■ 吳長貴 谷 波 鄧衛(wèi)國 朱勇昆 中國化學(xué)工程第四建設(shè)公司 湖南岳陽 412000

大型鋼制圓筒式儲罐的導(dǎo)鏈式倒裝法施工技術(shù)

■ 吳長貴 谷 波 鄧衛(wèi)國 朱勇昆 中國化學(xué)工程第四建設(shè)公司 湖南岳陽 412000

導(dǎo)鏈式倒裝法是一種設(shè)備投資較少、施工方法簡便、施工質(zhì)量穩(wěn)定可靠的方法，以往常用于3000m3以下的儲罐施工，本工程通過調(diào)研、分析在20000m3鋼制儲罐中采用了導(dǎo)鏈式倒裝法取得了成功。在類似工程上有借鑒作用。

導(dǎo)鏈式倒裝法 大型鋼制圓筒式儲罐 原理 工藝流程

鋼制立式儲罐多用于化工、石油、農(nóng)藥、儲運等行業(yè)。近年來，因為大型儲罐在容積相等的條件下，有占地面積少，投資成本低等優(yōu)點，隨著社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鋼制立式儲罐有越來越向大型化發(fā)展的趨勢。

2008 年我公司承接了某處國家成品油儲備庫的改擴建工程，6臺20000m3儲油罐安裝制作以及管道、電氣安裝工程。這是我公司采用導(dǎo)鏈式倒裝法進行安裝施工的大型鋼制立式儲罐的典型工程。以往采用導(dǎo)鏈式倒裝法安裝鋼制立式儲罐的多為3000m3以下的中小型儲罐，運用于20000m3這樣大型的鋼制立式儲罐還是非常罕見的。通過調(diào)研和實地考查，并根據(jù)以往的施工經(jīng)驗，在施工準備階段和施工過程中把握好關(guān)鍵部位，最終取得了圓滿成功。

1 油罐結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)數(shù)據(jù)

(1)油罐類型為立式圓筒形拱頂油罐（其頂蓋為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)）；

(2)設(shè)計裝油容積20000m3；

(3)罐內(nèi)設(shè)計允許剩余壓力正壓為2kPa，負壓為-1.2kPa；

(4)罐內(nèi)設(shè)計試驗壓力正壓為2.2kPa，負壓為-1.32kPa；

(5)油罐主體材質(zhì)為16MnR和Q235-A；

(6)頂蓋和底板焊接接頭為搭接形式，罐壁采用對接形式；

(7)幾何尺寸及質(zhì)量：罐底直徑40500mm；罐壁內(nèi)口直徑40460mm；罐壁高度16935mm；罐體總高22840mm；總耗鋼量392.56t。

2 方案選擇

一般情況下，大、中型儲罐尤其是拱頂罐很少采用正裝法，因為正裝法施工，隨著罐體越來越高，高空作業(yè)困難，很難保證工程質(zhì)量和安全。而倒裝法施工大都集中在地面作業(yè)，不受高度影響，不僅安全、工效高，而且節(jié)省了大型吊裝設(shè)備、腳手架等費用。同時，倒裝法施工場地占用少，作業(yè)空間大，便于施工全方位地展開。目前，國內(nèi)采用倒裝法進行鋼制立式儲罐安裝施工常采用液壓頂升法、充氣頂升法和導(dǎo)鏈式安裝法。三者的區(qū)別：

(1)液壓頂升法固然操作簡便，省時省力，但成本過高。僅1套液壓起升裝置，其設(shè)備購置費就高達幾十至上百萬元，一般工程施工單位都很難承受。

(2)充氣頂升法雖說其工裝成本要比液壓頂升法低，但充氣頂升法的整套裝置安裝復(fù)雜，環(huán)節(jié)繁多。特別是每次提升前，提升裝置的回位安裝都要花費很多時間，在一定程度上制約了工程進度的加快。其次，充氣頂升法提升罐體是利用壓縮空氣進行頂升的，罐體在上升過程中的平穩(wěn)性比較難以控制。另外，充氣頂升法對提升限位裝置要求很高，一旦某個局部出現(xiàn)紕漏，導(dǎo)致罐體冒頂，后果不堪設(shè)想。

(3)與上述2種施工方案相比，導(dǎo)鏈式安裝法在機具設(shè)備方面的投資最少，相對工程成本也就最低；整個裝置操作簡單，安裝快捷，加快了工程進度，節(jié)約了工期；施工裝置工作穩(wěn)定可靠，操作人員在施工過程中能較方便地加以控制。經(jīng)過從工程成本、工程進度、工程質(zhì)量、安全性等方面的比較，最終決定采用導(dǎo)鏈式倒裝法進行安裝施工。

3 導(dǎo)鏈式倒裝法原理

導(dǎo)鏈式倒裝法就是利用千斤頂、卡板等輔助工具將漲圈固定在最上一圈壁板的內(nèi)壁，并焊接盤板來保證漲圈向罐體的傳力，然后用導(dǎo)鏈裝置提升漲圈，同時也帶動了整個罐體徐徐上升。當升到預(yù)定位置時，即可進行上下圈壁板之間的組對。當全部組對、焊接完畢后，再利用導(dǎo)鏈裝置將漲圈放下，重新設(shè)置于第二圈壁板下口（壁板下口應(yīng)留出組對位置），然后再提升罐體、組對、焊接，直至將罐體壁板全部組裝焊接完畢。采用導(dǎo)鏈式倒裝法，漲圈是一個非常關(guān)鍵的裝置。設(shè)置漲圈的作用一是以漲圈作為罐體組對焊接時的胎具，保證罐體組對焊接后的圓度及垂直度；二是設(shè)置導(dǎo)鏈的下端吊耳，用于提升罐體，并保證導(dǎo)鏈提升時儲罐整體的剛度。因此漲圈在制作安裝過程中必須保證其強度可靠弧度精確。

4 施工裝置

導(dǎo)鏈式倒裝法施工裝置由桅桿、導(dǎo)鏈、漲圈、中心立柱、中心盤、輔助拉桿及活口調(diào)節(jié)裝置組成。全套裝置安裝示意見圖1。

(1)桅桿選用C159mm×10mm無縫鋼管制作，上端設(shè)置導(dǎo)鏈上吊耳，下端通過墊板與底板連接，并在其下部與底板之間設(shè)置加強筋板及斜撐。根據(jù)最大提升質(zhì)量，儲罐設(shè)40根桅桿，每根桅桿配備1只10t導(dǎo)鏈。

(2)儲罐漲圈選用300mm×80mm×9mm槽鋼分3段進行滾圓制作，槽鋼每隔1m 設(shè)置1塊70mm×60mm×10mm的豎向加強筋，沿槽鋼中央設(shè)置65mm×10mm的環(huán)向加強筋，成型后用弦長2m的弧形樣板檢查，間隙小于2mm，安裝時，用3只30t千斤頂將漲圈沿儲罐內(nèi)壁頂緊，并每隔2m左右在罐壁上焊1塊卡板以保證漲圈安裝強度。

(3)中心立柱、中心盤選用C159mm×10mm無縫鋼管及δ16mm的鋼板焊接而成，通過輔助拉桿與桅桿聯(lián)接，實現(xiàn)桅桿在水平方向上受力的平衡，保證桅桿在受力后不傾斜。

(4)輔助拉桿選用C16mm的圓鋼制作，用以實現(xiàn)中心立柱、中心盤與桅桿，桅桿與桅桿之間的聯(lián)接，輔助拉桿用花籃螺絲來進行松緊調(diào)節(jié)。

(5)活口調(diào)節(jié)裝置由2只5t導(dǎo)鏈和相應(yīng)的索具眼板組成?；羁谡{(diào)節(jié)裝置的主要作用是便于圍板圍好，尚未組裝的下一圈壁板周圈的放松和收緊。此次2組活口裝置應(yīng)基本對稱設(shè)置。

5 施工程序及技術(shù)要求

導(dǎo)鏈式倒裝法的工藝流程見圖2。具體程序及技術(shù)要求為：

(1)施工準備：包括施工技術(shù)、材料供應(yīng)、機具設(shè)備、施工現(xiàn)場等的準備。

(2)預(yù)制：首先根據(jù)鋼板規(guī)格及設(shè)計圖紙要求繪制排板圖，然后根據(jù)排板圖對儲罐的頂板、壁板、底板進行放樣下料，并按照排板圖對每一塊鋼板進行編號。預(yù)制完成的鋼板應(yīng)放置在相應(yīng)的胎具上，以保證其弧度不發(fā)生變化，同時須疊放的鋼板應(yīng)根據(jù)安裝順序依次堆放。邊梁采用分段熱煨成型，用樣板控制圓度，間隙2mm。每段邊梁成型后都應(yīng)按順序進行編號。

(3)驗收基礎(chǔ)：取得土建專業(yè)提供的基礎(chǔ)中間交接驗收合格證明書，并在基礎(chǔ)上放劃十字中心線和罐底邊緣板外圓周線。土建基礎(chǔ)上應(yīng)按設(shè)計要求留有供安裝人員進出的安裝孔，待安裝結(jié)束后再填充夯實。

(4)罐底組裝：罐底板組裝前，其鋼板背面應(yīng)進行噴砂處理，并刷瀝青漆2道。然后根據(jù)已劃好的十字中心線和罐底邊緣板外圓周線鋪設(shè)邊緣板及中幅板，其中中幅板的鋪設(shè)應(yīng)先鋪設(shè)中心長條基準中幅板，然后再由中心向兩側(cè)逐塊逐條地鋪設(shè)。邊緣板的焊接只施焊靠外緣300mm部位的焊縫，焊后應(yīng)進行射線探傷。邊緣板與中幅板的搭接焊縫先不焊。

(5)頂圈壁板組裝：在罐底板上劃出壁板內(nèi)圓組對線，并在其內(nèi)側(cè)每隔500mm點焊一塊檔板，規(guī)格為100mm×100mm×10 mm，作為壁板下口組對基準，壁板上口則將漲圈安裝上，用以保證罐體組對時整體的圓度。組對、焊接時應(yīng)嚴格控制其直徑、橢圓度、垂直度等參數(shù)。

(6)邊梁組裝：邊梁按編號順序進行組裝，組裝后檢查其圓度和水平度，圓度公差為±20mm，水平度為±5mm。

(7)安裝鋼網(wǎng)殼：雖然鋼網(wǎng)殼采用的是專業(yè)廠家的產(chǎn)品，但是還是由我公司負責(zé)進行安裝。鋼網(wǎng)殼安裝的關(guān)鍵是其拱度的要求，可用大的弧形樣板進行檢測。

(8)頂蓋板的組裝：按照排板圖及編號順序進行頂蓋板的組裝，注意調(diào)整搭接寬度和搭接貼合度，做到吊裝1塊，調(diào)整1塊，點焊1塊。

(9)安裝罐頂附件、踏步和欄桿等。

(10)提升裝置安裝：首先將漲圈移至壁板下口，用3只30t千斤頂將漲圈沿儲罐內(nèi)壁頂緊，并在罐壁上焊上卡板將漲圈與壁板固定。其次豎桅桿，桅桿位置在圓周上應(yīng)按罐體周長方向等分設(shè)置，在徑向上應(yīng)保證上下吊耳垂直對齊使導(dǎo)鏈盡可能垂直受力。然后安裝中心立柱、中心盤和輔助拉桿，以保證桅桿之間受力的相對平衡。最后安裝導(dǎo)鏈。

(11)下圈壁板安裝：按照排板圖及編號順序進行下圈壁板的組對安裝，圍板上留2道活口不焊，在每個活口上各設(shè)置1組活口調(diào)節(jié)裝置，用于在提升、組對過程中逐步收緊壁板。

(12)罐體的提升及組對：每次提升前要對提升裝置進行全面認真的檢查，合格后方可開始提升；提升至2/3高度時，停止提升，在壁板下口內(nèi)側(cè)每隔500mm 點焊一塊環(huán)縫組對擋塊；提升到位后，制作人員分別從兩活口之間的中心位置向活口方向組對環(huán)縫，在組對的同時由專人負責(zé)控制活口調(diào)節(jié)裝置；切割且組對活口立縫的對接處，同時組對其兩側(cè)的環(huán)縫，并按立縫、環(huán)縫的次序進行焊接；在罐內(nèi)按設(shè)計要求進行立縫和環(huán)縫的焊接；根據(jù)設(shè)計要求進行焊縫外觀檢查和無損探傷檢查，不合格者應(yīng)立即進行返修。

(13)依上述有關(guān)程序循環(huán)進行、逐圈組裝，直至將各圈壁板提升、組焊全部完成。

(14)組焊壁板與底板間角縫，焊后應(yīng)進行滲透探傷。

(15)焊接邊緣板徑向縫剩余焊縫。

(16)焊接邊緣板與中幅板的搭接焊縫。

(17)罐體附件安裝。

(18)按規(guī)范和設(shè)計要求進行罐底真空試驗、儲罐盛水試驗、基礎(chǔ)沉降觀測、罐頂正負壓試驗等。

(19)儲罐內(nèi)外壁整體防腐保溫。

(20)儲罐交工驗收。

6 結(jié)束語

該工程結(jié)束后，經(jīng)過當?shù)刭|(zhì)量監(jiān)督部門的檢查，情況良好，得到業(yè)主的肯定。實踐證明，采用導(dǎo)鏈式倒裝法安裝大型鋼制立式儲罐不僅可行，而且工程進度快，工程質(zhì)量有保證，不失為一種先進的施工方法，值得進行推廣。

TE972

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1672-9323（2010）05-0042-03

2010-07-20）