淺析鋼質(zhì)內(nèi)浮頂儲罐內(nèi)浮頂整體提升施工技術(shù)

陳東旭

摘要：為了提高我國石油工程質(zhì)量，針對鋼質(zhì)內(nèi)浮頂儲罐內(nèi)浮頂整體提升施工技術(shù)的運用，以某工程為例，從施工流程、浮艙施工、浮頂施工三個方面探討了其優(yōu)勢，以期能夠提高石油工程施工效率，保證施工安全，最后得出結(jié)論，內(nèi)浮頂整體提升施工技術(shù)是鋼質(zhì)內(nèi)浮頂儲罐施工中的一項有效技術(shù)。

關(guān)鍵詞：鋼質(zhì)；內(nèi)浮頂儲罐；內(nèi)浮頂整體提升施工技術(shù)；單盤結(jié)構(gòu)

內(nèi)浮頂儲罐的制作，是在其內(nèi)部軸心線位置設置一軸，通過剖面的尺寸，放置特殊輕質(zhì)材料頂蓋，該頂蓋受儲罐內(nèi)物體數(shù)量變化的影響而發(fā)生變動，具有限制性作用。鋼制內(nèi)浮頂儲罐結(jié)構(gòu)主要有2種模式，即鋼制拱頂儲罐、鋼制內(nèi)浮頂，其中內(nèi)浮頂主要采用單盤結(jié)構(gòu)，與罐底板之間的距離約為2m。以往進行內(nèi)浮頂施工時，施工人員會先進行拱頂儲罐主體的安裝，隨后在其上方搭設臨時浮頂臺架，臺架之上放置浮頂。這種施工工藝雖然使用時間較長，但是浮頂?shù)氖┕ろ樞蚴窃诠拗黧w之后，操作空間比較受限，在高度2m處進行施工，增加了板料運輸以及就位的難度，降低施工效率的同時，也會影響到施工人員的人身安全。所以，建議使用內(nèi)浮頂整體提升施工技術(shù)，可以將以上問題很好的解決，下面圍繞該技術(shù)展開剖析。

1 工程概況

某石油工程企業(yè)2016年6月份進行石化廠工程施工，針對其中的鋼制內(nèi)浮頂原油罐項目，內(nèi)浮頂直徑為27.2m，重量為52.1t。內(nèi)浮頂中包括3個部分，即浮艙、單浮盤以及浮頂支柱，其中浮艙機構(gòu)為環(huán)形箱體，位置在浮頂外緣處，單浮盤所使用的結(jié)構(gòu)為單層鋼板拼接結(jié)構(gòu)，位置在環(huán)形浮艙以內(nèi)，在浮頂中所占面積較大，浮頂支柱的結(jié)構(gòu)是鋼管加套管結(jié)構(gòu)，為內(nèi)浮頂、罐底提供了支撐力。鋼制內(nèi)浮頂儲罐結(jié)比較常見的施工方法是水浮提升就位，但是這種方法需要2次進水，不僅消耗大量水資源，還會延長施工時間，使罐內(nèi)加熱器、工藝管線作業(yè)難度加大，需要改用內(nèi)浮頂整體提升施工技術(shù)。

2 內(nèi)浮頂整體提升施工技術(shù)應用

2.1 施工流程

本次工程組織施工的過程中，施工流程如下：第一，針對所有施工材料進行驗收；第二，待材料驗收合格之后可以放樣下料；第三，組織預制施工；第四，安排施工人員實施基礎驗收；第五，底板組焊施工，并且對其進行檢驗；第六，頂層帶板組焊施工；第七，拱頂組焊施工；第八，倒數(shù)第二層帶板的組焊施工；第九，組織鋼結(jié)構(gòu)、梯子平臺與相關(guān)附件的施工作業(yè)；第十，罐底焊接；第十一，按照各段要求進行斗浮艙組裝；第十二，斗浮艙移位，向罐的中心位置進行移位，距離在600～700mm之間；第十三，罐壁、罐頂?shù)陌惭b；第十四，針對斗浮艙進行復位安裝；第十五，搭建單浮盤支架，并且安裝單浮盤，將其與浮艙組裝；第十六，吊裝浮頂；第十七，安裝立柱；第十八，針對罐體進行防腐處理；第十九，將單浮盤支架拆除；第二十，竣工驗收即代表完成此次施工。

2.2 浮艙施工

當結(jié)束罐底施工之后，在罐底施工平臺的基礎上開始進行浮艙分段施工。本次工程主要劃分為5段，隨之進行組裝與焊接作業(yè)。浮艙組裝結(jié)束之后，暫時不能移動，將浮艙的高度作為第一圈罐壁、包邊角鋼作業(yè)平臺，并且運用吊車將已經(jīng)完成分段施工的船艙向罐中心移動，距離在600～700mm之間，將罐壁安裝的空隙預留出來[1]。這時，單浮盤鋼板可以放置在罐中，隨即開始罐頂支架與罐頂?shù)慕M裝、安裝。隨后進行主體環(huán)節(jié)施工，將浮艙當作罐頂、罐壁組對、焊接、罐壁內(nèi)焊縫打磨的作業(yè)平臺，進行接下來的施工。

一旦完成罐主體環(huán)節(jié)的施工，便可以將之前分段浮艙進行復位處理，連成整體后，搭設平臺為單盤板安裝提供便利條件。對單浮盤與罐底坡度進行計算，并且獲取單浮盤與罐底距離差，罐底處進行組對單浮盤板鋪設，施工臺架平臺包括角鋼與支撐管，隨即開始進行制作安裝。在臺架上設置單浮盤，將單浮盤、浮艙連接安裝之后便可以結(jié)束浮頂?shù)闹谱鳌?/p>

2.3 浮頂施工

當施工現(xiàn)場完成浮頂罐底作業(yè)之后，可以通過浮頂支柱安裝倒鏈提升設備，進行內(nèi)浮頂提升操作。

第一，將電動倒鏈提升設備安裝完畢，根據(jù)設計位置設置浮頂支柱孔，并且將套管、上表面補強圈安裝就位，并組織焊接浮頂上表面焊縫。當浮頂支柱就位之后，按照電動倒鏈空間所處位置以及浮頂提升的具體高度，浮頂支柱頂處設置連接短管，在短管上部進行吊耳的焊接，使其能夠形成一個整體，和浮頂支柱共同充當?shù)规溨Ъ堋ｋ妱拥规湴惭b完畢后，浮頂支柱套管的相應位置焊接下吊耳，并且通過斜撐對套管進行加固[2]。電動倒鏈安裝的數(shù)量和浮頂支柱相同，此次工程施工中的單浮盤上數(shù)量為25個，浮艙上數(shù)量為15個，總計數(shù)量35個，電動倒鏈的重量為5t。

第二，內(nèi)浮頂整體提升施工。施工人員按照順序?qū)﹄妱拥规溸M行調(diào)試，確保所有電動倒鏈都能夠保持在可提升狀態(tài)下。為了方便后續(xù)施工，將提升到位的位置線標注出來，使提升到位檢查可以有序進行。隨后便可以組織電動倒鏈聯(lián)動提升操作，待到位之后可以逐個調(diào)節(jié)高度，將浮頂支柱、套管之間定位銷安裝，安裝工作結(jié)束后便可以拆除倒鏈、吊耳、斜撐與連接短管，并且組織內(nèi)浮頂?shù)撞亢缚p的焊接施工，并且拆除單浮盤施工臺架，即完成內(nèi)浮頂整體提升施工[3]。

完成浮頂整體提升施工之后，需要組織穩(wěn)定性檢測，浮頂主要應用電動倒鏈進行整體提升操作，提升受力點為立柱套管，且作業(yè)過程中的受力狀態(tài)與浮頂在罐體處支撐的狀態(tài)相同，浮頂穩(wěn)定性與受力設計要求相符。下面對立柱穩(wěn)定性進行計算：

首先，浮艙立柱強度的計算。所有立柱上安裝的電動倒鏈均為對稱分布，立柱承受力只有壓應力，并不存在彎矩，計算公式如下 、 ，這兩個公式中的P1代表一個倒鏈承受的外力，單位是N，m代表外圈浮艙的質(zhì)量，m=2.32×105N（23.7t），n代表所用支柱的數(shù)量，本次工程中n的數(shù)量為10個，A代表支柱截面積，單位是m2，d代表支柱鋼管的直徑，為0.089m， 代表的是支柱鋼管壁厚度，為0.006m， 代表支柱承受的最大應力，單位是MPa，[ ]代表支柱的許用應力，為235MPa[4]。

其次，單盤板立柱強度計算。單盤板立柱中安裝的電動倒鏈均處于立柱的一側(cè)，為偏心壓縮，強度計算公式如下： 、 。這兩個公式中，P2代表其中一個倒鏈承受的外力，單位是N，m代表單盤板的質(zhì)量，為2.28×105N（23.3t），n代表的是支柱數(shù)量，這里用到的支柱數(shù)量為30個，A點支柱截面積，單位是㎡，L0代表的是受力點距支柱面心之間的距離，單位是m，Iz代表的是支柱鋼管慣性矩，單位是m4，d代表的是支柱鋼管直徑，為0.089m， 代表的是支柱鋼管壁厚度，為0.006m， 代表支柱承受的最大應力，單位是MPa，[ +]代表支柱的許用應力，為235MPa。

結(jié)束語：

綜上所述，鋼質(zhì)內(nèi)浮頂儲罐內(nèi)浮頂整體提升施工技術(shù)可以縮短施工周期，保證鋼質(zhì)內(nèi)浮頂儲罐施工穩(wěn)定性，同時也能夠減少資源消耗，這對于石油工程質(zhì)量的提升有重要作用，為今后工程施工提供技術(shù)參考。

參考文獻

[1]張濤.淺談易熔盤內(nèi)浮頂儲罐火災危險性及撲救措施[J].廣東化工，2019，46（02）：154-155+144.

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[3]周義.內(nèi)浮頂儲罐液壓安全閥油封高度的計算[J].化工中間體，2015，11（05）：62-63.

[4]李志國，李將韜，吳俊成，邱冬，程曦，馮杰.某裝車站內(nèi)浮頂儲罐浮盤變形失效分析及預防[J].化工管理，2014（03）：122.

（作者單位：中石化中原油建工程有限公司）