拱頂儲罐不舉升更換底圈壁板的施工方法

吳華禮 張全民

河北華北石油工程建設有限公司河北任丘062552

拱頂儲罐不舉升更換底圈壁板的施工方法

吳華禮 張全民

河北華北石油工程建設有限公司河北任丘062552

以實例論證，在儲罐壁板維修更換工程中利用不舉升方法，采用千斤頂將拆除處罐體支撐起來，并利用舊罐體做支撐，進行第一圈壁板的更換，可以大大減少設備機械臺班的投入；利用正裝法的安裝措施，將壁板安裝完畢，可以保證罐壁板的垂直度、橢圓度等。

儲罐底圈壁板千斤頂不舉升

在華北油田改造工程中，儲罐壁板維修更換工程較多。如果按照以往常規施工方法，在罐內設提升機構、脹圈來提升罐體，需要很多輔助專用工具，且工程量大。如遇大風天氣，罐體要承受很大的側向力，安全性差。而利用不舉升方法，采用千斤頂將拆除處罐體支撐起來，并利用舊罐體做支撐，進行第一圈壁板的更換，可以大大減少設備機械臺班的投入；利用正裝法的安裝措施，將壁板安裝完畢，可以保證罐壁板的垂直度、橢圓度等。

1 工程簡介

高一聯合站隸屬于中國石油華北油田分公司第三采油廠。該站建成至今已有18年，站內工藝管線、多數設備和儲罐老化腐蝕嚴重，造成系統運行不穩定，急需改造。改造過程中，在對站內水區部分的沉降除油罐、混凝除油罐和污水儲罐重新進行內外防腐時，發現儲罐存在嚴重的腐蝕問題。經專業人員對其腐蝕情況進行全面檢測，確認油罐壁板下部腐蝕嚴重，尤其是底圈壁板，甚至局部發生腐蝕穿孔，不能再投入運行，因此決定對罐壁進行大修更新，更換儲罐的最底圈壁板。但是，高一聯站內整體改造工程設計圖紙中，由于工藝接管簡化，與原罐接管位置不相符，此時水區管網已基本安裝完畢。按照原有的施工方案，需要25t的吊車配合，而這時吊裝設備無法靠近。

表1 需要改造的儲罐列表

需要改造儲罐的規格型號內容見表1。儲罐改造的施工主要流程見圖1。

2 維修準備

根據業主生產的需要，特別是針對項目防火要求高的現實，需改造的五臺油罐內油及污水都要排放干凈并進行吹掃，經檢測可燃氣體達標后方可進入罐內施工。由于罐底板還可能會有清掃不凈的殘油，需要在罐內底板鋪設30～50mm消防砂。

由于防火要求高且工期緊，700m3罐及500m3罐開門動火均采取二級動火措施，兩臺罐同時進行更換壁板工作，其他3臺200m3罐在700m3罐及500m3罐投產后再進行施工。

罐內需要拆除更換的工藝管線要全部拆除，保證施工有暢通的逃生路線。

3 施工方法

一般采用倒裝法安裝儲罐壁板時，分為電動倒鏈邊柱法或是液壓起升柱法。電動倒鏈和液壓起升柱法，都是在罐底、頂圈壁板、罐頂安裝完畢后，沿罐壁四周均布設置提升柱及電動倒鏈或是采用液壓起升裝置，在罐內同時設置脹圈、控制柜等設施。脹圈沿罐壁下緣內側，用龍門板及千斤頂脹緊并固定在罐壁上，所有提升柱或是液壓起升裝置均需要用斜撐固定。在改造儲罐更換壁板施工中，往往也采用相同方法，將上圈壁板用脹圈脹緊，用提升裝置提住脹圈，切割掉底圈舊壁板后更換新壁板。由于液壓裝置或是邊柱及電動倒鏈的重量都在100～200kg左右，在吊車沒有合適站位的情況下安裝起升裝置、脹圈非常困難。

通過研究論證，決定采取新的施工方法，即不舉升原油罐，利用舊罐體做支撐，更換罐底圈壁板。不舉升方法，主要是不采用提升裝置、脹圈將上圈壁板提起，僅利用千斤頂、支撐板、內檔板、少量弧板將新壁板安裝好。切割前用千斤頂和支撐板將上圈壁板頂上勁，每3m安裝一個支撐板和千斤頂，安裝完畢后切割掉舊壁板，并用運板小輪，將新壁板運送至安裝位置，用正裝法安裝壁板的龍門板、背杠、銷子、擋板等完成底圈壁板組對焊接的工作方法。

原有施工方法主要靠邊柱或是液壓提升裝置提升脹圈，受風力影響比較大。不舉升方法主要是依靠未拆除部分的舊壁板受力，受風力影響小，施工起來比較安全。

3.1 施工前的準備工作

（1）檢測各項參數：罐底圈壁板的垂直度、罐底壁板的橢圓度，罐壁的標高，罐基礎標高等。

（2）施工材料準備：完成底圈壁板的加工。

3.2 選擇合適的切割起始點

利用原罐體做支撐，選擇合適的切割起始點，應盡量避開進出油管線及清掃孔。

3.3 壁板切除順序及方法

在切割之前，在切割處的底板上和環縫上側各點兩塊擋板，以免壁板向內滑倒。壁板在切割過程中，應按一定的順序進行，先切割與罐底板連接處，再切割環縫，最后切割立縫。

用火焰切割機或割把切割罐底第一圈壁板和對應的罐底邊緣板，其長度比一塊底圈壁板的長度略長，以方便施工人員組對壁板。

此外還要注意，切割舊壁板的長度應比所預制的罐板兩側長出500mm，以方便施工人員進出組對罐板（見圖2）。

切割壁板前，在上一圈壁板下部點上支撐板,用千斤頂將上部壁板撐起,防止拆除后上層壁板受重力向下變形，使新壁板無法安裝。應根據切割的罐板長度，來確定上層壁板的支撐板與千斤頂的數量。千斤頂之間的距離不應超過3m。原罐體越大，施工越方便安全（見圖3）。

3.4 打磨上圈壁板與新壁板組對

切割完壁板后，施工人員在切割的壁板內側，用大錘敲擊，讓壁板向外倒，外側嚴禁站人。第一塊壁板拆除后，用砂輪機將上圈壁板的下口打磨出外坡口，與新壁板的組對間隙如圖4所示。

3.5 磨平切割下的第一塊壁板與底板上的T型焊道切割處

由于罐不需要更換底板，因此需要將切割下的第一塊壁板與底板上的T型焊道切割處磨平，并檢查罐底板是否有切割損傷，對損傷處及時補焊并打磨平整。

3.6 安裝新壁板

由于水區內無法進入大型機械，給壁板自制了一對可拆卸輪子（見圖5），將壁板拽到安裝位置。如距離較遠，為保證安全，沿上一圈壁板下側，點上“L”型擋板可以防止壁板外倒傷人。

安裝壁板前，沿罐內徑弧度點上擋板，將第一張板固定到切割處。在安裝的壁板內側以及上一圈板垂直部位點上正裝儲罐安裝時常用的插板。在插板間焊上弧形加強板。安裝壁板時，將背杠插入插板，用銷子銷緊。固定好第一塊底圈壁板，將其上部與罐體焊接好，焊接工序應嚴格按照焊接工藝指導書進行。第一塊底圈壁板下部與邊緣板大角縫點焊前，需要保證底圈壁板的垂直度，然后點焊固定即可。安裝壁板的輔助工件見圖6。

切除緊挨的第二塊壁板，重復上一步驟，并按焊接工藝焊接好第二張板的上環縫和兩塊壁板的立縫，依此法更換剩余壁板，直至底圈壁板全部更換完畢。在調整好罐壁板的橢圓度、垂直度后，再進行罐底大角縫的焊接，焊接時應先內后外，嚴格按照焊接工藝指導書要求進行并達到GB50128-2005要求。

在最后一塊板安裝完畢前，將進出的人孔安裝完畢，罐壁板全部更換完畢后，進行罐前工藝、清掃孔及罐內工藝的安裝。

3.7 上水試驗準備

壁板、附件更換完畢后，需要對儲罐進行上水試驗。上水試驗前對人孔，罐前工藝接管、清掃孔進行封閉。

3.8 檢驗及整體上水試壓

按有關規程對所有更換的壁板焊縫進行無損探傷，如發現不合格立即整改。

對相對應的項目進行檢測并同施工前的檢測數據比較，符合標準要求后，進行上水整體試壓，試壓按GB50128-2005有關要求進行。

4 投入機械及技措用料

投入的機械及技措用料見表2。

5 施工成效

對老舊罐區進行底圈壁板更換施工時，罐區工藝管線無法拆除，吊車無法靠近施工現場，就要采用大型吊車進行安裝。在油罐四周有消防系統管線和防火堤，需要扒開防火堤且將消防管線斷開才能進入吊車，有時為了保證采油站內正常生產運行，消防系統管線拆除的審批手續十分復雜，且恢復管線、防火堤的工作量較大。即使吊車能進入罐區內安裝起升裝置和控制系統，也需要在改造的罐頂上開天窗將漲圈提起，施工完畢后再將罐頂恢復。由于每種規格的儲罐直徑不一，脹圈的預制尺寸不一，造成技措用料的投入過多。用人力在罐內架設起升裝置、脹圈、控制柜，單件物品重量都在200kg左右，施工人員會存在碰傷、砸傷等安全風險。綜上所述，舊的施工方法不利于老舊罐區壁板更換改造。

表2 投入機械及技措用料

不舉升更換底圈壁板的施工方法非常適用于老舊罐區壁板的改造，在高一聯合站更換底圈壁板工程中得到充分應用。在施工過程中減少起升裝置及控制柜的拆除和安裝，高一聯站內的5臺拱頂儲罐的壁板更換工作比原有方法施工工期提前了5d，節省了5d所需要用的吊車臺班，在一定程度上節省了人工、材料與機械臺班。在質量方面，5臺儲罐的底圈壁板垂直度、橢圓度、局部壁板凹凸度均達到規范要求。對比原施工方法，采用不舉升法施工，減少了吊車臺班投入；減少了起重工、電工的投入數量；免去安裝脹圈、控制柜、起升裝置這些繁鎖工序，減少了施工人員的勞動強度。此種施工方法，同時解決了人員緊張、設備進出困難的施工難題，在經濟效益上也取得了一定成效。

創經濟效益計算過程=節約使用吊車天數*吊車臺班費*改造罐數量+漲圈材料費+脹圈制作人工費、機械費+運輸脹圈、裝置的車輛費和人工費+液壓起升裝置購置費或租賃費。

實踐證明，該方法使用機具少，安全性好，施工工藝簡單，各項技術指標均能達到標準要求，是一種較為理想的拱頂儲罐底圈壁板的更換施工方法。除了儲罐更換底圈壁板，對于更換罐底板的工程項目，此種方法也同樣有效。

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