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【摘要】沉盘或卡盘是内、外浮顶储罐安全运行的故降之一，造成的損失十分严重。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10×104m3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。
１．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10×104m3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。■
【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10×104m3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。
１．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10×104m3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。■