薄壁鋼儲(chǔ)罐倒裝內(nèi)提升施工技術(shù)

陳宗強(qiáng)

（云南工程建設(shè)總承包股份有限公司，云南 昆明 650228）

1 工程概況

西山區(qū)糧食儲(chǔ)備中心庫(kù)改擴(kuò)建工程新建儲(chǔ)備油罐共3座，其中1000t儲(chǔ)油罐B一座，直徑為10.6m、高度為15.314m，最大容積為1235m3；500t儲(chǔ)油罐A二座，直徑為8m、高度為13m，最大容積為543m3，儲(chǔ)油罐的結(jié)構(gòu)形式主要以立式圓筒形鋼制焊接油罐為主，罐內(nèi)介質(zhì)為植物油，操作溫度為環(huán)境溫度，設(shè)計(jì)壓力——正壓：1960Pa，負(fù)壓490Pa，設(shè)計(jì)溫度為-19℃≤t≤90℃，基本風(fēng)壓0.30kPa，儲(chǔ)油罐的主要材料均為Q235-B，鋼板厚度為5～8mm。

2 施工重難點(diǎn)

（1）鋼板焊接變形處理。由于罐壁太薄，焊接時(shí)容易變形，本工程在施工的時(shí)候要想保證施工的質(zhì)量就需要在施工的時(shí)候注意控制好鋼板的焊接工作，盡可能避免出現(xiàn)變形的情況發(fā)生。

（2）上下兩帶鋼板焊接錯(cuò)位處理，由于罐壁鋼板太薄，提升過程中容易產(chǎn)生變形，上下板帶無法準(zhǔn)確對(duì)接。

（3）提升過程中罐體垂直度，由于罐體較高，提升時(shí)吊點(diǎn)低，無法保證罐體垂直度。

3 施工工藝流程（見圖1）

圖1 施工工藝流程

4 施工準(zhǔn)備

4.1 基礎(chǔ)驗(yàn)收

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，進(jìn)行罐體基礎(chǔ)施工并驗(yàn)收合格。

4.2 施工設(shè)備準(zhǔn)備

施工開始之前要先調(diào)試好滾板機(jī)、剪板機(jī)、電動(dòng)葫蘆等設(shè)備，保證設(shè)備可以正常的使用，同時(shí)要檢測(cè)好電焊機(jī)、半自動(dòng)切割機(jī)、檢測(cè)儀器等設(shè)備，保證所有設(shè)備的狀態(tài)，最后需要注意準(zhǔn)備好其他輔助設(shè)備，輔助設(shè)備包括：小型機(jī)具、量具等。

4.3 技術(shù)準(zhǔn)備

成立技術(shù)小組，對(duì)倒裝法編制專項(xiàng)方案（對(duì)提升過程中如何保證罐體不變形的施工難點(diǎn)、重點(diǎn)進(jìn)行討論，并確定用25槽鋼脹圈與千斤頂組成加固體系）。

進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，制定油罐焊接技術(shù)方案。

需要注意的是：技術(shù)準(zhǔn)備工作在進(jìn)行的時(shí)候要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)中的所有管理人員和施工人員做好技術(shù)和安全內(nèi)容的交底工作。

4.4 材料驗(yàn)收

所用鋼板必須逐一進(jìn)行外觀檢查，通過檢查了解鋼板外觀的情況，表面質(zhì)量應(yīng)符合相應(yīng)的鋼板標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

所有的材料在選擇的時(shí)候都需要注意材料的質(zhì)量，每個(gè)材料都需要附帶質(zhì)量合格證明書，不僅如此，焊接的材料也需要具有質(zhì)量合格證書。

4.5 預(yù)拼裝

（1）罐底板。罐底的排板直徑在設(shè)計(jì)的時(shí)候要根據(jù)實(shí)際情況放大到0.1%～0.15%。

弓形邊緣板沿罐底半徑方向的最小尺寸和非弓形邊緣板最小直邊尺寸都需要大于700mm。

中幅板的寬度要大于1000mm，長(zhǎng)度大于2000mm，和弓形邊緣板連接的不規(guī)則中幅板最小直邊尺寸也要大于700mm。

底板和底板之間焊接的距離要大于300mm。

（2）側(cè)板。每圈壁板中的縱焊縫都需要向同一個(gè)方向逐圈進(jìn)行錯(cuò)開放置，相鄰圈板縱縫間距宜為板長(zhǎng)的1/3，且不應(yīng)小于300mm。

底圈壁板的縱焊接縫和罐底邊緣板之間的焊縫處間的距離要大于300mm。

開孔和罐壁焊縫之間的距離：開孔接管或補(bǔ)強(qiáng)板外緣與罐壁縱焊縫之間的距離要大于150mm；開孔與罐壁環(huán)焊縫之間的距離，不應(yīng)小于壁板厚度的2.5倍，且不應(yīng)小于75mm。

罐壁上連接件的電板附近的焊縫和罐壁縱焊縫之間的距離，和補(bǔ)強(qiáng)圈邊緣角焊縫之間的距離都要大于150mm，和罐壁環(huán)焊接之間的距離要大于75mm，如果在施工的過程中必須出現(xiàn)交叉情況，交叉之前要先進(jìn)行射線或者是超聲波檢測(cè)，然后在焊接的時(shí)候焊接的距離要和邊緣之間保持20mm[1]。

包邊角鋼對(duì)接接頭和壁板縱向焊接之間的距離要大于200mm。

壁板寬度不應(yīng)小于500mm；長(zhǎng)度不應(yīng)小于1000mm。

（3）罐頂排板。頂板和頂板之間焊接的縫隙距離要大于200mm。

單塊頂板之間主要以對(duì)接方法完成拼接工作。

當(dāng)肋加工成型之后需要對(duì)弧形樣板進(jìn)行檢查，檢查標(biāo)準(zhǔn)以間隙不超過2mm為主。

頂板和頂板之間在拼接的時(shí)候要注意避免出現(xiàn)焊接變形的情況。

最后頂板成型之后需要檢查弧形樣板，弧形樣板的間隙要≤10mm。

（4）放線下料。按使用材料的尺寸，根據(jù)制造圖紙及有關(guān)技術(shù)要求，對(duì)材料進(jìn)行排版號(hào)料放線，注意預(yù)留切割余量。保證設(shè)備焊接接頭及工藝管孔位置的設(shè)置，符合規(guī)范及圖紙技術(shù)要求。

（5）殼體卷制。殼體卷曲應(yīng)先壓頭，用樣板檢查合格后方可在卷板機(jī)上進(jìn)行板塊卷曲，卷制過程應(yīng)多次來回卷制，并用樣板檢查，防止欠卷或過卷。卷制好的弧形板料應(yīng)豎立放置或放置于弧形臨時(shí)托架上，這樣更方便運(yùn)輸、防止變形。

（6）脹圈型鋼制作。制作胎膜用500t液壓千斤頂進(jìn)行煨制，部分小型號(hào)的用卷板機(jī)進(jìn)行卷制，在加工平臺(tái)放出大樣進(jìn)行局部修正。

5 罐體倒裝施工

5.1 底板安裝

（1）罐底板安裝。罐底板在安裝的時(shí)候要先把墊板和底板緊密的貼合在一起，貼合完成之后用焊接的方法進(jìn)行固定，墊板和底板之間的縫隙要≤1mm。設(shè)計(jì)為條形基礎(chǔ)的，底板可點(diǎn)焊固定在底部支撐梁上。

（2）罐底板焊接。罐底板的焊接，必須要嚴(yán)格按照順序進(jìn)行，具體的操作順序內(nèi)容為：①在焊接中幅板的時(shí)候要先焊短板、然后在焊長(zhǎng)邊。焊接工作主要以分段退焊法和跳焊法為主；②弓形邊緣板的焊接，宜符合下列規(guī)定：a.控制好焊接和邊緣之間的距離。罐底和罐壁連接的焊接縫需要在焊接完成之前先注意做好控制工作，控制好之后再完成剩余的對(duì)接焊縫工作；b.弓形邊緣板焊接縫處要注意焊接的均勻性和對(duì)稱性；c.在焊接第一層收縮縫的時(shí)候主要以分段退焊和跳焊法為主；③非弓形邊緣板的罐底不宜留收縮縫；④罐底與罐壁連接的角焊縫，在底圈壁板縱焊縫焊接完成后施焊，焊接工作在進(jìn)行的時(shí)候必須從罐內(nèi)進(jìn)行焊接，焊接方向要以同一方向?yàn)橹鳌５谝淮魏附庸ぷ鬟M(jìn)行的時(shí)候要以分段退焊和跳焊法為主。

（3）罐底板的檢驗(yàn)。儲(chǔ)罐底板由于是直接安裝于基礎(chǔ)上，采用傳統(tǒng)的探傷及拍片無法進(jìn)行，一般采用罐底板抽真空的方法進(jìn)行檢驗(yàn)。

5.2 桅桿設(shè)置

底板焊接完成后，進(jìn)行第一帶板（從上往下計(jì)）的組對(duì)焊接，完成后即須進(jìn)行倒裝桅桿的設(shè)置。開始組裝側(cè)板時(shí)，須先行設(shè)置組對(duì)基準(zhǔn)，組對(duì)基準(zhǔn)采用在底板上設(shè)置靠碼的形式進(jìn)行。桅桿高度根據(jù)側(cè)板高度確定，等于板高+吊具高度-300mm。

立柱在加固時(shí)，采用斜支撐，剪刀撐間隔1跨加設(shè)1組，支撐根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)材料情況采用。頂部水平拉桿密閉要以整體為主，在拉桿之前要做好立柱垂直度的檢查工作，以盡量垂直為原則。立柱間距展開尺寸控制在5～6m為宜。

5.3 脹圈、吊耳及托板加固體系安裝

脹圈采用25槽鋼煨制對(duì)焊而成，焊接完成后采用樣板檢查是否符合要求，脹圈分為4瓣制作，中間預(yù)留4個(gè)16t千斤頂頂緊高度（由于脹圈在頂緊時(shí)受力不大，一般采用16t千斤頂完全能滿足要求），脹圈每隔2m采用方形卡板與罐體側(cè)板焊接。

5.4 頂蓋的安裝

罐頂蓋一般呈球狀，分為中心板和扇形大板。因受材距的限制，扇形大板一般需在胎模具上由幾塊板拼焊而成。

5.5 罐體提升、罐壁板安裝

當(dāng)?shù)装濉⒌谝粠П诎濉㈨斏w、提升體系及加固體系設(shè)置好后，才能完成整體提升工作，需要注意的是：提升高度就是下部壁板的高度，提升工作完成之后就可以對(duì)下部的壁板進(jìn)行安裝。

側(cè)板圍板時(shí)可采用汽車吊進(jìn)行，汽車吊缺點(diǎn)是須多次移動(dòng)支車，如多個(gè)罐體集中，可采用履帶吊移動(dòng)吊裝。側(cè)板吊裝為安全考慮必須采用垂直鋼板夾進(jìn)行吊裝。

同帶側(cè)板按要求組對(duì)后，為防止在焊接時(shí)變形，采用在每條立焊縫上加設(shè)3組引弧板。

為保證罐體在下落過程中與下部側(cè)板順利對(duì)接，在下部罐側(cè)板上加設(shè)組裝導(dǎo)向板。

施工進(jìn)行的時(shí)候需要借助到吊車的配合，吊車在工作的時(shí)候需要按照事先排列好的順序進(jìn)行吊裝，吊裝和焊接工作可以同時(shí)進(jìn)行，（留出安裝余量的1～2道縱縫不點(diǎn)焊，用手拉葫蘆收緊，直徑大于20m預(yù)留2道縱焊縫），所有的焊縫焊接完成之后需要對(duì)多余的圍板進(jìn)行切割，再提升組對(duì)環(huán)縫，在焊接的時(shí)候要注意預(yù)留縱縫附近不能進(jìn)行焊接工作，焊接工作要先以立縫為主，然后在對(duì)環(huán)縫進(jìn)行焊接，所有焊接完成之后就可以拆除收口葫蘆[2]。

在焊接環(huán)焊縫時(shí)，為保證罐體盡量不出現(xiàn)收腰變形，須加設(shè)立向筋后方可施焊。

6 結(jié)語(yǔ)

通過薄壁鋼儲(chǔ)罐倒裝施工方法在西山區(qū)糧食儲(chǔ)備中心庫(kù)改擴(kuò)建工程的策劃和應(yīng)用，充分證明該施工技術(shù)的可行性和可靠性，這樣就可以為以后同類型的工程提供更多寶貴的建議和經(jīng)驗(yàn)。在實(shí)現(xiàn)工程順利進(jìn)行的同時(shí)，達(dá)到了確保工程質(zhì)量安全、提高施工效率、促進(jìn)施工速度及綠色施工的效果。