邊柱倒裝法安裝儲罐在工程中的應用

王宏利

（安陽鋼鐵股份有限公司）

邊柱倒裝法安裝儲罐在工程中的應用

王宏利

（安陽鋼鐵股份有限公司）

邊柱倒裝法是利用小型機具完成大型儲罐安裝的施工技術，具有安全系數高、占用場地少、施工成本低、質量易保證等優點，本文根據工程實例，闡述了采用邊柱倒裝法完成立式圓筒形儲罐的吊裝施工工作。

儲罐 邊柱倒裝法 技術

0 前言

邊柱倒裝法是一種先進的施工技術，采用該技術施工儲罐具有施工周期短、占用場地少、施工成本低、安全系數高等優點。通過在安鋼液體瀝青外銷改造工程中的應用實踐，解決了施工技術難題，在質量、進度、安全等方面都取得顯著的成效，十分具有在安鋼類似的建設項目中推廣的價值。

1 工程概況

安鋼焦化廠液體瀝青外銷改造工程解決了焦油加工特別是瀝青產品生產能力不足，滿足不了煤氣凈化及焦油工序的正常生產問題，7 m焦爐和大高爐的生產得到了根本的保障。

液體瀝青的生產不但能降低生產成本、減少環境污染、提升化產創效能力，而且投資省、實現了產品多樣化，擴展了銷售渠道。目前，濟南鋼鐵公司加工廠、寶碩煤化、河北鑫寶煤化等廠家瀝青銷售均已液體為主。根據安鋼現狀及業界應用情況，既創效又環保的液體瀝青外銷改造項目的實施是非常必要的。

2 邊柱倒裝法與正裝法的比較

焦化廠液體瀝青外銷改造項目的兩座500 m3的液體瀝青儲罐，施工區域非常狹小，并且有運苯罐車通過，單個儲罐重量15.153 t，加上罐頂支撐重約18 t，如采用正裝法安裝需200 t吊車遠距離吊裝，會大大增加施工成本和施工難度，而且會阻礙運苯罐車的通行。罐體直徑8 540 mm，罐板厚度6 mm，表現在罐體板薄、直徑大的特點，如果正裝法施工，在組對和吊裝過程中如果控制不好橢圓度極易產生變形。變形一旦產生很難修復。罐體高度9.8 m，如采用正裝法需逐層搭設腳手架，施工費用高，且存在高空墜落的風險。

而采用邊柱倒裝法進行施工以上問題迎刃而解，首先占用空間小，因在罐體內設置邊柱，不占用外部空間，只需用8 t汽車吊進行組對配合即可，大大降低時施工難度和施工成本。其次質量有保證，主要體現在：一是橢圓度易于保證，由于采用脹圈，壁板組對時非常易于找圓，能有效的保證橢圓度達到標準要求甚至更優，二是環縫焊接變形小，平整度好。在脹圈的張力作用下，使環縫焊接剛度大大增加，能夠抑制環縫焊接的收縮變形，三是罐體的垂直度易于保證，因為每個邊柱都可單獨調節吊裝高度，有利于控制并調節罐體的垂直度。最后，所有組對和吊裝都只是在地面進行，避免了腳手架搭設的費用及降低了人工費用，且大大降低了安全風險。綜上所述，通過兩種施工方法的比較及現場施工的具體情況，經過多方論證決定對液體瀝青儲罐的安裝采用邊柱倒裝法施工技術。

通過施工過程中安全、質量、進度、投資的控制，再到竣工后使用效果的檢驗，該技術的運用完全達到了預期的縮短工期，提高施工質量，節約成本，優化施工工藝等目的。針對該成果取得的顯著經濟效果，可以在安鋼今后的建設工程中加以推廣。

3 工藝原理和施工工序

3.1 工藝原理

邊柱倒裝法就是利用均布在罐壁內側帶有提升機構的邊柱提升與罐壁板下部臨時脹緊固定的脹圈，使上節壁板隨脹圈一起上升到預定高度，然后組焊第二圈罐壁板。組焊后松開脹圈，降至第二圈罐壁板下部脹緊、固定后再次提升。如此往復，直至焊接完畢。施工示意圖如圖1、圖2所示。

圖1 邊柱倒裝法施工示意圖（主視）

圖2 邊柱倒裝法施工示意圖（俯視）

3.2 施工工序

首先，施工工器具和人員的準備工作，然后和土建基礎的交接預驗收，驗收合格完成交接后進行罐底板鋪設、焊接、檢驗，完成后進行罐上部第一圈壁板的制安、焊接和檢驗，然后進行罐頂蓋的制作以及罐頂蓋與罐上部第一圈壁板的組對焊接，并驗收合格后進行整體提升，提升高度為下部壁板的高度，提升后即可進行下部壁板的組對安裝工作。罐體安裝結束后進行充水試驗，檢驗罐體有無滲漏，如有漏點需立即進行處理。充水試驗合格后進行沉降觀測，保證儲罐整體無超標沉降。經安裝、檢漏合格及沉降檢查合格后進行儲罐總體驗收，各工序均合格并經驗收人員簽字確認方可交工。邊柱倒裝法施工工藝流程如圖3所示。

圖3 邊柱倒裝法施工工藝流程

4 吊裝載荷計算及主要機具配置

瀝青儲罐（不含底板）重量15.153 t，脹圈等附件按1.5 t，合計最大吊裝重量為16.653 t，設8個起吊點，考慮不均勻系數K＝1.5，單個起吊點最大載荷為 16.653×1.5／8＝3.12 t＜10 t。 根據計算結果得到的主要機具配置見表1。

表1 主要機具配置

5 技術要點

5.1 邊柱

邊柱的布置按儲罐的周長均勻分布，為改善罐壁受力狀況，在不妨礙提升的情況下，邊柱盡可能靠近罐壁安裝，邊柱吊點和罐壁吊點距離相等，保證每個邊柱受力一致，按單個最大承載力3.12 t設計，邊柱采用直徑159 mm，壁厚6 mm的鋼管，邊柱沿圓周均勻設置8個，為了保證提升時邊柱不發生側向彎曲，在邊柱底部設置加固筋板，并且在邊柱受力反方向用鋼管進行斜拉支撐。

5.2 手拉葫蘆

手拉葫蘆體積小、結構簡單、易于操作、施工費用低，為罐體提升提供動力。罐體總重15.153 t，設置8只手拉葫蘆，每只最大起吊能力10 t，提升時注意保持同步性，保證每個手拉葫蘆平均分配載荷，各吊點同步起升，吊裝的高度和速度相一致。

另外，起重前要認真檢查吊鉤、鏈條、齒輪是否完好，制動力矩是否有效。如果傳動齒輪有裂紋，斷齒或齒厚磨損達30%以上應該報廢；鏈條產生塑性變形或直徑磨損10%應該報廢。制動力矩可采用試吊的方法檢驗，認定確實可靠后，方可進行正常作業。

5.3 脹圈

脹圈利用槽鋼滾弧制成，曲率半徑與儲罐內徑相同。脹圈在千斤頂頂緊力的作用下緊貼壁板，脹圈起到支撐壁板和壁板組對好后起弧，防止壁板變形，脹圈選用25＃槽鋼沿全圓周分為4段，每段脹圈配兩根邊柱，保證受力點均勻分布。

5.4 吊耳

10 t的吊耳8只，每個邊柱配一只吊耳，在脹圈上焊接吊耳，需要注意的是吊耳不能與罐壁焊接，以免提升時手拉葫蘆的傾角拉力造成管壁下側向內受拉變形。

5.5 千斤頂

千斤頂采用10 t的螺旋千斤頂4個，用于連接脹圈、頂死脹圈，使脹圈緊貼壁板。

6 工藝特點

1）高空作業少，安全系數高。正裝法罐內外需搭設滿堂紅腳手架，隨著罐體的升高，高空作業風險大，而倒裝法則無需搭設腳手架，除罐頂安裝外，所有安裝和檢驗的工作全部在地面進行，安全系數大大提高。

2）占用場地少，可在狹小的區域施工。只需在罐體內設置邊柱進行提升作業。

3）施工機具可重復使用。施工機具除脹圈外可在各種規格的儲罐中重復使用。

4）施工質量易保證。施工過程中，在脹圈的脹緊力作用下，易于對罐體圓度的控制，并且能夠抑制環縫的收縮變形，因邊柱調整罐體提升高度具有很強的靈活性，所以能夠對罐體垂直度提供有效的保證。

5）適應性強。該施工技術適用于大、中、小型立式直筒形儲罐的施工。

6）施工成本低，經濟效益好。采用該技術，設置邊柱8根、電動葫蘆8只、脹圈1副、吊耳8只，邊柱和脹圈可自行制作，其他工具為常用施工工具，其他人工、材料設備、措施費用等支出對建設成本基本不構成影響。兩座儲罐降低吊車臺班使用費，200 t汽車吊按18 880元／臺班計算，可節約吊車臺班費用18 880元／臺班×16臺班≈300 000元，兩座儲罐節約搭、拆腳手架人工費用20人×200元／天×10天＝40 000元。共計節約資金約34萬元。

7 結語

邊柱倒裝法在安鋼焦化液體瀝青外銷改造工程的應用，解決了施工場地受限以及儲罐橢圓度、平整度、垂直度不易控制的施工技術難題，該施工技術具有操作簡單、安全系數高、質量易保證、施工效率高等特點，推廣及應用前景廣闊。

［1］ 樊兆馥.機械設備安裝工程手冊［M］.北京：冶金工業出版社，2004：922.

APPLICATION OF SIDE COLUMN INSTALLATION STORAGE TANK IN ENGINEERING

Wang Hongli
（Anyang Iron and Steel Stock Co.，Ltd）

Side column flip chip approach is the construction technology of large storage tank installation using small e?quipment， has the advantages of high safety factor， less occupied site， low construction cost， and easy to ensure.This pa?per expounds the hoisting construction of vertical cylinder tank by side column flip chip approach.

storage tank Side column flip chip approach technics

2017—3—27