，其特征在于：所述限位圈为向内倾斜设置的斜面限位圈，使顶盖或底板形成的防腐层也具有倾斜侧边。

Images