儲罐內防腐采用新型旋轉提升機應用概況分析

顧海成 胡紀全 孫 波 于 潔

中國石油化工股份有限公司金陵分公司 江蘇 南京 210033

1 工程概況

金陵分公司儲運部108# 罐，該儲罐于2021 年9 月1 日進行內防腐，計劃于2021 年9 月15 日檢修結束，達到投用狀態交于生產投用，為了保證儲罐內壁防腐，實現安全、質量、施工進度相統一的方針，儲罐內防腐施工采用新型旋轉提升機進行作業，大幅度縮短施工周期，其工藝參數見表1。

表1 108# 罐工藝參數

2 設備概況

ZLDJ 20000 型油罐新型旋轉提升機是為了滿足儲罐內壁檢修、防腐而設計的新型作業平臺。該設備分為罐頂安裝部分、罐頂固定部分、垂直立柱、提升機構、回轉機構、施工平臺等。額定最大起重量為300kg（直徑越大，額定載重量越小），旋轉平臺立柱高度不大于24m，旋轉平臺作業層高度不大于18.5m。

3 新型旋轉提升機的主要結構組成及作用

新型旋轉提升機主要由標準立柱、底座、支腿、滑動機構、牽引裝置、主卷揚機、副卷揚機、電控箱、支臂、載人藍框、防墜安全器等組成，組裝圖見圖1。

圖1 新型旋轉提升機整機示意圖

（1）立柱為方形，采用無縫圓鋼管作為主體及軌道，采用φ76 立柱標準節。每兩個標準節件間有專用接頭，并用M20 加強螺栓緊固，增強其穩定性。

（2）底座用4 根槽鋼焊接成型，上端設計有回轉機構，將立柱安裝好后可實現自由回轉動作。

（3）支腿共有四套，分布在底座周圍，之間用調節絲杠拉緊，保證了設備整體的穩定性和可靠性。結構見圖2。

圖2 底座和支腿組裝圖

（4）滑動機構共有四個焊接成型的框狀零件組裝而成，見圖3。在整套滑動機構內共有16 個抱輪分布在立柱的四根無縫圓鋼管外側，滑動機構外側需安裝支臂，抱輪能保證在設備載重時每個抱輪沿立柱平穩移動，防止支臂左右擺動，增加其穩定性。

圖3 滑動機構組裝圖

（5）牽引裝置在罐頂安裝，主要作用是設備安裝時使用。副卷揚機安裝在牽引裝置上端，將立柱一節節進行吊起，便于下一節的安裝。安裝前為了減輕罐頂的承載壓力，盡量在副卷揚機架下面平鋪方木，增加受力面積，見圖4。

圖4 罐頂卷揚機安裝圖

（6）固定軸起一端固定的作用，見圖5，將罐頂固定軸伸出管口法蘭的部分用專用的罐頂固定角鐵利用螺栓加緊后固定在管口法蘭上，將兩根罐頂固定角鐵用罐頂固定壓板壓緊，防止轉動或松動。罐頂卷揚機要處于拉緊狀態后制動打開，防止立柱整體下滑，引發事故。

圖5 罐頂固定軸安裝圖

（7）主卷揚機作為設備的起升牽引設備，其啟動扭矩大，制動可靠，通電時制動器自動打開，斷電時制動器自動閉合。而且本機的制動裝置設置在機器內部，能有效防止風沙塵土的侵入，零部件不易磨損，使用壽命長。

（8）支臂為三角架形狀，用矩形管作為主體，每個支臂標準節間均有連接法蘭，通過12 件M10X50 的螺栓緊固。所有支臂對接好后形成一個直通載人籃筐的通道，便于操作人員行走。

（9）載人籃筐是操作人員施工的平臺，采用矩形管焊接成框后組裝成型，籃筐內部空間為520mm×920mm，足夠操作人員在內部活動。籃筐利用花紋板作為底板，可有效起到防滑的作用。載人籃筐和支臂配合使用，在立柱兩側對稱安裝，起到平衡的作用。

（10）防墜器采用JSF15 KN 型，利用凸輪原理安裝在立柱上，一旦鋼絲繩斷裂，防墜器能瞬間將立柱的無縫管抱死，防止大臂和操作人員下行墜落。

（11）行程限位開關采用重錘式限位，常閉狀態，當支臂上升到預定位置后，將沖頂盤托起，牽動沖頂盤上的鋼絲繩將限位開關的重錘拉起，限位開關打開、斷電，支臂將不再起升。

（12）回轉機構是將罐頂固定軸和下底座之間的立柱標準節實現可回轉動作，設備中立柱進行上下兩端固定，中間有兩套回轉機構利用深溝球軸承和壓力軸承實現轉動靈活自如。

安裝完成后通過主卷揚機將支臂提升至最高位置，試驗限位開關的靈敏度、可靠性。重復此動作3～5 次，必須保證每次限位開關靈敏可靠。支臂提升過程中，分別在5m 高、10m 高、15m 高等位置做回轉動作，做回轉運動時依靠操作人員通過牽引繩牽動支臂緩慢移動，必須保證支臂端面不能與罐壁發生摩擦、碰撞等干涉。在罐內不同高度上做往返運行3～5 次，試驗上升和下降過程中是否有防墜器卡死的現象，若不能平滑下降且防墜器卡死，可適當調整防墜器的安裝角度，使其平滑過渡即可，最后經專業人員驗收合格后才能投入使用。

4 新型旋轉提升機與滿堂腳手架綜合指標對比分析

（1）作業平臺搭建拆除周期。新型旋轉提升機安裝拆卸方便，所有零部件均根據儲罐人孔大小進行設計制造，將部件搬運到罐內進行組裝。對于11000m3的108#罐，使用新型旋轉提升機搭拆平臺需要4d，而滿堂腳手架作業搭拆平臺需12d，縮短了8d。因此，該新型旋轉提升機完全顛覆以往滿堂腳手架的搭建方式，搭拆均在地面搭設，不需要高處作業，施工周期可節省60%～70%，有效節省人力、物力成本，施工效率大幅度提高。

（2）靈活適應性。新型旋轉提升機垂直立柱由立柱標準節、調整節、回轉機構等組成，可根據罐頂高度進行調節，使用新型旋轉提升機進行油罐內壁的檢修防腐，可以滿足不同直徑、高度的施工狀況使用。而搭設后的滿堂腳手架無法進行靈活性地調整、改變位置和大小。

（3）安全可靠性。新型旋轉提升機兩支臂依靠拉繩向中間立柱鎖緊，而支臂下端無支撐，其立柱依靠上下兩端固定，因此作業時支臂會產生向下的撓度，若使用單支臂，另一端支臂籃筐內必須放置相應重量的配重，以便保持支臂兩端平衡，穩定性較滿堂腳手架差。新型旋轉提升機是依靠卷揚機進行上升和下降作業平臺，因此在立柱上端和下端均安裝限位開關，若限位開關故障失效，易造成作業人員傷亡事故。滿堂腳手架穩定性較好，作業平臺發生失穩概率小，其安全可靠性較新型旋轉提升機高。

（4）作業人數的局限性。新型旋轉提升機額定最大起重量為300kg，兩支臂籃筐內部空間為520mm×920mm，作業人數不大于2 人，而滿堂腳手架作業平臺施工作業人數根據施工需要人數不受局限，因此，新型旋轉提升機受作業人數的嚴格限制，具有局限性。

（5）搭建作業平臺的安裝技術要求。新型旋轉提升機的安裝和操作人員必須經過設備廠家的專業培訓，合格后方可施工操作，嚴禁非專業人員私自安裝和操作設備。新型旋轉提升機所附帶的所有零部件均具有獨特的作用，安裝人員需嚴格按照使用說明書進行安裝，嚴禁某個零部件漏裝或特意不裝。新型旋轉提升機的驗收標準不僅要滿足安全標準，而且安裝技術較滿堂腳手架要求更高。

（6）搭拆作業平臺的施工成本。為了適應各種儲罐管口尺寸，新型旋轉提升機的各機構為可拆卸形式，便于運輸和搬運，在儲罐內組裝成整機，具有安裝簡便、重復使用便利等特點。經預算，新型旋轉提升機施工費用較滿堂腳手架節省30%～35%。

兩種作業平臺針對不同應用場合及要求各有優劣，針對不同施工要求選用不同的作業平臺。因此，針對油罐內壁檢修，新型旋轉提升機靈活應用性更高，而針對油罐外部檢修，滿堂腳手架的應用更安全、更可靠。

5 建議

為保障新型旋轉提升機運行的安全可靠性，結合108# 罐新型旋轉提升機的實際應用，提供幾點建議：

（1）主卷揚機為開放式，在油罐內防腐噴砂過程中，易造成砂礫進入卷揚機設備，也會將其他物件卷入卷揚機內，引發設備故障，產生安全隱患，需增設防護設施。

（2）新型旋轉提升機兩支臂沿圓周方向轉動時依靠操作人員通過繩索的牽引力單方向進行移動，因此在移動時其設備的穩定性大幅度降低，存有安全隱患。建議采取兩個操作人員配合牽引的方式，1 人牽引移動，另1 人維持移動的穩定性和停止運行，確保設備運行的穩定性。

（3）垂直立柱依靠上下兩端進行固定，上端依靠副卷揚機通過吊鉤的拉力進行固定和保持垂直度，安裝前為了減輕罐頂的承載壓力，在副卷揚機架下方平鋪方木，增加受力面積，其受力面為罐頂拱頂面，對于腐蝕嚴重的拱頂罐受力不均勻時會造成拱頂面凹陷，甚至塌陷，引發安全隱患，因此使用前需進行罐頂承載力分析。