論外浮頂儲罐鋼制浮頂的施工工藝

李友戰 (陜西化建工程有限責任公司)

一、施工工藝原理

1、外浮頂儲罐結構特點

我公司在近幾年在榆林煉油廠承建了多臺20000m3原油儲罐，其結構特點為立式圓筒鋼制外浮頂儲罐，全部采用現場制安的施工組織方法。其中鋼制外浮頂由外圈浮艙、單盤、定位立柱及附屬機構（刮蠟機構、密封裝置、旋轉鋼梯、排水系統等）組成。浮艙由18段密封艙組成，單盤由5mm厚鋼板搭接焊制，定位立柱為外協機加工件總計54個。浮艙與單盤在距浮艙底200mm處與整圈角鋼搭接焊。

2、2 0000m3儲罐主要的設計參數

2.1 罐本體

儲罐內徑：￠40000mm儲罐高度：16040mm

罐底板坡度：15：1000

2.2 浮頂參數

浮頂主體結構質量：83633Kg（約84噸）

浮艙內半徑：r=17300mm

浮艙外半徑：r=19800mm

浮艙外側板高度：800mm

3、施工工藝原理

在儲罐外浮頂現場制安過程中，施工規范要求及傳統施工工藝都是在罐內搭設網格狀滿堂紅支架，支架高度略高于浮頂立柱高度，以便于立柱安裝。支架我公司一般都用∠75角鋼制作。這種施工方法工人懸空操作，安全隱患多，手段用料多（搭架子），進出不方便，單盤鋪板時平整度難于控制，搭拆滿堂紅支架費工、費時、費力且要保證搭設精度。

“電動倒鏈提升法”制安浮頂取消了滿堂紅支架搭設、拆除過程，單盤及浮艙組裝在罐底板布置簡易的臨時支撐把單盤墊起來，貼近罐底板制安。支撐布置可與底板坡度一致，留出間距以保證單盤與浮艙焊接，同時保證定位立柱導管下端45mm伸出單盤下。浮頂柱結構組裝完畢用懸掛于罐壁板上的電動倒鏈整體提升浮頂，在提升過程中插在導管內的立柱自由溜下，從最外圈開始一次完成所有立柱的安裝（插銷子）。最后落下倒鏈，完成后續工作，浮頂制安完成。因浮艙結構等同于以一箱式環形封閉鋼梁，只要吊耳布置恰當在起吊過程中不會拉扯變形。

二、施工工藝流程及操作要點

1、施工工藝流程

罐體制安→罐壁人孔開孔→浮頂立柱墊板安裝→臨時支撐布置→浮艙安裝→單盤安裝→浮艙與單盤整體焊接→浮頂中心孔及人孔開孔→浮頂立柱導管安裝→罐內壁布置電動倒鏈→電動倒鏈同步提升→立柱流放安裝銷子→落下倒鏈由立柱支撐浮頂→拆除倒鏈、清理罐底→附屬機構等安裝。

2、操作要點

(1)施工準備

1）儲罐壁板及底板焊接完畢，底板雜物已清理干凈，罐壁人孔已開好。

2）浮艙基本上分段預制完畢，外協機加工件到場，手段用料到場，電動倒鏈及控制箱完好無損。

(2)臨時支撐布置

支撐分兩圈布置。最外圈用罐底板、壁板的料頭或扁鋼制作即可。徑向長度≥5m。外端頭高度減除浮艙連接角鋼和單盤板厚度（8mm+5mm）后，定為185mm，用連接板與罐底板斷焊定位。支撐上平呈水平狀態，內端頭與罐底板保證55mm間隙。

內圈支撐可用槽鋼或角鋼整根倒扣在底板上（不用焊接），或用扁鋼點焊在底板上，與罐底板保證55mm間隙。徑向長度要達到浮頂中心向外第2圈立柱處。如圖1所示：

(3）浮艙與單盤安裝

先安裝浮艙，再由內向外鋪設單盤板。單盤板焊接仿罐底板焊接順序，隔縫跳焊，焊工對稱布置，先長縫，后短縫。最后完成單盤與浮艙整圈連接角鋼的焊接，以控制焊接變形。

（4）浮頂立柱導管安裝時按設計要求滿焊，插好立柱等待浮盤起升。

（5）確定電動倒鏈臺數

1）選用10噸電動倒鏈。使用統一廠家、同一批、同一規格型號的倒鏈。

2）臺數計算

電動倒鏈臺數 n=（G×β1）/（10×β2）=（83.633×1.1）/（10×0.75）=12.3

選取n≧13臺

其中：浮頂質量G=83633Kg

β1—質量擴大系數取1.1

β2—倒鏈安全載荷系數取0.75

3）臺數確定

根據以上計算，按浮艙由18個密封艙組成的結構特點，最終確定使用18臺電動倒鏈。

（6）吊耳布置。

1）倒鏈懸掛點吊耳焊接在罐內壁板上，用δ≧12mm鋼板制作，由耳板（300mm×200mm）及罐壁補強板(400mm×400mm)組成。提升吊耳(300×180mm)焊接在密封艙外側板上部。角縫要求滿焊。

2)上吊耳與下吊耳高差確定

H=h1+h2+h3+h4其中：H—吊耳高差

h1—浮艙本體起吊高度800mm-200mm=600mm

h2—浮頂立柱設計高度1800mm

h3—起吊時中心懸垂度300～500mm，取值500mm

h4—倒鏈本體預留600mm

經計算H=3500mm。

3）吊耳布置要求：先安裝下吊耳18個，對應下吊耳焊接上吊耳，保證上下吊耳垂直度，從而保證倒鏈提升時的垂直度，以免浮頂周向旋轉、徑向偏移。吊耳角縫要求滿焊。如圖2所示：

（7）電動倒鏈起升浮頂

1）清理浮盤上雜物，留少許操作人員。

2）操作人員通道設置。開好浮盤中心孔、浮盤人孔，與罐壁人孔組成人員上下、工具出入、雜物清理通道。

3）起吊前無負荷試動18臺倒鏈，保持同步勻速狀態。

4）浮頂起升時，先拉起離開地板，停止后檢查吊耳、倒鏈狀態，無異常繼續起吊。操作人員根據起吊高度，由外向內圈立柱逐圈安裝銷子。安銷子時倒鏈要逐圈停下來。

5）立柱銷子安裝完，落下倒鏈，完成后續工作。

6）浮頂起升時要注意罐壁人孔外要有專人監護，以免閑雜人員在人孔處探頭張望，發生傷亡事故。

浮頂提升前狀態，如圖3。

浮頂提升后立柱銷子已安裝，如圖4

（8）浮頂落下后續工作。

1）立柱墊板糾偏。

2）拆除臨時支撐。拆除吊耳。焊疤打磨干凈。

3）完成浮盤下部焊接。焊接順序與上部焊接相同。

4）檢查浮盤不平整度，凹凸控制在70mm以下。超標時割開缺陷附近焊縫，用型鋼支在下部校正。

5）完成浮頂附屬機構安裝。

6）儲罐充水試驗時，檢查浮盤焊縫，從18個浮艙人孔進入浮艙內檢查浮艙焊縫有無滲漏。

結束語

“電動倒鏈提升法”制安浮頂的施工工藝，與常用的搭設滿堂紅鋼架施工相比，其優越性表現在：臨時支撐布置簡單，簡化了搭、拆過程，縮短了工期。手段用料減少，材料選型無要求，節約施工成本。貼底板組裝浮頂，避免了工人懸空操作，降低了勞動強度。施工過程安全、簡便，提高了工效。能有效控制焊接變形，浮頂外觀成形好。

[1]GB50128-2005《立式圓筒形鋼制焊接儲罐施工及驗收規范》.

[2]SH/T3530《石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲罐施工工藝標準》.

[3]《立式圓筒形鋼制焊接油罐設計規范》GB50341-2003.

[4]陜西化建《施工工藝標準》QB/SHJ第四冊.