張屹世

大慶油田工程建設(shè)有限公司油建二公司，黑龍江大慶163000

防側(cè)傾固定裝置在大型儲(chǔ)罐拆除施工中的應(yīng)用

張屹世

大慶油田工程建設(shè)有限公司油建二公司，黑龍江大慶163000

以某煉油加工廠改造工程中3臺(tái)1萬(wàn)m3鋼制拱頂儲(chǔ)罐的拆除施工為例，介紹了一種采用防側(cè)傾固定裝置拆除大型儲(chǔ)罐的施工方法，詳細(xì)描述了該方法的工藝原理、工藝程序以及吊車的選擇及站位，吊耳的設(shè)計(jì)制作，防側(cè)傾固定裝置的焊接、安裝，起吊后儲(chǔ)罐的平穩(wěn)性控制和儲(chǔ)罐逐層倒拆等操作要點(diǎn)。通過應(yīng)用該施工方法，使各工種及設(shè)備之間得到很好的配合，具有拆除效率高、高空作業(yè)量少、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低、避免外購(gòu)專用提升工具、節(jié)省工程成本等特點(diǎn)，順利完成了該工程儲(chǔ)罐的拆除施工，可為同類工程提供借鑒。

儲(chǔ)罐；防側(cè)傾；裝置；拆除；倒拆

在油田產(chǎn)能建設(shè)中，一些已建儲(chǔ)罐因老化、腐蝕、擴(kuò)容及改建等原因需要拆除。傳統(tǒng)大型儲(chǔ)罐拆除主要做法有在儲(chǔ)罐外側(cè)搭設(shè)腳手架的正拆法、內(nèi)置倒鏈提升或液壓起升的倒拆法[1-3]。本文以某煉油加工廠改造工程中3臺(tái)1萬(wàn)m3鋼制拱頂儲(chǔ)罐的拆除施工為例，介紹了防側(cè)傾固定裝置在大型儲(chǔ)罐拆除施工中的應(yīng)用。

1 工藝原理

采用吊車作為罐體的提升裝置，提升前根據(jù)儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)參數(shù)確定吊耳形式并焊接于罐壁頂部，在儲(chǔ)罐內(nèi)部設(shè)置防側(cè)傾固定裝置（主要為了在罐壁內(nèi)側(cè)均布擋桿），防止儲(chǔ)罐罐體起吊離地后發(fā)生側(cè)傾、移位等情況。儲(chǔ)罐罐體提升后，用火焊切割底圈一層罐板，拆除后再將罐體勻速、緩慢落至罐底板上，對(duì)下一圈罐壁板進(jìn)行拆除。如此重復(fù)，直至完成罐壁板的全部拆除施工。

2 施工程序

吊車的選擇及站位→吊耳的設(shè)計(jì)制作及焊接→安裝防側(cè)傾固定裝置→吊車起升罐體→拆除罐板。

3 操作要點(diǎn)

3.1 吊車的選擇及站位

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，1萬(wàn)m3儲(chǔ)罐的拆除參數(shù)見表1。

表1 儲(chǔ)罐拆除參數(shù)

儲(chǔ)罐需使用吊車提升的部分為罐頂和罐壁合體，所以提升部分的總質(zhì)量G1=G總-G罐底=236.6 t-75.7 t=160.9 t。吊車荷載分配計(jì)算：儲(chǔ)罐提升部分的總質(zhì)量G1為160.9 t，吊裝索具、卡環(huán)的總質(zhì)量G2為4 t，合計(jì)質(zhì)量G為164.9 t，取吊車脫離地面擺動(dòng)系數(shù)k1=1.2，則總吊裝能力Q計(jì)總=G×k1=197.9 t。該施工場(chǎng)地狹小，罐體直徑較大，為保證儲(chǔ)罐受力均勻，采用5臺(tái)50 t吊車配合起吊。查吊車性能表，50 t汽車吊工作幅度4 m、桿長(zhǎng)15 m時(shí)，起重質(zhì)量40 t，滿足要求。根據(jù)吊車站位平面布置示意圖在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地放樣編號(hào)，以便起升時(shí)指揮各臺(tái)吊車。吊車站位時(shí)，盡可能保證最小的作業(yè)半徑，使吊車具有最大的吊裝能力。

圖1 吊車站位平面布置示意

3.2 吊耳的設(shè)計(jì)制作及焊接

由于罐體直徑大（周長(zhǎng)達(dá)100.5 m），且罐壁板較薄，吊裝過程中可能撕裂壁板，發(fā)生危險(xiǎn)，要充分考慮吊耳與罐壁板焊接處的局部強(qiáng)度，設(shè)置吊耳時(shí)要控制間距且數(shù)量要多一些。按此原則，按每臺(tái)吊車與2個(gè)20 t板式吊耳相連，共設(shè)置10個(gè)吊耳，并均勻分布于罐壁頂部，如圖2所示。

圖2 吊裝吊耳平面布置示意

吊耳要與罐壁板和抗風(fēng)圈同時(shí)焊接在一起（見圖3），以增加吊耳處壁板的強(qiáng)度，且每個(gè)吊耳的方向要與吊裝繩扣的角度保持一致，以減少側(cè)向力。為每個(gè)吊耳配鋼絲繩1根（長(zhǎng)度2 m），選用直徑φ32 mm、強(qiáng)度等級(jí)1 770 MPa的6×37+1鋼芯鋼絲繩，使用時(shí)采用2股，安全系數(shù)取6，鋼絲繩實(shí)際最大受力199 kN，最小破斷拉力645 kN；安全系數(shù)為645×2/199=6.5＞6，滿足要求。

圖3 吊裝吊耳焊接示意

3.3 安裝防側(cè)傾固定裝置

罐體的吊裝極易發(fā)生側(cè)傾、移位，造成吊機(jī)側(cè)翻危險(xiǎn)，需要特別注意。為增加罐體起吊的平穩(wěn)性，在儲(chǔ)罐內(nèi)部安裝防側(cè)傾固定裝置。清洗儲(chǔ)罐至滿足拆除條件后，在罐底一圈壁板上用火焊切割出進(jìn)出通道一處（高度為一層壁板的高度，寬度為2.5 m），以便將防側(cè)傾固定裝置及工具運(yùn)送至罐內(nèi)；該裝置主要由若干擋桿、底座和斜支撐組成，擋桿為φ159 mm×6 mm焊接鋼管，長(zhǎng)度為第一圈壁板高度的1.5倍，在罐底挨近罐壁板處焊接200 mm×200 mm×10 mm的鋼板底座，在底座貼緊罐壁板處焊接擋桿，然后焊接斜支撐加強(qiáng)擋桿，如圖4所示。根據(jù)罐體直徑設(shè)置擋桿數(shù)量，在1萬(wàn)m3儲(chǔ)罐內(nèi)部需均勻布置擋桿30組（見圖5），使得罐體起吊后，擋桿用來支撐罐壁，防止罐體側(cè)傾移位。

圖4 防側(cè)傾固定裝置安裝示意

圖5 防側(cè)傾固定裝置布置示意

3.4 吊車起升罐體

現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)無誤后，正式進(jìn)行吊裝。指揮5臺(tái)吊車同時(shí)起鉤，當(dāng)每臺(tái)吊車顯示的吊裝質(zhì)量為10 t時(shí)，停止起升吊鉤；檢查罐體有無變形、吊車及吊耳的受力情況等；繼續(xù)起升吊鉤，每次增加的幅度不超過2 t，將罐壁板變形產(chǎn)生的彈性勢(shì)能逐漸釋放出來；當(dāng)每臺(tái)吊車的吊裝質(zhì)量顯示為應(yīng)承重的理論計(jì)算值時(shí)，停止起升吊鉤，采用火焊沿罐底一層壁板的下橫縫進(jìn)行切割，使罐體與罐底分離，然后檢查罐體是否離開罐底。在實(shí)際操作過程中，各角度的吊車顯示吊裝質(zhì)量的數(shù)值可能不同，這時(shí)需使罐體已離開罐底板區(qū)域的吊車停止起升，其余沒有離開罐底板位置的吊車?yán)^續(xù)起升，直到整個(gè)罐體離開罐底為止。操作過程應(yīng)特別注意保證每臺(tái)吊車的起升幅度盡可能一致，并在方案設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)每臺(tái)吊車的負(fù)荷進(jìn)行有效預(yù)留。

3.5 拆除罐板

（1）罐體離開罐底后，采用火焊沿著罐底一層壁板的上橫焊縫進(jìn)行切割，切割下來每張罐壁板的長(zhǎng)度以現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)于拉運(yùn)車輛車廂長(zhǎng)度為宜，罐底一層壁板拆除后如圖6所示。然后5臺(tái)吊車緩慢、均速地完成儲(chǔ)罐主體下落，進(jìn)行上一圈罐壁板的切割拆除，如此重復(fù)多次，即完成罐壁板的拆除施工。在拆除時(shí)，使用12 t履帶吊將拆除的切割板吊至指定場(chǎng)地堆放，并進(jìn)行標(biāo)號(hào)、檢尺，統(tǒng)一拉運(yùn)。

圖6 罐底一層壁板拆除后示意

（2）當(dāng)只剩兩層罐壁板時(shí)，在罐頂板對(duì)應(yīng)防側(cè)傾固定裝置的擋桿位置火焊切割出天窗，以便罐壁板繼續(xù)拆除施工，防止擋桿與罐頂板相沖；將罐壁板拆除至只剩一層時(shí)，即可對(duì)罐頂板及其附件進(jìn)行拆除——在最后一層罐壁板上火焊切割進(jìn)出口一處，用3根φ114 mm×4.5 mm鋼管分別將罐頂?shù)闹行捻敯搴凸薜装搴附庸潭ǔ梢惑w，并用3根φ60 mm×3.5 mm鋼管斜支撐進(jìn)行加固，防止拆除時(shí)傾倒，按照罐頂瓜皮板焊縫對(duì)稱切割拆除罐頂板，然后對(duì)罐頂中心頂板進(jìn)行拆除；最后切割剩余的一圈罐壁板，即完成了罐壁與罐頂?shù)牟鸪?；剩余的罐底板按照原焊縫位置進(jìn)行火焊切割、拆除即可。

4 拆除技術(shù)方案對(duì)比

以拆除1座1萬(wàn)m3鋼制拱頂儲(chǔ)罐為例，三種拆除技術(shù)方案具體效益分析見表2。

表2 拆除1萬(wàn)m3儲(chǔ)罐三種技術(shù)方案效益分析表

由表2可知，采用防側(cè)傾固定裝置進(jìn)行大型儲(chǔ)罐的拆除施工，通過使用汽車吊、履帶吊、檔桿、電氣焊等施工器具，組織較少的施工人員，在最短的時(shí)間內(nèi)完成施工任務(wù)，比倒鏈提升倒拆法和搭設(shè)腳手架正拆法分別節(jié)省工期5 d和11 d，且施工成本最低。

5 結(jié)束語(yǔ)

采用防側(cè)傾固定裝置拆除大型儲(chǔ)罐的施工方法能夠使各工種及各設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)良好配合，具有拆除效率高、高空作業(yè)量少、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低、避免外購(gòu)專用提升工具、節(jié)省工程成本等特點(diǎn)。應(yīng)用該施工方法順利完成了3座1萬(wàn)m3鋼制拱頂儲(chǔ)罐的拆除施工，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，可為今后同類工程施工提供借鑒。

[1]馬永春.油田立式鋼制儲(chǔ)罐拆除施工技術(shù)[J].科技與企業(yè)，2015（12）：142-142.

[2]肖揚(yáng).倒裝法在儲(chǔ)罐拆除施工中的應(yīng)用[J].油氣田地面工程，2014，33（5）：87-87.

[3]黃勇.電動(dòng)倒鏈多點(diǎn)提升倒裝法在立式儲(chǔ)罐拆除中的應(yīng)用[J].中國(guó)化工貿(mào)易，2015（35）：250-251.

[4]GB 50798-2012，石油化工大型設(shè)備吊裝工程規(guī)范[S].

[5]石磊，余雷，李朋，等.大型儲(chǔ)罐整體搬遷施工技術(shù)[J].石油工程建設(shè)，2007，33（6）：53-55.

Use ofanti-sideswayfixed device in demolished construction oflarge storage tank

ZHANG Yishi
Daqing Oilfield No.2 Engineering Construction Company，Daqing 163000，China

Taking the three sets of 10 000 m3steel vault storage tanks in an oil refining plant for example，this paper introduces a construction method of demolishing large storage tank，which applies the anti-sidesway fixed device.The principle and procedure of the method，selecting and positioning cranes，designing and fabricating lifting eyes,welding and installing anti-sidesway fixed device，key operation points such as stability controlof lifting the tank and inverted demolishing it layer by layer are described in this paper.This construction method can coordinate various types of work and equipment and has the advantages of high demolishment efficient，less aerial work，low labor strength，avoiding purchase of other special lifting tools and saving cost.The practice of the successful demolishment of the large storage tanks can offer reference for similar construction projects.

storage tank；anti-sidesway；device；demolish；inverted demolition

10.3969/j.issn.1001-2206.2017.02.014

張屹世（1985-），男，吉林長(zhǎng)春人，工程師，2008年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)從事油田地面工程建設(shè)相關(guān)工作。Email：461578073@qq.com

2016-12-02