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[摘 要]外浮顶单盘式储油罐具有重量轻、耗材少、施工方便等优点，在各大油库广泛使用，但是由于单盘板的变形造成其最低点不好确定，所以排水管难以定位，导致雨后单盘板区域性积水较为严重。设计制作储油罐单盘积水排放工具，使用此工具，单人即可完成对单盘板上积水的清理工作，大大提高了劳动效率，解决了储油罐单盘板积水无法及时清理的问题，保障了储油罐安全运行。
[关键词]储油罐；单盘；积水；工具
中图分类号：TE972 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0021-01
1 引言
外浮顶单盘式储油罐在各大型油库广泛使用，相对于双盘式储油罐具有价格低，维修方便等优点。众所周知，储油罐单盘积水过多可能会引发单盘沉船事故的发生，因此，在储油罐浮顶单盘的正中央设置了中央排水口，以排放积水。并且在周围设置了数个紧急排水口，以防止在暴雨期间或者中央排水口堵塞时，积水过多引起沉船事故。这些装置保障了储油罐的安全运行，但是由于单盘并非完全平整，部分积水无法通过中央排水口及时排除，在单盘上不同区域沉积了下来，如果不及时清扫，会造成单盘局部长期受力，加速单盘板腐蚀等情况的发生。因此，每当大雨、暴雨过后，必须逐罐组织人员上罐对单盘积水进行清扫。但是，这种人工清扫，劳动效率低下，无法保证单盘板积水清理的及时性，影响储油罐的安全运行。因此，我们研究制作了一种简单有效的排水装置，以达到一人上罐，轻松排放积水的目的，提高了劳动效率，增强了储油罐的安全性。
2 现状概述
储油罐目前较为常见的主要是立式圆柱形罐，按照储油罐顶结构形式的不同又可以分为固定拱顶储油罐、外浮顶储油罐和内浮顶储油罐，具体到不同的地方使用哪种结构形式的储油罐，还要根据实际情况，原油的物理性质、储油罐的容量和投资多少来确定。
目前在各大型油库单位，外浮顶储油罐的使用相对比较广泛。外浮顶储油罐是由覆盖在原油表面上的浮顶和立式圆柱形罐壁所构成。浮顶随着储油罐内原油储量的增加或减少而升高或降低，浮顶外边缘与罐壁之间设置有环形的密封装置，罐内的原油一直被外浮顶直接覆盖着，由于浮盘和油面之间几乎没有气体空间，极大的减少了原油的挥发，大大降低了所储存原油的蒸发损耗，因此其得到了广泛的使用。
我们部分单位目前正在使用的是单盘式浮顶储油罐，中央排水口在单盘正中央，由于单盘存在的一定的形变，在大雨、暴雨后单盘上的不同区域总是存在较多的积水，有的区域积水深度达40cm，而这些积水水面要低于中央排水口，因此无法通过中央排水口进行及时排放。目前常用的应对方法是进行人工清扫，由于部分区域积水深，面积大，造成储油罐单盘积水清理效率低，人员使用量大，无法保证单盘积水及时清理，尤其到了雨季，更是无法及时对积水进行清扫。
3 原因分析
储油罐浮顶单盘产生积水主要是由于浮顶单盘板的凹凸不平所致，凹下来的区域自然会产生积水，区域越大，积水的面积也会越大。
导致单盘板的凹凸不平的主要原因有以下几个：
（1）单盘上的浮梯及轨道导致单盘板变形。浮梯的重量非常大，其随着储油罐液位的升降而来回移动，但是其活动区域集中在储油罐的其中半侧，导致此区域的单盘板长期承受较大的力，被迫下沉位移。而另外半侧单盘由于不受此重力影响，未发生被迫下沉位移现象。经过观察，浮梯滚轮长期活动的位置，也就是单盘板长期受力的区域，成为了积水最深的区域，证实了浮梯对单盘板产生的影响。
（2）单盘板本身是柔性的，因此其自身的重力和积水长期作用导致其产生变形。由于浮顶整体结构是刚性的，但是单盘板是柔性的，因此其产生凹凸不平的变形是必然的，我们无法完全消除这种应力变形，只能通过单盘设计尽量减小其变形，或使其变形均匀分布在整个单盘板上。但是，这种单盘板本身的变形不会导致较大面积的积水。
（3）单盘板之间焊缝的应力变形。其实焊接就是对焊接件进行局部的不均匀加热的一个过程。因为焊接的作用会造成焊缝局部的温升较大，在加热的过程中，焊缝周围的金属会因为受到压应力而产生塑性变形，但是在冷却过程中，又会因为受到拉应力而产生塑性变形。由于焊缝收缩而产生的焊接横向应力，在板材受到约束的条件下将会更为严重。焊缝的纵向应力则是根据焊缝收缩激励产生的，拉应力仅仅限于接近焊缝的相对较小的区域。
经过对现场情况的观察，单盘板变形的情况不尽相同，但是原因基本上都是以上几个原因所致。有较大的积水区域，也有相对较小的积水区域。
4 制定解决方案
通过对储油罐单盘积水问题产生原因的分析，可以看出单盘积水是储油罐本身固有较难克服的，尽管如此，单盘板的变形在储罐大修的时候是可以通过适当改造而得到缓解或解决的。但储油罐大修后，经过一段时间的运行后，还会出现类似的问题。并且储油罐大修有个较的周期，在此之前，问题依然存在，因此必须想出一个解决的办法。
经过研究讨论，决定制作一个能够排放单盘积水的工具，要求操作简单，高效及时完成储油罐单盘积水的清除，解决单盘积水的问题。
单盘积水排放工具的利用“虹吸”原理制作。“虹吸”原理就是利用液面高度差的作用力现象，将液体充满一根倒U形的管状结构内后，将开口高的一端置于装满液体的容器中，容器内的液体会持续通过虹吸管从开口于更低的位置流出。
工具的制作方法如下：
首先，裁剪一块300mm×300mm的绝缘板。（此前用木板进行过一次实验，由于木板较轻，密度小于水，在积水水面上四处漂浮，无法固定，不便于排水。）。在绝缘板下面四个角分别再装四个小绝缘板，目的是垫高大绝缘板，使积水能够从绝缘板下方自由通过，方便吸水。
然后，在绝缘板正中间开孔，插入一根PVC管作为吸水管，上面则用软管连接，软管长度30米左右，此长度可以按照储油罐单盘半径进行调整，只要能够触碰到最远距离的积水即可，软管的另一头则放入中央排水口中，要求低于吸入口。
最后，给排水工具配备一个吸水器。由于软管长度较长，虹吸需要将软管灌满水，吸水器可以迅速有效的将软管灌满水。
制作这个单盘积水排放工具仅需要较少且常用材料，且制作简单，成品工具体积较小，可以放置在储油罐上的工具箱内，方便取用。
5 效果检查与结论
工具制作完成后，对其效果进行了试验。排水工具的吸入口绝缘板可以平稳放置在积水最深处，其不随积水漂浮，且下方积水可以自由通过，不影响吸水效果。由于积水较多，工具吸入速度并不是很快，工作人员可以将排水工具放置妥善后，离开储油罐等候。根据雨水量的不同，基本上最多若干小时即可将积水排完，工作人员可以等积水排完后再次上罐，收起工具后，再对剩余的小面积积水进行清扫。这样，整个过程，一个人即可轻松完成，不需要其他人协助。
储油罐单盘积水排放工具的研制成功大大释放了劳动力，一个人即可完成所有清扫任务，超过了预期的效果。该工具满足储油罐的防爆要求，不存在安全隐患，小巧方便，对于输油站库有非常大的帮助，不需要大量人力物力，即可完成对单盘积水的清扫任务。
参考文献：
[1] 张斌.储油罐防腐涂料与涂装[J].互联网文档资源，2012-11.
[2] 苏绍华.大型油罐浮顶单盘变形的成因分析和控制工艺[J].安庆科技，2011-2.
作者简介：
1、尤廷强、男、本科、助理工程师-1974年出生，1994年廊坊管道局中专技校毕业，2012年进修石油大学油气储运本科学历。现在中石化管道储运公司潍坊输油处东营输油站工作，负责安全、消防、以及工程管理工作。
[关键词]储油罐；单盘；积水；工具
中图分类号：TE972 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0021-01
1 引言
外浮顶单盘式储油罐在各大型油库广泛使用，相对于双盘式储油罐具有价格低，维修方便等优点。众所周知，储油罐单盘积水过多可能会引发单盘沉船事故的发生，因此，在储油罐浮顶单盘的正中央设置了中央排水口，以排放积水。并且在周围设置了数个紧急排水口，以防止在暴雨期间或者中央排水口堵塞时，积水过多引起沉船事故。这些装置保障了储油罐的安全运行，但是由于单盘并非完全平整，部分积水无法通过中央排水口及时排除，在单盘上不同区域沉积了下来，如果不及时清扫，会造成单盘局部长期受力，加速单盘板腐蚀等情况的发生。因此，每当大雨、暴雨过后，必须逐罐组织人员上罐对单盘积水进行清扫。但是，这种人工清扫，劳动效率低下，无法保证单盘板积水清理的及时性，影响储油罐的安全运行。因此，我们研究制作了一种简单有效的排水装置，以达到一人上罐，轻松排放积水的目的，提高了劳动效率，增强了储油罐的安全性。
2 现状概述
储油罐目前较为常见的主要是立式圆柱形罐，按照储油罐顶结构形式的不同又可以分为固定拱顶储油罐、外浮顶储油罐和内浮顶储油罐，具体到不同的地方使用哪种结构形式的储油罐，还要根据实际情况，原油的物理性质、储油罐的容量和投资多少来确定。
目前在各大型油库单位，外浮顶储油罐的使用相对比较广泛。外浮顶储油罐是由覆盖在原油表面上的浮顶和立式圆柱形罐壁所构成。浮顶随着储油罐内原油储量的增加或减少而升高或降低，浮顶外边缘与罐壁之间设置有环形的密封装置，罐内的原油一直被外浮顶直接覆盖着，由于浮盘和油面之间几乎没有气体空间，极大的减少了原油的挥发，大大降低了所储存原油的蒸发损耗，因此其得到了广泛的使用。
我们部分单位目前正在使用的是单盘式浮顶储油罐，中央排水口在单盘正中央，由于单盘存在的一定的形变，在大雨、暴雨后单盘上的不同区域总是存在较多的积水，有的区域积水深度达40cm，而这些积水水面要低于中央排水口，因此无法通过中央排水口进行及时排放。目前常用的应对方法是进行人工清扫，由于部分区域积水深，面积大，造成储油罐单盘积水清理效率低，人员使用量大，无法保证单盘积水及时清理，尤其到了雨季，更是无法及时对积水进行清扫。
3 原因分析
储油罐浮顶单盘产生积水主要是由于浮顶单盘板的凹凸不平所致，凹下来的区域自然会产生积水，区域越大，积水的面积也会越大。
导致单盘板的凹凸不平的主要原因有以下几个：
（1）单盘上的浮梯及轨道导致单盘板变形。浮梯的重量非常大，其随着储油罐液位的升降而来回移动，但是其活动区域集中在储油罐的其中半侧，导致此区域的单盘板长期承受较大的力，被迫下沉位移。而另外半侧单盘由于不受此重力影响，未发生被迫下沉位移现象。经过观察，浮梯滚轮长期活动的位置，也就是单盘板长期受力的区域，成为了积水最深的区域，证实了浮梯对单盘板产生的影响。
（2）单盘板本身是柔性的，因此其自身的重力和积水长期作用导致其产生变形。由于浮顶整体结构是刚性的，但是单盘板是柔性的，因此其产生凹凸不平的变形是必然的，我们无法完全消除这种应力变形，只能通过单盘设计尽量减小其变形，或使其变形均匀分布在整个单盘板上。但是，这种单盘板本身的变形不会导致较大面积的积水。
（3）单盘板之间焊缝的应力变形。其实焊接就是对焊接件进行局部的不均匀加热的一个过程。因为焊接的作用会造成焊缝局部的温升较大，在加热的过程中，焊缝周围的金属会因为受到压应力而产生塑性变形，但是在冷却过程中，又会因为受到拉应力而产生塑性变形。由于焊缝收缩而产生的焊接横向应力，在板材受到约束的条件下将会更为严重。焊缝的纵向应力则是根据焊缝收缩激励产生的，拉应力仅仅限于接近焊缝的相对较小的区域。
经过对现场情况的观察，单盘板变形的情况不尽相同，但是原因基本上都是以上几个原因所致。有较大的积水区域，也有相对较小的积水区域。
4 制定解决方案
通过对储油罐单盘积水问题产生原因的分析，可以看出单盘积水是储油罐本身固有较难克服的，尽管如此，单盘板的变形在储罐大修的时候是可以通过适当改造而得到缓解或解决的。但储油罐大修后，经过一段时间的运行后，还会出现类似的问题。并且储油罐大修有个较的周期，在此之前，问题依然存在，因此必须想出一个解决的办法。
经过研究讨论，决定制作一个能够排放单盘积水的工具，要求操作简单，高效及时完成储油罐单盘积水的清除，解决单盘积水的问题。
单盘积水排放工具的利用“虹吸”原理制作。“虹吸”原理就是利用液面高度差的作用力现象，将液体充满一根倒U形的管状结构内后，将开口高的一端置于装满液体的容器中，容器内的液体会持续通过虹吸管从开口于更低的位置流出。
工具的制作方法如下：
首先，裁剪一块300mm×300mm的绝缘板。（此前用木板进行过一次实验，由于木板较轻，密度小于水，在积水水面上四处漂浮，无法固定，不便于排水。）。在绝缘板下面四个角分别再装四个小绝缘板，目的是垫高大绝缘板，使积水能够从绝缘板下方自由通过，方便吸水。
然后，在绝缘板正中间开孔，插入一根PVC管作为吸水管，上面则用软管连接，软管长度30米左右，此长度可以按照储油罐单盘半径进行调整，只要能够触碰到最远距离的积水即可，软管的另一头则放入中央排水口中，要求低于吸入口。
最后，给排水工具配备一个吸水器。由于软管长度较长，虹吸需要将软管灌满水，吸水器可以迅速有效的将软管灌满水。
制作这个单盘积水排放工具仅需要较少且常用材料，且制作简单，成品工具体积较小，可以放置在储油罐上的工具箱内，方便取用。
5 效果检查与结论
工具制作完成后，对其效果进行了试验。排水工具的吸入口绝缘板可以平稳放置在积水最深处，其不随积水漂浮，且下方积水可以自由通过，不影响吸水效果。由于积水较多，工具吸入速度并不是很快，工作人员可以将排水工具放置妥善后，离开储油罐等候。根据雨水量的不同，基本上最多若干小时即可将积水排完，工作人员可以等积水排完后再次上罐，收起工具后，再对剩余的小面积积水进行清扫。这样，整个过程，一个人即可轻松完成，不需要其他人协助。
储油罐单盘积水排放工具的研制成功大大释放了劳动力，一个人即可完成所有清扫任务，超过了预期的效果。该工具满足储油罐的防爆要求，不存在安全隐患，小巧方便，对于输油站库有非常大的帮助，不需要大量人力物力，即可完成对单盘积水的清扫任务。
参考文献：
[1] 张斌.储油罐防腐涂料与涂装[J].互联网文档资源，2012-11.
[2] 苏绍华.大型油罐浮顶单盘变形的成因分析和控制工艺[J].安庆科技，2011-2.
作者简介：
1、尤廷强、男、本科、助理工程师-1974年出生，1994年廊坊管道局中专技校毕业，2012年进修石油大学油气储运本科学历。现在中石化管道储运公司潍坊输油处东营输油站工作，负责安全、消防、以及工程管理工作。