1前言
湿式螺旋
气柜是一种广泛应用的低压煤气储存设施，与干式
气柜相比，投资少，制作工艺简单，易于维护。但由于必须使用水槽，水槽内数千乃至上万吨的水对
气柜基础存在较大的压力，若
气柜基础不均匀沉降超出一定范围后，容易导致卡轨的发生，从而影响
气柜的安全使用。湿式螺旋
气柜运行若干年后，壁板和钟罩几乎都存在严重的腐蚀，特别是壁板与水的长期接触面，氧腐蚀和电腐蚀共同作用，且防腐质量难以保证，容易导致钢板减薄穿孔。对于已使用20年左右，接近大修周期的老龄湿式螺旋
气柜，基础倾斜和钢板腐蚀减薄对
气柜的安全运行有多大的影响?其真实的运行状态到底如何?我们通过一系列实验和测量对我公司1号
气柜的安全可靠性做了评估。
2现状
我公司1，
气柜(1万m3)于1983年开工建设，1985年元月投人使用。使用期间，我公司根据实际运行状况不定期对
气柜进行维修、保养和防腐。但由于
气柜未进行过系统揭顶大修，先后发现如下问题:
气柜基础不均匀沉降;壁板及钟罩腐蚀严重，一、二塔挂圈水面(水封)向上60cm范围内钢板大面积减薄，局部穿孔;少数导轮不转导致轨道磨损;三塔上挂圈(环型槽钢)外侧焊缝撕裂约20m。以上问题不同程度的影响了
气柜的安全运行。在1993年和200()年对一塔和二塔的严重腐蚀部位进行集中焊补(焊补面积及部位见表1);1994年和200()年进行全面防腐;近两年累计更换导轮6只。累计支出维修和防腐费用40余万元。
3试验和检测
自1983年1号
气柜建设时注水预压阶段进行沉降观测后，1993年、2001年、2004年我们三次委托江苏省地震局南通测绘院的专业人员对1号
气柜进行了沉降观测。观测使用Ni002补偿式自动安平精密水准仪及配套的2m锢钢标尺，按国家B等水准测量技术要求进行。观测数据见表20
由沉降观测可见:1号
气柜自1983年首期观测至今，累计最大沉降量为108.8mm，最小沉降量80.4mm，不均匀沉降量28.4mm，
气柜整体向西南方向
倾斜。其中2004年观测最大沉降量为O.Smm(2001年~2004年)，最小沉降量Omm。从以上结果分析，1号
气柜目前沉降量很微小，已经进人稳定期。
以基础不均匀沉降量计算水槽倾斜度:
基础不均匀沉降量/基础直径二28.4/26400=0.001076
小于湿式螺旋
气柜验收规范所要求的八用蕊3/1000的标准。3.2顶、壁板厚度测定
测试条件:超声波测厚仪;使用导电乳胶;铲除表面油漆;敲击去除氧化皮;
气柜高度18m。测量数据见表30
测量区二、三分别是在挂圈以上0.5-0.6m和0.1-0.2m。特别说明.三塔所谓测量区实际是从水槽水平面开始计量。
由表3可见，壁板厚度极大值为4.7mm，出现在二塔的测量区三(挂圈水面以上0.10.2米);极小值为2.6mm，出现在二塔的测量区二(挂圈水面以上0.5-0.6米)。1号柜壁板设计厚度为3mm，并且在一塔和二塔挂圈水面以上均存在大面积焊补。从壁板测厚的数据来看，大部分数据在3~左右，高于我们的预期，基本反映了实际情况，少数数据明显失常，且没有规律，估计是受器材的限制和内部附着物的影响，另外补焊的钢板对测厚的准确性也有一定的影响。
2004年8月，我公司委托南通市工业设备安装公司对1号柜做了分塔相对水平面垂直度测试。测量时东北风3一级，每塔取12个测量点，通过垂直悬挂的线陀，测量该塔的垂直情况。测试报告提出，一塔向西南、西北倾斜8mm，二塔向西南、西北倾斜140mm，三塔向西南、西北倾斜7.Smmo
从数据上看，各塔倾斜方向与基础沉降方向基本一致，也与当时风向基本一致。由于
气柜的风载较大，加上导轮导轨之间存在一定的间隙，柜体会沿着风力的方向一定程度的偏离中心线。二塔倾斜达140mm，明显大于其他两塔，可能的原因一是由于柜体自身不规则的形变而导致测量的误差，二是二塔的配重放置不准。由于塔体水平垂直度与当时风向有很大关系，其测量数据具有相当的不确定性，加上测量手段的局限性，故水平垂直度的测量数据，仅具参考意义。
3.4导轮导轨间隙和导轨磨损情况
我们对1号柜的导轮导轨间隙做了区分运行状态和高度的测量，图1为测量示意图，并对导轮导轨的磨损情况做了目视观测。
测量具体数据略。数据分析如下:上升时，作用轮最多为9个(7m，包括托轮或压轮单独作用的情况，下同)，最少为3个(14.5m)，平均作用轮为5.67个。下降时，作用轮最多为5个(分别是Sm,13.7m,17m)，最少为2个(15m)，平均作用轮为4.17个。在同一塔中，亦有随着高度的变化，存在作用轮和非作用轮互相转换的现象。我们认为
气柜运动过程中作用轮的变化主要受当时风向、高度和柜体自身形变的影响，导轮导轨间隙也随着高度变化而变化，所以调整导轮间隙应慎重，必须考虑满足所有工况。
1号
气柜自2001年来先后更换6只磨损的导轮(含铜套)，检查中发现位于一塔扶梯内的一组导轮的托轮锈死，主要是因为其位置处于扶梯内，是保养和检查的死角，更换铜套后，目前使用良好。其余导轮导轨未发现过度磨损的现象，各导轮转动灵活。3.5快速升降试验
快速升降试验，主要是为了考察各塔的升降平稳性、导轮导轨的运转正确性和可靠性。经查阅历史数据，
气柜在运行中的实际下降速度<0.18m/ min,实际上升速度}0.1 m/ minx
(1)下降试验:
气柜停止进气，开2台外供用的罗茨风机，其中1台为80m' /min, l台为40m' /min ,外供流量7500m3/h。平均下降速度为0.203m/min。每三分钟记录一次
气柜出口取压的U型压力表和柜顶取压的压力监控仪读数，下降曲线见图2，图中实线为监控仪读数，虚线为U型压力表读数。
(2)上升试验:受焦炉煤气进柜量的限制，故平均上升速度为0.110m/min，但仍大于日常使用的上升速度，每三分钟记录一次
气柜出口U型压力表和柜顶取压的压力监控仪读数，上升曲线见图3，图例与图2相同。
两次试验中，
气柜出口U型压力表读数低于柜顶取压读数，压力曲线平滑，导轮导轨无异响，说明1号
气柜在快速升降时，可以确保正常运行。3.6焊缝表面观测
对于
气柜焊缝外观质量，《金属焊接结构湿式
气柜施工及验收规范》(HGJ212-83)做了如下规定:焊缝外形尺寸应符合技术标准和设计图纸规定，焊缝与母材应圆滑过渡，成型良好;焊缝外形及热影响区表面不得有裂纹、气孔、弧坑和肉眼可见的夹渣等缺陷;焊缝的局部咬边深度不得大于O.Smm，连续长度不得大于100mm，每条焊缝两侧咬肉长度总和不得超过焊缝长度的10% o
由于1号
气柜处于在用状态，水槽底板和下水封的焊缝无法检测，所以我们重点对顶、壁板的焊缝质量主要进行目视下的表面观测。同题主要集中在三塔上挂圈平台的外侧焊缝。该焊缝总长80.07m,因腐蚀严重，厚度均匀减薄，局部有裂纹，裂纹处普遍伴有泄漏。随后的焊补，采取机械打磨后直接焊补的办法进行补强。经多次焊补后，发现焊补的部位在当时或1-2天后，作业焊缝仍然不同程度重新撕裂泄漏，此现象可能由如下原因引起:应力集中，焦炉煤气富含Hz，钢板与之长期接触导致氢化变脆，机械性能发生变化，且上挂圈焊缝为受力部位，导致焊缝重新撕裂。
4存在问题及解决办法
通过前述1-6项的试验和测试，1号
气柜在使用20余年后，其运行状态可做如下表述:
(1)腐蚀比较严重，但超声波测厚数据表明，除了挂圈水面以上外，其他部分钢板壁厚尚可;
(2)水槽基础存在不均匀沉降，水槽倾斜度为0.001076小于规范所要求的0.003，近年来沉降趋于稳定，从多年的使用看，水槽基础的倾斜不影响
气柜的正常使用;
(3)柜体存在一定程度的变形和倾斜，但没有明显影响导轮导轨的接触，个别导轮卡死，升降试验中
气柜运行顺畅，导轮导轨无异响。
(4)三塔上挂圈平台的外侧焊缝，厚度均匀减薄，局部有裂纹，裂纹处普遍伴有泄漏。
针对这些问题，评估小组制订了如下解决办法和管理措施:(1)提高
气柜高度的测定精度，进一步完善1号
气柜的压力监控装置。(2)建立专门的检修和动火制度，提高审批等级。(3)柜体严重腐蚀部分重新防腐。(4)制订专门的润滑保养、巡回检查、安全检查的制度，提高检查和保养密度。(5)制订卡轨、泄漏的应急预案，定期演练，提高应急处理能力。(6)对三塔上挂圈平台的外侧焊缝，采用预压成型的} 25.5m的弧形角钢，紧贴上挂圈外圈焊缝两直角面，焊接上下两条平面接触点的方法对焊缝进行补强。
综上所述，我公司在此次1号
气柜的安全评估中，先后测定了
气柜基础的倾斜度，壁板厚度，各塔相对水平面的垂直度，导轮导轨间隙和导轨磨损情况，做了快速升降试验，对焊缝做了表面观测，发现和解决了一些问题，基本摸清已运行20余年的1号
气柜的真实运行状态。在建立健全了压力监控装置、泄漏、卡轨的应急预案和各项管理制度后，评估小组根据检验检测结果，提出了“监控使用”的意见。
随着“西气东输”工程苏中支线的开工在即，在天然气即将到来的今天，对于运行20年以上的老龄
湿式气柜，如何采取有针对性的措施确保可靠运行，避免不必要的大修投人，我们做了一些尝试，为决策提供了依据。
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