儲(chǔ)罐內(nèi)防腐采用新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)應(yīng)用概況分析

顧海成 胡紀(jì)全 孫 波 于 潔

中國(guó)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(chǔ)運(yùn)部108# 罐，該儲(chǔ)罐于2021 年9 月1 日進(jìn)行內(nèi)防腐，計(jì)劃于2021 年9 月15 日檢修結(jié)束，達(dá)到投用狀態(tài)交于生產(chǎn)投用，為了保證儲(chǔ)罐內(nèi)壁防腐，實(shí)現(xiàn)安全、質(zhì)量、施工進(jìn)度相統(tǒng)一的方針，儲(chǔ)罐內(nèi)防腐施工采用新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)進(jìn)行作業(yè)，大幅度縮短施工周期，其工藝參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 108# 罐工藝參數(shù)

2 設(shè)備概況

ZLDJ 20000 型油罐新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)是為了滿(mǎn)足儲(chǔ)罐內(nèi)壁檢修、防腐而設(shè)計(jì)的新型作業(yè)平臺(tái)。該設(shè)備分為罐頂安裝部分、罐頂固定部分、垂直立柱、提升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、施工平臺(tái)等。額定最大起重量為300kg（直徑越大，額定載重量越?。D(zhuǎn)平臺(tái)立柱高度不大于24m，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)作業(yè)層高度不大于18.5m。

3 新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)的主要結(jié)構(gòu)組成及作用

新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)主要由標(biāo)準(zhǔn)立柱、底座、支腿、滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、牽引裝置、主卷?yè)P(yáng)機(jī)、副卷?yè)P(yáng)機(jī)、電控箱、支臂、載人藍(lán)框、防墜安全器等組成，組裝圖見(jiàn)圖1。

圖1 新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)整機(jī)示意圖

（1）立柱為方形，采用無(wú)縫圓鋼管作為主體及軌道，采用φ76 立柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。每?jī)蓚€(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)件間有專(zhuān)用接頭，并用M20 加強(qiáng)螺栓緊固，增強(qiáng)其穩(wěn)定性。

（2）底座用4 根槽鋼焊接成型，上端設(shè)計(jì)有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，將立柱安裝好后可實(shí)現(xiàn)自由回轉(zhuǎn)動(dòng)作。

（3）支腿共有四套，分布在底座周?chē)?，之間用調(diào)節(jié)絲杠拉緊，保證了設(shè)備整體的穩(wěn)定性和可靠性。結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖2 底座和支腿組裝圖

（4）滑動(dòng)機(jī)構(gòu)共有四個(gè)焊接成型的框狀零件組裝而成，見(jiàn)圖3。在整套滑動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)共有16 個(gè)抱輪分布在立柱的四根無(wú)縫圓鋼管外側(cè)，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)外側(cè)需安裝支臂，抱輪能保證在設(shè)備載重時(shí)每個(gè)抱輪沿立柱平穩(wěn)移動(dòng)，防止支臂左右擺動(dòng)，增加其穩(wěn)定性。

圖3 滑動(dòng)機(jī)構(gòu)組裝圖

（5）牽引裝置在罐頂安裝，主要作用是設(shè)備安裝時(shí)使用。副卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝在牽引裝置上端，將立柱一節(jié)節(jié)進(jìn)行吊起，便于下一節(jié)的安裝。安裝前為了減輕罐頂?shù)某休d壓力，盡量在副卷?yè)P(yáng)機(jī)架下面平鋪方木，增加受力面積，見(jiàn)圖4。

圖4 罐頂卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝圖

（6）固定軸起一端固定的作用，見(jiàn)圖5，將罐頂固定軸伸出管口法蘭的部分用專(zhuān)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(zhuǎn)動(dòng)或松動(dòng)。罐頂卷?yè)P(yáng)機(jī)要處于拉緊狀態(tài)后制動(dòng)打開(kāi)，防止立柱整體下滑，引發(fā)事故。

圖5 罐頂固定軸安裝圖

（7）主卷?yè)P(yáng)機(jī)作為設(shè)備的起升牽引設(shè)備，其啟動(dòng)扭矩大，制動(dòng)可靠，通電時(shí)制動(dòng)器自動(dòng)打開(kāi)，斷電時(shí)制動(dòng)器自動(dòng)閉合。而且本機(jī)的制動(dòng)裝置設(shè)置在機(jī)器內(nèi)部，能有效防止風(fēng)沙塵土的侵入，零部件不易磨損，使用壽命長(zhǎng)。

（8）支臂為三角架形狀，用矩形管作為主體，每個(gè)支臂標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間均有連接法蘭，通過(guò)12 件M10X50 的螺栓緊固。所有支臂對(duì)接好后形成一個(gè)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(tái)，采用矩形管焊接成框后組裝成型，籃筐內(nèi)部空間為520mm×920mm，足夠操作人員在內(nèi)部活動(dòng)。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(cè)對(duì)稱(chēng)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(wú)縫管抱死，防止大臂和操作人員下行墜落。

（11）行程限位開(kāi)關(guān)采用重錘式限位，常閉狀態(tài)，當(dāng)支臂上升到預(yù)定位置后，將沖頂盤(pán)托起，牽動(dòng)沖頂盤(pán)上的鋼絲繩將限位開(kāi)關(guān)的重錘拉起，限位開(kāi)關(guān)打開(kāi)、斷電，支臂將不再起升。

（12）回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是將罐頂固定軸和下底座之間的立柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)實(shí)現(xiàn)可回轉(zhuǎn)動(dòng)作，設(shè)備中立柱進(jìn)行上下兩端固定，中間有兩套回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)利用深溝球軸承和壓力軸承實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活自如。

安裝完成后通過(guò)主卷?yè)P(yáng)機(jī)將支臂提升至最高位置，試驗(yàn)限位開(kāi)關(guān)的靈敏度、可靠性。重復(fù)此動(dòng)作3～5 次，必須保證每次限位開(kāi)關(guān)靈敏可靠。支臂提升過(guò)程中，分別在5m 高、10m 高、15m 高等位置做回轉(zhuǎn)動(dòng)作，做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)依靠操作人員通過(guò)牽引繩牽動(dòng)支臂緩慢移動(dòng)，必須保證支臂端面不能與罐壁發(fā)生摩擦、碰撞等干涉。在罐內(nèi)不同高度上做往返運(yùn)行3～5 次，試驗(yàn)上升和下降過(guò)程中是否有防墜器卡死的現(xiàn)象，若不能平滑下降且防墜器卡死，可適當(dāng)調(diào)整防墜器的安裝角度，使其平滑過(guò)渡即可，最后經(jīng)專(zhuān)業(yè)人員驗(yàn)收合格后才能投入使用。

4 新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)與滿(mǎn)堂腳手架綜合指標(biāo)對(duì)比分析

（1）作業(yè)平臺(tái)搭建拆除周期。新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)安裝拆卸方便，所有零部件均根據(jù)儲(chǔ)罐人孔大小進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，將部件搬運(yùn)到罐內(nèi)進(jìn)行組裝。對(duì)于11000m3的108#罐，使用新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)搭拆平臺(tái)需要4d，而滿(mǎn)堂腳手架作業(yè)搭拆平臺(tái)需12d，縮短了8d。因此，該新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)完全顛覆以往滿(mǎn)堂腳手架的搭建方式，搭拆均在地面搭設(shè)，不需要高處作業(yè)，施工周期可節(jié)省60%～70%，有效節(jié)省人力、物力成本，施工效率大幅度提高。

（2）靈活適應(yīng)性。新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)垂直立柱由立柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、調(diào)整節(jié)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等組成，可根據(jù)罐頂高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使用新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)進(jìn)行油罐內(nèi)壁的檢修防腐，可以滿(mǎn)足不同直徑、高度的施工狀況使用。而搭設(shè)后的滿(mǎn)堂腳手架無(wú)法進(jìn)行靈活性地調(diào)整、改變位置和大小。

（3）安全可靠性。新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)兩支臂依靠拉繩向中間立柱鎖緊，而支臂下端無(wú)支撐，其立柱依靠上下兩端固定，因此作業(yè)時(shí)支臂會(huì)產(chǎn)生向下的撓度，若使用單支臂，另一端支臂籃筐內(nèi)必須放置相應(yīng)重量的配重，以便保持支臂兩端平衡，穩(wěn)定性較滿(mǎn)堂腳手架差。新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)是依靠卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行上升和下降作業(yè)平臺(tái)，因此在立柱上端和下端均安裝限位開(kāi)關(guān)，若限位開(kāi)關(guān)故障失效，易造成作業(yè)人員傷亡事故。滿(mǎn)堂腳手架穩(wěn)定性較好，作業(yè)平臺(tái)發(fā)生失穩(wěn)概率小，其安全可靠性較新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)高。

（4）作業(yè)人數(shù)的局限性。新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)額定最大起重量為300kg，兩支臂籃筐內(nèi)部空間為520mm×920mm，作業(yè)人數(shù)不大于2 人，而滿(mǎn)堂腳手架作業(yè)平臺(tái)施工作業(yè)人數(shù)根據(jù)施工需要人數(shù)不受局限，因此，新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)受作業(yè)人數(shù)的嚴(yán)格限制，具有局限性。

（5）搭建作業(yè)平臺(tái)的安裝技術(shù)要求。新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)的安裝和操作人員必須經(jīng)過(guò)設(shè)備廠(chǎng)家的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，合格后方可施工操作，嚴(yán)禁非專(zhuān)業(yè)人員私自安裝和操作設(shè)備。新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)所附帶的所有零部件均具有獨(dú)特的作用，安裝人員需嚴(yán)格按照使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行安裝，嚴(yán)禁某個(gè)零部件漏裝或特意不裝。新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)不僅要滿(mǎn)足安全標(biāo)準(zhǔn)，而且安裝技術(shù)較滿(mǎn)堂腳手架要求更高。

（6）搭拆作業(yè)平臺(tái)的施工成本。為了適應(yīng)各種儲(chǔ)罐管口尺寸，新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)的各機(jī)構(gòu)為可拆卸形式，便于運(yùn)輸和搬運(yùn)，在儲(chǔ)罐內(nèi)組裝成整機(jī)，具有安裝簡(jiǎn)便、重復(fù)使用便利等特點(diǎn)。經(jīng)預(yù)算，新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)施工費(fèi)用較滿(mǎn)堂腳手架節(jié)省30%～35%。

兩種作業(yè)平臺(tái)針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合及要求各有優(yōu)劣，針對(duì)不同施工要求選用不同的作業(yè)平臺(tái)。因此，針對(duì)油罐內(nèi)壁檢修，新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)靈活應(yīng)用性更高，而針對(duì)油罐外部檢修，滿(mǎn)堂腳手架的應(yīng)用更安全、更可靠。

5 建議

為保障新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)運(yùn)行的安全可靠性，結(jié)合108# 罐新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)的實(shí)際應(yīng)用，提供幾點(diǎn)建議：

（1）主卷?yè)P(yáng)機(jī)為開(kāi)放式，在油罐內(nèi)防腐噴砂過(guò)程中，易造成砂礫進(jìn)入卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)備，也會(huì)將其他物件卷入卷?yè)P(yáng)機(jī)內(nèi)，引發(fā)設(shè)備故障，產(chǎn)生安全隱患，需增設(shè)防護(hù)設(shè)施。

（2）新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)兩支臂沿圓周方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)依靠操作人員通過(guò)繩索的牽引力單方向進(jìn)行移動(dòng)，因此在移動(dòng)時(shí)其設(shè)備的穩(wěn)定性大幅度降低，存有安全隱患。建議采取兩個(gè)操作人員配合牽引的方式，1 人牽引移動(dòng)，另1 人維持移動(dòng)的穩(wěn)定性和停止運(yùn)行，確保設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（3）垂直立柱依靠上下兩端進(jìn)行固定，上端依靠副卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)吊鉤的拉力進(jìn)行固定和保持垂直度，安裝前為了減輕罐頂?shù)某休d壓力，在副卷?yè)P(yáng)機(jī)架下方平鋪方木，增加受力面積，其受力面為罐頂拱頂面，對(duì)于腐蝕嚴(yán)重的拱頂罐受力不均勻時(shí)會(huì)造成拱頂面凹陷，甚至塌陷，引發(fā)安全隱患，因此使用前需進(jìn)行罐頂承載力分析。